内循环流化床锅炉解决垃圾焚烧发电的几个问题1

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1、内循环流化床锅炉解决垃圾焚烧发电的几个问题发布人：发布时间：2012-08-13浏览次数：0摘要：内循环流化床锅炉解决了在垃圾焚烧发电过程中存在的金属高温腐蚀等技术难题。该文对此进行了阐述。关键词：循环流化床锅炉;垃圾发电;高温腐蚀;不可燃物0引言随着经济的高速增长，城市生活垃圾以及工业废弃物的处理目前已成为一个重要的社会问题。要达到垃圾的无害化、减容化、资源化的目的，直接焚烧并利用余热供汽或发电是一个有效的途径，也是发展的必然趋势。目前国内外的垃圾焚烧方式主要有四种：炉排式层状燃烧、流化床燃烧、旋转式燃烧以及等

2、离子弧燃烧，而采用较多的是前两种。一般的炉排炉由于结构设计所限，存在着设备可靠性差。燃烧温度偏高、高温腐蚀及二次污染等缺陷。流化床燃烧是六十年代初发展起来的一种新的清洁燃烧技术，与炉排沪相比，具有燃烧效率高、负荷调节比大、SO2及NOx排放低、热强度高、对燃料适应性广等优点。目前，低参数的垃圾发电装置已经有了较多的应用，然而垃圾发电要向高参数、大容量方向发展，仍面临着如高温腐蚀等一些技术难题。九十年代初，日本茌原制作所在无破碎回旋流型流化床燃烧炉的基础上，开发了内循环式流化床锅炉。它采用内循环结构、利用倾斜的隔墙

3、将燃烧室分割成主燃烧室和热回收室两部分，而只在热回收室内布置床内受热面，通过炉下送风的配合形成了如图1所示的（A）、（B）、（C）三个循环流组成的复合循环。内循环流化床技术解决了垃圾焚烧发电的一些技术难题，成为垃圾焚烧设备的最佳选择。图1内循环式流化床锅炉的循环状态1垃圾焚烧发电的几个技术难题1.1传热管的高温腐蚀随着工业生产的发展和人民生活水平的提高，垃圾的成分也在发生变化。城市垃圾中的塑料类的含量不断增加，而工业废弃物中更是含有大量的塑料制品。由于塑料中的Cl元素在燃烧时产生HCl，在高温条件下对传热管的金属

4、壁面产生腐蚀。另外，垃圾中的Na、K等碱性金属化合物沉积附着于金属表面，会加剧金属的腐蚀。在目前的垃圾焚烧发电锅炉中，为了避免HCl的高温腐蚀，一般只能采用低温低压参数，以降低受热面壁温。1.2不可燃物排出不良要发挥流化床锅炉的优点，必须维持良好的流化效果。由于垃圾成分的多样性，存在着一些阻碍流化的不利因素：（1）不流动物体的堆积——砖瓦、石块、金属等粗大重物;（2）细长不可燃物的缠绕——铁丝、电缆、管子等;（3）盐类的炉内蓄积——Na、K等低熔点物质的增加，使流化介质的粘性增大。当采用流化床锅炉直接焚烧垃圾时，

5、如果不能有效地把炉内不可燃物分离出来并排出炉外，将导致流化床的失效。沸腾护、循环流化床锅炉的上下垂直方向的流动方式均不能解决这一技术难题。2内循环流化床锅炉设计上所采取的措施2.1高温腐蚀对策2.1.1维护热回收室环境料层内烟气取样分析的结果如表1所示。由表1可以看出，主燃烧室的烟气含氧量极低，而燃烧产物CO、CO2含量则较高，表明燃料的挥发份及腐蚀性气体在主燃烧室内几乎已经燃尽，并且上升至炉顶，而进入热回收室的是被加热的流化介质和一部分固定炭，热回收室的氧浓度接近于空气，而CO、CO2的浓度很低，可以说在热回收

6、室内几乎没有进行燃烧。也就是说，即使燃料中含有腐蚀成分，热回收室环境也不会受其影响。由于氧浓度高，产生的还原性气体很少。热回收室中的弱流化床（移动床）方式也减轻了沉积物在金属表面的附着。表1层内燃烧气体分析结果2.1.2蒸发管布置在主燃烧室蒸发管的蒸汽压力即使达到6.3MPa，蒸汽温度也仅为280℃左右，管壁温度约为310℃，燃烧产物中即使含有HCl、Cl2气体也不用担心腐蚀的问题。而设计上将饱和蒸汽压力提高到6.3MPa水平不存在什么问题。安装于日本丰田汽车公司的一台工业废弃物混烧内循环流化床锅炉运行时，其汽包

7、压力即达到6.1MPa。因此，完全可以将蒸发管布置于环境恶劣的主燃烧室内。2.1.3过热器布置在热回收室针对HCl引起的高温腐蚀，目前单靠提高过热器管的材质级别已难以解决问题。而内循环流化床锅炉采用的方法是，尽量使过热器管不接触腐蚀性烟气。如图1所示，内循环流化床锅炉用倾斜的隔墙将燃烧室分割成中间的主燃烧室和两侧热回收室，垃圾的燃烧过程主要在主燃烧室进行，而把过热器布置于非腐蚀环境下的热器回收室的料层内。这样，在一定的温度范围内，过热器采用一般的不锈钢材料就可满足耐腐蚀的要求。日本丰田汽车公司所使用的内循环流化床

8、锅炉采用双床型式，即将流动床分割成两部分，一部分为垃圾混烧，另一部分为燃煤，过热器则布置在燃煤流动床的热回收室内，从而进一步避开了HCl腐蚀环境。2.2不可燃物对策内循环流化床锅炉的流化方式采用回旋流（如图1所示）。在炉下两侧较强流化风的作用下，主燃烧室两侧的床料激烈上扬，并在倾斜隔板的层流作用下流向中间，而中间的床料在较弱流化风的作用下缓慢下降，并借助于向两侧下方倾斜的