垃圾焚烧发电作为高效的垃圾处理与能源回收手段，在全球得到广泛应用。余热炉作为垃圾焚烧发电系统的核心设备，其烟道的通畅性直接关系到系统的稳定运行与发电效率。然而，在实际运行中，余热炉的二三烟道堵塞问题频发，严重影响余热炉性能及整个垃圾焚烧发电系统的正常运转。因此，深入剖析烟道堵塞原因并制定有效处理措施，对保障系统稳定运行、提升能源利用效率具有重要现实意义。
一、堵塞原因分析
垃圾焚烧发电余热锅炉的二、三烟道堵塞问题主要由灰分沉积、结焦及设备运行条件共同作用引起，以下是具体原因：
1. 垃圾成分复杂与飞灰产生量大：垃圾成分复杂多样，富含塑料、金属、硅酸盐等物质，燃烧后生成的灰分含有高比例的 SiO₂ 、Al₂ O₃ 、CaO 等成分，黏性较大，高温焚烧会使其形成细小颗粒，这些颗粒随烟气进入烟道，易在烟道低温段（如二、三烟道）沉积。尤其是碱金属（如钠、钾）和氯盐会显著降低灰熔点，导致灰分在高温下熔融后粘附管壁，形成硬质结焦层。长期累积易导致烟道堵塞。
2. 垃圾燃烧不充分和烟气温度梯度变化：氧气供应不足或燃烧温度波动（如低于 850℃）会导致未燃尽碳粒和灰分进入烟道，增加积灰风险。当烟气温度梯度变化时，由于二、三烟道处于燃烧室后的辐射段，烟气温度骤降时，灰分易因冷凝和黏附作用沉积，尤其在烟道弯头或变径处更明显。
3. 烟气速度不合理：烟道内烟气速度过低，飞灰颗粒易在重力作用下沉降于烟道内壁，逐渐堆积形成积灰；而烟气速度过高，虽可减少飞灰沉降，但会加剧飞灰对烟道壁的冲刷磨损，使烟道壁表面粗糙，反而更易积灰。一些老旧余热炉的烟道设计，未充分考虑实际运行工况下的烟气流量变化，导致部分时段烟气速度不合理。
4. 烟道温度分布不均：余热炉的二三烟道结构复杂，可能存在局部散热不均或气流扰动等情况，致使烟道内温度分布不均匀。在温度较高区域，灰分更易软化和粘结，逐渐形成结焦。例如，烟道的弯头、变径等部位，因气流冲击和热交换特性改变，温度通常相对较高，是结焦的高发区域。
5. 清灰装置效果不佳：设计安装的清灰设备，如吹灰器，选型不当、安装位置不准确，无法有效清除烟道内积灰。例如，吹灰器吹扫压力不足，无法吹落附着在烟道壁上的厚积灰；喷射角度不合理存在吹扫盲区，致使部分区域积灰持续累积。
6. 运行维护不足：低温段保温不足及未定期清理烟道或吹灰装置失效，导致积灰逐渐累积；锅炉启停频繁或负荷波动大，烟气温度变化加剧灰分凝结。
7. 设备损坏部件脱落：余热炉及相关设备长期运行过程中，部分部件可能因磨损、腐蚀等原因损坏并脱落，如炉内的耐火材料碎片、烟道内的支撑件等。这些脱落部件进入烟道，会阻碍烟气流通，形成堵塞。例如，耐火材料在高温环境下可能出现剥落现象，较大的耐火材料碎片进入烟道后难以排出。
8. 在垃圾焚烧发电运营过程中，为保证烟气中的二恶英等有害物质能够充分分解，炉膛温度往往被设定在较高的水平，通常 1000℃左右，有时甚至达到 1200℃。在这样的高温环境下，飞灰很容易软化甚至熔融。
二、解决方案与预防措施
1. 优化垃圾成分控制稳定垃圾热值：加强与城市环卫部门和垃圾运输单位的沟通协作，共同推进垃圾分类工作。加强入厂垃圾管理，严格执行垃圾分类制度，降低垃圾中无机物和杂质含量，从源头上减少飞灰产生量。及时调整焚烧炉运行参数，如给料速度、配风量等，确保垃圾在适宜温度下充分燃烧，避免局部过热导致结焦。
2. 改善燃烧状况合理调整烟气速度：对焚烧炉燃烧系统进行优化，合理调整配风方式和配风量，确保垃圾在炉内充分燃烧。充分利用燃烧监测设备，实时监测炉内燃烧情况，依据监测数据及时调整燃烧参数。此外，适当延长垃圾在炉内的停留时间，提高垃圾燃尽率，减少未燃尽物质进入烟道的可能性。同时跟据余热炉实际运行工况，测量和分析烟道内烟气速度，通过调节引风机转速，将烟气速度控制在合理范围，既避免飞灰沉降，又降低对烟道壁的冲刷磨损。减少局部积灰结焦现象。
