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论垃圾焚烧发电项目焚烧炉、余热锅炉设备系统危险及有害因素
作者：李旭光
来源：《中国科技博览》2016年第25期
[摘 要]文章简述了垃圾焚烧发电项目焚烧炉、余热锅炉设备系统危险及有害因素，总结注意事项，供同行参考。
[关键词]焚烧炉；余热锅炉；危险因素
中图分类号：X705；TM619 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0218-01 垃圾处理和资源化利用已经成为成熟的产业，从全球特别是发达国家和地区的发展趋势来看，垃圾焚烧发电技术正在向大型化、高效化、清洁化方向发展。近年来我国垃圾焚烧发电产业得到了较快发展，政策法规日益健全，技术发展迅速，已投产的项目运行收益稳定，发展空间日益增大。垃圾焚烧炉及余热锅炉是垃圾发电的核心，针对垃圾焚烧发电厂的设备特点，从焚烧炉炉膛爆炸因素、焚烧炉腐蚀种类、炉外汽水管道爆漏、锅炉汽包缺水及满水、汽水共腾、烟道内可燃物再燃、中毒窒息及灼烫等方面进行了详细的描述，分析了垃圾焚烧炉及余热锅炉设备系统危险及有害因素，并总结此类问题的注意事项。 一、焚烧炉炉膛爆炸
炉膛爆炸主要是由于操作失误致使炉膛内可燃气体含量达到爆炸极限引起的，多发生在锅炉点火、炉膛突然灭火等情况下，主要表现在以下几个方面：
1）引风机跳闸后，引、送风机联锁失效，此时若继续往炉膛内送入空气，能致炉内可燃气体含量达到爆炸极限，遇点火会引起爆炸。
2）锅炉长时间在低负荷或空气不足情况下运行，在灰斗和烟道死区滞积有引燃物，当这些引燃物被突然增大的通风或吹灰所扰动时，会形成爆燃。
3）焚烧炉点火时，如不先进行吹扫，冒然点火，若炉膛内可燃气体达到爆炸极限，可发生爆炸事故。
4）焚烧炉熄火停炉后，系统阀门关闭不严，柴油继续送入炉膛而未被发现，在热炉膛的条件下，可发生爆燃。
5）焚烧炉由于配风不当、炉体漏风或尾气供应不稳等导致炉膛灭火，如炉膛保护失灵，不能自动投入防爆设施，炉膛内尾气达到极限时，会发生爆炸事故。
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二、焚烧炉腐蚀
1）受热面管壁的内部腐蚀，包括电化腐蚀和氧化腐蚀两种。电化学过程的垢下腐蚀多发生在水冷壁管焊缝附近易沉积水垢和铁锈的地方，使金属管壁因腐蚀产生腐蚀坑，强度降低。氧化腐蚀是由于管内给水含氧量较高尤其在水流速过低时，水中氧析出而附着在省煤器内壁上产生点状腐蚀，降低金属材料的强度。
2）烟气侧腐蚀。高温烟气侧腐蚀一般发生在过热器管壁外侧。低温烟气侧腐蚀发生在尾部受热面的省煤器，与燃料的含硫量和烟气露点温度有关，含硫量越高，烟气中的S02含量越大，露点温度越高，低温腐蚀越严重。
作为锅炉燃料的生活垃圾成分比较复杂，由各种不同类别固体废弃物混合构成，低位发热量较低；含水率高，一般为50%～70%；组分成分变化大，燃烧难以控制等特点。生活垃圾中橡胶、塑料所占比重较大，在焚烧过程中产生HCl、SOx等酸性气体，若不加以控制，会在锅炉金属受热面产生高温腐蚀和低温腐蚀。
生活垃圾在炉内燃烧过程中分解出浓度较高的氯化物、碱性金属、焦硫酸盐和与腐蚀相关的一些重金属及较低熔点的混合物、在高温烟气和金属管壁温较高条件下，其复合作用主要在过热器位置对金属受热面产生高温腐蚀。
