关于生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择的探析

时间:2017-11-15 我要投稿

  论文摘要:本文对设计中焚烧炉炉型的选择进行了探讨与分析。分析认为,炉排炉及循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉相比,在燃料的适应性、二次污染物排放、灰渣综合利用,以及低热值垃圾焚烧处理方面具有明显优势。建议垃圾焚烧应尽可能选用循环流化床锅炉。

  论文关键词:垃圾发电,垃圾焚烧,循环流化床,焚烧炉,炉排炉

  1、炉排炉型焚烧炉

  机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。这种焚烧炉因为具有对垃圾的 预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

  为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜 15°~26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。

  对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁 易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短, 产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。因此, 炉膛出口温度应保证不低于 850℃,烟气滞留时间不低于2s。

  机械炉排炉的技术特点如下:

  (1)由于鼓风压力小,风机装机容量小,动力消耗小。

  (2)由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小,除尘器的负 荷和运行成本相对降低。

  (3)主要燃料为生活垃圾。点火及辅助燃料为油,不掺烧煤。

  (4)进炉垃圾不需预处理。

  (5)焚烧炉内垃圾为稳定燃烧,燃烧较为完全,炉渣热酌减率较低。

  (6)设备年运行时间可达8000h以上;

  (7)垃圾需要连续焚烧,不宜经常起炉和停炉。

  由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高,我国目前的大型机械炉排炉焚烧厂建设主要依靠引进国外先进焚烧炉,北京、上海、天津、重庆、广州、深圳等大中城市均主要采用引进国外先进炉排炉焚烧技术。部分中等城市开始应用国产机械炉排炉,如浙江温州、福建晋江等,但是处理规模一般在400t/d以下。

  2、流化床焚烧炉

  流化床焚烧炉不设运动炉体和炉排。流化床底设空气分布板,使 用石英砂作为热载体。垃圾均匀定量地加入到 700℃~750℃的砂子流 态化床中,进行热解气化和部分燃烧随后被燃烬,不燃物和焚烧残渣 随砂子一起通过炉底的排渣口进入筛分机分离出大颗粒不燃物排出炉 外。中等颗粒的渣和石英砂,通过提升机送入炉内循环使用。

  流化床垃圾焚烧炉优点:

  (1)流化床适用性广,生活垃圾、污水厂污泥、炼油厂的渣油与焦油、低品位煤、林产工业废物、农业废弃物等都可用流化床焚烧技 术处理。

  (2)从燃烧理论上讲,流化床可使可燃垃圾与空气充分接触,所以不仅燃烧速度快,而且燃烧完全,即灼减率小(<2%)。

  (3)过剩空气系数低,并采用分级送风,减少NOx的生成量。

  (4)流化床内无转动的机械设备,故制造简单,造价较低。

  流化床垃圾焚烧炉不足之处:

  (1)为了保证入炉垃圾的充分流化,对入炉垃圾的尺寸要求较为严格,要求垃圾在入炉前进行一系列筛选及粉碎等处理,使其颗粒尺寸均匀化,一般破碎至15cm以下,易造成恶劣的工作环境。同时较多的辅机故障率高,动力消耗大。

  (2)空气鼓入压力高,焚烧炉本体阻力大,动力消耗相对较高。

  (3)流态化焚烧导致烟气粉尘含量高,烟气净化系统负荷增大,除尘的费用随之提高。

  (4)需要掺加燃煤辅助燃烧。但根据国家有关政策,对掺煤部分的发电量不享受电价优惠。在目前煤价较高的情况下,掺煤影响企业的经济效益。同时,国家要求关停小火电的现行政策对流化床焚烧炉不支持。

  (5)由于砂体不断翻动,对耐火内衬磨损大;同时,烟气流速高,对焚烧炉的冲刷和磨损严重。因此,焚烧炉运行可靠性相对较低,厂家保证年运行小时数7200小时,实际运行小时数一般低于7000h。

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