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研究报告

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垃圾焚烧炉结焦原因分析及控制措施研究——以逆推炉排炉为例

一、垃圾焚烧炉结焦原因概述

1.垃圾焚烧炉结焦的定义及分类

垃圾焚烧炉结焦是指垃圾在焚烧过程中，由于高温作用和化学变化，导致固体物质在炉膛内粘附、积聚，形成一层坚硬的焦炭层。结焦现象在垃圾焚烧过程中十分常见，它不仅会降低焚烧效率，增加能耗，还会影响焚烧设备的正常运行，甚至导致设备损坏。结焦的形成原因复杂，涉及垃圾特性、炉膛结构、燃烧过程和运行参数等多个方面。

根据结焦的形态和分布，可以将结焦分为以下几种类型：一是表面结焦，主要表现为炉壁、炉顶和炉排等表面的焦炭层；二是内部结焦，指的是炉膛内部由于高温和化学作用形成的焦炭层；三是局部结焦，指的是在某些特定区域，如炉排出口、炉膛拐角等，由于流动不畅和温度分布不均形成的焦炭层。不同类型的结焦对焚烧炉的影响不同，需要采取针对性的控制措施。

结焦的分类还可以根据其形成的机理进行划分。如热分解结焦是由于垃圾中有机物在高温下分解产生的焦炭粘附在炉膛表面；熔融结焦则是由于垃圾中某些成分在高温下熔融，粘附在炉膛内壁上形成硬壳；还有一种是机械结焦，指的是垃圾中的固体颗粒在高温下熔融后，由于流动性差而粘附在炉膛内壁上。了解结焦的分类有助于我们更好地分析结焦原因，采取有效的预防和控制措施。

2.结焦对焚烧炉运行的影响

(1)结焦对焚烧炉运行的影响主要体现在以下几个方面。首先，结焦会导致炉膛有效容积减小，从而降低焚烧效率，增加垃圾处理量。其次，结焦会阻碍燃烧气流的正常流动，导致局部区域氧气浓度不足，影响完全燃烧，增加一氧化碳等有害气体的排放。此外，结焦还会增加设备维护成本，如清理结焦层需要投入大量人力和物力，严重时甚至可能导致设备损坏，影响正常生产。

(2)结焦对焚烧炉的运行安全造成威胁。结焦层在高温和机械应力的作用下，可能会出现脱落、破裂等现象，导致高温气体和熔融物喷出，造成人员伤害和设备损坏。同时，结焦层的不均匀分布会导致炉膛内温度分布不均，容易引起局部过热，甚至引发火灾。此外，结焦还会影响烟气净化系统的正常运行，降低脱硫、脱硝等处理效果，增加污染物排放。

(3)结焦对焚烧炉的经济效益产生负面影响。由于结焦导致焚烧效率降低，需要增加燃料消耗，提高运行成本。同时，设备维护和更换的频繁，也会增加企业的运营成本。此外，结焦还会影响焚烧炉的运行寿命，缩短设备的使用周期，进一步增加企业的投资和运营压力。因此，有效预防和控制结焦现象，对于提高焚烧炉的经济效益和运行安全性具有重要意义。

3.结焦现象的常见表现形式

(1)结焦现象在垃圾焚烧炉中常见的表现形式之一是表面结焦。这种结焦主要发生在炉膛的内壁、炉顶以及炉排等表面。结焦层呈现出坚硬的焦炭状，颜色通常为黑色或深灰色。表面结焦会导致炉膛表面积累，从而降低炉膛的有效容积，影响燃烧效率。同时，表面结焦还会阻碍烟气的流动，增加设备的磨损，缩短设备的使用寿命。

(2)另一种常见的结焦形式是内部结焦。内部结焦主要发生在炉膛内部，特别是在炉膛拐角、炉排出口等气流不畅的区域。内部结焦通常呈现出熔融状或烧结状，颜色可能因垃圾成分而异。这种结焦会严重影响燃烧气流的流通，导致局部温度过高，进而引发设备损坏和燃烧不完全。内部结焦还可能堵塞炉排，使炉排无法正常工作，进一步加剧结焦现象。

(3)结焦现象的第三种表现形式是局部结焦。局部结焦通常发生在炉排出口附近，由于垃圾在炉排上流动不畅，导致局部区域堆积，形成厚厚的焦炭层。这种结焦不仅会阻碍垃圾的正常流动，还会使炉排承受过大的机械应力，导致炉排变形或断裂。局部结焦还会使炉膛内温度分布不均，加剧结焦现象，甚至可能引发设备故障和安全事故。因此，对于局部结焦的预防和控制是垃圾焚烧炉运行维护的重要环节。

二、垃圾特性对结焦的影响

1.垃圾成分与结焦的关系

(1)垃圾成分对结焦现象有显著影响。其中，垃圾中有机物的含量是影响结焦的重要因素。高有机物含量的垃圾在焚烧过程中更容易发生热分解，产生大量的焦炭，这些焦炭粘附在炉膛内壁，形成结焦层。例如，厨余垃圾、医疗废物等含有大量有机物的垃圾，在焚烧过程中容易导致结焦。

(2)垃圾中无机物的种类和含量也会影响结焦。某些无机物在高温下熔点较低，容易熔融并粘附在炉膛内壁，形成结焦。例如，废电池、废荧光管等含有重金属和玻璃成分的垃圾，在焚烧过程中容易产生熔融结焦。此外，无机物的粒度和形态也会影响结焦，如颗粒状无机物在炉膛内容易形成堆积，加剧结焦现象。

(3)垃圾中的水分含量也是影响结焦的重要因素。水分含量较高的垃圾在焚烧过程中，水分会蒸发带走热量，降低炉膛温度，导致结焦减少。然而，水分含量过高也可能导致燃烧不充分，产生大量焦炭。因此，垃圾中水分含量的控制对于结焦现象的预防和控制具有重要意义。此外，垃