焚烧锅炉在启停炉时，金属受热面壁温低于烟气中酸的露点，发生低温腐蚀。 三、炉外汽水管道、阀门、联箱、管座爆漏
炉外汽水管道爆漏事故除影响机组的安全运行外，更可怕的是可能造成人身伤亡。造成炉外汽水管道爆漏的主要原因有：管道超温超压运行、管壁受冲刷磨损减薄、焊接质量不良、管系膨胀受阻、管道支吊架偏离设计状态、管材原始缺陷及错用材质、管道内汽水两相流冲刷等。
四、锅炉汽包缺水、满水
当锅内水位低于最低许可水位时，称为锅内缺水，造成锅炉缺水危害：水位过低时，引起水循环破坏，出现停滞，汽水分层，下降管抽空，使水冷壁管安全受到威胁；严重缺水会造成烧干锅。严重缺水时，严禁向锅炉进水，处理不当，会造成受热面超温爆管，大面积损坏。 造成锅内缺水的原因很多。据国家有关部门的统计资料分析，其中主要由运行人员劳动纪律松弛与误操作所致的约占70%左右。例如排污后忘记关闭排污阀或关闭不严；水位计不按时冲洗，使水位计旋塞堵死，形成假水位等等。其余30%是由于设备缺陷或其它故障而造成的。如给水设备突然发生故障，或者水源突然中断，停止了给水等。因此，要杜绝锅内缺水事故，关键是加强对锅炉运行人员遵守劳动纪律的教育。只要运行人员具有高度的责任感，又熟练地掌握了操作技术，即使发生设备故障，也完全能及时排除锅内缺水事故。
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锅炉满水是指锅炉在运行中水位高于最高安全水位，锅炉满水可造成的危害：水位过高时，汽包内蒸汽空间减少，汽水分离效果差，蒸汽携带水分增加，使蒸汽品质恶化，过热器结垢增加，易造成过热器传热效果不好，引起爆管；严重满水时会造成蒸汽大量带水，过热蒸汽温度急剧下降，引起主蒸汽管道和汽轮机严重水冲击，损坏汽轮机叶片和推力瓦。 长时间高水位运行，还容易使压力表管口结垢而阻塞，使压力表失灵而导致锅炉超压事故。
造成锅炉满水的原因主要由运行人员劳动纪律松弛与误操作所致，其余是由于设备缺陷或其它故障而造成的，如给水自动调节器失灵、给水调节阀渗漏、给水压力突然升高等。 五、汽水共腾
在水位计指示未发现满水的情况下，蒸汽品质急骤降低，蒸汽携带大量炉水进入蒸汽管路。导致汽包水位发生剧烈波动，水位计看不清楚；过热汽温度急剧下降；严重时，蒸汽管道内发生水冲击，法兰处冒汽；饱和蒸汽和炉水含盐量增大。
造成汽水共腾的原因为：炉水质量和给水质量不合格，悬浮物或含盐量过大；没有进行必要的排污；增负荷过快或长时间超负荷运行。 六、烟道内可燃物再燃
有时可能发生烟道内可燃物再燃事故，这时会出现以下现象：排烟温度急剧增加，一、二次风出口温度也随之升高，烟道内及燃烧室内的负压急剧变化甚至变为正压；从引风机壳体不严处向外冒烟或向外喷火星等。
出现这种问题的原因主要有：燃烧调整不当，配风不合理，导致可燃物进入烟道；炉膛负压过大，将未燃尽的可燃物抽入烟道；返料装置堵灰使分离器效率下降，致使未燃尽颗粒直接进入烟道。 七、中毒和窒息
在焚烧的过程中，产生有多种有毒、有害物质，如二噁英、一氧化碳、二氧化硫、氯化氢等，在进入炉膛及烟道等处进行检修作业或清理时，若通风不良或无安全防护措施，可能造成作业人员中毒和窒息。另外作业人员长期接触低浓度上述物质可能带来职业危害。 八、灼烫
该项目锅炉正常运行时炉膛内燃烧环境呈微正压，当送风机和引风机未实施联锁或联锁发生故障等情况下，引风机的故障停机可导致炉膛出现正压，高温烟火有可能从看火孔等处向外喷出，容易出现烫伤事故。