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垃圾焚燒技術(shù)之垃圾焚燒爐燃燒控制

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:3011次  |  2019年10月25日  

垃圾焚燒爐燃燒工況是系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,煙氣達(dá)標(biāo)的重要保證。垃圾通過(guò)脫水、發(fā)酵、攪拌后,垃圾進(jìn)入焚燒爐,經(jīng)過(guò)干燥、燃燒和燃燼三個(gè)階段,其中的有機(jī)物、揮發(fā)性氣體在高溫下完全燃燒,生成二氧化碳?xì)怏w,釋放熱量。但是,在實(shí)際的燃燒過(guò)程中,由于垃圾熱值不穩(wěn)定,焚燒爐內(nèi)的燃燒工況發(fā)生變化,不可能達(dá)到理想效果,致使燃燒不完全。嚴(yán)重的情況下將會(huì)產(chǎn)生大量的黑煙、有毒有害氣體,并且從焚燒爐排出的爐渣中還含有有機(jī)可燃物。


生活垃圾焚燒的影響因素包括:生活垃圾的性質(zhì)、停留時(shí)間、溫度、湍流度、空氣過(guò)量系數(shù)及其他因素。其中,停留時(shí)間、溫度及湍流度(擾動(dòng))稱(chēng)為3T要素,是反映焚燒爐運(yùn)行性能的主要指標(biāo)。


針對(duì)垃圾的性質(zhì)、停留時(shí)間、溫度、湍流度和過(guò)量空氣系數(shù)進(jìn)行分析,并用于指導(dǎo)垃圾焚燒爐運(yùn)行管理和操作。


page1垃圾的性質(zhì)


生活垃圾的熱值、組成成分及外形尺寸是影響生活垃圾焚燒的主要因素。


熱值越高,燃燒過(guò)程越易進(jìn)行,焚燒效果也就越好。生活垃圾組成成分的尺寸越小,單位質(zhì)量或體積生活垃圾效果越好,燃燒越完全;反之,傳質(zhì)及傳熱效果較差,易發(fā)生不完全燃燒。


進(jìn)廠垃圾在貯坑內(nèi)停留一定的時(shí)間,通過(guò)自然壓縮去水的過(guò)程及部分發(fā)酵催化作用,以提高進(jìn)爐垃圾的熱值,改善垃圾的焚燒效果,同時(shí)亦是垃圾焚燒好壞的關(guān)鍵所在。[垃圾進(jìn)廠要抽檢,貯坑內(nèi)垃圾要充分?jǐn)嚢枰赃_(dá)成燃料的均質(zhì)化]


進(jìn)廠生活垃圾并不是直接送入垃圾焚燒爐,而是必須經(jīng)過(guò)貯存這一道工序。設(shè)置垃圾貯坑,一是貯存進(jìn)廠垃圾,起到對(duì)垃圾數(shù)量的調(diào)節(jié)作用;二是對(duì)垃圾進(jìn)行攪拌、混合、脫水等處理,起到對(duì)垃圾性質(zhì)的調(diào)節(jié)作用。


另外,進(jìn)廠垃圾在貯坑內(nèi)停留一定的時(shí)間,通過(guò)自然壓縮及部分發(fā)酵作用,可以減低垃圾的含水量,以提前產(chǎn)生垃圾的反應(yīng)催化作用,改善垃圾的焚燒效果。


生活垃圾在貯坑內(nèi)停留時(shí)間為5~7天較為合適,氣溫低和濕度大的可以適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間(但是當(dāng)儲(chǔ)坑環(huán)境溫度低于5℃時(shí)發(fā)酵反應(yīng)將不會(huì)進(jìn)行)。


page2停留時(shí)間


停留時(shí)間有兩方面的含義:一是生活垃圾在焚燒爐內(nèi)的停留時(shí)間,它是指生活垃圾從進(jìn)爐開(kāi)始到焚燒結(jié)束,爐渣從爐中排出所需的時(shí)間;二是生活垃圾焚燒煙氣在爐中的停留時(shí)間,它是指燃燒室溫度≧850℃,生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣在燃室停留的時(shí)間≧2s。


實(shí)際操作過(guò)程中,生活垃圾在爐中的停留時(shí)間必須大于理論上的干燥、熱分解及燃燒所需的總時(shí)間。同時(shí),焚燒煙氣在爐中的停留時(shí)間應(yīng)保證煙氣中氣態(tài)可燃物達(dá)到完全燃燒。


當(dāng)其他條件保持不變時(shí),垃圾在爐內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng),焚燒效果的熱灼率越好,但是焚燒爐的處理量,熱負(fù)荷減少;停留時(shí)間過(guò)短會(huì)引起垃圾燃燒不完全。所以,停留時(shí)間的長(zhǎng)短應(yīng)由具體情況來(lái)定。


page3溫度


由于焚燒爐的體積較大,爐內(nèi)的溫度分布是不均勻的,即爐內(nèi)不同部位的溫度不同。這里所說(shuō)的焚燒溫度是指一燃室(燃燒區(qū))垃圾焚燒所能達(dá)到的最高溫度,一般來(lái)說(shuō)位于燃燒段垃圾層上方并靠近燃燒火焰的區(qū)域內(nèi)的溫度最高,可達(dá)850~1100℃。


