垃圾焚烧电厂焚烧炉炉型选择探讨

1、垃圾焚烧电厂焚烧炉炉型选择探讨【摘 要】作为垃圾焚烧的重要设备，性能优越的焚烧炉对于提高电厂垃圾焚烧的效率和综合效益具有重要作用。本文首先介绍了垃圾焚烧电厂焚烧炉的常见炉型，然后对焚烧炉炉型进行综合比较选择，以期为相关技术与研究人员提供参考。【关键词】垃圾焚烧电厂；焚烧炉；炉型选择作为一种新型能源技术，垃圾焚烧是实现垃圾减容化、资源化和稳定化的重要手段。焚烧炉是垃圾焚烧电厂垃圾处理的基本设备类型，因当前垃圾成分复杂度及热值不断增加，垃圾焚烧系统及焚烧炉的炉体结构也出现了较多改进。焚烧炉的构造设计应满足垃圾在炉内的燃烧温度、停留时间、烟气在炉内的停留时间与紊流等要求，才能保证气体与固体燃烧充分、

2、二恶英与恶臭得到抑制。因此，加强有关垃圾焚烧电厂焚烧炉性选择研究，对于改善电厂垃圾焚烧水平具有重要的现实意义。1.垃圾焚烧电厂焚烧炉的常见炉型1.1循环流化床焚烧炉（1）原理：通过料斗将垃圾投入到双螺旋桨给料机内，利用波轮机及链板机输送到炉内；垃圾同床料经过混合、烘干、升温、燃烧等流程进行处理，燃烧后的废物经过排渣口输送至除渣系统中，旋风分离器则将延期中的气体与颗粒分离，分离完成的物料会重新输送至燃烧室，待排渣冷却后，将沙与大体积不燃物分离，再将沙送回至炉中；空气通过布风板进入炉内，垃圾燃烧充分；在燃烧时输送进炉内的冷水会被转化为水蒸气或过热蒸汽，再通过集汽箱排出。1（2）优点：过剩空气系数较

3、低，且利用分级送风方式，NOx生成量较少；依据该炉型设计理论，流化床能保证空气与可燃垃圾接触充分，因此其燃烧速率较快，且燃烧完全，酌减率在2%以下；流化床具有广泛的适用性，可对林产工业废物、污水厂污泥、农业废弃物、低品位煤、生活垃圾、炼油厂焦油及渣油等多种废弃物进行处理；流化床内为安置可转动机械设备，结构简单，成本较低。（3）缺点：需使用燃煤辅助燃烧，依据国内部分政策规定，掺煤部分的电量不得享受电价优惠，在当前煤炭成本较高的状况下，掺煤会在一定程度上影响电厂经济效益；空气鼓入压力过高，焚烧炉本体阻力较大，动能消耗相对较多；因砂体需连续翻动，容易磨损耐火内衬构件；烟气流速较大，容易对焚烧炉造成严

4、重磨损和冲刷；所以焚烧炉运行寿命相对较短，标准的7200年运行小时数实际运行小时数通常在7000小时以下；流态化焚烧造成烟气粉尘含量较大，烟气净化系统负荷过高，除尘成本增加；为确保炉内垃圾的充分流化，需严格控制进入炉内垃圾的尺寸，在垃圾进炉前选开展一系列粉碎及筛选处理，以提高颗粒尺寸的均匀度，通常破碎颗粒粒径需低于15cm，这容易对工作环境造成污染；且配套的辅机故障率较高，动能消耗过大。1.2炉排炉型焚烧炉（1）工作原理：以二段式垃圾焚烧炉排炉进行介绍，炉排用于调控炉膛内的温度，以使垃圾燃烧充分，保证锅炉可承受高负荷；垃圾池内的垃圾通过抓斗输送至落料槽内，给料机将其送到焚烧炉炉膛，散落在斜置的

