关于生活垃圾焚烧发电项目防止飞灰储存罐板结的探索及实践
摘要：在空气湿度相对较大的地区，如东南沿海及南方地区，生活垃圾发电厂生产中产生的飞灰在储存罐内容易受潮结露而板结，造成飞灰在储罐内装卸过程时，容易出现下灰不畅甚至堵灰现象，需要人力捅灰、放灰，如处理不及时，严重时，飞灰因满仓造成锅炉被迫降负荷甚至被迫压火处理。宁波公司通过对飞灰储罐结构进行优化、技改，有效解决了飞灰储罐频繁堵灰的疑难问题。既保证了除灰系统设备稳定运行，从而确保机组的稳定环保生产，又避免了因堵灰造成增加员工的劳动强度，避免了人工放灰过程中对环境造成二次污染及员工接触污染物的可能性。
关键词：垃圾发电；飞灰；板结；预防
中图分类号：X708 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0069-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.039
Exploration and practice on preventing flattening of fly ash storage tanks in domestic waste incineration power generation project
Wu Yongxin
（Everbright Environmental Protection Technology and Equipment （Changzhou） Co.， Ltd.， Changzhou Jiangsu 213000，China）
Abstract： In regions with relatively high air humidity， such as the southeast coast and southern areas， the fly ash generated in the production of domestic waste power plants is easily damp and knotted in the storage tank to form a knot， resulting in fly ash loading and unloading in the storage tank. Prone to poor ash or even clogging the ash phenomenon， the need for human power stab ash， put ash， such as the treatment is not timely， serious， fly ash due to full warehouse caused by the boiler was forced down load or even forced fire treatment. Ningbo company through the optimization of fly ash storage tank structure， technical transformation， an effective solution to the dust fly ash storage tank frequently difficult problems. Which not only ensures the stable operation of the equipment of the ash removal system but also ensures the stable and environmentally friendly production of the unit and also avoids increasing the labor intensity of the employees due to the ash blocking and avoids secondary pollution to the environment and exposure of the employees to the pollutants possibility.
Key words： Garbage power generation； Fly ash； Compaction； Prevention
光大环保能源（宁波）有限公司（以下简称宁波公司）位于宁波市北仑区郭巨街道长浦一号，分两期建成：一期建设规模为2台500吨/日机械焚烧炉+1台20MW汽轮发电机；二期扩建1台500吨/日机械焚烧炉+1台12MW汽轮发电机，日处理入炉垃圾量1500吨，环保排放执行欧盟2010排放标准，公司已取得浙江省生活垃圾处理无害化AAA评定、浙江省工业旅游基地、浙江省循环经济示范企业、全国绿色标杆示范企业等荣誉称号。公司储灰罐规格为Ф4.5*9.5-150m3灰仓安装有仓顶除尘风机、灰仓电伴热、灰仓破拱装置、灰仓保温等设备。通过输灰刮板机、斗提机及气力输送系统将#1、#2、#3炉反应塔、布袋除尘器仓的飞灰收集到飞灰储存罐，飞灰再由储存罐装卸到密封槽罐车运输到危废填埋场处理后填埋。