3. 改进清灰装置：对现有清灰装置进行评估与升级，选择合适类型和规格的吹灰器，确保其吹扫压力、吹扫角度和吹扫范围满足烟道清灰需求。同时，强化对清灰装置的维护管理，定期检查吹灰器工作状态，及时清理吹灰器喷嘴，保障其正常运行。还可采用多种清灰方式相结合，如在吹灰器基础上，增设振打清灰装置，通过机械振动辅助清除积灰。
4. 均衡烟道温度：对余热炉烟道进行保温优化，减少热量散失，确保烟道内温度分布均匀。在低温烟道段增设保温层，防止水蒸气冷凝与灰分结合形成酸性结块；在烟道的弯头、变径等易结焦部位，安装温度监测点，实时监测温度变化，一旦发现温度异常升高，及时采取措施调整，如增加冷却风供应量。同时，可对烟道结构进行优化设计，改善气流分布，减少局部气流扰动和温度集中现象。
5. 加强设备维护：建立完善的设备巡检和维护制度，定期对余热炉及相关设备进行检查，及时发现并更换损坏部件。尤其是对炉内耐火材料，要加强监测，一旦发现有剥落、开裂等情况，及时进行修补或更换。在设备维修过程中，严格按照操作规程进行，防止维修工具、零部件等遗留在烟道内。此外，利用烟道压差监测系统，实时监控积灰程度，及时启动吹灰程序；期检查吹灰器、除灰装置运行状态，清理烟道内壁及灰斗。
三、典型案例与效果
天津某垃圾焚烧发电厂，垃圾焚烧系统配置的无锡华光锅炉股份有限公司设计生产的 350t/d 顺推式机械炉排焚烧炉及四川锅炉厂制造的中压、单汽包自然循环锅炉。型号是 CG-350-32.3.0/4.0/400-LJ。炉膛、第二烟道、第三烟道及尾部烟道均为膜式壁结构。在第三烟道内依次布置蒸发器、三级过热器、二级过热器、一级过热器，并在三级、二级、一级过热器之间布置了两级喷水减温器，用来调节过热器出口汽温。烟气出口温度为 190℃～220℃，然后排至烟气净化系统。通过汽包的给水加热器来调节出口烟温，正常运行时候水平烟道出口温度控制在 200℃左右，设计在最大负荷或污垢情况下，温度将上升到 220-225℃。
该项目建成运行一年后检修时发现三烟道结焦严重，仅剩不足 1米的孔洞。三烟道结焦堵塞近 80%左右。
已清理部分结焦的三烟道
技术分析：余热炉二、三烟道由于设计、保温材料、安装施工等因素造成保温效果不佳及第三烟道未安装吹灰振达装置，且第三烟道内安装有喷水减温器。当锅炉燃烧温度波动产生烟气温度梯度变化时，由于三烟道处于燃烧室后的辐射段，烟气温度骤降时，灰分易因冷凝和黏附作用沉积，尤其在烟道弯头或变径处更明显。长期累积导致烟道堵塞。
预防措施：优化操作稳定燃烧温度（稳定在 900℃以上）并增设二、三烟道每两天进行一次人工激波清灰且将人工激波清灰作业形成制度化。拆除原有保温重新计算设计保温层厚度，采购合格保温棉进行保温安装。通过以上各种举措目前二三烟道结焦率降低 60%。机组运行效率提升 15%。
检修人员正在激波清灰作业
四、总结
垃圾焚烧发电余热炉二三烟道堵塞问题由积灰、结焦和杂物堵塞等多种因素共同作用导致。是垃圾焚烧锅炉的常见问题，需从源头（燃料特性、燃烧工艺）、设备设计及运维管理多维度综合施策。通过深入分析这些原因，并采取针对性处理措施，如优化垃圾成分控制、合理调整烟气速度、改进清灰装置、稳定垃圾热值、改善燃烧状况、均衡烟道温度、强化垃圾预处理和加强设备维护等，可有效解决烟道堵塞问题，提升余热炉运行效率和稳定性，保障垃圾焚烧发电系统的正常运行，实现垃圾的无害化处理和能源的高效回收利用。在实际工作中，还需不断总结经验，持续改进运行管理和设备维护技术，以应对可能出现的新问题，确保垃圾焚烧发电产业的可持续发展。
备注：本文系作者投稿，作者：韩军来，泰达环保—天津泉泰生活垃圾处理有限公司