生活垃圾的熱值越高,可達(dá)到的焚燒溫度越高,則越有利于生活垃圾的焚燒。同時(shí),溫度與停留時(shí)間是一對(duì)相關(guān)因子,在較高的溫度下適當(dāng)縮短停留時(shí)間,亦可維持較好的焚燒效果。


page4一次風(fēng)量與風(fēng)溫


垃圾焚燒所需的一次風(fēng)是經(jīng)過(guò)空預(yù)器器加熱器后才進(jìn)入爐排的。一次風(fēng)的溫度越高,垃圾干燥越快,燃燒工況越好,,爐膛溫度穩(wěn)定,鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行,要保持一次風(fēng)的溫度穩(wěn)定。當(dāng)爐膛溫度較低時(shí)要及時(shí)投油助燃(當(dāng)燃料處于燃燒零界時(shí)的投油可以適時(shí)發(fā)揮燃料穩(wěn)定燃燒的作用),保證爐膛溫度穩(wěn)定,才能建立良性循環(huán),保證垃圾穩(wěn)定燃燒。


總結(jié)各廠的經(jīng)驗(yàn),當(dāng)垃圾熱值大于1100大卡一次燃燒風(fēng)溫度在200℃的狀況下即可取得良好的燃燒工況。當(dāng)熱值大于1800大卡時(shí),一次風(fēng)壓(風(fēng)量)可以較低,一次風(fēng)溫維持在150-160℃即可滿(mǎn)足運(yùn)行。


page5湍流度


湍流度是表征生活垃圾和空氣混合程度的指標(biāo)。湍流度越大,生活垃圾和空氣的混合程度越好,有機(jī)可燃物能及時(shí)充分獲取燃燒所需的氧氣,燃燒反應(yīng)越完全。湍流度受多種因素影響。當(dāng)焚燒一定時(shí),加大空氣供給量,可提高湍流度,改善傳質(zhì)與傳熱效果,增加反應(yīng)速率有利于焚燒。


page6風(fēng)量配比


照可燃成分和化學(xué)計(jì)量方程,與燃燒單位質(zhì)量垃圾所需氧氣量相當(dāng)?shù)目諝饬糠Q(chēng)為理論空氣量。


為了保證垃圾燃燒完全,通常要供給比理論空氣量所需的更多的空氣量,即實(shí)際空氣量,實(shí)際空氣量與理論空氣量之比值為過(guò)量空氣系數(shù),亦稱(chēng)過(guò)量空氣率或空氣比。過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)垃圾燃燒狀況影響很大,以鍋爐出口氧量6-9%為標(biāo)準(zhǔn),低過(guò)6%時(shí),爐膛溫度高,燃燒室容易超溫結(jié)焦,鍋爐過(guò)負(fù)荷,燃燒完全且缺氧燃燒;高過(guò)9%時(shí),空氣氧量過(guò)剩,爐膛溫度下降,鍋爐負(fù)荷下降,垃圾在爐排上為完全燃燒。


這兩種情況都會(huì)使CO、Nox升高,煙氣指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。因此,要求一次風(fēng)量與二次風(fēng)量配比為8:2,調(diào)節(jié)二次量控制鍋爐出口氧量。


二次風(fēng)溫分布


page7爐膛負(fù)壓


垃圾焚燒爐爐膛負(fù)壓應(yīng)控制在-30~-50Pa之間。


若爐膛負(fù)壓為正,爐膛容易向外噴塵,既影響環(huán)境衛(wèi)生,又可能危及設(shè)備和操作人員的安全;且負(fù)壓太大,爐膛漏風(fēng)量增大,煙氣流速增大,增大了引風(fēng)機(jī)電耗和煙氣熱量損失。


因此,穩(wěn)定爐膛負(fù)壓對(duì)保證鍋爐穩(wěn)定燃燒有著十分重要的意義。影響負(fù)壓變化的因素:一次二次風(fēng)機(jī)跳閘、爐排停止時(shí)間長(zhǎng),燃燒工況下降、引風(fēng)機(jī)跳閘、爐膛水冷壁漏水、水平煙道爆管、爐膛漏風(fēng)等。


page8料層厚度控制


不同的垃圾在爐內(nèi)的厚度也不一致,操作員必須根據(jù)垃圾在爐內(nèi)的焚燒效果(燃燒區(qū)域、火焰高度、亮度),判斷垃圾熱值,合理調(diào)整料層厚度才能使垃圾穩(wěn)定燃燒。厚度太大,可能導(dǎo)致不完全燃燒和不穩(wěn)定燃燒;厚度太薄燃燒熱量不夠,又會(huì)減少焚燒爐的處理量與燃燒工況上下起伏不穩(wěn)定,因此控制料層的厚度尤為重要。


控制料層的方式:


1、給料器的速度保持一致,給料頻率穩(wěn)定;


2、干燥爐排、燃燒爐排一次風(fēng)量保持一定的區(qū)間范圍內(nèi);


3、爐膛料位計(jì)中料位;


4、燃燒工況;


5、爐排溫度;


6、燃燼爐排料層厚度在200毫米左右比較合適。


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