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1、第一讲焚烧炉燃烧系统本章节内容提要：本章节内容提要：一、燃烧工艺分类一、燃烧工艺分类二、焚烧炉工艺流程二、焚烧炉工艺流程三、炉排技术参三、炉排技术参四、燃烧控制四、燃烧控制五、常见异常处理五、常见异常处理一、典型燃烧方式分类：层状燃烧、悬浮燃烧、旋风燃烧和流化燃烧四种。1、层状燃烧这种燃烧方式适用于各种固体（煤、垃圾、生物质）。其特点是燃烧的全部燃烧过程主要在炉蓖（炉排）上进行。其燃烧过程、工作原理、特点：A、固体燃料由料斗落到炉蓖上，然后跟随炉蓖一起由前向后运动。空气则由下向上穿过料层。B、燃料的着火热源来自于炉内的热烟气和炉墙的热辐射以及正在燃烧的前部燃料。燃料表面首先被加热燃烧后将热量向
2、下传递直到炉蓖上的燃料全部燃尽。燃烧产物，烟气向上运动，由烟囱向外排出，灰渣落到冷灰斗中排出。优点：燃料层能保持相当大的热量，燃烧比较稳定，不易灭火。同时，新进料与着火的燃料充分接触和受到烘烤，点燃条件好。缺点：只能燃用固体块状燃料，空气是从底部向上由燃料的间隙穿过，混合条件较差。适用于小容量的锅炉。2、悬浮燃烧这种燃烧是在没有炉蓖的由四面炉墙所组成的炉膛内进行燃烧。燃料随空气一起运动，燃烧的各个阶段均在悬浮状态下进行，悬浮燃烧的锅炉又称室燃炉。优点：适用燃料广泛，固体、液体、气体燃料都可。固体必须将其磨成一定的颗粒度，以保证其与空气充分混合。特点：燃料在炉内的停留时间短，一般不超过23S，并
3、且燃料与空气的接触面积大，燃烧速度快，燃烧效率高，适用于大容量的锅炉。3、旋风燃烧空气和燃料沿切线方向进入旋风燃烧室，在较小的空间内，以60-150ms的高速作强烈旋转运动。在离心力的作用下，气流中的大部分煤粉颗粒沿内壁作旋转运动，并被粘在旋风筒内壁上由已燃烧的煤粉所形成的熔融灰渣层表面而迅速燃烧。优点：燃烧稳定、强烈而且较完全，适应性较广，效率高缺点：结构复杂，通风消耗能量多，燃烧高灰分的煤种时炉渣物理热损失大。4、流化燃烧这种燃烧方式较晚，起于上世纪60年代的新型锅炉。介于层状燃烧和悬浮燃烧之间的一种燃烧方式。所谓流化燃烧：炉床上保持一定燃料厚度，空气以适当的速度从底部通过炉床，将燃料吹起
4、，使燃料悬浮于床层上一定高度范围内，这就是流化床。高度取决于空气速度。未燃尽的颗粒通过旋风分离器分离出来重新送回锅炉燃烧，大大地提高了锅炉效率，最高可大90%。这是一种很有发展前途的锅炉。目前，我们的垃圾焚烧主要采用层状燃烧和流化燃烧，所对应的炉型就是炉排炉与循环流化床锅炉。二我厂焚烧工艺流程我厂使用的锅炉是杭州新世纪能源环保工程股份有限公司新开发的225td二段式垃圾焚烧炉。适合于焚烧处理我国城市的低热值、高水份生活垃圾。适应热值范围广、负荷调节能力大、可操纵性好和自动化程度高等特点。处理不分拣的生活垃圾。工艺流程分为逆推段和顺推段两个燃烧区域。垃圾抓斗落料槽给料机-炉膛倾斜的逆推炉排上，炉
5、排的运行，导致垃圾不断翻滚、搅拌、完成干燥、着火和燃烧过程，随后在逆推炉排末端的料层调节装置上经过一段落差掉入顺推炉排床面上继续燃尽，最后灰渣经出渣机排出炉出外。整套装置采用液压驱动，所有炉排部件的动作均由一套液压系统的各执行元件完成。工艺流程图三、炉排技术参数1、炉排结构参数项目单位数据炉排形式二段式（逆、顺推）逆推炉排级数14顺推炉排级数6逆推炉排倾斜角度度25顺推炉排倾斜角度度10炉排总长度m9.7炉排总宽度m4.16炉排总面积m40.35额定焚烧处理量th9.375炉排最大热负荷MWm0.435炉排最大机械负荷Kgmh258垃圾在炉排上的停留时间h约1.02、运行参数n适应垃圾低位热值
