垃圾焚燒爐爐排的運行原理

　　1生活垃圾的性質(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，燃燒過程越易進行，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。進廠垃圾在貯坑內(nèi)停留一定的時間，通過自然壓縮及部分發(fā)酵作用，以提高進爐垃圾的熱值，改善垃圾的焚燒效果，同時亦是垃圾焚燒好壞的關鍵所在。合理貯存讓垃圾充分發(fā)酵和干燥。

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

　　另外，進廠垃圾在貯坑內(nèi)停留一定的時間，通過自然壓縮及部分發(fā)酵作用 ，可以減低垃圾的含水量，以提高進爐垃圾的熱值，改善垃圾的焚燒效果。生活垃圾在貯坑內(nèi)停留時間為3～5天較為合適，氣溫低和濕度大的可以適當延長停留時間。

　　2停留時間

　　停留時間有兩方面的含義：一是生活垃圾在焚燒爐內(nèi)的停留時間，它是指生活垃圾從進爐開始到焚燒結(jié)束，爐渣從爐中排出所需的時間；二是生活垃圾焚燒煙氣在爐中的停留時間，它是指生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣從生活垃圾中逸出到排出二燃室所需的時間。

　　實際操作過程中，生活垃圾在爐中的停留時間必須大于理論上干燥、熱分解及燃燒所需的總時間。同時，焚燒煙氣在爐中的停留時間應保證煙氣中氣態(tài)可燃物達到完全燃燒。當其他條件保持不變時，停留時間越長，焚燒效果越好，但停留時間過長會使焚燒爐的處理量減少，停留時間過短會引起垃圾燃燒不完全。

　　所以，停留時間的長短應由具體情況來定。合理調(diào)整垃圾在爐內(nèi)的停留時間垃圾種類的不同，在爐內(nèi)的停留時間也不一致。司爐必須根據(jù)垃圾的干燥程度、種類和焚燒效果，合理調(diào)整停留時間才能讓垃圾穩(wěn)定燃燒和徹底焚燒。

　　垃圾進入鍋爐后首先利用爐膛熱量在第一級爐排上干燥，然后在第二、三級爐排上焚燒，最后在四級爐排上燃盡。各級爐排的停留時間太長影響垃圾處理量，太短又影響垃圾焚燒效果。經(jīng)過筆者一年多生產(chǎn)經(jīng)驗的總結(jié)，得出結(jié)果：為了讓垃圾在爐內(nèi)得到充分干燥，垃圾在第一級爐排上的停留時間應在100～110秒之間比較合適，為了讓垃圾在爐內(nèi)充分焚燒，第二、三級爐排停留時間一般應在80～100秒之間比較合適，為使垃圾完全燒透，第四級爐排的停留時間應在180～200秒之間比較合適。

　　另外，隨著季節(jié)的變化、垃圾含水量、干燥程度、種類的不同，爐排的往復動作停留時間必須進行調(diào)整，通常在雨季和氣溫較低時，爐排停留的時間需適當增加。總之，合理調(diào)整垃圾在爐內(nèi)的停留時間才能使垃圾穩(wěn)定燃燒。

　　3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。這里所說的焚燒溫度是指一燃室(燃燒區(qū))垃圾焚燒所能達到的最高溫度，一般來說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850～1100℃。

　　生活垃圾的熱值越高，可達到的焚燒溫度越高，則越有利于生活垃圾的焚燒。同時，溫度與停留時間是一對相關因子，在較高的溫度下適當縮短停留時間，亦可維持較好的焚燒效果。

　　保持爐膛溫度穩(wěn)定和盡可能提高一次風的風溫

　　垃圾焚燒所需的一次風是經(jīng)過蒸汽空氣加熱器和煙氣空氣加熱器后才進入鍋爐的。因為一次風的溫度越高，垃圾干燥越快，燃燒就越好，因此，要保持一次風的溫度穩(wěn)定。另外，爐膛溫度和一次風的溫度是互相影響的，爐膛溫度越高，垃圾焚燒效果越好，一次溫度也就越高。只有爐膛溫度穩(wěn)定，才能保證垃圾穩(wěn)定燃燒和鍋爐穩(wěn)定運行，產(chǎn)生穩(wěn)定的蒸汽和煙氣，保證空氣預熱器正常工作，從而保證一次風的溫度穩(wěn)定，當爐膛溫度較低時要及時投油助燃，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。

　　4湍流度

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

　　5過量空氣系數(shù)

　　按照可燃成分和化學計量方程，與燃燒單位質(zhì)量垃圾所需氧氣量相當?shù)目諝饬糠Q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，即實際空氣量，實際空氣量與理論空氣量之比值為過量空氣系數(shù)，亦稱過量空氣率或空氣比。

