几种垃圾焚烧炉燃烧图的分析.pdf

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T业锅炉
2013年第3期(总第139期)
文章编号:1004-8774(2013)03-006403
几种垃圾焚烧炉燃烧图的分析
朱红芳
(广州环投技术设备有限公司,广东州511447)
Analysis of Several Capacity Diagram of Waste Incinerator
ZHU Hong-fang
(Guangzhou Grantop Technology& Equipment Co. Ltd. Guangzhou 511447, China
摘要:分析了垃圾焚烧炉燃烧图中儿个关键工况点,并通过对几种燃烧图的分析,指出作者简介:朱红芳,
了在满足一定条件的最佳燃烧图形式。
工程师,主要从事垃
关键词:垃圾焚烧炉;燃烧图;分析
圾焚烧炉的设计研
中图分类号:TK227
文献标识码:B
发工作。
0前言
定条件下的最佳燃烧图形式。
燃烧图又称负荷图,每座炉排型垃圾焚烧电厂1燃烧图的构成
都对应有一个唯一的燃烧图。燃烧图综合了大量的
燃烧图是一张列线图(见图1)。横坐标为焚烧
技术数据,对垃圾焚烧发电厂的设计及运行具有指设备每小时的垃圾处理量,单位tレh;纵坐标为焚烧
导意义。燃烧图也显示了供货商和业主的要求,是炉膛每小时的输人热量,单位MW。燃烧图上有
双方博弈的结果。由于我国的垃圾焚烧炉主要是引组发自原点的放射线为垃圾燃料的热值,通常用收
进国外技术,因而相应的燃烧图由国外供货商提供。到基低位热值,单位kJI/kg。处于同一根射线上的
本文对燃烧图中的几个关键点进行了分析说明,并各个工况点,其垃圾热值相同。
通过对运行中的几种燃烧图的比较,给出了在满足
MW垃圾热值输入
短时超负荷区域
为保证烟气在850℃以上温度停留
2秒钟的添加辅助燃料区域
连续运行区域
城圾处理量
图1
燃烧图一般表示了三大区域,分别为连续运行稳燃区,垃圾燃料热值过低加上又处于低负荷下,这
区、投油稳燃区、短时间超负荷波动区。如图
时候就需要投油稳燃;在 EJKLA'CE区为短时间超
示,在 ABCDEFGHA区即为连续运行区,在此区域负荷波动区域,所谓短时间,是指每8小时内不超过
锅炉可以稳定连续运行;在GHAA'H'C'G区为投油0.5小时,有的厂商称之为“尖峰负荷波动区域”,其
特点是不能连续运行,只是一个负荷波动的范同。
收稿日期:2012-12-27
2关键工况点的说明
基金项目:广州市重大科技专项计划项目(2008A1
DO011);大规模城市垃圾焚烧发电系统关鍵设备联合研发
从图1可以看出连续运行区域代表了设备的运
(2010DFB94130);国际科技合作项目(2010DFB94130
行范围。运行范围越大,垃圾焚烧炉和余热锅炉的
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运行与管理?
