调整炉排供风提高生活垃圾焚烧效率研究分析

王晓文 高培庆

摘要：随着城市人口的增加和垃圾处理城乡一体化的发展，垃圾产生量越来越大，我国各城镇的垃圾焚烧厂建设逐年增加，炉排炉焚烧垃圾成为垃圾处理主力军，如何提高焚烧效率是装备技术发展需要。

关键词：生活垃圾;垃圾焚烧;焚烧炉

一、生活垃圾焚烧燃烧空气分配概述

当前国内大型垃圾焚烧发电厂采用较多的是炉排炉焚烧垃圾，在焚烧设计上炉炉排底部设有供风系统，一般来讲一台焚烧炉均设计多个送风点，送风点布置在干燥段、燃烧段、燃尽段下方，在运行过程中一次风通过风管进入干燥段、燃烧段、燃烬段下方的风室，鼓风通过炉排，为垃圾燃烧提供氧。

垃圾在干燥段点火过程中，垃圾在焚烧炉内，吸收炉内高温烟气有组织的辐射热，并在炉排下送入的一次风作用下，在100200℃范围内预热，实现垃圾水分快速蒸发过程。

燃烧段以挥发分空间燃烧为主的放热过程，当垃圾在干燥点火段的继续吸热升温到可燃物质与氧发生反应燃烧，在焚烧过程中需要大量的一次风提供足够的氧。垃圾在炉排上的燃烧过程中受到自然对流与供风气流携带作用，大部分挥发分炉膛内升腾燃烧，对此要求燃烧炉排应具备均匀分配燃烧空气。

另外，燃烬炉排应具有充分搅拌混合和良好排灰，通过较小的空气量即可实现完全燃烧，而不易结块。

垃圾在炉排床长度方向燃烧过程因各局部区域的燃烧过程各不相同，配风量的多少也不一样，燃烧空气配风量最大的区域是垃圾迅速燃烧并大量释放热量的燃烧段局部区域，固定碳燃烬区域则需要较少的助燃空气。

在国家鼓励垃圾焚烧炉协调处理污泥、沼渣等低热值固体废弃物的背景下，掺烧污泥或沼渣等低热值固体废弃物因其密度高、热值低，入炉后则阻挡了空气与垃圾的充分接触，就会起到砂子灭火的效果，一次风不宜穿透，从而影响了垃圾的焚烧效果，且宜导致不完全燃烧产物的生成，造成炉渣热灼减率增大，甚至出现偏烧等现象。如原有锅炉炉排底部供风系统没有设计空气分配调节风阀，在焚烧炉运行期间，对燃烧的调整比较困难，造成燃烧状态不佳，影响整体生产运行;只有采用各区域风室独立，并配置独立的风室空气分配调节风阀，实现可控供风形式，通过合理科学配风，才能解决此问题，同时保证焚烧炉稳定运行。

二、风室结构概况

（一）下图为左右两侧风室没有隔离，不能形成独立风室的设备或系统的布置方式

（1）所有炉排每段风室（左右各一）所供一次风风量均由一个电动调节阀控制。（2）每段区域风室左右侧相通，原设备未做隔离。该结构造成每次停炉检修时电动调节门的积灰及关状态中均均为重点检修项目。

（二）存在的问题

（1）风室左右侧窜风易造成燃烧调整困难，风会大量穿透料层薄的位置，势必造成左右侧严重偏烧问题。（2）料层左右烧偏，两侧燃烧状态偏差较大，表现为左右两侧炉温测点温差偏大，严重时一侧出生料、另一侧烧空，左右两组炉排运动速度相差越来越大。（3）炉排靠炉墙两侧烧空，出现空隙，跑风严重，氧量持续上涨，炉温降低;中间未能着火燃烧或完全燃烧出生料。

（三）针对以上问题对没有独立风室的焚烧炉实施改造的目的

（1）为了使左右炉排供风量可控，提高运行稳定性。（2）使运行人员更容易调整焚烧炉燃烧状态。（3）减少运行人员的工作强度，提高工作效率。（4）锅炉燃烧、出力稳定，不出生料，降低设备故障率等。

（四）改造后的燃烧段风室

（1）燃烧段（燃烧Ⅰ、燃烧Ⅱ、燃烧Ⅲ）左右风室间加装隔板，将左右风室分别隔成独立的风室。（2）燃烧段（燃烧Ⅰ、燃烧Ⅱ、燃烧Ⅲ）左右风室分别加装可调节风量的分控蝶阀。分控蝶阀采用电动执行机构控制，可以有主控室DCS系统远控。

（五）具体的运行管理措施

（1）加强垃圾池管理，确保入炉垃圾和其他掺烧固体废物的质量。（2）为提高炉排供风的可靠性、均匀性首先要保证料层要均匀。（3）明确在燃烧稳定正常时二次风要保持常开且与一次风占比值接近7∶3，确保有足够的扰动且总风量能够保证，在氧量变化幅度偏大或是燃烧减弱、燃烧困难时及时调整或退出二次风。（4）配风方式选择推迟配风方式即：“两头小中间大”且风门不需要全开，以风压及各段风量作为主要参考依据。

三、效果分析

（1）运行中对一次风的控制更加灵活，通过关小、开大料层异常区域的风门来改变送风量，使燃烧状态更稳定。因偏烧引起的出生料问题得到缓解，减轻了检修人员处理堵生料的工作量。（2）改造前，料层出现偏烧时，只能用改变炉排速度等方法对料层厚度进行调整。改造后，可用分控蝶阀分别控制左右风室的一次风量，增加了调控手段。同时掺烧污泥、沼渣等固体废弃物造成的烧不透问题有所改善。

四、结语

对于燃烧炉排供风系统设立独立的风室及调节风阀，只是增加了一种调风控制手段，对于解决焚烧炉工况出现的偏烧，烧不透、燃烧状态不稳定起到了积极作用，同时减轻了设备运行中工作人员的劳动强度和操作难度。

参考文献：

[1]白良成.生活垃圾焚燒处理工程技术.

[2]秦宇飞.大型城市生活垃圾焚烧炉焚烧过程仿真及控制[D].