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(guò)程越易進(jìn)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(jìn)廠(chǎng)垃圾在貯坑內停留一定的時(shí)間，通過(guò)自然壓縮及部分發(fā)酵作用，以提高進(jìn)爐垃圾的熱值，改善垃圾的焚燒效果，同時(shí)亦是垃圾焚燒好壞的關(guān)鍵所在。合理貯存讓垃圾充分發(fā)酵和干燥。

　　進(jìn)廠(chǎng)生活垃圾并不是直接送入垃圾焚燒爐，而是必須經(jīng)過(guò)貯存這一道工序。設置垃圾貯坑，一是貯存進(jìn)廠(chǎng)垃圾，起到對垃圾數量的調節作用；二是對垃圾進(jìn)行攪拌、混合、脫水等處理，起到對垃圾性質(zhì)的調節作用。

　　另外，進(jìn)廠(chǎng)垃圾在貯坑內停留一定的時(shí)間，通過(guò)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(jìn)爐垃圾的熱值，改善垃圾的焚燒效果。生活垃圾在貯坑內停留時(shí)間為3～5天較為合適，氣溫低和濕度大的可以適當延長(cháng)停留時(shí)間。

　　2停留時(shí)間

　　停留時(shí)間有兩方面的含義：一是生活垃圾在焚燒爐內的停留時(shí)間，它是指生活垃圾從進(jìn)爐開(kāi)始到焚燒結束，爐渣從爐中排出所需的時(shí)間；二是生活垃圾焚燒煙氣在爐中的停留時(shí)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(shí)間。

　　實(shí)際操作過(guò)程中，生活垃圾在爐中的停留時(shí)間必須大于理論上干燥、熱分解及燃燒所需的總時(shí)間。同時(shí)，焚燒煙氣在爐中的停留時(shí)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(shí)，停留時(shí)間越長(cháng)，焚燒效果越好，但停留時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )使焚燒爐的處理量減少，停留時(shí)間過(guò)短會(huì )引起垃圾燃燒不完全。

　　所以，停留時(shí)間的長(cháng)短應由具體情況來(lái)定。合理調整垃圾在爐內的停留時(shí)間垃圾種類(lèi)的不同，在爐內的停留時(shí)間也不一致。司爐必須根據垃圾的干燥程度、種類(lèi)和焚燒效果，合理調整停留時(shí)間才能讓垃圾穩定燃燒和徹底焚燒。

　　垃圾進(jìn)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(shí)間太長(cháng)影響垃圾處理量，太短又影響垃圾焚燒效果。經(jīng)過(guò)筆者一年多生產(chǎn)經(jīng)驗的總結，得出結果：為了讓垃圾在爐內得到充分干燥，垃圾在第一級爐排上的停留時(shí)間應在100～110秒之間比較合適，為了讓垃圾在爐內充分焚燒，第二、三級爐排停留時(shí)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(shí)間應在180～200秒之間比較合適。

　　另外，隨著(zhù)季節的變化、垃圾含水量、干燥程度、種類(lèi)的不同，爐排的往復動(dòng)作停留時(shí)間必須進(jìn)行調整，通常在雨季和氣溫較低時(shí)，爐排停留的時(shí)間需適當增加?？傊?，合理調整垃圾在爐內的停留時(shí)間才能使垃圾穩定燃燒。

　　3溫度

　　由于焚燒爐的體積較大，爐內的溫度分布是不均勻的，即爐內不同部位的溫度不同。這里所說(shuō)的焚燒溫度是指一燃室(燃燒區)垃圾焚燒所能達到的最高溫度，一般來(lái)說(shuō)位于燃燒段垃圾層上方并靠近燃燒火焰的區域內的溫度最高，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(shí)，溫度與停留時(shí)間是一對相關(guān)因子，在較高的溫度下適當縮短停留時(shí)間，亦可維持較好的焚燒效果。

