关于垃圾焚烧发电厂雾化器的运行问题及解决方式

广州环投南沙环保能源有限公司 刘秋霞

某垃圾焚烧发电厂自建厂投运以来，烟气处理系统中的反应塔雾化器频繁出现振动值超标甚至跳停情况，通过日常自修、外委技术支持及频繁清洗雾化器零部件仍不能改善频繁振动超标问题，严重影响烟气环保指标的稳定排放，相关参数如下。

垃圾焚烧线参数：单台炉垃圾处理量750T/D，烟气量145/450Nm3/h；雾化器参数：制造厂家美国KS，5台（三用二备），功率55kW，转速15000rpm，总流量2～10t/h，旋转方向为逆时针（从上往下），雾化盘喷嘴9个石灰浆最小/最大喷射量0～5（单台炉）t/h，温度40～60℃，进浆管压力0.12MPa，保护水最小用量(每台)0.12t/h，保护水水压0.25MPa，工艺冷却水压力0.25MPa，工艺冷却用量(每台)5.291t/h，冷却风机功率3kW，冷却风流量250kg/h，反应塔3个，反应塔烟气进气温度190～230℃，反应塔烟气出气温度150～160℃，烟气在反应塔中的额定停留时间20S，破碎机电机3台，型号YE2132S-4，功率5.5kW。

1 雾化器存在问题

竖井支撑架变形。电厂#1、#2炉竖井支撑架存在变形，放置雾化器的支撑架已变形破损，导致雾化器支撑面不在同一水平面，使得雾化器高速旋转轴与重力不在一个方向，浆液在雾化轮内受到的重力与离心力不垂直，雾化器外壳和支撑管之间不能良好接触致使振动较大；化盘表面及内部粘浆严重。反应塔雾化器的旋转盘表面及内部粘结比较严重，造成雾化器震动大并跳停；电机进浆甚至烧坏线圈。雾化盘表面及内部结浆严重，严重堵塞了雾化盘喷浆缝隙，使得石灰浆液反窜至线圈及上轴承，进而线圈受潮造成线圈烧坏；雾化器下轴承不回油。经拆机检查雾化器下轴承挡油环回油孔，被石灰浆颗粒堵塞，高速轴承润滑油被污染，废油不能及时排出。

雾化器旋流器积灰。在2020年6月发现#2锅炉炉引风机出力增大，并逐步开展此台炉积灰问题的排查，发现锅炉水平烟道、半干式反应塔内、布袋除尘器均无积灰现象，便开始进行手动检测各设备实测压力与设计压力（Pa）的压差情况：二级蒸发屏至省煤器-38/-30，一级省煤器出口-340/-300，四级省煤器出口-333/-340，省煤器至反应塔水平段-711/-450，反应塔内-2700/-450，反应塔至布袋连通管前-2846/-450，布袋进口-2730/＜1200，布袋出口-3710/＜1200，引风机进风挡板前-3890/-1800～-2200。

根据压差情况分析引风机出力大的原因。根据检测压力情况，初步推断半干式反应塔进口旋流器处堵塞，开孔检查结果是半干式反应塔进口旋流器处堵塞。

图1 竖井支撑架变形

2 原因分析

运行方式。垃圾焚烧发电厂初始投运阶段采用工艺水制浆，雾化器震动大频率相对较低，运行一段时间后，由于厂区内的废水无法处理，开始采用浓水制浆，造成雾化器震动跳停频率逐步升高。目前项目由于水处理问题未启用制浆系统，将洗烟废水通过雾化器喷入反应塔以处理洗烟废水，但由于洗烟废水存在腐蚀性，雾化盘腐蚀比较严重。该电厂技改前采用的是高位浆槽供浆方式，存在供浆管道堵塞、供浆流量低，雾化器震动大的问题。供浆系统技改后同时采用开放式雾化盘，雾化器振动大的频率大幅下降（约每月出现一次震动超标情况），但出现了反应塔挂壁的现象。

供浆压力和流量。该电厂1#炉、2#炉相比于3#炉雾化器振动大频率较高，此时回浆管出口的压力约为0.4MPa，当压力调整至0.1MPa后1、2#号炉振动明显改善，3#炉运行不稳定，可能与3#炉靠近供浆母管、供浆压力有关。供浆压力与供浆流量有关，当压力过高，造成雾化器投运后短时间充满浆液，无法立即将浆液甩出雾化器，时间一长造成喷嘴堵塞，盘上下表面结浆块厚重，甚至造成进浆管堵浆。雾化盘表面结垢在运行中会出现异常掉块，引起振动大。

