新型炉排型生活垃圾焚烧炉的设备及应用.docx
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1、新型炉排型生活垃圾焚烧炉的设备及应用分析了四种生活垃圾焚烧炉的特点。以某市生活垃圾焚烧发电项目为例,介绍了新型炉排型生活垃圾焚烧炉设备,采用“顺推干燥+逆推燃烧燃尽”构造设计、烟气循环烘干的工艺设计,并采用计算机CFD技术对炉排炉燃烧场开展数值模拟分析,技术先进、运行稳定,适合我国城市生活垃圾、城市污泥、餐厨垃圾等无分拣的混合型垃圾处理。20*年12月31日,国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部联合印发“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划指出:全国城镇生活垃圾处理设施采用技术,20*20*年,垃圾焚烧所占比例由31%提高至54%。“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资
2、为2518.4亿元。相比生活垃圾填埋,生活垃圾焚烧发电具有无害化、资源化、减量化、稳定化等特点,高效、环保、且有显著的经济效益。我国生活垃圾的组成复杂、热值低、灰分大,垃圾量随季节性变化较大,垃圾热值的高低也受之影响。影响垃圾焚烧的主要因素有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。停留时间一是指垃圾在焚烧炉内的停留时间,即垃圾进炉焚烧至炉渣从炉内排出所需的时间,其影响焚烧残渣的热灼减率和焚烧去除率;二是指垃圾焚烧烟气在炉中停留的时间,即垃圾焚烧产生的烟气在炉中所需时间,其影响燃烧效率、焚烧去除率和二英的分解率。垃圾在焚烧炉内停留时间越长,燃烧越充分,二英分解越彻底,焚烧炉的体积越大,设备要求
3、越高。垃圾燃烧过程要求控制适宜的燃烧温度,因为燃烧温度过低,会使垃圾燃烧不完全,产生二英;燃烧温度越高,燃烧反应速度越快,但过高的燃烧温度会加快焚烧炉的内壁和炉内机械构造的腐蚀速度,影响炉壁的使用寿命及炉内机械的运行,还会促进氮氧化物的生成。焚烧炉是垃圾焚烧处理工艺中的核心设备,其对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等,都起着重要的作用。1工程概况某市建立城市生活垃圾焚烧发电厂项目,设计生活垃圾总处理规模为1500tdo一期规模为1000td,建设两条2500td的生活垃圾焚烧线及余热锅炉+IX18MW凝汽式汽轮发电机组。机、炉的参数选定为中温、中压(锅炉4.OMPa、400;汽机3.
4、83MPa、395oC)o预留1X500td的生活垃圾焚烧线及配套系统扩建场地。2技术分析生活垃圾焚烧处理是指垃圾与一定量的空气在焚烧炉内开展氧化燃烧反应。生活垃圾焚烧技术主要有4种:炉排炉层状焚烧技术、水泥回转窑燃烧技术、流化床焚烧技术和静态热解炉焚烧技术。对应的焚烧炉主要为机械式炉排炉、回转式焚烧炉、流化床焚烧炉、静态连续焚烧炉。2.1 机械式炉排炉机械式炉排炉是目前世界上最常用、处理量最大、适用性最好的城市生活垃圾焚烧技术。机械炉排炉层状焚烧技术,垃圾不需要开展预处理,对垃圾热值适应性强,且维护简单,在欧美等发达国家广泛应用。机械式炉排炉的炉床由机械组成,炉温正常运行时维持在85(C95
