大型垃圾焚烧炉采用冷、热二次风比较
垃圾焚烧现炉型的技术比较
垃圾焚烧现炉型的技术比较摘要：城市化发展，城市人口数量持续增多，与之而来的就是城市生活垃圾数量持续的增多，我国很多城市都在研究先进的垃圾处理方式，尤其是以垃圾焚烧发电方式为主，可以实现废物再利用，既能够处理生活垃圾，保护生态环境，又能够产生能源，具备较高的综合利用价值。
本文以此为背景，了解我国的垃圾焚烧发展现状，并且对比垃圾焚烧炉的炉性，对几种焚烧处理方式进行研究分析，最终提出符合要求的炉型条件，希望为今后垃圾焚烧技术发展起到积极作用。
关键词：垃圾焚烧；炉型对比；焚烧技术研究垃圾焚烧主要是通过热力技术让垃圾进行分解，完成无害化、减量化的处理，防止出现垃圾量过大而影响人们的生活与生命健康。
该处理方式能够充分的回收垃圾焚烧产生的能量，矿物质得到充分利用，同时还能够减小垃圾的体积，防止产生严重的危害，去除掉垃圾内有害物质。
随着垃圾焚烧技术、装备的全面发展，污染防治技术有效应用到实践中，焚烧已经日益成为人们重要的垃圾处理方式，对于全社会的发展都有重要的影响作用。
1我国垃圾焚烧发展现状1988年在深圳建设我国第一座垃圾焚烧发电厂，完全采用日本的技术与设备，这是我国垃圾焚烧技术应用的开端。
随着我国科学技术的发展，垃圾焚烧发电厂建设数量持续增多，目前已经有几百座，并且实现技术的国产化。
总体来说，东南沿海地带的垃圾焚烧发电厂建设数量较多，而中西部地区则相对较少。
在我国“十二五”期间，垃圾焚烧设施的建设速度非常快，截至目前，已经完成300余座垃圾焚烧电厂的建设，并且投入运营，对于我国垃圾处理领域的发展有着极为重要的影响意义，对于社会的可持续发展也有重要价值。
2垃圾焚烧处理技术现状从世界范围来看，垃圾焚烧处理技术的主流设施就是机械炉排焚烧炉与流化床焚烧炉两种，其中欧洲地区有超过90%的垃圾焚烧都采用机械炉排炉的方式，而日本在城市中机械炉排炉的焚烧方式为主，而在乡村等地带则主要以流化床焚烧炉方式为主。
我国目前已经建设投入运营的垃圾焚烧发电厂内，机械炉排炉占据60%左右，每日处理规模超过10万吨，而流化床焚烧方式每日处理为6万吨左右。
城市生活垃圾焚烧发电锅炉的燃烧控制与调整
城市生活垃圾焚烧发电锅炉的燃烧控制与调整城市生活垃圾焚烧发电锅炉的燃烧控制与调整是电厂运行中的重点和难点。
如何实现稳定燃烧提高垃圾燃烧热效率是垃圾发电产业的研究课题之一。
本文以炉排层燃垃圾焚烧发电锅炉为例，从垃圾燃料特性、垃圾料层厚度、一次风和二次风等方面阐述垃圾发电锅炉的稳定燃烧控制与调整，为垃圾焚烧发电锅炉的优化运行提供参考。
城市生活垃圾焚烧发电具有无害化、资源化和减量化三大优势，对改善城市卫生环境作用重大，是当今处理城市生活垃圾的一种最优途径，已成为我国城市生活垃圾处理的最主要方法之一。
而目前国内多数垃圾焚烧发电锅炉热效率偏低，直接影响到垃圾焚烧发电厂的经济效益。
究其原因，是因为目前我国大部分地区，城市生活垃圾普遍具有水分高、热值低的特点，热值通常在4000~6000kJ/kg左右，且垃圾成份复杂多变，焚烧炉运行各阶段垃圾热值相差较大，导致垃圾焚烧炉燃烧不稳定和热效率的下降。
如一规模为500t/d垃圾焚烧发电工厂，锅炉运行过程中垃圾热值变化波动较大，不但增加了风机负荷，且垃圾随着水分的增加降低了入炉热量和入炉热量有效利用率。
国内科研单位针对垃圾特点开展了一些相关理论研究，探讨了影响垃圾稳定燃烧的一些规律。
本文结合实例从垃圾燃料特性、垃圾料层厚度、一次风和二次风等方面探讨垃圾发电锅炉稳定燃烧技术，为锅炉的安全经济运行提供了有益的参考。
垃圾发电锅炉的燃烧控制与调整实例某一城市生活垃圾焚烧发电厂，设计垃圾处理量500t/d，锅炉主蒸汽流量47t/h，主蒸汽压力6.50MPa，主蒸汽温度450°C。
锅炉为单锅筒横置式自然循环水管锅炉，采用往复式炉排，炉排面积68m2。