烟气流量。该电厂的运行烟气量（烟囱位置数据）大约为1#线90000Nm3/h、2#线100000Nm3/h、3#线126000Nm3/h，3#线未存在挂壁的现象。该电厂的实际运行烟气量均低于设计烟气量145450Nm3/h。烟气量偏低使得分配器出口的烟气流速较低，无法覆盖石灰浆液体，使得石灰浆液体撞到反应塔壁面。同时烟气量偏低使得蒸发石灰浆液体的热量较低，无法及时蒸发石灰浆液，进而出现挂壁现象。

3 解决方案

该电厂垃圾处理规模3×750T/D，烟气净化系统采用SDA旋转喷雾半干法，旋转雾化器为美国KS，在使用过程中存在以下问题：雾化器稳定运行周期短，需频繁对雾化盘进行更换清洗；反应塔内粘灰板结严重，需定期停炉清理塔内积灰；雾化器使用寿命短，无法达到8000小时的常规设计使用周期；使用仿造雾化盘。

3.1 从运行方式进行优化

定期对反应塔内积灰进行检查，运行人员积极配合检修，仔细查看塔内积灰状况，发现灰量多时及时清理；加强对反应塔的巡检，通过观察孔查看下灰情况，检查反应塔下卸灰阀下灰是否正常，阀体温度是否正常；在监盘时控制好反应塔进出口温度，进口温度控制在190～210℃，出口控制在145～165℃，当发现进口温度低时及时开启给水三通阀，当出口温度低时适当减少石灰浆量；定期联系化水人员化验石灰浆浓度，当石灰浆浓度较大而SO2容易控制时及时调小石灰浆浓度。如是雾化器进浆调节门失灵，及时更换新阀门；条件需要时做一下雾化器的雾化实验，检查雾化器的雾化效果[1]。

3.2 改造方案

对于上述问题，KS厂家根据对现场参数了解的情况和对比有类似问题的其它项目，判断造成问题的主因是实际运行烟气量比设计烟气量低，塔顶气体分布器与实际运行工况不匹配，以及雾化器的中心筒加工制造未达到KS设计要求。因该垃圾焚烧发电厂3#线运行烟气量比1#线和2#线要大，更接近设计烟气量，所以3#线的雾化器运行会比1#和2#线更稳定，而烟气量越低塔内挂壁和积灰也越严重。针对这种情况，制定该垃圾焚烧发电厂半干法反应塔雾化器及分配器的改造方案：

根据该垃圾焚烧发电厂现在实际运行烟气量，KS重新核算并提供新的与现场实际情况相符的旋流片设计。目前KS新研发的双层旋流片设计能更好适应烟气量波动，尤其是烟气量偏低的情况。KS已为多个项目提供了新旋流片设计，项目经改造后不再出现塔内挂壁和积灰，在运行烟气量偏低情况下有效延长了雾化器的稳定运行时间[2]。

更换符合KS设计制造精度要求的雾化器中心筒，确保雾化器本体不会因为和烟气接触造成腐蚀。雾化器本体腐蚀根本原因之一就是雾化器中心筒加工制造有偏差，加工精度低，达不到KS的设计标准。另外因加工制造偏差也导致中心筒无法通过高度调节来适应烟气量的变化，导致雾化器无法长期稳定运行。

使用KS雾化器哈氏合金保护罩。KS设计图纸要求雾化器中心筒锥段材料使用哈氏合金制造，这样可有效避免烟气对雾化器本体的腐蚀。由于加工制造原因，可能会使雾化器中心筒锥段的加工精度不合格，会导致雾化器底面和雾化盘顶面的螺钉直接暴露在烟气中被烟气腐蚀，缩短使用寿命，甚至还会影响雾化器的稳定运行。雾化器保护罩可有效解决雾化器中心筒锥段材质和加工精度的问题，有效保障雾化器稳定运行[3]；针对每台炉的运行情况，合理调整雾化器的供浆流量。

检查气体分布器导流片，确认是否存在加工制造问题、是否达到设计要求，否则需更换；对其它附属部件进行彻底检查并按KS设计标准进行处理；上述改造完成后，建议后续必须使用KS原厂雾化盘，并在KS建议运行转速下使用雾化器，停止使用仿造雾化盘或大幅降低雾化器运行转速；塔顶电动葫芦更换为链条式，可保证雾化器在起吊和放下时始终处于中心位置，不会发生位移导致雾化器及弹性支撑环挂到支撑管内的导向笼架。