5、(C,垃圾在炉排上依次通过预热干燥段、燃烧段和燃尽段。垃圾通过炉排间的相对运动翻动、搅拌并推向前进。机械式炉排炉单台炉处理量大,垃圾在炉内分布均匀,燃烧充分,运行时的给料情况可根据炉内垃圾焚烧状况调整,设备运行时间N8000h,技术成熟。炉排的关键部件耐高温,对材质要求高,设备造价高。焚烧炉的占地面积较大。2.1.1 马丁炉排炉马丁炉排炉是逆推式炉排炉(如图1),炉排分为固定炉排和活动炉排两种。两种炉排按一定斜度依次排列。图1马丁炉排炉垃圾在重力的作用下向下移动,活动炉排产生与重力方向相反的倾斜推力,使部分垃圾往炉排表面反向移动,使垃圾充分搅拌。向上滑动的物料与新参加的垃圾混合在一起,可缩短干
6、燥和点火的时间。马丁炉排炉单台炉的处理量大,垃圾在炉内分布均匀,料层稳定,燃烧完全。可根据炉内垃圾的焚烧状况调节炉排转速,控制垃圾在炉内的停留时间,直至燃尽。无需加燃煤,垃圾在炉排上燃烧,烟气中的粉尘含量低,减轻了烟气处理系统的压力,可降低运行成本。2 .1.2二段式垃圾焚烧炉二段式垃圾焚烧炉排分为顺推和逆推两个燃烧区域(如图2)o图2二段式垃圾焚烧炉垃圾进入炉膛后,落在倾斜的逆推炉排上。通过逆推炉排的活动炉排,垃圾在炉排上不断翻滚和搅拌,干燥、燃烧。在逆推炉排的末端,经过落差掉入顺推炉排上,继续燃烧至燃尽。灰渣由出渣机排出炉外。通过逆推炉排的逆向运动,垃圾层得到充分搅拌,料层平整,燃烧状态稳
7、定,炉膛温度波动小。逆推炉排与顺推炉排之间设置有台阶,使垃圾进一步搅动,确保垃圾充分燃烧。采用逆推炉和顺推炉相结合,可保证垃圾焚烧的热灼减率。3 .1.3机械液压顺推炉排炉机械液压顺推炉排炉分为水平给料炉排和焚烧炉排两部分。垃圾通过料槽后,由水平给料炉排送到下方倾斜布置的液压顺推焚烧炉排上,炉排排面共有32排炉排片,分为5个炉排单元。排面与水平面呈21。角。炉排分为预热干燥段、燃烧段、燃尽段。水平炉排片、上下翻动炉排片、固定炉排片组成一个动作单元,炉排片周期性的水平和上下翻动动作,使垃圾与一次风充分接触燃烧。液压系统控制每节炉排片的动作,并通过自动控制系统调节其频率,完成垃圾的焚烧过程。2.2
8、 回转式焚烧炉回转式焚烧炉利用水泥回转窑协同焚烧处理生活垃圾。水泥回转窑窑体为内衬耐火砖材料的钢制桶状设备,水平放置并轻度倾斜。筒体通过自身的回转混合搅拌炉桶内垃圾,使垃圾完全燃烧。垃圾进入回转窑后,干燥、燃烧、燃尽,最后排至排渣装置。焚烧后的垃圾残渣作为熟料的一部分。回转式焚烧炉机械零件少,可长时间连续运行,故障率低,运行和维修费用少。通过炉体翻转,垃圾充分燃烧,防止产生废物未燃烧的死角。垃圾入炉前需开展严格的破碎、分选等预处理环节,构造尺寸较大、重金属含量较多、不明成分的垃圾严禁入炉。预处理工序复杂,垃圾处理能力扩容困难,工作环境恶劣。回转式焚烧炉对热值较高的工业固体废弃物的焚烧使用较多,
9、对于热值低的生活垃圾燃烧较困难。2.3 流化床焚烧炉流化床焚烧炉采用流态化技术开展生活垃圾燃烧,炉内是固定多孔布风板,炉内加一定量的石英砂粒作为热载体。空气由布风板进入炉膛,通过调节空气量使砂粒加热至600。C以上处于流化状态。正常运行时,炉温维持在8500C-9500Co经破碎的垃圾投入炉内后,与热载体充分混合而升温、干燥、焚烧、燃尽;燃烧稳定且速度快,燃烧完全,对垃圾变化的适应性好,燃烧残余物的热灼减率低;能保证炉温均匀,不易出现局部过热现象;对入炉垃圾的热值要求不高;流化床焚烧炉的炉内无运动部件,构造简单、维修方便。但流化床单台焚烧炉的处理能力较小;入炉前需对垃圾开展筛选和预处理;需设置
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