對垃圾進行相關控制和操作后,垃圾必須進入焚燒爐;一、生活垃圾的性質;生活垃圾的熱值、組成和外形尺寸對生活垃圾都有影響;進廠的生活垃圾不是直接送到焚燒爐,而是要送到焚燒爐;停留時間有兩層含義:一是生活垃圾在焚燒爐內;垃圾種類不同,在爐內停留時間也不一致;停留時間一般應在80~100秒之間;由于焚燒垃圾通過相關控制和操作后,垃圾進入焚燒爐,必須經過干燥、燃燒和燃燒兩個階段,其中有機物在高溫下完全燃燒,產生二氧化碳氣體,釋放熱量。但在實際燃燒過程中,由于焚燒爐內的燃燒條件達不到理想的燃燒效果,導致不完全燃燒。嚴重者會產生大量的黑煙,從焚燒爐排出的爐渣中還含有有機可燃物。影響垃圾焚燒處理的因素有垃圾性質、垃圾停留時間、溫度、湍流度、空氣過多系數等。在這些參數中,停留時間、溫度和湍流度被稱為“3T”元素,是反映焚燒爐運行性能的重要指標。分析了垃圾的特性、停留時間、溫度、湍流度和空氣過剩系數,為垃圾焚燒爐的運行管理提供了依據。
一、生活垃圾的性質
熱值、組成成分和外形尺寸是影響生活垃圾焚燒處理的主要因素。熱價值越高,燃燒過程越容易進行,而且更有利于燃燒。固體廢物的成分尺寸越小,其單位質量或體積效應越好,其燃燒越完全;反之,其傳質和傳熱效應越差,容易發生不完全燃燒。進廠垃圾在儲坑中停留一定時間后,通過自然壓縮和部分發酵作用,提高了進廠垃圾的熱值,改善了垃圾的焚燒效果,同時也起到了良好的焚燒效果。適當儲存,使垃圾得到充分發酵和干燥。
進入工廠的生活垃圾不能直接送到垃圾焚燒爐,而必須經過貯存這一過程。設垃圾貯坑,一是將入廠垃圾進行貯藏,起到調節垃圾量的作用;二是對垃圾進行攪拌、混料、脫水等處理,以調節垃圾性質。此外,進廠垃圾在儲坑中停留一定時間,通過自然壓縮和部分發酵,可降低其含水率,從而提高進廠垃圾的熱值,改善垃圾的焚燒效果。在貯坑中適宜的生活垃圾停留時間為3~5天,溫度低、濕度高時可適當延長停留時間。
二、停留。
逗留時間包括兩個方面的含義:一是指垃圾在焚燒爐內的逗留時間,這是指垃圾從入爐到焚燒結束,爐渣從爐內排出所需的時間;二是指垃圾焚燒煙氣在爐內逗留的時間,這是指垃圾焚燒煙氣從生活垃圾排出到二燃室的時間。
在實際運行過程中,垃圾在爐子內的停留時間必須大于理論上需要的烘干、熱解和燃燒時間。在燃燒過程中,煙氣在爐內的停留時間要保證煙氣中的可燃物達到完全燃燒。在其它條件不變的情況下,停留時間越長,焚化效果越好,但停留時間過長會降低焚化處理量,停留時間過短會導致垃圾不完全燃燒。因此,停留時間的長短應該根據具體情況而定。并對不同類型的垃圾在爐內停留時間進行了合理調整,但停留時間并不一致。司爐灶應根據垃圾的干度、種類及焚燒效果,合理調節停留時間,使垃圾穩定燃燒,徹底焚燒。
廢物進入鍋爐后,先用爐膛熱烘干,再用二、三級爐膛燃燒,最后燃燒到四級爐膛。在不同級別的爐排中停留時間過長,會影響垃圾處理量,過短會影響焚燒效果。作者通過多年的生產實踐,總結出了以下幾點結論:為了使垃圾在爐內得到充分的干燥,第一級爐排的垃圾停留時間應適當控制在100~110秒,第二級爐排和第三級爐排應適當控制在80~100秒,以便使垃圾能完全燃燒,第四級爐排應適當控制在180~200秒。此外,隨著季節的變化,垃圾含水量,干燥度,種類的不同,爐排的往復活動停留時間也要加以調整,通常在雨季或低溫時,爐排停留時間要適當延長。因此,要使垃圾穩定燃燒,就必須合理調整垃圾在爐內的停留時間。
三、溫度
垃圾焚燒爐由于體積較大,其內部溫度分布很不均勻,即不同部位的溫度不同。焚燒溫度一般是指一室一爐(區)垃圾焚燒所能達到的最高溫度,通常位于垃圾層燃燒部分的上部,并接近燃燒火焰,其溫度在850~1100℃之間。當垃圾的熱值越高時,可以達到的焚燒溫度越高,對垃圾的焚燒越有利。溫度和停留時間是一對相關因素,在高溫時適當縮短停留時間,也能保持良好的燃燒效果。