5、逆推炉排上，对垃圾进行搅拌、烘干、升温及燃烧等工序处理后，将其输送至炉排尾端掉落在斜置或水平的顺推炉排上再进行燃烧，待燃烧完全后将灰渣通过除渣机排放到炉外。（2）构造设计：炉拱设计需保证烟气流利于热烟气对燃烬区垃圾的燃烬和新入垃圾的热辐射预热干燥；配风设计应保证空气在炉排垃圾层上均匀分布，且能恰当应用一、二次风；为保证垃圾燃烧过程完全、稳定，关键是做好炉排设计，炉排的形状、尺寸及布置方式等同垃圾热值、水分差异密切相关；炉排可采用成1526。的斜角布置，也可采用水平布置，其设计分为燃烧段、预热段及燃烬段三部分，不同段之间可存在垂直落差；已开始燃烧的垃圾在炉排作用下会随垃圾层不断搅动和翻滚，从而使

6、垃圾底部开始着火，持续的搅动与翻滚会提高拉基层的透气性，使拉基层松动，可促进垃圾的燃烧与着火。（3）优点：主要使用生活垃圾作为燃料，采用油作为点火与辅助燃料，无需掺加燃煤；因鼓风压力较小，风机装机容量较低，其动能消耗较少；设备年运行周期高于8000h；进炉垃圾无需进行预处理；垃圾需进行持续焚烧，应尽量减少起炉与停炉次数；相比其他型式焚烧炉其烟气粉尘量较少，除尘系统的工作成本和负荷相对较小；焚烧炉内的垃圾燃烧相对稳定和完全，炉渣热酌减率较小。（4）缺点：当垃圾成分相对复杂时，若炉温过低，则烟气滞留时间较短，燃烧不完全，形成的二恶英成分分解困难；如炉温过高，则物料熔融结块，炉壁及炉排等容易烧坏，且

7、同时会形成较多的氧化氮，所以在焚烧时需控制炉膛出口温度在850以上，烟气滞留时间在2s以上；因固定于活动炉排均需使用耐热合金钢进行加工制作，设备造价成本较高；垃圾中存在的不可分解杂物可能会造成进风通道堵塞，进而对设备运行及垃圾焚烧效果产生不利影响；当垃圾热值较低时，为满足余热锅炉蒸汽参数及环保要求，需向炉内喷洒燃油或燃气，导致综合成本较高。2.焚烧炉炉型综合比较分析当前国内垃圾焚烧电厂常选用循环流化床炉与机械炉排炉两种炉型。在实际炉型选择中，应根据电厂需求及垃圾处理要求进行综合比较分析。2.1炉型选择的重要技术要求对于垃圾焚烧电厂中的垃圾焚烧，其应满足的技术要求有：一、二次风量及风温应良好配置

8、；炉床的燃烧区、干燥区及燃烬区应恰当分配；相对低氧燃烧和分室供风燃烧；垃圾的搅动及翻滚要满足燃烧需求；对垃圾成分变动的适应性；当烟气温度高于850时滞留时间应控制在2s，且渣热酌减率应低于5%。当前此两种炉型均能满足以上技术要求。2.2焚烧炉型的综合比较选择（1）依据减排角度比较分析：相关实践数据表明，流化床炉的分会形成率为11.15%，炉排炉的飞灰形成率为1.43%，流化床炉的飞灰形成率为炉排炉飞灰的7.8倍；依据减排分析应尽量选用炉排炉。（2）依据节能角度比较分析：在进炉垃圾平均低位热值在5000KJ/Kg以上时，炉排炉无需进行加煤；当前部分城市生活垃圾的热值平均在1200Kcal/Kg左右，在沿海城市地区生活垃圾的平均热值则达到1300Kcal/Kg以上，所以当采用炉排炉时，其焚烧仍无需加煤；而采用流化床炉进行垃圾燃烧则需要加煤。（3）单炉的处理性能比较分析：当前流化床单炉的处理性能均在500t/d以下，而炉排炉单炉处理性能通常高于500t/d，因选址及规模效益等因素影响，当前垃圾焚烧电厂的规模化程度不断升高，其单炉的处理性能需要求在500t/d以上，因此通常炉型一般会优先选择炉排炉。（4）依据全场自用电率比较分析：相比炉排炉，流化床炉电厂需使用较多的煤加工、运输、传输、储存和供料系统及垃圾前处理系统等，其所需设备总装机容量要远大于炉排炉的设备总装机容量，这就表明流化床炉