　　保持爐膛溫度穩定和盡可能提高一次風(fēng)的風(fēng)溫

　　垃圾焚燒所需的一次風(fēng)是經(jīng)過(guò)蒸汽空氣加熱器和煙氣空氣加熱器后才進(jìn)入鍋爐的。因為一次風(fēng)的溫度越高，垃圾干燥越快，燃燒就越好，因此，要保持一次風(fēng)的溫度穩定。另外，爐膛溫度和一次風(fēng)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。只有爐膛溫度穩定，才能保證垃圾穩定燃燒和鍋爐穩定運行，產(chǎn)生穩定的蒸汽和煙氣，保證空氣預熱器正常工作，從而保證一次風(fēng)的溫度穩定，當爐膛溫度較低時(shí)要及時(shí)投油助燃，保證爐膛溫度穩定，才能建立良性循環(huán)，保證垃圾穩定燃燒。

　　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(shí)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(shí)，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(guò)量空氣系數

　　按照可燃成分和化學(xué)計量方程，與燃燒單位質(zhì)量垃圾所需氧氣量相當的空氣量稱(chēng)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(shí)際空氣量，實(shí)際空氣量與理論空氣量之比值為過(guò)量空氣系數，亦稱(chēng)過(guò)量空氣率或空氣比。

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

　　6合理配風(fēng)，選擇合適的過(guò)量空氣系數

　　垃圾焚燒爐焚燒時(shí)所需空氣由一次風(fēng)和二次風(fēng)供給，一次風(fēng)布置在爐排下方的同一側，共由八個(gè)電動(dòng)風(fēng)門(mén)控制，二次風(fēng)布置在爐膛、正上方的前、后拱水冷壁上，共有十二個(gè)噴嘴，分別由四個(gè)電動(dòng)風(fēng)門(mén)控制。通過(guò)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗和總結前階段的焚燒經(jīng)驗，一次風(fēng)和二次風(fēng)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(shí)一次風(fēng)配風(fēng)應滿(mǎn)足中間大兩頭小的原則，既是中間風(fēng)門(mén)的開(kāi)度應該調大，兩頭風(fēng)門(mén)的開(kāi)度應該調小，因為二、三級爐爐排是主燃區，四級爐排是燃盡區，這樣才能滿(mǎn)足垃圾爐爐膛內燃燒所需的空氣。

　　另外，還可以根據鍋爐水平煙道煙氣含氧量來(lái)進(jìn)行合理配風(fēng)，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(fēng)才能保證垃圾穩定燃燒。保持穩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(fēng)量增大，增大了引風(fēng)機電耗和煙氣熱量損失。因此，穩定爐膛負壓對保證鍋爐穩定燃燒有著(zhù)十分重要的意義。

　　7合理調整喂料器的停留時(shí)間和選擇合適的行程

　　垃圾進(jìn)入鍋爐是通過(guò)喂料器往返運動(dòng)來(lái)實(shí)現的，故喂料器的運動(dòng)時(shí)間和方式，直接影響進(jìn)爐的垃圾量，選擇合適的喂料器停留時(shí)間才能保證均勻地給料。根據經(jīng)驗，喂料器的停留時(shí)間為400s左右比較合適。但是應根據不同類(lèi)型的垃圾進(jìn)行調整，靈活選擇合適的行程也非常重要，若行程太大，一次進(jìn)入爐膛的垃圾過(guò)多，造成爐溫波動(dòng)大，影響焚燒效果；若行程過(guò)小，則造成供料不上或缺料。根據經(jīng)驗，喂料器的行程為500mm左右比較合適。

　　8合理調整料層的厚度

　　不同的垃圾在爐內的厚度也不一致，司爐必須根據垃圾在爐內的焚燒效果，合理調整料層厚度才能使垃圾穩定燃燒。厚度太大，可能導致不完全燃燒和不穩定燃燒，厚度太薄又會(huì )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。但是不同結構爐排垃圾料層厚度也是不一樣的，這要根據不同類(lèi)型爐排而確定。

　　9結論

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

　　2．對國內低熱值、水分高、成分復雜且沒(méi)有經(jīng)過(guò)分撿生活垃圾的焚燒，政府部門(mén)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(shù)在我國應用剛剛開(kāi)始，在垃圾焚燒技術(shù)的推廣上，應充分利用國外先進(jìn)技術(shù)及國內已有技術(shù)，做到技術(shù)先進(jìn)、投資合理。

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