垃圾焚燒爐尾部受熱面積灰原因分析及措施
生活垃圾焚燒處理具有占地少，處理快速，減量化顯著，無害化徹底以及可回收余熱等優點，在世界各國得到了越來越廣泛的應用。但是，垃圾成分復雜多樣，含水量高，焚燒過程中容易在受熱面上形成積灰。
“積灰”是指溫度低于灰熔點時灰沉積在受熱面上的積聚，多發生在鍋爐的煙道受熱面上。積灰通常可按如下標準進行分類：（1）根據飛灰溫度范圍劃分，可分為熔渣，高溫沉積灰，低溫沉積灰。（2）根據積灰的強度，可分為松散性積灰和粘結性積灰。
積灰是個復雜的物理化學過程，是目前垃圾焚燒爐運行中的重要影響因素。探討積灰的形成和抑制方法對于垃圾焚燒爐的安全運行具有重要的意義。
制約鍋爐運行周期最嚴重的問題是：尾部煙道受熱面積灰嚴重。通常情況下垃圾焚燒爐運行20天左右，在尾部煙道受熱面可觀察到顯著的積灰現象，最嚴重的時候，30天左右需要停爐清灰一次。高溫燒結灰，屬于粘結性積灰。它主要是在管道迎風面形成并沿著氣流方向生長。這種積灰會引起管束阻力不斷地迅速增長，直到煙道完全堵塞，被迫停爐。積灰底層相當堅硬密實，具有很高的燒結強度。外層積灰較內層松散，灰粒間存在孔隙結構。積灰整體呈梳狀，硬而脆，形成后難以用吹灰器清除。
鍋爐尾部煙道受熱面積灰會引起很多問題，主要有經濟性和安全性兩個方面，積灰會降低爐內受熱面傳熱能力，增加傳熱阻力，降低鍋爐經濟性；在高溫煙氣作用下，積灰會與管壁發生復雜的化學反應，形成高溫腐蝕；使鍋爐連續運行周期縮短；積灰清除困難，增加工人勞動強度。
1.積灰的成分分析
飛灰中的堿金屬元素比較高。而水溶性的堿金屬化合物在高溫區中會發生氣化，氣化的堿金屬化合物與揮發性氯結合形成了堿金屬氯化物。當煙氣中有足夠的硫存在時，大部分堿金屬氯化物會和硫化物發生反應生成硫酸鹽。對于爐內高溫受熱面的積灰來說，硫酸鈉與硫酸鈣或鈉，鈣與硫酸鹽的共晶體是形成粘性灰沉積的基本物。硫酸鈉的熔點（888ºC）低于硫酸鉀（1027ºC），因此在堿金屬化合物型積灰的形成過程中，起主要作用的是Na2SO4，它常構成灰沉積物中的液相成分。凝結后的Na2SO4吸收煙氣中的SO3，并與受熱面上及沉積物中的Fe2O3進一步反應，生成堿金屬復合硫酸鹽，如Na3Fe(SO4)3。其熔點很低，只有600ºC左右，而高溫對流受熱面的壁溫可達650ºC～700ºC左右，因此生成的堿金屬復合硫酸鹽可處于熔融態，并作為一種粘性基覆蓋在管道表面上。這是管道表面上形成的積灰的初始原因。形成后的表面具有粘性，能進一步捕捉飛灰。氣化的堿金屬成分在凝結過程中，顆粒間的接觸面積增大，有時候伴隨著液相的存在，從而也為飛灰間的快速燒結提供了條件。同時由于尾部煙道受熱面管束設計間隙較小，管束阻力會不斷地迅速增長，直到煙道完全堵塞，被迫停爐。
2.影響煙氣攜帶灰份的因素：
城鄉接合統籌收集的垃圾中水分、灰分較大，其中水分為25%～50%,灰分為15%～30%，同時還富含有大量生物質，生物質中堿金屬含量較高，此外有塑料、橡膠等有機制品。這給垃圾焚燒帶來了極大的困難。焚燒爐一次風量越大、一次風壓越高、爐膛負壓越大，那么煙氣攜帶飛灰就越多。負荷越高，煙氣量也就越大，所攜帶的灰分也就越多。翻動爐排翻動頻率越高，煙氣揚析所帶的灰分也就越大。高溫爐渣落入水冷出渣機中的瞬間會產生大量的水蒸氣，這時爐內會產生極大的正壓，為保持爐內負壓，引風機就會開大，煙氣所攜帶的灰分也就變大。給推料器平臺與順推爐排之間的落差，順推爐排相互間的落差，垃圾中的細灰在燃燒過程中，經過這兩個“落差”時，都會被風煙帶走，設計的落差越大，帶走飛灰的可能性越大。
3.吹灰器的吹灰效果
