垃圾焚烧锅炉积灰危害及处理

在垃圾焚烧锅炉运行过程中，一个普遍存在且不容忽视的现象便是积灰。所谓积灰，即温度低于灰熔点时，灰分在受热面上逐渐积聚。这种现象多发生在锅炉的烟道受热面上，按照不同标准可进行细致分类。依据飞灰温度范围，可分为熔渣、高温沉积灰和低温沉积灰；而根据积灰的强度，又可分为松散性积灰和粘结性积灰。

一、垃圾焚烧锅炉积灰的危害

1、对热传递效率的影响

当积灰附着在锅炉受热面上时，会形成一层隔热层。这层灰垢的导热系数远远低于金属受热面的导热系数，热量难以有效地从烟气传递到受热面内部的工质受热面的吸热能力下降。导致锅炉的整体热效率降低，需要消耗更多的燃料来维持相同的蒸汽产量或温度。
   积灰在受热面上的分布通常是不均匀的，这会使得受热面各部分的吸热情况不同。在积灰较厚的区域，热量传递受阻严重，温度较低；而积灰较薄或没有积灰的区域，温度相对较高。
   这种温度不均会产生热应力，长期作用下可能导致受热面金属管的变形、扭曲甚至破裂。
2、对锅炉运行安全的威胁
    积灰会使锅炉烟道的流通截面积减小，从而增加烟气流动的阻力。当烟气阻力增大到一定程度时，会影响锅炉的通风系统正常运行。为了维持正常的通风量，需要提高风机的功率，这不仅增加了能耗，还可能使风机过载运行，缩短风机的使用寿命，甚至引发风机故障。
垃圾焚烧过程中会产生一些腐蚀性气体，如氯化氢、二氧化硫等。积灰层会吸附这些腐蚀性气体，使它们在积灰与金属受热面的接触区域浓度升高。当积灰层吸收了足够的水分后，会形成腐蚀性的电解质溶液，从而引发电化学腐蚀。
3、对环境的不良影响
   积灰会影响锅炉内燃烧过程的完全性。当受热面结灰时，热量传递受阻，可能导致炉内温度分布不合理，使燃烧反应不能充分进行。这会使垃圾焚烧产生的未完全燃烧产物增加，如一氧化碳（CO）、多环芳烃（PAHs）等污染物的排放量上升。这些污染物排放到大气中会对空气质量产生负面影响，危害人体健康和生态环境。积灰混入飞灰后，还会改变飞灰的成分和性质，降低飞灰品质，增加后续处理难度。

二、垃圾焚烧锅炉积灰的处理方法

1.机械清灰
（1）振打清灰原理：通过在受热面的支撑结构上安装振打装置，利用机械振动力使积灰脱落。振打装置可以是电动或气动的，按照一定的频率和强度对受热面进行振打。

适用范围：适用于各种类型的垃圾焚烧锅炉，尤其是对于管束式受热面，如省煤器等效果较好。但对于一些结构复杂或脆弱的受热面，如某些高温过热器的鳍片管，过度振打可能会导致受热面损坏。
（2）刮板清灰原理：在受热面附近安装刮板装置，通过刮板的往复运动将积灰刮除。刮板通常由耐高温、耐磨的材料制成。刮板的运动可以是电动驱动或通过链条传动等方式实现。

适用范围：适用于平面状或简单曲面的受热面，如一些大型垃圾焚烧锅炉的水冷壁表面。但对于管径较小、排列紧密的管束，刮板可能无法有效进入管束间隙进行清灰。
2.蒸汽吹灰
（1）普通蒸汽吹灰原理：利用高温高压的蒸汽通过专门的吹灰器喷口，将蒸汽喷射到受热面上，依靠蒸汽的冲击力和冲刷力将积灰吹落。蒸汽的压力一般在 1 - 3MPa，温度在 300 - 400℃左右。当蒸汽喷到积灰层上时，能够克服积灰与受热面之间的附着力，将积灰吹走。  

适用范围：广泛应用于各种垃圾焚烧锅炉的受热面清灰，特别是对于粘性较大的积灰效果较好。但蒸汽吹灰可能会导致受热面局部温度骤降，产生热应力，对于一些材质较差或老化的受热面有一定的损坏风险。
（2）声波蒸汽吹灰原理：在蒸汽吹灰的基础上，结合声波技术。通过在吹灰器中设置声波发生器，产生高强度的声波，使积灰在声波的振动和蒸汽的冲刷双重作用下脱落。声波的频率一般在 10 - 1000Hz 之间，能够使积灰产生共振，降低其附着力。

适用范围：对于结构复杂、难以用普通蒸汽吹灰彻底清除积灰的受热面，如一些带有复杂鳍片或弯管的受热面，声波蒸汽吹灰有较好的效果。不过，声波蒸汽吹灰设备相对复杂，成本较高。
3.化学清灰
（1）添加剂清灰原理：向垃圾焚烧炉中添加化学清灰剂，这些清灰剂在燃烧过程中会分解产生一些具有活性的物质。例如，某些清灰剂会分解出碱性物质，与积灰中的酸性成分（如硫酸钙等）发生化学反应，将积灰转化为疏松的物质，便于在烟气的冲刷下脱落。

适用范围：适用于处理因垃圾成分导致的酸性积灰较多的情况。但需要注意的是，添加清灰剂可能会对垃圾焚烧过程产生一定的影响，如改变燃烧产物的成分和性质，需要对其用量和效果进行严格的监测。
（2）水洗清灰原理：在锅炉停炉检修期间，对受热面进行水洗。可以采用高压水枪冲洗受热面，将积灰冲洗掉。水洗过程中，水的压力一般在 10 - 20MPa 左右，通过调整水枪的喷射角度和距离，确保受热面各个部位都能被清洗到。

适用范围：对于积灰严重、其他清灰方法难以彻底清除积灰的情况较为适用。但水洗后需要对受热面进行干燥处理，防止受热面生锈，并且水洗过程可能会对一些电气设备和仪表造成损坏，需要采取防护措施。