在老旧垃圾焚烧电厂中，启动燃烧器及其控制系统的可靠性对维持安全高效运行至关重要。这些燃烧器必须按坚固、连续运行工况设计，因为垃圾焚烧设施通常全天候运行，停机时间极少。随着电厂老化，改造启动燃烧器、燃烧控制、送风机和燃料管路日益重要。现代化改造不仅能提升可靠性和燃烧性能，还能确保符合现行安全规范和标准（包括美国国家消防协会NFPA要求）。改造可在此发挥重要作用。
维持可靠蒸汽生产的挑战
在垃圾焚烧电厂中生产稳定、高质量蒸汽比听起来更困难。改造燃烧器可在解决这些挑战中发挥重要作用。
启动 面对如此多变的能源来源，冷启动风险过高。没有稳定的点火和升负荷过程，整个系统都容易受影响。启动燃烧器能以可控、可重复的方式将锅炉系统提升至运行工况。
应对多变或劣质燃料 电厂投运后，启动燃烧器转为负荷燃烧器，可帮助克服垃圾成分、湿度与量的波动。根据锅炉规模，燃烧器出力从20MMBtu/h至180MMBtu/h不等。当主燃料无法维持所需蒸汽负荷时，它们可自动投入，提供额外热量输入，保护系统可靠性与汽轮机整体性能，使汽轮机保持稳定负荷运行。
燃烧器与控制系统集成的价值
当燃烧器与控制系统作为协调系统集成时，垃圾焚烧电厂的效率与可靠性最高。许多电厂的燃烧器控制仅管理燃烧器本身。现代化设施必须能从系统运行中获取输入，并利用锅炉/炉膛参数提出燃烧器调整建议，以实现更好、更高效的燃烧。
集成系统能提供更智能、更具适应性的燃烧，同时减少整个运行过程中的故障点。它们允许操作员在主控制室控制燃烧器，同时在需要时支持燃烧器本地操作；实现整个锅炉系统的协调，为操作员提供最完整的燃烧建议以维持稳定运行环境；并减少人工干预，降低故障点、提高效率。
恶劣环境下的改造
垃圾焚烧设施中的燃烧器环境极为恶劣。燃烧器区域及相关控制盘被划为Class I, Division 2, Groups C或D危险场所，因此任何改造仪表必须按危险场所要求选型，控制盘也必须配备合适的吹扫系统。主燃料的不稳定性使环境尤为严苛。它偶尔会在锅炉炉排层面造成不可预测的燃烧。这种扰动会升高炉膛温度并增加碎屑负荷。碎屑可能以高温（约700°F）进入燃烧器内部，导致碳钢部件变形。燃烧器的燃烧空气系统设计有冷却空气功能，在燃烧器不运行时保持燃烧器/风箱正压，防止暴露于碎屑和高温炉膛。垃圾焚烧环境下的改造启动/负荷燃烧器还应具备在适当隔离条件下清理喷嘴的能力。这可防止炉排碎屑堵塞燃烧器喷嘴开口，有助于保持可靠点火和稳定燃烧。
关注火焰扫描仪
在垃圾焚烧锅炉中，扫描仪必须在较高环境温度下工作，同时能将辅助燃烧器火焰与更大炉膛火焰区分开。火焰扫描仪对证实燃烧器火焰至关重要。扫描仪必须正确定位并瞄准燃烧器火焰，防止传感器检测到相邻燃烧器或炉膛对面的燃烧器火焰。这在垃圾焚烧锅炉设计中是常见挑战。正确选择与定位火焰扫描仪对可靠运行至关重要。稳定的火焰检测有助于防止误跳闸，支持安全启停序列，并使燃烧器管理系统能基于准确的燃烧反馈做出决策。
案例：现代化辅助燃烧器系统以提升可靠性与合规性
美国弗吉尼亚州某垃圾焚烧设施的辅助燃烧器系统已老化。该设施高度依赖这些系统完成锅炉预热以及在垃圾燃料条件波动时的一氧化碳（CO）控制等关键功能。设施有三台锅炉，每台配备双辅助燃烧器。但其中两台锅炉的设备已达到生命周期末期，影响运行可靠性。它们使用过时部件，难以维护，且不再符合现行规范要求。此外，垃圾燃料成分波动导致CO条件特别高，对燃烧器性能与控制精度提出更高要求。电厂需要一种能在不全面更换燃烧器的前提下提升可靠性并提供更精确控制的方案，同时必须符合现行安全规范（包括NFPA 85）。
解决方案 设施实施了针对性升级策略，重点改造控制系统和关键机械部件，同时保留现有燃烧器主体结构。主要升级包括：
基于可编程逻辑控制器（PLC）的燃烧器管理系统（BMS）和燃烧控制系统（CCS），集成燃烧器控制与火焰扫描仪。
新型气体流量控制阀，改善燃料调节并实现所需燃烧器调节比。
将气动执行器更换为电动执行器，实现精确的4–20毫安比例控制。
安装高容量点火器并升级先导气管路，提高点火可靠性。
新建仪表用燃烧空气系统，包括在线流量监测与压力安全开关。
新建百叶窗式风门及执行器，改善燃烧器室温度控制。
该项目的一项独特增强是改进的、更坚固的热电偶，用于现有温度监测系统，并与冷却空气风机和风门组成控制回路。这使操作员能主动管理燃烧器区域温度，通过防止关键区域过热来保护设备完整性。
效果 通过聚焦高影响组件的改造升级，设施在无需全面更换燃烧器的情况下显著提升了系统可靠性和运行控制。升级后的系统实现了：
改善燃烧稳定性，尤其在高CO条件下。
通过更好的温度管理延长设备寿命。
用现代化、易于维护的部件替换过时硬件，简化维护。
完全符合Class I Division 2和NFPA 85标准。
以现代改造推进垃圾焚烧电厂更新
垃圾焚烧设施运行在要求最严苛的燃烧环境之一。主燃料（垃圾）品质不断变化，而热量输入和蒸汽品质必须保持稳定。许多电厂仍在使用需要持续维护的老旧锅炉系统。设备改造为垃圾焚烧设施提供了一条切实可行的路径，可在不承担全面更换系统的成本和干扰的情况下提升可靠性。
原文链接：https://www.powermag.com/making-waste-to-energy-plants-more-reliable-with-burner-retrofits/
作者：Dennis Garcia
更多需求与业务咨询，请扫码联系。
免责声明：本微信公众号所上传文章仅代表作者观点，版权归原作者所有。如文章来源标注有误或涉及作品版权等问题烦请告知，小编及时予以删除。
初审初校：韩禹文｜复审复校：刘拥军｜终审终校：陈铭亮｜监审：文卉
点击蓝字 关注我们