在垃圾焚燒電廠吹灰器一般有蒸汽伸縮管吹灰和乙炔爆燃吹灰兩種。利用乙炔爆燃的沖擊波和震動將積灰清除，但是實際上效果有限。其缺陷表現為如下幾點：1)安裝的吹灰罐較少，只有10組共22個，在鍋爐蒸發器和過高處容易積灰和結焦的地方卻只安裝了兩組4個吹灰罐。2)吹灰器的乙炔進氣管為母管制，當三臺鍋爐一起進行乙炔吹灰時，這樣勢必導致乙炔分配不均和乙炔壓力不夠，所以吹灰效果也不理想。3)飛灰容易在爆燃器出口堆積，煙氣中的水分與堆積的飛灰一起將吹灰器的出口堵塞或者部分堵塞，使吹灰器悶響或者使射出的沖擊波偏離設計的中心線。4)煙氣中含有氯化氫、二氧化硫等酸性物質，對吹灰罐與吹灰管產生腐蝕，隨著運行時間的增加，會使吹灰罐與管道腐蝕或者報廢。若不及時處理會導致乙炔泄漏，吹灰無力。5)吹灰器沒有定期維護，吹灰器經過一段時間的運行后，罐內積灰結垢會對當初設定的乙炔與空氣配比造成影響，導致配比達不到要求，吹灰力度不夠。
控制尾部煙道受熱面積灰的措施
通過積灰原因的分析，現將抑制積灰的措施介紹如下：
1.控制鍋爐負荷
當鍋爐長期超過額定負荷的時候，積灰結焦就比較快；自從在規定了不超額定負荷的狀態下運行后，煙道受熱面積灰有了明顯改善。
2.控制爐膛頂棚溫度
頂棚溫度控制住了，那么相應爐膛出口溫度，或者說是進入尾部煙道受熱面的溫度就控制了，通過前面積灰原因的分析，我們知道尾部煙道煙溫在600ºC左右受熱面是最容易積灰，現今我們將頂棚溫度控制在850ºC以上（主要是減少二噁英的生成），900ºC以下。這樣我們鍋爐檢修清灰完成后，起爐發現爐膛出口溫度(尾部煙道入口溫度）大概在450ºC左右。隨著鍋爐運行時間的延長，尾部煙道的入口溫度也會慢慢升高。
3.減少煙氣攜帶飛灰的分量
我們知道煙氣攜帶飛灰是不可避免的，只能通過合理的調整，在滿足充分燃燒垃圾以及負荷的情況下，盡可能減少一次風量和增加爐排停運時間，減少翻動爐排的翻動頻率，從而達到減少煙氣攜帶飛灰的目的。
4.加強對吹灰器的維護
針對吹灰罐與管道的腐蝕，應增加密封風機，當吹灰時，密封風機停止運行；當不吹灰時，開啟密封風機，防止煙氣竄入吹灰管及管道內，經過運行來看，腐蝕效果有了明顯改善。另在技術人員與檢修人員的配合下對吹灰器進行檢查，發現漏點及時補焊或更換。對脈沖吹灰無力的做相應調整，保證吹灰器在最好的狀態下運行。
5.人工在線清灰
通過近期的運行來看，鍋爐在運行了一個月后，水平煙道受熱面上就開始有了積灰，吹灰器不容易吹下來，這時打開尾部煙道人孔，伸入一根長的鋼管，利用壓縮空氣可以有效地吹掉管壁上的積灰。而且將在線清灰做為定期工作，由專人監督每隔兩天或者三天進行一次。在沒有人工清灰前，我們鍋爐的運行周期是50天左右，而增加了人工清灰，現在運行周期可到80天，最長的時候到了90天。
6.加添加劑脫除堿金屬
在焚燒爐內加入適宜的添加劑脫除堿金屬，對于解決垃圾焚燒過程中堿金屬積灰，是便捷有效的辦法。研究表明鋁硅類礦物質可以脫除煙氣中的堿金屬，對防止堿金屬積灰有一定的效果。其中高嶺土效果較為明顯，高嶺土不僅可以和堿金屬化合物反應生成高熔點的鋁硅酸鹽，而且可以減輕沉積物中氯元素的富集。因此，可以作為垃圾焚燒爐內堿金屬脫除劑使用。此辦法只是在有關書本上見到，至于實用與否還有待見證。
對于馬丁式爐排焚燒爐，我們已經運行了三年多的時間，積累了很多運行經驗和檢修經驗，但是垃圾焚燒對設備的腐蝕和環保要求的不斷提高，我們需要不斷的學習和改進，才能將理論和實際相結合，延長焚燒爐的運行周期。
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