垃圾焚烧炉安全检验技术探究及应用

垃圾焚烧炉安全检验技术探究及应用

任祝君

烟台润达垃圾处理运营有限公司 山东省烟台市 264006

摘要：近年来，随着人们生活质量的提高，大量的生活垃圾不断产生。垃圾焚烧炉也越来越受到人们的关注，同时政府加大了垃圾焚烧炉的投资力度，积极推动了垃圾发电行业的发展。

关键词：垃圾焚烧炉;安全检验;技术探究及应用

引言

随着我国居民生活水平及饮食消费水平的不断提高，国内垃圾的产生量也在不断上升，目前，国内的垃圾焚烧厂呈快速增长的趋势。垃圾焚烧炉在焚烧过程中，如果燃烧含氯垃圾不彻底，生成二氧化碳并在炉本体的炉膛、烟道中积留。二氧化碳具有很强的毒性和高致癌性,且具脂溶性,极易被人体吸收,对人体产生不可逆的高度危害并且检测浓度非常困难。

1垃圾焚烧炉概述

据悉，全国每天将近产生2亿吨的生活垃圾。垃圾焚烧电厂把各种垃圾收集后先进行垃圾分类处理，堆放在垃圾仓一段时间使垃圾里面的水分滤出来，使垃圾里面的微生物发酵，有助于垃圾的燃烧。为了防止垃圾堆放时间长产生臭气，锅炉炉膛采用负压设计，垃圾堆放产生的臭气由仓内上方的一次风抽进垃圾焚烧炉炉膛，防止垃圾仓内的臭气外溢，同时提供了炉膛内垃圾燃烧所需的空气。垃圾在炉膛进行高温燃烧，产生的热能通过垃圾焚烧锅炉转化为高温蒸汽，通过汽轮机转化为电能。垃圾在垃圾仓堆积时发酵、热解气化产生沼气或者合成气，收集后通入炉膛再经燃烧把热能转化为蒸汽，最后推动汽轮机发电。

2垃圾焚烧炉安全检验技术

2.1检验前的准备工作

一，使用单位的现场准备，使用单位和检验机构确定好检验日期后，按检验方案的要求，做好停炉冷却、水电气隔离、通风置换、清理打磨、保温拆除、脚手架和安全电源的准备等工作。因垃圾焚烧炉炉膛涉及残存的二氧化碳，并且缺乏适宜的、经济高效的二氧化碳检测手段和方法，所以要求使用单位炉膛进行充分的通风置换和卫生清理。首先，锅炉冷却后进行通风置换。置换完毕后，对炉膛、烟道、炉墙和受热面管子外表面的炉渣和烟灰进行彻底的清除。清理完毕后，再进行一次通风置换。二，检验人员的准备工作检验人员，首先要克服对垃圾焚烧炉检验谈虎色变的心理，制定科学的检验方案；其次，是针对垃圾焚烧炉的使用特点，确定好相关的检验项目。最重要的是配置内部检验的相关防护装备。

2.2水热处理技术

水热处理是在垃圾焚烧炉中添加富含的Si、Al物质和碱激发剂生成不同类型的沸石，从而达到稳定重金属的效果。利用此方法合成了加藤石，而加藤石可进一步转化为雪硅钙石;沸石是架状结构，中间有很多的空腔，使其具有很好的吸附性和离子交换等性能，这些特点都有效地固化了垃圾焚烧中的重金属。石德智等将粉煤灰、膨润土和高岭土作为硅铝添加剂在水热合成条件下稳定垃圾焚烧中的Pb、Zn和Cu等重金属，重金属浸出浓度降低明显，有效抑制了重金属向液相转移。水热法除了对重金属具有较好的稳定效果，对二氧化碳的影响也较为显著，发现在水热合成过程中通入水能提高二氧化碳的降解率，已经达到了国外农用土壤中的二氧化碳含量标准。水热法处理效率高，重金属稳定化好，但是产生的水热废液需要处理，对处理设备要求高，增加了成本。