燃料包括纸、木屑、纺织物、塑料、橡胶、厨余、玻璃和金属等在内的城市生活垃圾。
图1 城市生活垃圾往复炉排焚烧发电流程示意图往复炉排焚烧流程示意图如图1所示。
一次风由炉排下方的空气室吹入，穿过垃圾层的同时与垃圾发生燃烧反应。
垃圾在炉排上的燃烧过程可分为干燥、挥发分析出、挥发分燃烧、焦炭燃烧和燃尽五个阶段。
垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟
垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟垃圾焚烧炉是一种能够有效处理城市生活垃圾的设备。
在垃圾焚烧过程中，二次风和配风的合理调节对于炉内温度分布、燃烧效率和废气排放有着重要影响。
因此，利用计算流体力学（CFD）模拟技术对垃圾焚烧炉进行优化模拟是十分必要的。
首先，对垃圾焚烧炉进行CFD模拟需要建立合适的物理模型和数学模型。
物理模型应包括垃圾填充层、炉膛、烟道等主要结构，数学模型应包括质量守恒方程、能量守恒方程和动量守恒方程。
同时，还应考虑燃料的燃烧反应和烟气的混合与传导等细节。
其次，CFD模拟应着重优化排炉二次风和配风的调节。
排炉二次风的主要作用是加强燃烧过程，保证垃圾焚烧炉内足够的氧气供给，提高燃烧效率，降低废气排放。
配风的主要作用是调节炉内温度分布，防止炉内局部过热或过冷。
通过CFD模拟，可以合理设计二次风和配风的喷射位置、角度和流量，使其均匀分布在炉内，充分与燃烧垃圾接触，最大程度上发挥其功能。
在进行CFD模拟时，需要对炉内的物料特性和燃烧特性进行实验测试，并建立合适的物料模型和燃烧模型。
通过对实验数据的分析，可以确定物料和燃烧模型中的参数，从而提高模拟的准确性。
同时，还需要考虑炉内垃圾的湿度、粒径分布和混合物质等因素对燃烧过程的影响。
通过CFD模拟可以得到炉内温度分布、燃烧效率和废气排放等关键指标的数值计算结果。
通过对模拟结果的分析，可以优化炉内二次风和配风的调节，使其达到最佳状态。
例如，在炉膛顶部增设适当的二次风口可以增加上层的燃烧温度，改善燃烧效率；调节配风的流量和角度可以更好地控制炉内温度分布，避免过热或过冷带来的问题。
综上所述，利用CFD模拟技术对垃圾焚烧炉的排炉二次风和配风进行优化模拟是十分必要和重要的。
通过对垃圾焚烧炉内流场和温度场的分析，可以优化二次风和配风的调节，提高燃烧效率和废气排放质量。
这对于垃圾焚烧炉的改进和设计具有重要指导意义。
论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择
【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。
焚烧炉一次风和二次风的作用
焚烧炉一次风和二次风的作用
1、焚烧炉需要设置一次风和二次风，是因为一次风从炉排下部进入炉膛用于引燃，二次风从炉排上部喷入以扰乱气流使燃烧更为完全。
2、一次燃烧室内所需高压喷风装置设置在水夹套内，炉内采用多段供风焚烧结构，高压补氧风机产生的高压风经过喷风装置喷入炉内，风速可达30m/s—100m/s，燃烧速度比一般增加5—10倍。
二次燃烧室则所需大量新风来进行过氧焚烧。
3、锅炉燃烧中的一次风、二次风分别指：
1.一次风是通过管道输送煤粉进炉膛的那部分空气。
一般由一次风机提供，
一部分经空气预热器加热，称热一次风，一部分不经加热，称冷一次风，又称调温风。
它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。
2.二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和
一次风相混合。
二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。
二次风一般由送风机提供，经空气预热器加热。
