爐排式垃圾焚燒爐爐內(nèi)結(jié)渣特性研究.pdf

1、爐管壁面的積灰、結(jié)渣是一種普遍現(xiàn)象，在爐膛內(nèi)火焰中心處的溫度高，燃料中的灰分大多呈熔化狀態(tài)，而在爐管壁附近的煙溫則較低，一般在接觸受熱面時(shí)已凝固，沉積在壁面上成疏松狀，就形成積灰；如果煙氣中的灰粒在接觸壁面時(shí)仍呈熔化狀態(tài)或粘性狀態(tài)，則粘附在爐管壁上形成緊密的灰渣層，就形成了結(jié)渣。結(jié)渣主要由煙氣中夾帶的熔化或部分熔化的顆粒碰撞在爐墻、水冷墻或以熔融的沉淀物形式出現(xiàn)在輻射受熱面上。如水冷壁、水排管、過(guò)熱器排管等。造成鍋爐結(jié)渣的主要原因是灰份

2、的成份及其熔點(diǎn)。 焚燒鍋爐積灰結(jié)渣由許多復(fù)雜的因素引起，如爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)、爐型、燃燒器布置方式及結(jié)構(gòu)特性，垃圾的尺寸等都將影響爐內(nèi)結(jié)焦?fàn)顩r。保證空氣和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成還原性氣氛，合理而良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況是防止鍋爐內(nèi)結(jié)渣的前提。 本文首先從灰熔點(diǎn)、灰成分、物相三個(gè)方面對(duì)爐排式垃圾焚燒爐灰渣進(jìn)行分析，主要研究了灰成分及其物相對(duì)灰熔融特性的影響。研究表明：大渣塊中含有較高的酸性氧化物，飛灰的總堿金屬

3、含量較高，兩者硅鋁比SiO2/Al2O3較高。對(duì)渣塊來(lái)說(shuō)，從中間層到外層(火側(cè))，低熔點(diǎn)共熔物呈增加趨勢(shì)，其中CaO、Al2O3/MgO/ZnO、SiO2等反應(yīng)生成的鈣化合物形成的低熔點(diǎn)共熔物相的存在是灰渣形成的主要原因。 本文接著從灰粒中元素的遷移沉積規(guī)律來(lái)揭示結(jié)渣原理，研究表明初始層中主要沉積物為Si、Ca、Al，同時(shí)含有較多的Fe、Mg、Na、K。渣塊樣品中Si、Al、Ca的分布趨勢(shì)幾乎是完全相同的，表明硅鋁鈣元素比Si

4、/Al/Ca基本保持一定值，說(shuō)明在灰渣沉積物中存在著由硅鋁鈣或其他元素形成的穩(wěn)定物質(zhì)。Na、K、Mg、Fe的含量相對(duì)較少，但在結(jié)渣中起了不可忽視的作用。對(duì)樣品內(nèi)表面局部特殊形態(tài)微區(qū)進(jìn)行SEM分析，可發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面微區(qū)有各種形貌，或呈團(tuán)狀，或呈條狀，或呈針狀。由EDS譜圖可知，不管是團(tuán)狀物還是針狀物，都含有較多的Si、Al、Ca元素，其中針狀物中還含有較多的Na、K、Fe。 本文然后主要研究了添加劑對(duì)灰渣熔點(diǎn)的改變，從而推斷其對(duì)于結(jié)

5、渣的抑制作用。通過(guò)添加高嶺土，礬土，CaO發(fā)現(xiàn)三種添加劑都有提高熔點(diǎn)的作用，其中以CaO最為明顯。因此文中利用CaO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)相圖重點(diǎn)研究了CaO提高熔點(diǎn)的機(jī)理，結(jié)果表明隨著CaO含量增加，灰渣物相從較低熔點(diǎn)的鈣長(zhǎng)石物相區(qū)向熔點(diǎn)較高的假硅灰石物相區(qū)移動(dòng)。 本文最后采用Factsage中的Equilib模型來(lái)計(jì)算爐內(nèi)渣樣隨溫度變化其物相生成變化規(guī)律，同時(shí)對(duì)CaO添加劑在不同含量時(shí)生成的物相進(jìn)行平衡計(jì)算研究。對(duì)原始