6、：41807500KJKGn设计值：6070kjkgn最大垃圾含水量4060%n一次风温度：250n二次风温度：常温n燃烧过量空气系数：1.61.9n炉排设计通风阻力：2000pan备注过量空气系数：实际送风量与燃烧所需空气量之比值。四、结构简介n主要由落料槽（包括破桥装置）、给料平台、逆推顺推本体、风室及防灰通道、出渣通道（水密封）、液压出渣机、炉排密封装置（风机）、风门调节装置（电动）、结合部、气动除灰装置、风室保温及金属件、炉排电液控制系统、炉排自动控制系统、二次风喷嘴、逆推料层调节装置冷却（风机）等。n1、落料槽nA中间部位有水夹套，避免垃圾受热自燃。nB破桥装置，垃圾搭桥（堵塞落料口
7、），起破除作用。nC料斗门（液压挡板门），停炉以及紧急情况关闭，防止烟气跑出。n2给料平台n组成：框架、滑动平台（推料器）、料斗后罩、推料器油缸、连杆机构等n滑动平台：将垃圾推入炉膛，落在逆推炉排床面上。左右各一组，各由两支油缸同步推动。n行程：A长行程900mm、用于启炉及停炉用。B短行程200400mm、用于运行调节。两组行程开关可在现场或主控室切换。n渗滤液收集斗：n四只，可将平台上的垃圾渗滤液收集后排出给料器功能示意图给料器返回的速度是全速，目的是保证能连续地给料停炉时将给料平台上的垃圾推干净400mm500mm正常推出n3.逆推炉排本体n组成：炉排支架、炉排组件、限位器、传动构架、滚
8、轮装置、拉杆装置、风室分割装置、固定密封箱、补偿装置等。n逆推炉排面呈25倾斜布置，固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，活动炉排的最大行程为420mm。整个炉排框架主要由中央构架和侧面构架组成，安装在焚烧炉的支撑梁上。炉排分为两列，分别由一支油缸驱动。n材料：耐热铸钢。每片顶端设两出风孔。n炉排片安装：在横向以螺栓连接，一端固定，整体向另一侧膨胀。在炉排的两侧装有机械补偿装置（补偿器），保证炉排片在受热状态下始终紧贴侧补偿块，杜绝非正常的漏风现象。逆推炉床尾部设有料层调节装置，根据燃烧情况调节料层高度。n4、顺推炉排本体n在料层调节装置出口下方，为垃圾的燃尽段。顺推炉排呈10倾斜向里侧布置，
9、分左右列，用两支油缸驱动。炉排的材质、形状以及热补偿与逆推炉排片相似。组成部件也与逆推本体相似。650mm650mm500mm8干燥段燃烧段燃烬段炉排组成及特点)n5、风室及放灰通道n风室：nA逆推8个独立的风室，各风室间互不窜风。各风室均有特殊设计的扇形风门。左右风室的扇形风门通过外侧布置的电动执行机构进行驱动以实现风量调节。nB顺推风室为大风室结构，通过进风管路上布置的电动调节蝶阀进行风量调节。n根据燃烧情况，调节给风量及各风室分量分配，以达到最佳燃烧。n放灰通道：通过炉排间隙掉进风室的细小颗粒，利用高压清灰风机在管道内定时吹灰，引入出渣通道。n6.出渣通道n出渣通道用于连接顺推炉排出口和
10、出渣机，通道中间设有金属膨胀节。出渣通道的内侧以及吹灰管道对面敷设了可更换的衬板，以解决灰渣的磨损问题。n7.液压出渣机n焚烧炉燃尽的灰渣落入出渣机的水腔急速冷却后被推出炉外，采用液压驱动方式、水封结构，具有完好的气密性。n8.炉排密封装置n主要有密封风机和风管等组成，通过风机的鼓风，可以将热空气压回风室，防止风室内的一次风向外泄漏。n9、风门调节装置n用于逆推炉排的调风。逆推风室内的四组风门分别对应炉排上的四个燃烧区，每组风门通过设置在风室外侧的电动执行机构进行调节。每个风门的开度可以在炉排的PLC上显示。根据燃烧状态，可以单独调节各燃烧区的风量。n10、气动除灰装置n气动三联件、气动阀等元
11、件组成，与炉排风室的放灰门相配，用于控制防灰门的启闭。n11炉排电液控制系统n组成：液压站、所有液压元器件、液压阀组及电器控制附件等。n控制：A、料斗门挡板B破桥装置及锁定装置C、推料器D逆推炉排E顺推炉排F出渣机n参数：n设计压力n(1)系统工作压力16Mpan(2)系统最高工作压力21MPan12关节轴承润滑n各连接机构的润滑可手动或电动启动润滑系统。液压系统流程图给料器挡板门破桥装置逆推炉排顺推炉排出渣机油箱容量900L冷却装置过滤装置n13炉排自动控制系统n西门子SIMATICS7300PLC配合杭锅公司开发的燃烧自控软件，可以实现蒸发量或炉温的稳定化自动控制，各动作参数可在现场和主控
