垃圾焚烧设备故障对比分析及应对措施

垃圾焚烧设备故障对比分析及应对措施

刘涛 

珠海汇华环保技术有限公司  广东 珠海 519000

摘要：我国对焚烧垃圾十分重视，人们逐渐认识到环境重要性，为打造健康绿色的生活环境避免资源浪费，大力投产于垃圾焚烧电厂建设，在运行中却易出现垃圾焚烧设备故障，必须对其进行处理，保证垃圾焚烧运行正常。文章以垃圾焚烧工艺流程为切入点，简要分析垃圾焚烧设备故障数据及原因，以此为基础，提出应对措施，从而为相关工作者提供参考。

关键词：垃圾焚烧设备；故障对比；应对措施

生活垃圾焚烧处理设施是城镇基础设施组成部分，是垃圾无害化、资源化、减量化处理的保障。垃圾焚烧市场运营规模持续增大，“十四五”期间市场运营总规模约为2405亿元，相比“十三五”增加规模95.1%，各省市也编制地区生活垃圾焚烧发电规划。截止2022年8月，全国21个省发布专项规划，新增项目数量974个，处理规模新增84.3万t/日。而垃圾焚烧设备作为垃圾焚烧发电的基础支撑，运行中却易受到环境、人员等因素影响产生故障，降低垃圾焚烧效率。因此，垃圾焚烧企业应当根据焚烧炉特点、燃烧特性、焚烧方式，保持设备最佳运行状态，减少故障，提高企业盈利空间。

一、垃圾焚烧工艺流程

国内外处理垃圾方式较多，有焚烧（发电）、卫生填埋、堆肥，由于焚烧处理方式影响环境较小，具有垃圾体积缩小、能量回收、高温消毒的优点，已经成为首选处理方式。垃圾焚烧发电是高温热化学过程，是将焚烧垃圾产生的热量，对水加热，获得蒸汽，以蒸汽推动汽轮机运行，带动发电机发电，并网传输。完整工艺流程由垃圾焚烧、运输存储垃圾、尾部烟气处理、汽轮机发电构成。垃圾可燃部分通常会在氧气与高温下产生激烈化学反应，生成固体残余物与热量，城市垃圾由于存在水分，设备运行前，必须在垃圾内喷油，增加内部热值[1]。一次风机可吸取垃圾中的空气助燃，燃烧后回收利用高温烟气产生的热量，锅炉可将热量转换为过热蒸汽，将蒸汽动能用于汽轮发电机，实现发电。烟气尾部处理时，满足净化要求方能排出，焚烧残余物经过工序处理后运输至填埋场填埋，内部密封处理，以免污染外部环境。垃圾焚烧发电具有场地选择便捷、占地小、处理时间短的优点，还能缓解城市煤炭需求量与供电压力，尽管初期投资多，回收资源与节约土地方面却有显著优势，是国内垃圾处理的新型环保产业。

二、垃圾焚烧设备故障对比分析

1.故障统计

我国2021年垃圾发电市场运营规模377亿元，2025年预计达到587亿元，垃圾焚烧处理厂十年来新增超出500座，生活垃圾焚烧处理率＞50%，成为处理生活垃圾主要方式，有效改善人居环境[2]。但是，垃圾焚烧设备生产运行中可能突发故障，导致系统停运，造成环保、生产指标超标。各企业垃圾焚烧设备故障统计见表1。

表1  各企业垃圾焚烧设备故障统计

根据表格统计可知，锅炉汽水系统故障数量最多，主要是四管易被腐蚀磨损，造成爆管泄露。其次，是机械炉床式焚烧炉系统故障，主要受到进料速度、湿度因素、垃圾成分及固体烟气颗粒因子影响，导致垃圾焚烧不完全。再次，烟气净化系统故障，阻碍了垃圾正常焚烧工序。其他故障几率则较低，日常管理时加强巡视频率即可。

2.故障原因

（1）汽水系统故障原因

锅炉满水，水位超出最高允许水位，过热蒸汽温度降低，蒸汽含盐量增加，管内产生水冲击，主要是自动给水调节失灵，装置故障，或是锅炉负荷增加太快，泄压调整不及时。

锅炉缺水，给水调节失灵，水泵转速降低，或是给水泵故障，造成水位过低，控制不当。

（2）机械炉床式焚烧炉系统故障原因

进料速度影响，根据焚烧炉结构，垃圾进料速度过快，会造成炉内垃圾难以充分预热、燃烧，处理废气系统瘫痪；进料速度过慢，则炉内负荷不匀，能源严重浪费。

湿度因素影响，垃圾焚烧需要保证内部水分干燥，以免垃圾燃烧不完全。进料如果湿度较高，自带干燥系统难以处理垃圾水分，会导致炉内燃烧不充分，垃圾互相粘结，造成炉排关闭或堵塞[3]。

垃圾成分影响，垃圾成分过于复杂，将生成诸多有害烟气，主要成分有氯化物与硫化物，化学与物理特性不同，对焚烧炉会造成损害。高温腐蚀烟气损坏炉内设备，温度不足，有害物质则难以完全燃烧，造成过热器损坏。

固体烟气影响，垃圾燃烧由于燃烧效果与成分不同，焚烧炉会形成固体烟气颗粒，正常情况下能够利用引风机负压拉动烟气，通过布袋除尘+湿法脱酸除去烟尘及残余酸性气体，通过烟气加热器加热至130℃外排。但是，固体烟气一旦过多，将堵塞烟道，导致系统可能导致系统正压故障。

