流化床焚烧炉处理垃圾时的燃烧控制

王　亥,李绪兰,郭文良,赵武刚

(黑龙江新世纪能源有限公司,黑龙江哈尔滨150001)

摘　要:阐述了流化床焚烧炉在处理生活垃圾过程中控制燃烧的关键技术。关键词:流化床;生活垃圾;焚烧;控制技术;电站锅炉

中图分类号:TK 229.91　　　　文献标识码:B 　　　　文章编号:1002-1663(2003)05-0372-02

Combustion control during refuse incineration

WANG Hai ,LI Xulan ,G UO Wenliang ,ZHAO Wugang

(Heilongjiang New Century Energy C o.,Ltd ,Harbin 150001,China )

Abstract :The key techuiques used to control combustion during refuse incineration in a fluidized bed incinerator are discussed.

K ey w ords :fluidized bed ;refuse ;incineration ;control technique ;power station boiler

　　生活垃圾焚烧处理技术是城市生活垃圾无害化、减量化、资源化、稳定化处理的有效方式。此项技术已在国内应用,并大规模快速推广。

垃圾焚烧技术经过几十年的发展,目前应用于城市生活垃圾焚烧炉的炉型主要有炉排焚烧炉、流化床焚烧炉和回转窑式焚烧炉。流化床焚烧可以对任何垃圾进行焚烧处理,最大的优点是可以得到完全的燃烧效果并对有害物质进行最彻底的破坏,一般排出炉渣中的未燃物在1%左右,是几种处理垃圾方式中最低的,对环境保护有利。

哈尔滨垃圾焚烧处理示范项目采用了日本荏原制作所提供的TIF 流化床焚烧炉技术。

1　垃圾物料的性质

由于城市生活垃圾种类多、成分变化大、水分

含量高、热值低,所以垃圾焚烧过程与常规燃料的燃烧过程不一样。首先要求进入焚烧炉的垃圾成分要均匀,这主要依靠垃圾吊车工的均匀操作予以保证,需要将垃圾及时搅拌混合并发酵脱水,使垃圾热值均匀和提高,因为热值越高,燃烧过程越容易进行,焚烧效果也越好。

TIF 流化床焚烧炉采用了先进的双螺旋垃圾

给料系统,解决了垃圾预处理问题。良好的垃圾

破碎预处理使生活垃圾的比表面积增加,生活垃圾与周围氧气的接触面积增大,焚烧过程中的传热及传质效果好,燃烧完全。

2　流化床

流化床是将预热空气送入流动媒体中,形成流动层,再由此高温料层进行垃圾干燥与燃烧等过程。2.1　砂层

TIF 流化床焚烧炉的固有特性可以适应含水

率不同垃圾的焚烧。焚烧炉内约有砂子70t ,静止砂层厚度在700mm 左右,焚烧炉正常运行时,砂温约700℃,高热容量砂子在炉内剧烈地翻腾和旋转,足以使高水分垃圾干燥、升温和燃烧。砂子的质量决定了砂子流化的好坏,砂子应定期更新以保证粒径均匀,一般的更新周期为0.5a 。2.2　流化风

鼓风机产生的流化风通过蒸汽—空气预热器加热后进入燃烧室下部的布风装置,进入流动的砂子中,可形成稳定的流动层。

要保证稳定的流动层就需要保证风压的稳

收稿日期:2003-07-10。

作者简介:王亥(1968-),男,1990年毕业于大连理工大学热力涡轮机专业,现任哈尔滨垃圾焚烧发电厂厂长,工程师。

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273—Vol.25,No.5　　　　　　　　　　　Heilongjiang Electric P ower 　　　　　　　　　　　　Oct.2003

定,各空气分配管的挡板开度应随季节不同而调整,定期对各喷嘴和风帽进行检查和维护。

当垃圾含水量大时,应调整流化风量,增大风量以增强流化效果。由于本炉的蒸汽—空气预热器是利用余热炉的蒸汽来加热空气的。当垃圾含水量偏大时,应增加空气预热器的进汽量,以提高热风温度。2.3　不燃物的排出

TIF 流化床垃圾焚烧炉下部设有不燃物排出装置,可将金属、瓦砾等不燃物与砂子一起排出炉外,以避免因其堆积而妨害形成流动层。排出装置下面是振动筛分离器,可将不燃物分离出来,通过不燃物输送机将其送到储存罐,砂料通过提升机送回炉内循环使用。

3　辅助燃料

哈尔滨市生活垃圾含水率和低位发热值一年四季变化很大。日本荏原公司提供的焚烧炉安装了辅助燃料系统,很好地解决了这个问题,当垃圾热值过低时,可自动控制添加辅助燃料煤,以控制料层温度在650℃以上。

4　温度控制

流化床垃圾焚烧炉的温度控制主要有炉床温度和炉顶温度两个控制点。

炉床温度要求保持在700℃左右,温度过高时,可通过减少垃圾供给量控制,当炉床温度过低时,可补充燃煤来提高炉床温度。炉顶温度控制在850～950℃。生活垃圾的热值越高,可达到的炉顶温度越高,越有利于生活垃圾的焚烧和提高热效率及减少污染物的产生。同时,温度与停留时间是一对相关因子,在较高的焚烧温度下适当缩短烟气停留时间,也可维持较好的焚烧效果。

5　燃烧时间

焚烧烟气在炉中的停留时间应保证烟气中气态可燃物达到完全燃烧,当其他条件不变时,停留时间越长,焚烧效果越好,停留时间过短会引起不完全燃烧。一般要求烟气的停留时间在2s 以

上。

6　配风及过量空气系数

因为流化床焚烧炉的燃烧速度快,燃烧达到

平衡状态较难,较易产生C O ,为使燃烧各种不同垃圾时都能保持合适的温度,必须调节空气量和空气温度。

助燃空气温度应随时调整,可通过控制蒸汽—空气预热器的加热蒸汽量实现。

为了保证垃圾焚烧完全,供给适当的过剩空气量是有机物完全燃烧的必要条件。增大过剩空气系数,不但可以提供过量的氧气,而且可以增加炉内的湍流度,加大炉内烟气扰动,有利于燃烧。但过大的过量空气系数会使炉内的温度降低,影响焚烧的稳定性,而且还会增加输送空气及预热所需的能量。实际空气量过低将使垃圾燃烧不完全,继而给垃圾焚烧厂带来污染物超标等一系列的不良后果,如图1所示。

图1　空气过剩系数对燃烧的影响

7　结束语

综上所述,在生活垃圾的焚烧过程中,应在尽

可能的条件下合理控制各种影响因素,使其综合效应向有利于生活垃圾完全燃烧的方向发展。但同时应该认识到,这些因素不是孤立的,它们之间存在着相互依赖、相互制约的关系,某种因素产生的正效应可能会导致另一种因素的负效应。

所以,应从综合效应来考虑整个燃烧过程的因素控制,现代化的垃圾焚烧处理厂都采用DCS 自动化控制系统来控制复杂的垃圾燃烧过程。

参考文献:

[1]孙燕.几种垃圾焚烧炉及炉排的介绍[J ].环境卫生工程,2002

(6):10.

[2]龚佰勋.城市生活垃圾大规模焚烧过程控制的关键问题[J ].

环境卫生工程,2002(6):10

(编辑　周乃文)

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373—第25卷　第5期　　　　　　　　　　　黑龙江电力　　　　　　　　　　　2003年10月