12、进行监视和调整。n控制柜有彩色液晶屏作为用户见面，可直观地显示和调节炉排各部件的运行状态，并且通过通讯协议传递到中央控制室，以便运行人员在中控室监视并调整。五、燃烧与控制1、燃烧的几个阶段与风量配比定量供给装置干燥阶段燃烧阶段燃烬阶段灰渣垃圾干燥易燃气体燃烧水蒸汽燃烧区未燃尽物灰渣二次风二次风O2O2辐射热水CmHnCONH3HClCO2N0 xS02HCl燃尽点渣15%75%10%2、炉排运动与燃烧原理n1、垃圾通过炉排的运动向前推进，运动的炉排来回往复运动，当两个炉排背向移动时垃圾在这一点掉落并使燃烧的颗粒掉下。n2、炉排相对运动，提升燃烧的燃料层，炉排向后移动时第一次被点燃的垃圾随着前一
13、个炉排的运动向前运动，并掉入燃料层底。在这里成为燃烧点并加速上面垃圾的燃烧。n3、在逆推炉排上，燃烧不仅从上部燃烧而且从垃圾层内部燃烧。通过强烈的搅拌和垃圾层的翻动使燃烧点被不断的向下推。使燃烧同时从底部开始。n4、垃圾的连续搅动和翻滚使垃圾层时紧时松。通过创造大的垃圾表面积使垃圾更加容易点燃和燃烧。n5、垃圾在炉排上的停留时间是根据燃烧量、燃料组成、工艺等等，大约需要60-90分钟。3、各区的燃烧与操作A干燥区焚烧过程及热原理操作思路由给料器将垃圾送入焚烧炉，在干燥区上接受来自前拱强烈热辐射加热，燃烧火焰对流加热和烟气热辐射加热，再加上从炉排风孔吹出来来的20左右的一次风烘烤，将垃圾从入炉的
14、初温加热到200-300。该阶段基本属于吸热阶热阶段，此区域的热量主要用于对垃圾的加热和水分蒸发所消耗的汽化潜热。在这过程中，并不消耗很多氧气，故该区域引入的风量仅占一次风量的1左右。B、燃烧区焚烧过程及热原理操作思路干燥区来的垃圾继续受热，接受炉拱辐射、火焰对流和烟气辐射三种加热方式，使垃圾中的可燃物挥发份析出，并升温至450-750。在这个时候垃圾开始着火，垃圾热解后析出的挥发份进入上部区域（位于热解区上方，近于焚烧炉喉部及出口区域）与氧气充分混合，进行强烈的燃烧并迅速将挥发份燃烬，所以需要大量的氧气。从垃圾入炉到垃圾中挥发份大量析出的过程为垃圾的热热解过过程，控制垃圾的热解过程是控制整个
15、燃烧过程的关键。为此该区域一次风管的风门挡板开大，占一次风总量的7%左右。另外要达到完全燃烧以及对有害有机物二恶英的生成抑制，需借助于二次风的高速喷射，形成湍流对燃烧中心火焰强烈扰动，再次使烟气与氧气充分混合，使烟气在850以上区域滞留时间增加。C、燃尽区焚烧过程及热原理操作思路燃尽区燃烧后的垃圾中残余碳份在高温环境下继续燃烧直至燃烬。这区域内仍有少量可燃物存在，但大部分为灰渣和不可燃气体，所需氧气很少，因此在该区域一次风管的风量占整个炉排下一次风总量的15%左右，其放热量也很少。一次风的比例约:67%二次风的比例约:33%4、燃烧调整要点（1）.加强炉排的错动来加强垃圾的搅拌，使垃圾层在大范
16、围内不断翻动，尽量使垃圾层底部能翻至表面，接受炉膛高温的加热，如此就具有使垃圾全面整体着火的作用，对改善着火条件和完全燃烧也有利。（2）.保证一次风的刚度(压力和风孔畅通)，一次风从炉排底部风箱进入炉条从其前端风孔吹出，一定要具有相当的刚度能穿透垃圾层，从而达到垃圾的完全、整体的强烈燃烧。（3）.控制好燃烧位置，垃圾燃烬区是将燃烧段送过来的固定碳和燃烧炉渣中未燃烬部分完全燃烧垃圾燃烬区位置控制在主燃烧区的末端。在垃圾燃烬段根据炉渣中可燃份额来调节一次风风量，通过留有足够的燃烬空间，保证了垃圾在燃烬段充分的滞留时间（保证燃烧区温度，利于炉膛整体温度的提高），可将炉渣的可燃份控制在小于3%。5、稳定燃烧基本条件垃圾燃烧的主要特点:工况不稳定要使进炉垃圾热值稳定进行充分地搅拌相当重要。因此垃圾在坑内应充分地脱水、发酵，并进行充分地搅拌均匀后投入炉内。稳定燃烧的基本条件：1、合理的给料和炉排速度来控制炉内一定的垃圾量及料厚。2、匹配的一次风量来保证足够的燃烧空气量及风压。3、匹配的一次风温使垃圾在理想的区域内燃烧。4、匹配的二次风