生活垃圾焚烧发电过程中产生的灰分是含水率较低的、密度相对较小的细小尘粒组成，灰的粒径一般小于100μm，灰具有表面粗糙、孔隙率较大、比表面积较大等特点，主要化学成分为：SiO2、CaCl2、Al2O3、CaO2等，遇湿后黏性较大。宁波公司项目因厂区紧靠海边，环境空气湿度较大、盐分高，在夏季高温湿热的梅雨季节尤为显著，在此环境中，灰仓内飞灰极易应潮湿而结块甚至在灰罐內搭桥，发生放灰不畅或放灰异常的情况，且此现象持续时间逐年延长；2014年投运以来，储存罐堵灰严重时曾导致焚烧炉降负荷运行、压火处理，给公司连续安全稳定、经济运行带来隐患，也给现场文明卫生带来一定的影响。
1 飞灰储罐结构优化、改造的方案
储存罐飞灰板结主要外部的原因是空气湿度大，飞灰如遇湿后黏性较大，易粘结；内部的原因主要飞灰流动性相对较弱、如飞灰储罐的保温效果变差，易导致飞灰的温度变低，其黏性随之变大，或罐内飞灰吸湿，均易造成粘结；结合上述易造成飞灰粘结的原因，在项目技术改造中，主要通过增加灰仓储罐内热风流化装置、灰仓锥斗调减压装置、声波清灰装置、调减压装置、雷达料位计、斗提机下灰管隔离阀，来加强飞灰在储存罐内部的流动性，增加飞灰的流化效果，防止飞灰在储存罐内部板结；通过增加热风循环流化系统，提高灰仓的保温效果等措施，提高飞灰的温度以降低飞灰的黏性；主要设备包括调减压装置1套、罗茨风机1台、电加热器1台、气化板20块及连接管路、保温材料等。
灰罐技改项目选定江苏宏诺盛能源科技有限公司为技改施工单位，2016年3月下旬项目开工，2016年4月上旬项目完工，计划施工时间17天，实际施工用时16天，技改费用33万元人民币，具体实施情况如下：
（1）增加气化装置（见图1）：气化装置安装灰罐锥体侧表面部位，分三层布置，从下往上一二层分别布置6台、三层布置8台。卸料时，通过罗茨风机的风送至电加热器加热至90-120℃，再经过分布均匀的气化板进入灰仓椎体进行循环流化，增加物料的流动性能，同时提高物料温度，使卸料通畅。（2）增加罐体电伴热（40KW），进一步提高并保持罐体温度。（3）在灰罐内设置一套调减压装置（见图2），将罐体底部集聚的带正压的气体利用导压管引至罐体顶部，起到调减压目的，辅助声波清灰器以加速飞灰流动。（4）增加声波清灰器（见图3），通过低频声波发生器产生声波振动使灰仓内壁结灰剥离；减少飞灰在筒壁的挂、结灰。（5）增加一套热风循环流化系统（见图4），更换灰仓锥段保温新保温棉，采用150-200mm岩棉保温加表面彩钢板，保温总面积约70 m2，以增加灰仓保温效果。（6）增加卸灰过程中的严密性：在两台斗提机下灰管安装两个对夹式气动插板阀，气源压力0.6MPa，防止停运斗提机管线密封不严，潮湿空气漏进灰仓。（7）实现远程控制：将4台灰仓就地控制柜移出灰仓间，现场增加一套操作开关柜（远方/就地切换开关，急停/启动按钮 ），所有系统设备启动、停运等均通过PLC与DCS对接，实现自动化控制。（8）其他方面工作：解决卸灰阀锁气不好造成冷风吸入使飞灰潮湿板结：由于布袋除尘器及反应塔下卸灰阀锁气效果差，造成输灰系统刮板机及斗提机内负压较大，冷空气从刮板机观察孔等密封不严密处吸入输灰系统，使飞灰在输送过程中降温潮湿，最后进入灰仓内出现板结堵灰。鉴于该问题，在灰仓技改的基础上，又将#1、#2炉布袋除尘器及反应塔下原有锁气效果较差的卸灰阀更换为锁气效果较好的新型卸灰阀，从更换新型锁气卸灰阀后的运行效果看，锁气效果较好，输灰系统刮板机内由原来的高负压改善为基本上保持微负压，避免了大量冷空气被吸入的问题发生。
2 飞灰储存罐技改后效果
飞灰储存罐优化、技改方案完成后，项目经历了台风、暴雨、炎热、潮湿的天气，放灰均正常，再未发生板结、堵灰现象，验证了该改造项目的效果，圆满达到了技改的预期效果。 通过灰罐技改，解决了频繁堵灰的问题，保障了主/辅放灰设备安全稳定运行，改善了输、放灰区域现场清洁文明生产的环境。改造后，在每年的5～10月份时间里，每天可节约检修捅灰人工、清洁工3～4人，年可节约720人/次工时，折合节约人工费用约14万元；如按照每年因放灰不畅导致焚烧炉降负荷、压火运行2次/台·炉计算，约减少经济损失104.2万元；另每年可节约因堵灰导致现场散装灰装包使用、转运的灰包材料费、转运费用约3.3万元，以上综合经济效益约121.5万元/年。
3 结论与建议
宁波公司通过对飞灰储罐结构进行优化、技改，保证了除灰系统设备稳定运行，有效解决因频繁堵灰而影响稳定环保生产、稳定生产的问题，避免了因堵灰需要员工人工捅灰、清洁环境的劳动强度，避免了人工放灰、装袋过程中接触废弃物的安全隐患，杜绝了对员工、环境接触污染物的可能性，保证了员工的职业健康。
建议技改方案中注意几点：
（1）热风循环流化装置罗茨风机选型需要根据灰罐实际尺寸、加装的气化板数量进需要合理计算，保证有足够的风量进入循环流化系统，同时避免过量的风量，造成能源的浪费。（2）调减压装置下部伞形收气口安装位置要合理，避免在灰罐锥体位置偏低，造成影响飞灰正常循环而影响正常下灰。
参考文献
[1]《决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利》的报告.
[2]十三五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划.国务院.2016.