2.3药剂稳定化技术

药剂稳定化具有添加量小、处理后垃圾焚烧基本不增容、工艺简单、投资费用低、固化效果好等优点。药剂分为无机和有机两种。其中无机药剂常见的有磷酸盐类、硫化物类、铁盐类和碱性物质等，虽然无机药剂稳定的垃圾焚烧增容小，但是固化体中的重金属在酸性条件下易溶出，对环境造成危害，不能够满足危险废物长期稳定的安全性要求。有机药剂稳定具有比无机药剂更少的添加量、更好的固化效果特点。采用多种无机化学药剂(Na₂S、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄)稳定化处理垃圾焚烧时，发现2%的Na₂S能够有效稳定Pb、Cd，两者的浸出浓度均低于国家标准限定值。挑选出有机和无机药剂稳定化处理垃圾焚烧，磷酸可使重金属Pb的浸出浓度明显下降，药剂掺量为2%～3%的聚二硫代氨基甲酸盐等三种药剂可显著降低Pb和Cd的含量。确定了必须先加入磷酸，再加入乙硫氮，两者加入的先后顺序对于药剂的利用效率有很大影响。2%乙硫氮和3%磷酸复合药剂稳定化垃圾焚烧，可使垃圾焚烧中的Pb和Cd从5.836mg/L、2.115mg/L降低到0.01mg/L、0.001mg/L，同时Zn的浸出浓度从161.3mg/L降低至75mg/L，达到了填埋场标准要求。由于垃圾焚烧的化学组成复杂且其中的重金属存在形式不稳定，市场上很难找到一种普遍适用的稳定化药剂，化学药剂价格又相对较高，对重金属的长期固化稳定性较差，因此，在一定程度上制约了药剂稳定化技术在处理生活垃圾焚烧中的应用。

3垃圾焚烧炉安全检验技术应用

3.1复合检测系统

水冷壁内外壁缺陷漏磁检测和管壁壁厚电磁超声测量的复合检测，实现非接触、自动化检测。漏磁缺陷检测传感器、电磁超声测厚传感器、携带传感器攀爬竖直水冷壁管的爬行装置，实现了水冷壁管复合检测系统的集成。通过对其性能进行测试，检测系统能够攀爬竖直的水冷壁管，并适应高度5mm的焊缝等障碍，其携带的检测部件能够识别直径3.2mm，深度1.5mm的内壁凹坑，对水冷壁管的壁厚测量能够达到±0.1mm的测量精度。

3.2无人机检验

无人机作为一种新型平台，可搭载各种先进检测仪器装备，可以轻易飞临人力难以到达的区域，实现宏观检验的全覆盖。利于无人机对焚烧炉进行全方位无死角拍摄，将高清图像、视频实时传输到终端显示设备上，掌握焚烧炉炉膛内的磨损、腐蚀、变形等整体状况，通过图像视频信息判断设备整体是否符合要求。接下来，是无人机检验的重点，利用无人机搭载的高清摄像头，对焚烧炉需要检验的部件进行测厚、测温、样品采集等操作。通过对关键部位静态、动态的检测和采集，检验人员给出判断结论，并对问题做好定位记录，进一步做好专项检查，降低了检验成本、风险，提高了检验的效率和质量，确保了检验人员的安全。

3.3蒙德法安全评价

蒙德法是一种应用于火灾、爆炸、毒性等方面的安全评价方法。该方法在道化学公司评价方法的基础上，引进了毒性概念和计算，推广到包括物质毒性在内的“火灾、爆炸、毒性指标”的初步计算，再进行安全对策措施进行补偿的最终评价。垃圾焚烧炉一般为自然循环锅炉，具有锅筒、集箱、水冷壁、过热器等不同的承压部件。根据焚烧炉的特点，对垃圾焚烧炉检验过程采用蒙德法进行评价，将焚烧炉检验过程划分为锅筒、炉内、炉外三个区域，通过对代表性气体H2S的各项安全评价指数进行定量计算,并通过定量的方式确定其安全补偿系数,根据安全补偿系数确定相应安全措施的程度，降低检验过程中的相关风险。

结束语

垃圾焚烧炉市场化大势所趋，各地政府和国家出台的相关政策也在持续不断推进中。目前，哈锅研发制造的世界上规格最大的垃圾焚烧发电锅炉已经顺利通过了168h试运行，标志着我国垃圾焚烧炉的发展日趋完善。随着国家积极推进垃圾分类政策，出台了一系列支持和推动垃圾焚烧发电行业发展的政策文件，相信在不久的将来垃圾发电市场定会越来越好。

参考文献

[1]高建强，陈扬.垃圾焚烧炉燃烧过程动态模型[J].电力科学与工程，2021，（12）：50-53.

[2]高剑，方晖，蒋俊.垃圾焚烧炉检验安全防护装备配置探讨[J].安全，2020(3) :31-32．

[3]张海祥.垃圾焚烧炉检验过程中的蒙德法评价[J].环境科学技术，2018(8):195-197．