摘要：垃圾焚烧发电厂的蒸汽吹灰器和燃气脉冲吹灰器是余热锅炉的重要辅助设备，密封保护风是吹灰器正常运行的保障。本文通过分析不同密封保护风气源，空气和净化后的烟气对比，提出用净化后的烟气替代空气的方法，达到降低烟气含氧量、减少NOx生成、减小污染物折算排放浓度等目的。
关键词：垃圾焚烧；吹灰器；密封保护气源；烟气含氧量
目前垃圾焚烧发电是垃圾处理的主要方法，垃圾焚烧可减少量80%以上，这种方式能实现垃圾无害化处理，减少填埋用地；然而在目前的垃圾焚烧炉运行过程中，焚烧炉的积灰的现象非常严重，常常积灰导致焚烧炉故障造成的停炉。根据新的《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求，焚烧炉每年启动、停炉过程排放污染物的持续时间以及发生故障或事故排放污染物持续时间累计不应超过60小时；因此锅炉启停炉次数将成为垃圾焚烧厂的一项重要指标。余热锅炉蒸汽吹灰器和燃气脉冲吹灰器是余热锅炉的重要辅助设备，也是锅炉长周期运行的重要保障，密封保护风系统的正常运行是吹灰器可靠运行的保证。
垃圾焚烧锅炉受热面的积灰、结渣是一种普遍现象。垃圾锅炉炉膛火中心温度一般可达1000℃，燃料中的灰份大多呈熔化状态，而四周水冷壁附近烟温较低，如果烟气中携带的灰粒在接触壁面时仍呈熔化或粘性状态，则会逐渐粘附在管壁上形成紧密的灰渣层。结渣会降低炉内受热面的传热能力。一般垃圾焚烧处理系统受到结渣沾污后，水冷壁、水冷管等换热设备的传热能力降低，除炉膛出口烟温相应提高；还可产生堵塞现象，除传热效率降低，并提高排烟温度，降低锅炉运行经济性。
在垃圾焚烧电厂吹灰器一般有蒸汽吹灰器和燃气脉冲吹灰器两种。蒸汽吹灰器利用采用双喷嘴前伸到位后定点旋转吹灰，主要用于吹扫锅炉水冷壁上的结灰和结渣，燃气脉冲吹灰器利用乙炔爆燃的冲击波和震动将积灰清除。
垃圾焚烧炉炉膛压力变化较大，特别是炉排落渣或锅炉积灰严重时，烟气中含有各种腐蚀性成分和大量的水份，当不吹灰时，针对吹灰罐与管道的腐蚀，应增加密封风机，当吹灰时，密封风机停止运行；当不吹灰时，烟气窜入吹灰管及管道内，形成腐蚀性液体，腐蚀吹灰器设备和管道，影响吹灰器正常运行。为解决吹灰器腐蚀问题，吹灰器一般设有密封风装置。密封风吹灰器，阻止炉膛烟气进入吹灰器。密封保护风一般用压缩空气或用高压风机将空气送到各密封点。
由于密封保护风采用空气，能保证吹灰正常运行，也会带来以下的负面影响：
1.增加了烟气排放总量和烟气含氧量。吹灰器一般布置在余热锅炉二、三烟道和尾部烟道的膜式水冷壁上，烟气温度在832~235度，此时锅炉燃烧反应已基本完成，即不再需要氧气。500t/d锅炉为例，蒸汽吹灰器和燃气脉冲吹灰器的密封风量为5140Nm3/h,设计额定烟气量为111500 Nm3/h。若原烟气含氧量为5%，因密封风的加入，烟气含氧量将上升到5.71%，上升14.1%。增加了烟气排放总量，增加了4.6%烟气量。
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2.提高了烟气污染物的折算排放浓度，增加排污费用。折算排放浓度超高，单位容积排污费越多。在《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485-2014等环保法规中规定，各项污染物浓度的排放限值，均指在标准状态下以11%（V/V%)O2（干烟气）作为换算基准换算后的基准含氧量排放浓度，按下式进行换算：
ρ=ρ'×（21-11）/（φ0（O2）-φ'（O2））
ρ——大气污染物基准氧量排放浓度，mg/m³；
ρ'——实测的大气污染物排放浓度，mg/m³；
φ0（O2）——助燃空气初始氧含量，%。采用空气助燃时为21；
φ'（O2）——实测的烟气氧含量，%。
3.增加了引风机的负荷，提高了厂用电率。吹灰器的密封保护风相当于锅炉漏风，将使排烟温度和排烟量增加，排烟损失增大，锅炉效率降低。
4.增加了烟气NOx含量研究表明，增加了SNCR系统运行费用。研究证明NOx在燃烧温度为600~800℃的范围内生成量最大，且随着停留时间的延长、过量空气系数的增大而增大。烟气NOx含量的增加，影响SNCR系统运行效果，并增加SNCR运行费用。
锅炉烟气经脱酸、除尘后，各种腐蚀性成分已基本除去，并有较高的温度和较低的含氧量。若密封保护风气源由空气改为脱酸、除尘后的烟气，除能保证吹灰器正常运行外，还有以下优点：
1.由于部分烟气用于吹灰器密封风，降低了烟气排放总量和烟气含氧量。
2.降低了烟气污染物的折算排放浓度，减少排污费用，并减少引风机电耗。
3.过量空气系数的减小，烟气NOx含量的相应降低，从而减少SNCR运行费用。
4.防止冷空气进入高温的烟气中，空气中的水分会溶解酸性气体形成酸，腐蚀管材。
参考文献
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论文作者:张志忠 姚琴
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/12
标签：烟气论文; 锅炉论文; 含氧量论文; 污染物论文; 垃圾焚烧论文; 浓度论文; 空气论文; 《电力设备》2017年第15期论文;