[3]聂永丰.三废处理过程技术手册（固体废物卷）[M].北京：化学工业出版社，2000.485-491.
[4]吴永新.生活垃圾机械炉排焚烧炉结焦积灰的问题分析及控制对策研究.清华大学工程碩士学位论文.
收稿日期：2017-11-20
作者简介：吴永新（1972-），男，硕士研究生，高级工程师，2013年毕业于清华大学环境工程与科学专业。
关键词：垃圾发电；飞灰；板结；预防
中图分类号：X708 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）01-0069-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.039
Exploration and practice on preventing flattening of fly ash storage tanks in domestic waste incineration power generation project
Wu Yongxin
（Everbright Environmental Protection Technology and Equipment （Changzhou） Co.， Ltd.， Changzhou Jiangsu 213000，China）
Abstract： In regions with relatively high air humidity， such as the southeast coast and southern areas， the fly ash generated in the production of domestic waste power plants is easily damp and knotted in the storage tank to form a knot， resulting in fly ash loading and unloading in the storage tank. Prone to poor ash or even clogging the ash phenomenon， the need for human power stab ash， put ash， such as the treatment is not timely， serious， fly ash due to full warehouse caused by the boiler was forced down load or even forced fire treatment. Ningbo company through the optimization of fly ash storage tank structure， technical transformation， an effective solution to the dust fly ash storage tank frequently difficult problems. Which not only ensures the stable operation of the equipment of the ash removal system but also ensures the stable and environmentally friendly production of the unit and also avoids increasing the labor intensity of the employees due to the ash blocking and avoids secondary pollution to the environment and exposure of the employees to the pollutants possibility.
Key words： Garbage power generation； Fly ash； Compaction； Prevention
光大环保能源（宁波）有限公司（以下简称宁波公司）位于宁波市北仑区郭巨街道长浦一号，分两期建成：一期建设规模为2台500吨/日机械焚烧炉+1台20MW汽轮发电机；二期扩建1台500吨/日机械焚烧炉+1台12MW汽轮发电机，日处理入炉垃圾量1500吨，环保排放执行欧盟2010排放标准，公司已取得浙江省生活垃圾处理无害化AAA评定、浙江省工业旅游基地、浙江省循环经济示范企业、全国绿色标杆示范企业等荣誉称号。公司储灰罐规格为Ф4.5*9.5-150m3灰仓安装有仓顶除尘风机、灰仓电伴热、灰仓破拱装置、灰仓保温等设备。通过输灰刮板机、斗提机及气力输送系统将#1、#2、#3炉反应塔、布袋除尘器仓的飞灰收集到飞灰储存罐，飞灰再由储存罐装卸到密封槽罐车运输到危废填埋场处理后填埋。
生活垃圾焚烧发电过程中产生的灰分是含水率较低的、密度相对较小的细小尘粒组成，灰的粒径一般小于100μm，灰具有表面粗糙、孔隙率较大、比表面积较大等特点，主要化学成分为：SiO2、CaCl2、Al2O3、CaO2等，遇湿后黏性较大。宁波公司项目因厂区紧靠海边，环境空气湿度较大、盐分高，在夏季高温湿热的梅雨季节尤为显著，在此环境中，灰仓内飞灰极易应潮湿而结块甚至在灰罐內搭桥，发生放灰不畅或放灰异常的情况，且此现象持续时间逐年延长；2014年投运以来，储存罐堵灰严重时曾导致焚烧炉降负荷运行、压火处理，给公司连续安全稳定、经济运行带来隐患，也给现场文明卫生带来一定的影响。