（3）烟气净化系统故障

CEMS故障将会造成积尘过多，探头过滤器损坏，或是气管连接位置漏气，排气管堵塞，稀释部件故障，影响整体烟气排放，不仅会腐蚀焚烧设备，也会影响工作人员健康。

三、垃圾焚烧设备故障应对措施

1.汽水系统处理

在锅炉轻微满水处理时，冲洗汽包水位计，根据电接点水位计、双色水位计、DCS显示水位查看指示正确与否，将给水从“自动”切换为“手动”，给水截止阀关小，必要时将紧急放水阀开启放水，监视水位。给水自动装置如果故障，切换为手动给水，通知电仪进行检修处理。

在锅炉严重满水处理时，值班人员立刻向上汇报，紧急停炉，开始汽机减负，关闭事故炉蒸汽电动门与给水截止阀，锅炉停止上水，开启省煤器再循环法、紧急事故放水阀，增加联排开度进行放水，情况必要则定期开放排污门，注意水位变化，水位正常后即可停止。汽温骤降后，立刻将过热器与疏水门全开，启动各级过热器疏水门，时刻关注汽压、汽温变化。

在锅炉汽包缺水处理时，水温低于正常水位，对照水、汽流量，校正水位计，检查汽包、给水压力、过热器压力正常性。给水如果自动失灵，降低水位，立即切换给水方式，增加给水泵转速，加大给水量，手动升速方式如果失灵，则启动备用水泵[4]。锅炉如果正在排污立即停止，给水流量大于蒸汽流量，需检查锅炉放水门与承压部件严密性。维修人员经以上处理，水位仍然较低，则持续上水保持水位，减小机组负荷，保证机组尽快恢复运行。

2.机械炉床式焚烧炉处理

机械炉床式焚烧炉运行中，为避免设备受到垃圾、进料等多种因素影响，可从以下方面处理：一是增加摆放垃圾时间，垃圾进入焚烧炉前，可适当提高摆放垃圾时间，以5天为宜，在焚烧垃圾进炉前将垃圾表面水分散去，降低垃圾湿度，减少垃圾有害成分，以防垃圾水分过大，进入焚烧炉后黏连成团，难以充分燃烧，也能避免机械卡涩，甚至停机。二是控制垃圾进料速度，垃圾进料需保持焚烧炉与料斗角度合理，以免垃圾进入贮料室发生密度重量不均匀情况，密切关注焚烧炉风力、温度、燃烧垃圾速度等指标。垃圾焚烧人员应以数据为依据，确定进料速度，避免进料速度过快，导致垃圾板结，或是损害焚烧炉理化性质，提高垃圾焚烧速率，降低不必要损耗。三是焚烧炉负荷调节，根据焚烧炉效率、规范、可放入垃圾量宏观调控，将垃圾分为可燃垃圾与湿度垃圾，调整燃烧时间与投料速度，控制垃圾层厚度处于负荷范围内，稳定焚烧炉运行。并且，垃圾化学成分较多时，也会产生腐蚀性气体，必须根据气体性质调节，维系烟气扩散机制正常运行。

3.烟气净化系统处理

烟气净化系统处理中，必须对系统故障及时处理，以防超时导致停炉，加强维护人员管理，学习基础维护知识，做好日常检查与维护工作，保证设备运行稳定。可从以下方面出发：一是制冷装置与加热装置，是烟气分析仪管件设备，加热装置通常控制温度约为130℃，未加热时，烟气水分进入分析仪，可能堵塞滤芯，管路也会形成酸雾，影响测量结果。制冷装置则控制温度4℃，超出该温度则进行更换或维修。二是烟气净化系统运行还要做好参数判断，分析异常现象，消灭设备缺陷在萌芽。例如，湿度、流量、压力、温度数据异常，检查测试与案件后，取样管路，查看是否畅通；样气流量异常，多是流量无法显示，或是低于正常值，检查转子流量计卡塞情况，取样管路是否存在堵塞或漏点；颗粒物测量异常，检查粉尘仪损坏，探头镜片洁净度，做好清洁处理工作。根据监控系统，任意环节产生故障俊辉造成数据测量异常，维修人员必须初步作出判断，根据设备表现，从故障可能性大部件逐项排查，保证设备正常运行，并及时更换损坏或老化部件，做好维修工作，不断完善设备质量，实现精细化设备管理。

四、总结

垃圾焚烧行业高质量发展，是保障人们健康、改善城镇生态的重要举措，对提高社会文明程度与建设生态文明意义重大。为保证垃圾焚烧企业正常运行，需结合焚烧设备故障情况，从汽水系统处理、焚烧炉处理、烟气净化系统处理与垃圾投料系统处理这几方面出发，实现针对性故障处理，从而维护设备运行，推动垃圾焚烧行业健康发展。

参考文献：

[1]江玉涛.垃圾焚烧企业设备故障对比分析及应对措施[J].中国高新科技,2022(13):96-98.

[2]刘军,李全功,罗晓宇,王为术,姚胜.垃圾焚烧电厂焚烧炉-余热锅炉性能对比试验研究[J].科学技术与工程,2020,20(17):6873-6877.

[3]顾文业.垃圾焚烧电厂热控仪表常见故障及预防措施分析[J].科学技术创新,2020(14):57-58.

[4]罗成俊,周旭,李军.生活垃圾焚烧炉推料器故障分析及改进[J].中国环保产业,2018(09):64-65+69.