垃圾焚烧发电厂发电效率的影响因素及提升措施
垃圾焚烧发电厂发电效率的影响因素及提升措施摘要：随着当前城市建设发展速度的加快，在人们的生产、生活和城市建设过程中产生了越来越多的固体废弃物，而固体废弃物的“三化”处理十分关键，从而更好的提升经济效益和生态效。
垃圾焚烧发电厂是固体废弃物无害化、减量化、资源化的关键性操作之一，在当前碳中和、碳达峰的背景下对垃圾焚烧发电厂工作影响因素的分析等进行全面分析，并且制定针对性的策略与方法，可以促进行业的长期稳定发展。
关键词：垃圾焚烧发电厂；发电效率；影响因素；提升措施1垃圾焚烧发电中的问题1.1垃圾分类收集问题要保证垃圾焚烧发电的有效运转，就需要注意垃圾的归类，根据不同类型的垃圾进行适当的处置，从而保证其安全、平稳地进行发电。
通过对各类废弃物的分级处理，可以达到废弃物的高效处理与利用，既可以提高废弃物的焚烧效率，又可以减少废弃物处理费用。
然而，由于我国居民尚未建立起对垃圾的分类意识，导致大量各类垃圾聚集在一块，使得后期的处置工作变得十分困难。
更何况，焚烧复杂程度比较高的垃圾物品等，也会产生一定程度的腐蚀物质，导致焚烧设备的寿命大大缩短。
1.2技术与环保问题在焚烧垃圾过程中，不可避免地会产生沥滤液，泄露液体的含量一般占其总量的20%-33%，而随着我国经济与社会的持续发展，城市生活废弃物的增多，泄露液体的含量也随之增多，泄露液体属于高浓度的有机废水，其中一些污染物含量甚至超过城市的污水的百倍以上，因此，应针对此类污染问题，制定相应的防治对策，采取针对性的废水处理措施和技术等，减少其造成的环境危害。
1.3投资与运营问题随着当前经济社会的发展，在垃圾焚烧发电厂的建设过程因其发展的优越性而受到广泛的关注，因此，在当前的发展中需要从政策层面加强部署工作，加快城市垃圾焚烧发电厂的建设工作。
但是从目前的实际情况进行有效分析后发现，在许多政府的政策体系方面对此是十分弱化的，并且其实施的程度不高，尤其是垃圾的处理效率有限，还缺乏资金和周围生活民众的支持，导致后续垃圾焚烧发电厂的建设与运行出现了较大的困难。
电厂一二次风的作用
电厂一二次风的作用
在电厂中，一二次风具有重要的作用。
一次风和二次风分别指的是电厂锅炉系统中的两个不同风机，它们共同参与了燃烧过程和发电过程。
首先，一次风在电厂中的作用是提供燃料燃烧所需的氧气。
一次风机负责将大量新鲜空气吹入燃烧炉中，与燃烧中的煤炭充分接触，促使煤炭完全燃烧。
通过调节一次风机的风量和风压，可以控制燃烧炉中氧气的供应量，从而实现控制燃烧过程的稳定性和燃烧效率的提高。
其次，二次风在电厂中的作用是增加锅炉燃烧炉内的热效益，提高锅炉的发电效率。
二次风机将一次风与燃烧产生的高温烟气混合，形成完全燃烧的条件，从而释放出更多的热能。
同时，二次风也负责将高温烟气排除，以保持锅炉内的正常工作条件。
在电厂发电过程中，一二次风的作用不仅仅局限于燃烧和发电，它们还与其他设备和系统密切配合，实现整个电厂的安全、稳定运行。
通过合理调节一二次风的风量和风压，配合其他参数的控制，可以保持燃烧过程平稳，提高燃烧效率和发电效率，并减少对环境的影响。
综上所述，电厂一二次风在电厂的燃烧和发电过程中扮演着重要的角色。
一次风提供燃料燃烧所需的氧气，而二次风则增加燃烧效率和发电效率。
通过合理调节一二次风的参数，可以实现电厂的高效、稳定运行。
几种主要垃圾焚烧炉技术比较
几种主要垃圾焚烧炉技术比较机械炉排焚烧炉工作原理：垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域（垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用），直至燃尽排出炉膛。
燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合；高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽，同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出。
特点：炉排的材质要求和加工精度要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。
另外机械结构复杂，损坏率高，维护量大。
炉排炉造价及维护费用高，使其在中国的推广应用困难重重。
流化床焚烧炉工作原理：炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。
垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。
未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。
特点：流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。
回转式焚烧炉工作原理：回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列，炉体水平放置并略为倾斜。
通过炉身的不停运转，使炉体内的垃圾充分燃烧，同时向炉体倾斜的方向移动，直至燃尽并排出炉体。
特点：设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。
但燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。
CAO焚烧炉工作原理：垃圾运至储存坑，进入生化处理罐，在微生物作用下脱水，使天然有机物（厨余、叶、草等）分解成粉状物，其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。
经筛选，未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室（温度为600℃），产生的可燃气体再进入第二燃烧室，不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出。
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750t/h大型垃圾焚烧炉二次风分别采用冷、热风
的分析计算
一、分析计算的目的
伟伦对750t/h大型垃圾焚烧炉二次风设计温度为23℃，如将其改成220℃热风，分别计算冷、热风条件下，锅炉的燃烧效率、同参数蒸汽量及烟气在炉膛内停留时间，以其分析采用冷风或者热风的合理性。
二、计算参数
750t/h大型垃圾焚烧炉相关参数如表1所示：
表1.计算相关参数
焚烧炉MCR工况下垃圾的元素分析如表2：
表2. MCR工况下垃圾元素分析(wt. %)
垃圾低位发热量为6800kJ/kg
三、计算结果及其分析
表3.垃圾燃烧产生的烟气成分（脱NOx前）
表4. .垃圾燃烧产生的烟气成分（脱NOx后）
由于垃圾中的水分含量较高，达50%，同时脱NOx水的加入，使得生成烟气中水分含量较高，占23%左右。
表5.当二次风为冷风时的计算结果
当二次风为冷风时，计算得到锅炉的效率为79.76%。
在损失的热量中，烟气损失占进入炉膛总热量的15.53%，而为完全燃烧热损失占2.53%，这两部分热量占了总热损失的90.3%。
由于锅炉出口烟温不能太低，一防止低温腐蚀，烟气带走的热量不可避免，在设计及实际运行时，要严格控制锅炉的排烟温度，防止烟气热损失过大。
同时要尽量提高燃料的燃尽率，以减少不完全燃烧热损失。
锅炉的理论燃烧温度达1084.3℃，炉膛出口温度为850℃。
满足炉内出口温度850℃的要求，能够有效的减少二恶英的排放，同时锅内温度不会太高，也有利于减少NOx 的生成。
