0、概述
    珠海市垃圾發(fā)電廠是我國第一座自主設計、關鍵設備引進的垃圾發(fā)電廠。該廠的3臺200 t/d垃圾焚燒鍋爐由無錫華光鍋爐股份有限公司（原無錫鍋爐廠）設計制造。鍋爐采用美國Temporlla Power公司的垃圾焚燒技術和美國Detroit Smker公司的四階梯順推式往復爐排，于2000年7月正式投入使用，目前每天焚燒垃圾600多噸，每年處理垃圾22. 44萬噸，占全市日常產生垃圾的50%以上，有效解決了珠海市垃圾的出路問題，為珠海城市垃圾處理作出了很大的貢獻。
1、垃圾焚燒鍋爐系統(tǒng)存在的問題及原因
    就當時來說，該垃圾焚燒處理系統(tǒng)采用機械爐排焚燒爐／余熱鍋爐系統(tǒng)及干式除酸／靜電除塵系統(tǒng)（后因資金問題取消了凈化塔）的組合方式，符合當時國際流行做法，技術相對先進實用，投資也較省，為我國推廣垃圾焚燒發(fā)電技術的應用起到很好的示范作用。但由于當時國內垃圾焚燒技術剛起步，垃圾焚燒行業(yè)缺少相應的標準、規(guī)范的約束，根據(jù)現(xiàn)行國家標準（GB 18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標準》）相應要求還存在嚴重不足，污染物排放一定程度上超標。主要表現(xiàn)為：
    (1)爐膛溫度偏低，滿足不了高溫煙氣在≥850℃區(qū)間停留時間≥2s的要求；
    (2)煙氣排放不達標。三臺鍋爐運行時，存在不同程度的尾氣污染物不達標情況，尤其是二惡英，有時高出國家標準要求10多倍，富通新能源銷售生產生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
    主要原因如下：
    (1)鍋爐膜式水冷壁延伸至爐排部位，燃燒室區(qū)域絕熱不好，對垃圾的穩(wěn)定燃燒不利，同時造成爐膛溫度偏低，爐膛出口溫度僅有520℃左右，需靠投油才能滿足環(huán)保要求，增加了鍋爐的運行成本；
    (2)鍋爐進料口寬度比爐膛寬度窄，垃圾進入爐膛后爐排兩側垃圾很少或幾乎沒有，造成此處穿風嚴重，影響了垃圾的燃盡；
    (3)由于垃圾燃燒不充分，爐膛溫度偏低，造成鍋爐排煙溫度、過熱蒸汽溫度和壓力以及垃圾處理能力達不到原設計要求，鍋爐運行效率偏低；
    (4)未配置布袋除塵器和凈化塔。
2、垃圾焚燒鍋爐改造的總體目標
    理論和實踐表明，鍋爐煙氣在溫度高于850℃區(qū)域停留時間大于2s時，可大大降低各類煙氣污染物的生成量，尤其是二惡英類物質可基本高溫分解；選用布袋除塵器及活性炭吸附裝置可大大降低煙氣污染物排放量及去除煙氣在低溫段重新合成的二惡英類物質的生成量，理想情況下，選用布袋除塵器及活性炭吸附裝置，二惡英去除率可達到99. 9%。
    為了確保生活垃圾無害化處理達標，珠海垃圾發(fā)電廠進行了4個方面的改造：一是將靜電除塵器改為布袋除塵器；二是增加二惡英去除設備，減少焚燒過程中二惡英氣體的污染危害；三是增加酸性氣體去除設備；四是對垃圾焚燒鍋爐進行技術改造，提高爐膛出口煙溫。通過改造以實現(xiàn)下列目標：
    (1)使鍋爐煙氣在高于850℃的區(qū)域停留2s以上，達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2001)的要求；
    (2)使鍋爐排煙溫度、過熱蒸汽溫度和壓力、鍋爐工作壓力及鍋爐垃圾處理能力達到設計參數(shù)；
    (3)使鍋爐進料口寬度與爐膛的寬度基本一致，料層厚度滿足燃燒要求；
    (4)使垃圾焚燒鍋爐系統(tǒng)污染物排放達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》( GB 18485-2001)的要求。
    本文主要介紹鍋爐改造方面的內容。
3、鍋爐改造的主要內容
    原鍋爐爐膛溫度不高的主要原因是爐膛下部水冷度太大，為此將爐膛下部改為絕熱結構，以提高爐膛溫度。具體措施為將爐膛四周標高19.67 m以下的水冷壁拆除用重型爐墻代替，使此部分爐膛變?yōu)榻^熱爐膛，并將爐膛下部衛(wèi)燃帶提高到標高22. 485m處，耐火澆注料厚度由60mm增加到160 mm。根據(jù)爐膛結構標高22.485m以下為煙溫高于850℃的區(qū)域（爐膛煙氣上升速度為3 m/s）。鍋爐改造完畢后可以達到《生活垃圾焚燒污染控制標準》( GB 18485-2001)中規(guī)定的鍋爐煙氣在不低于850℃的高溫區(qū)域停留時間≥2s的要求。由于垃圾焚。燒時其原始組成中含有大量塑料制品，會生成具有很強腐蝕能力的HC1，按有關金屬高溫腐蝕曲線（見圖1），為避免過熱器管子的高溫腐蝕，確保鍋爐安全可靠運行，垃圾焚燒鍋爐的爐膛出口煙溫宜控制在700~750℃范圍，而本鍋爐改造后爐膛出口煙氣溫度經(jīng)計算為694℃（見表1）。鍋爐改造方案如圖2。