　　過量空氣系數(shù)對垃圾燃燒狀況影響很大，供給適當?shù)倪^量空氣是有機物完全燃燒的必要條件。增大過量空氣系數(shù)，不但可以提供過量的氧氣，而且可以增加爐內(nèi)的湍流度，有利于焚燒。但過大的過量空氣系數(shù)可能使爐內(nèi)的溫度降低，給焚燒帶來副作用，而且還會增加輸送空氣及預熱所需的能量。實際空氣量過低將使垃圾燃燒不完全，繼而給焚燒帶來一系列的不良后果。

　　6合理配風，選擇合適的過量空氣系數(shù)

　　垃圾焚燒爐焚燒時所需空氣由一次風和二次風供給，一次風布置在爐排下方的同一側(cè)，共由八個電動風門控制，二次風布置在爐膛、正上方的前、后拱水冷壁上，共有十二個噴嘴，分別由四個電動風門控制。通過空氣動力場試驗和總結(jié)前階段的焚燒經(jīng)驗，一次風和二次風的比例應為6∶4比較合適，這樣才能保證垃圾焚燒效果和煙氣中可燃物充分燃燒分解，同時一次風配風應滿足中間大兩頭小的原則，既是中間風門的開度應該調(diào)大，兩頭風門的開度應該調(diào)小，因為二、三級爐爐排是主燃區(qū)，四級爐排是燃盡區(qū)，這樣才能滿足垃圾爐爐膛內(nèi)燃燒所需的空氣。

　　另外，還可以根據(jù)鍋爐水平煙道煙氣含氧量來進行合理配風，一般水平煙道中煙氣含氧量應控制在10～12%之間比較合適，故只有合理配風才能保證垃圾穩(wěn)定燃燒。保持穩(wěn)定的爐膛負壓垃圾焚燒爐爐膛負壓應控制在-20～-50Pa之間。若爐膛負壓太小，爐膛容易向外噴塵，既影響環(huán)境衛(wèi)生，又可能危及設備和操作人員的安全；且負壓太小，爐膛漏風量增大，增大了引風機電耗和煙氣熱量損失。因此，穩(wěn)定爐膛負壓對保證鍋爐穩(wěn)定燃燒有著十分重要的意義。

　　7合理調(diào)整喂料器的停留時間和選擇合適的行程

　　垃圾進入鍋爐是通過喂料器往返運動來實現(xiàn)的，故喂料器的運動時間和方式，直接影響進爐的垃圾量，選擇合適的喂料器停留時間才能保證均勻地給料。根據(jù)經(jīng)驗，喂料器的停留時間為400s左右比較合適。但是應根據(jù)不同類型的垃圾進行調(diào)整，靈活選擇合適的行程也非常重要，若行程太大，一次進入爐膛的垃圾過多，造成爐溫波動大，影響焚燒效果；若行程過小，則造成供料不上或缺料。根據(jù)經(jīng)驗，喂料器的行程為500mm左右比較合適。

　　8合理調(diào)整料層的厚度

　　不同的垃圾在爐內(nèi)的厚度也不一致，司爐必須根據(jù)垃圾在爐內(nèi)的焚燒效果，合理調(diào)整料層厚度才能使垃圾穩(wěn)定燃燒。厚度太大，可能導致不完全燃燒和不穩(wěn)定燃燒，厚度太薄又會減少焚燒爐的處理量。筆者認為第一級爐排料層厚度在0.8～1米之間比較合適，第二、三級爐排料層厚度在0.6～0.8米之間比較合適，第四級，爐排料層厚度在0.2～0.4米之間比較合適。但是不同結(jié)構爐排垃圾料層厚度也是不一樣的，這要根據(jù)不同類型爐排而確定。

　　9結(jié)論

　　1．垃圾的焚燒發(fā)電可使垃圾的處理達到無害化、減容化、資源化的目的，國內(nèi)應積極推廣，以改變目前單一的垃圾填埋處理方式，實現(xiàn)生活垃圾處理的可持續(xù)發(fā)展。

　　2．對國內(nèi)低熱值、水分高、成分復雜且沒有經(jīng)過分撿生活垃圾的焚燒，政府部門應采取相應鼓勵的措施，確保生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的健康發(fā)展。

　　3．垃圾焚燒技術在我國應用剛剛開始，在垃圾焚燒技術的推廣上，應充分利用國外先進技術及國內(nèi)已有技術，做到技術先進、投資合理。

　　綜上所述，在生活垃圾的焚燒過程中，應在可能的條件下合理控制相關的各種影響因素，使其綜合效應向著有利于生活垃圾完全燃燒的方向發(fā)展。但同時應該認識到，這些影響因素不是孤立的，它們之間存在著相互依賴、相互制約的關系，某種因素產(chǎn)生的正效應可能會導致另一種因素的負效應，所以應從綜合效應來看待問題。