表6.当二次风为热风时的计算结果
在相同的垃圾处理量的情况下，当二次风为热风时，计算得到锅炉的效率为80.74%，比冷二次风有所提高。
在损失的热量中，烟气热损失为14.73%，为完全燃烧热损失为2.4%，均较二次风为冷风时有所下降。
理论燃烧温度为1138.3℃，而炉膛出口温度为870℃。
由于热二次风本身具有的热量，使得进入炉膛的热量增加，同时也减少了炉膛热量加热二次风所消耗的热量，可以有效的改善炉内的燃烧状况，提高燃烧温度。
理论燃烧温度较冷二次风时增加了54℃，炉膛出口烟温提高20℃。
炉内温度均满足减少二恶英及NOx生成的要求。
其次，采用热二次风，在同样的垃圾处理量下，保证蒸汽温度和压力不变，每小时可以多产生4.17t额定蒸汽，增加发电量。
四、数值模拟
4.1 模拟方法与边界条件
对冷二次风及热二次风进行数值模拟。
根据垃圾焚烧炉的燃烧特点，用FLIC对炉排部分的垃圾干燥、热解、残余炭燃烧的情况进行模拟，将计算的结果导入Fluent，进行气相燃烧及辐射传热的模拟计算。
在气相燃烧及辐射传热上，采用Fluent进行模拟计算，其边界条件如下：
表8.冷二次风边界条件
表9.热二次风边界条件
4.2 模拟计算结果
冷热二次风的等速度分布图分别见图1和图2。
图1.冷二次风炉内等速度分布图(m/s)
图2.热二次风炉内等速度分布图(m/s)
从图1和图2可以看出，为了保持炉内的过量空气系数，采用热二次风后，二次风进入炉膛的速度大大提高，由此对炉膛内的气流组织产生较大的影响。
二次风的喷入，一方面有利于炉内可燃物质的燃尽，另一方面，高速的二次风喷射入炉内产生气体的扰动，延长了烟气在炉内的停留时间，有利于降低污染物的排放。
从图1和图2可以看出，热空气对流程的扰动和影响更明显。
但是当二次风采用热风时，密度减小，容积大幅度增加，二次风射入炉膛速度大大提高，烟气在炉膛内的停留时间减少。
在数值模拟中，采用示踪粒子的方式，在焚烧炉膛和第一通道的交界处喷入示踪粒子，据计算，采用冷二次风，烟气在炉膛内的停留时间为2.1s，采用热二次风之后，气体在炉膛内的停留时间比冷二次风时的停留时间减少32.2%，为1.424s。
冷热二次风炉内温度分布图见图3和图4。
从图3和图4可以看出，炉膛内的高温去集中在出于热分解区域的炉排上方，炉内的高温区处于炉拱与炉排之间的气相燃烧区域。
高速的热二次风在炉拱和炉排上部的空间形成的回流区，对热烟气进行有效的卷吸，但是由于热二次风本身带入的热量，改善
了炉膛整体的燃烧状况，高温区的温度较冷二次风时的温度有所升高，因此采用热二次风，对加强燃烧的有一定的效果。
图3.冷二次风炉内温度分布(K)
图4.热二次风炉内温度分布(K)
五、结论
(1)二次风采用热风送风可以有效的提高锅炉的效率，相比冷风的79.76%上升到
80.74%。
同时理论燃烧温度也有较大的提高，从1084.3℃提高到1138.3℃，从而
导致炉膛出口烟温从850℃上升到870℃，均可以有效的减少二恶英的排放。
此外，采用热二次风可以有效的提高锅炉的蒸发量，计算结果显示热二次风可以增加
4.17t/h的额定蒸汽量，增大发电量。
(2)二次风若采用220℃的热二次风，进入炉膛的二次风速大大提高，从而使得烟气在
炉膛内的停留时间降低。
采用颗粒跟踪法，将颗粒进入炉膛的速度设置与二次风速相同。
冷二次风的入口风速为80m/s,热二次风的入口风度为142.78m/s，据数值模拟的结果显示，冷二次风烟气停留时间为2.1s，而采用220℃的热二次风之后，烟气在炉膛内的停留时间只比采用冷二次风时烟气在炉膛内的停留时间减少了
32.2%，为1.424s。
根据垃圾焚烧，有效控制二恶英排放的规定，烟气在炉膛中的
停留时间不少于2s，因此，采用热二次风容易造成烟气炉膛内的停留时间过短，造成烟气中二恶英含量过高，不符合排放标准，增加处理费用！
(3)。