3.1  鍋爐爐膛受壓部件（包括水冷壁、集箱、下降管）改造
    將爐膛水冷壁標高19670 mm以下水冷壁割除后與新制作的水冷壁管屏對焊，管屏下部與新制作的水冷壁前后集箱及兩側集箱對接焊。在水冷壁標高19 300 mm處兩側墻預留兩個煙溫測量孑L，該標高以下為煙氣高溫區(qū)。由于集箱上移，集中下降管與分散下降管作相應調整。
3.2鋼架、外護板改造
    鋼架及護板主要為了下部爐墻的支撐，爐墻下部用兩根截面積為400 mm x300 mm的梁作為爐墻的支承件，梁下部用兩個經(jīng)過加強的支撐焊接在22及23柱上，23部位的支撐安裝時要將運轉層平臺割開，待安裝結束后再復焊。原標高17500 mm處的水冷壁剛性梁割下后不作回用，新剛性梁與側包墻處的剛性梁現(xiàn)場固結后恢復原狀。鋼架改造施工完畢外護板的制作安裝一定要注意密封，以減少鍋爐各受熱面處的漏風，一方面提高鍋爐熱效率，另一方面減少對周圍環(huán)境及運行人員身體的影響。整個施工結束，對改造部位（加料裝置、爐膛和過熱器等部位）進行漏風試驗，要求做到完全密封。
3.3過熱器改造
    在原過熱器上部加裝一組過熱器，原過熱器管割斷后與新制作的蛇形管束對接。后包墻部穿管處現(xiàn)場開孔，過熱器進口集箱固定于標高24 816 mm娃，就位后與蛇形管對接焊。
3.4料斗及加料裝置改造
    料斗改造時考慮到土建梁的情況，上部進料口至料斗門部位不作改動，僅對最下面一級料斗進行改造，將料斗沿角焊縫剖開后，將新制作的開好坡口的鋼板接進去，使料斗底部沿寬度方向加大了640mm。加料裝置沿中心線現(xiàn)場剖開，將新制作的前端板、后端板等部件嵌進去焊好。推料板兩側各加寬320 mm，現(xiàn)場焊好后磨平。
3.5二次風管改造
    二次風管在原有風管的基礎上接長了長度不等的108 mm x4 mm的lCr18N19T1管子。母管下部用支架支撐在護板上。前拱部位上部的標高為15401 mm處的風管要求安裝時向下旋轉100再固定，接長的支管與護板連接處適當固定與密封。
3.6爐墻金屬件及爐墻改造
    爐墻金屬件改造待護板安裝就位后進行，托磚架、拉鉤、抓釘?shù)劝惭b時要嚴格按圖施工。施工結束后緊接著砌筑爐墻，爐膛兩側為重型爐墻，用耐火磚加保溫磚等砌筑，前后拱處用耐火澆注料澆注。爐膛下部衛(wèi)燃帶標高從19485 mm提高到22 485 mm，耐火澆注料厚度由60mm增加到160 mm，選用熱阻大的耐火材料以提高絕熱度。這樣在標高22 485mm以下爐膛將維持高溫，煙氣在850℃高溫區(qū)停留時間超過2s。
4、鍋爐改造后的運行情況
    鍋爐改造施工于2010年9月初完畢并開始烘煮爐，9月底沖管結束，10月15日~ 19日順利完成96小時整套設備試運行；停爐消缺完畢后于2010年10月23日重新并網(wǎng)，24日順利完成24小時整套試運行。
    鍋爐改造后鍋爐燃燒情況得到了很大的改善，鍋爐爐膛溫度穩(wěn)定，煙氣在900—1 000℃區(qū)域停留時間大于2s，爐膛出口溫度在750—800℃，垃圾焚燒充分，燃盡率高。經(jīng)檢測HC1的排放濃度小于10mg／m3（標態(tài)），二惡英類的最高排放濃度為0. 07ng TEQ/m3，S02的排放濃度小于50 mg/ m3（標態(tài)），都大大優(yōu)于《生活垃圾焚燒污染控制標準》( GB 18485-2001)要求的排放限值，有的甚至優(yōu)于歐盟2000標準要求。
    當然，鍋爐改造后還存在爐膛溫度偏高，爐墻容易結焦；鍋爐排煙溫度偏高對尾氣凈化的效率造成影響以及面式減溫器調節(jié)汽溫滯后等不足，有待進一步完善。
5、結語
    珠海垃圾發(fā)電廠垃圾焚燒鍋爐改造實施后的運行結果表明這次改造是成功的，鍋爐爐膛溫度穩(wěn)定，各污染物的排放濃度都優(yōu)于《生活垃圾焚燒污染控制標準》( GB 18485-2001)要求的排放限值。珠海垃圾焚燒鍋爐的改造成功也為國內垃圾焚燒技術的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗，富通新能源不但生產銷售生物質鍋爐，而且還大量銷售木屑顆粒機壓制的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料。


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1、生物質蒸鍋
2、秸稈壓塊機
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