几种垃圾焚烧炉燃烧图的分析
适应范围越广,越能满足国内城市生活垃圾变化大定的热值范围内,炉排的机械负荷能够满足要求,
的特点以及对垃圾处理量的要求。 ABCDEEGHA区AB线会增长,但这样炉排的宽度将增加,这对于大
域主要山A、C、E、G等几个关键工况点组成,分析型焚烧炉排来说,将会受到钢结构强度等的限制。
说明如下。
因此,如果炉排在结构上允许的情况下,设计点的炉
(1)线FC表示100%负荷,称为满负荷,这是排机械负荷不应取得太高。
垃圾焚烧炉正常工作的最大热负荷,表示垃圾焚烧
炉排面积热负荷公式2如下:
锅炉正常工作的上限。C点是设计点,在此点的
9R=Q/Sゅ排= B Q/3.6S排
垃圾处理量是100%,热负荷也是100%。输入垃圾式中q一炉排面积热负荷,W/mi
焚烧炉的热负荷即垃圾总热值为:
R表征燃烧过程的剧烈程度。在满足炉排机
O=BO
械负荷的条件下,也应同时满足对应热值下的炉排
式中Q一垃圾总热值,kJ/h
面积热负荷。
B垃圾焚烧量,kg/h
(3)C点表示垃圾焚烧炉正常工作的最低垃圾
Qnaa一垃圾低位热值,kJ/kg
处理量。垃圾焚烧炉和余热锅炉在C点必须能正
新建的垃圾焚烧厂一般都是在现有的垃圾热值常运行,并在不添加辅助燃料的情况下能保证娴气
基础上预测到第8年左右的垃圾热值作为额定垃圾在850℃以上的停留时间为2秒,热灼率能满
热值,即MCR点的热值。根据国内现有的垃圾足要求。要满足上述烟气停留时间条件,余热锅炉
变化趋势,垃圾热值在逐渐提高,也就是说如果采用冷却烟道的设计就很关键。
第8年左右的垃圾热值,在垃圾焚烧厂处理的垃圾3工况点的相关说明
量不变的情况下,垃圾焚烧炉正常工作的最大热负
荷高于采用现有垃圾热值的热负荷。因此在一个垃
(1)每当燃烧图制作完成后,拐角处的特殊工
圾焚烧处理广额定城圾处理量定下来之后,域圾低况点如图1所示点A、C、E、G都应进行热力计算及
位热值的选取决定了垃圾焚烧锅炉正常工作的上
FD( Computation Fluid Dynamics)模拟,根据计算和
限
模拟的结果修正燃烧图,而且热力计算的结果将作
(2)线CA表示垃圾焚烧炉在100%垃圾处理为每一种工况调试的理论值。利用CFD还可以对
量条件下正常工作的区间リ。从图1中可以看出,
垃圾焚烧炉和余热锅炉在具体工况点下的烟气流动
CA线越长,连续运行区域越大,由于C点在上述中状、温度场、粒子运动及CO、02、H20和CO2等的
已介绍,A点的位置与炉排机械负荷(即炉排燃烧速形成及化学反应进行模拟
率)、炉排面积热负荷等有关。每种炉排都有本身
2)燃烧图通常还会有数条斜线贯穿于图面,
的特性,即对应着不同的机械负荷,炉排机械负荷的其中一条为额定过热蒸汽温度保持线,表明锅炉在
计算公式"如下:
何种工况下经过多长运行时间就能保持额定过热蒸
m排=B/S炉排
汽温度;少量燃烧图还会有满足烟气停留时间的界
式中mか排一炉排机械负荷,kg/(m2h
限线。
炉排
炉排面积
4几种燃烧图的分析
m几排与垃圾焚烧炉处理能力、炉排类型、垃圾特
图2和图3分别是国外厂商提供的两座垃圾焚
性和炉渣热灼减率等有关。m排会随着热值的烧发电厂的燃烧图。为便于比较分析,对这两个图
升高而改变,每一个热值都有一个允许的最大炉排形分別做了处理,但基本图形保持不变。这两座垃
机械负荷,随着热值的增加,炉排机械负荷的最大值圾焚烧发电厂分别引进了不同的国外焚烧技术,两
变大。从以上公式可以看出,对于同一种垃圾,在设种炉排都采用往复式空冷炉排,但采用了不同的炉
计点处,如果炉排机械负荷取值越接近允许的最大排结构,图2中的炉排为纵向运行炉排,图3中的炉
值,炉排的面积越小,但在较低热值时,如果垃圾处排为横向运动炉排。两座垃圾焚烧发电厂引进的基
理量不变,计算出来的炉排机械负荷会超出对应热本模式为:焚烧炉进口,余热锅炉为国外设计、国内
值的最大机械负荷,这样只有降低垃圾处理量才能转化制造。两图中都取用了相同的垃圾参数,即垃圾
满足要求,就会出现随着热值的降低,焚烧炉的处理处理量为600レd,当前的垃圾热值为6500kJ/kg,预
量减少,即AB线越短。反之,炉排的面积大,在一测到第8年左右的垃