1 飞灰储罐结构优化、改造的方案
储存罐飞灰板结主要外部的原因是空气湿度大，飞灰如遇湿后黏性较大，易粘结；内部的原因主要飞灰流动性相对较弱、如飞灰储罐的保温效果变差，易导致飞灰的温度变低，其黏性随之变大，或罐内飞灰吸湿，均易造成粘结；结合上述易造成飞灰粘结的原因，在项目技术改造中，主要通过增加灰仓储罐内热风流化装置、灰仓锥斗调减压装置、声波清灰装置、调减压装置、雷达料位计、斗提机下灰管隔离阀，来加强飞灰在储存罐内部的流动性，增加飞灰的流化效果，防止飞灰在储存罐内部板结；通过增加热风循环流化系统，提高灰仓的保温效果等措施，提高飞灰的温度以降低飞灰的黏性；主要设备包括调减压装置1套、罗茨风机1台、电加热器1台、气化板20块及连接管路、保温材料等。
灰罐技改项目选定江苏宏诺盛能源科技有限公司为技改施工单位，2016年3月下旬项目开工，2016年4月上旬项目完工，计划施工时间17天，实际施工用时16天，技改费用33万元人民币，具体实施情况如下：
（1）增加气化装置（见图1）：气化装置安装灰罐锥体侧表面部位，分三层布置，从下往上一二层分别布置6台、三层布置8台。卸料时，通过罗茨风机的风送至电加热器加热至90-120℃，再经过分布均匀的气化板进入灰仓椎体进行循环流化，增加物料的流动性能，同时提高物料温度，使卸料通畅。（2）增加罐体电伴热（40KW），进一步提高并保持罐体温度。（3）在灰罐内设置一套调减压装置（见图2），将罐体底部集聚的带正压的气体利用导压管引至罐体顶部，起到调减压目的，辅助声波清灰器以加速飞灰流动。（4）增加声波清灰器（见图3），通过低频声波发生器产生声波振动使灰仓内壁结灰剥离；减少飞灰在筒壁的挂、结灰。（5）增加一套热风循环流化系统（见图4），更换灰仓锥段保温新保温棉，采用150-200mm岩棉保温加表面彩钢板，保温总面积约70 m2，以增加灰仓保温效果。（6）增加卸灰过程中的严密性：在两台斗提机下灰管安装两个对夹式气动插板阀，气源压力0.6MPa，防止停运斗提机管线密封不严，潮湿空气漏进灰仓。（7）实现远程控制：将4台灰仓就地控制柜移出灰仓间，现场增加一套操作开关柜（远方/就地切换开关，急停/启动按钮 ），所有系统设备启动、停运等均通过PLC与DCS对接，实现自动化控制。（8）其他方面工作：解决卸灰阀锁气不好造成冷风吸入使飞灰潮湿板结：由于布袋除尘器及反应塔下卸灰阀锁气效果差，造成输灰系统刮板机及斗提机内负压较大，冷空气从刮板机观察孔等密封不严密处吸入输灰系统，使飞灰在输送过程中降温潮湿，最后进入灰仓内出现板结堵灰。鉴于该问题，在灰仓技改的基础上，又将#1、#2炉布袋除尘器及反应塔下原有锁气效果较差的卸灰阀更换为锁气效果较好的新型卸灰阀，从更换新型锁气卸灰阀后的运行效果看，锁气效果较好，输灰系统刮板机内由原来的高负压改善为基本上保持微负压，避免了大量冷空气被吸入的问题发生。
2 飞灰储存罐技改后效果
飞灰储存罐优化、技改方案完成后，项目经历了台风、暴雨、炎热、潮湿的天气，放灰均正常，再未发生板结、堵灰现象，验证了该改造项目的效果，圆满达到了技改的预期效果。 通过灰罐技改，解决了频繁堵灰的问题，保障了主/辅放灰设备安全稳定运行，改善了输、放灰区域现场清洁文明生产的环境。改造后，在每年的5～10月份时间里，每天可节约检修捅灰人工、清洁工3～4人，年可节约720人/次工时，折合节约人工费用约14万元；如按照每年因放灰不畅导致焚烧炉降负荷、压火运行2次/台·炉计算，约减少经济损失104.2万元；另每年可节约因堵灰导致现场散装灰装包使用、转运的灰包材料费、转运费用约3.3万元，以上综合经济效益约121.5万元/年。
3 结论与建议
宁波公司通过对飞灰储罐结构进行优化、技改，保证了除灰系统设备稳定运行，有效解决因频繁堵灰而影响稳定环保生产、稳定生产的问题，避免了因堵灰需要员工人工捅灰、清洁环境的劳动强度，避免了人工放灰、装袋过程中接触废弃物的安全隐患，杜绝了对员工、环境接触污染物的可能性，保证了员工的职业健康。
建议技改方案中注意几点：
（1）热风循环流化装置罗茨风机选型需要根据灰罐实际尺寸、加装的气化板数量进需要合理计算，保证有足够的风量进入循环流化系统，同时避免过量的风量，造成能源的浪费。（2）调减压装置下部伞形收气口安装位置要合理，避免在灰罐锥体位置偏低，造成影响飞灰正常循环而影响正常下灰。
参考文献
[1]《决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利》的报告.
[2]十三五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划.国务院.2016.
[3]聂永丰.三废处理过程技术手册（固体废物卷）[M].北京：化学工业出版社，2000.485-491.
[4]吴永新.生活垃圾机械炉排焚烧炉结焦积灰的问题分析及控制对策研究.清华大学工程碩士学位论文.
收稿日期：2017-11-20
作者简介：吴永新（1972-），男，硕士研究生，高级工程师，2013年毕业于清华大学环境工程与科学专业。