維持爐內溫度穩定,盡量提高一次風溫。
焚化垃圾所需的一次風通過蒸汽空氣加熱器和煙氣空氣加熱器進入鍋爐。由于一次風的溫度越高,垃圾就干得越快,燃燒得越好,所以,保持一次風的溫度穩定。此外,爐膛溫度與一次風溫之間存在著相互影響,隨著爐膛溫度的升高,垃圾的焚燒效果也隨之提高。只要爐膛溫度穩定,垃圾就能穩定燃燒,鍋爐就能穩定運行,產生穩定的蒸汽和煙氣,空氣預熱器就能正常工作,從而保證一次風溫穩定,當爐膛溫度較低時及時投油助燃,保證爐膛溫度穩定,就能建立起垃圾穩定燃燒的良性循環。
四、紊亂程度
紊流程度是反映垃圾與空氣混合程度的一個指標。紊流程度越高,垃圾與空氣的混合越好,有機可燃物及時充分地獲得燃燒所需的氧氣,燃燒反應越徹底。紊流程度的影響因素很多。燃燒一定時,增加空氣供給,可以提高湍流度,改善傳質傳熱,有利于燃燒的進行。
五、空氣過剩系數
根據可燃組分和化學計量方程,與垃圾燃燒單位質量所需氧氣量相當的空氣量稱為理論空氣量。為確保垃圾完全燃燒,通常需要供給比理論空氣量所需更多的空氣量,也就是實際空氣量,其實際空氣量與理論空氣量之比就是過剩空氣系數,也稱為過剩空氣速率或空氣比。垃圾的燃燒狀況受過量空氣系數的影響,而供給適當的過量空氣是有機物完全燃燒的必要條件。增加過多的空氣系數,不僅能供給過多的氧氣,還能增加爐子的湍流度,有利于燃燒。但是過量空氣系數過大會導致爐溫下降,對燃燒產生副作用,同時也增加了輸送空氣和預熱所需的能量。真實空氣量過低會使垃圾燃燒不完全,進而對環境造成一系列不良后果。
六、合理分配風量,選擇適當的過量空氣系數。
本廠垃圾焚燒爐焚化所需的空氣,是由一次風和二次風供給,一次風布置在爐體下方的同一側,由八個電動風門控制,二次風布置在爐體正上方的前后拱水冷壁上,共有十二個噴嘴,分別由四個電動風門控制。在此基礎上,通過空氣動力試驗,總結前期焚燒經驗,確定一次風與二次風的比值為6∶4,以保證垃圾焚燒效果及煙氣中可燃物的充分燃燒分解,同時,一次風配風應符合中段大、中段小的原則,即中段風門開度應調大,中段風門開度應調小,因為二、三級爐排是主燃段,而四級爐排是燃燒段,以滿足垃圾爐膛內燃燒所需空氣的需要。此外,還可根據鍋爐水平煙道內煙氣的含氧量進行合理的分配,一般的水平煙道內煙氣的含氧量應控制在10~12%之間,所以只有合理的分配風量才能保證垃圾的穩定燃燒。垃圾焚燒爐的爐膛負壓保持穩定,應控制在-20~-50Pa范圍內。如果爐內負壓過小,爐膛容易向外噴灰,不僅會影響環境衛生,而且會危害設備和操作人員的安全;而且負壓過小,會增加爐膛漏風,增加引風機耗電量,增加煙氣熱損失。所以,穩定爐膛負壓對保證鍋爐的穩定燃燒具有重要意義。
七.合理調整喂料器的停留時間和選擇合適的行程
垃圾進入鍋爐是通過喂料器往返運動來實現的,故喂料器的運動時間和方式,直接影響進爐的垃圾量,選擇合適的喂料器停留時間才能保證均勻地給料。根據經驗,喂料器的停留時間為400s左右比較合適。但是應根據不同類型的垃圾進行調整,靈活選擇合適的行程也非常重要,若行程太大,一次進入爐膛的垃圾過多,造成爐溫波動大,影響焚燒效果;若行程過小,則造成供料不上或缺料。根據經驗,喂料器的行程為500mm左右比較合適。
八. 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,這要根據不同類型爐排而確定。
九.結論
1.垃圾的焚燒發電可使垃圾的處理達到無害化、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,實現生活垃圾處理的可持續發展。
2.對國內低熱值、水分高、成分復雜且沒有經過分撿生活垃圾的焚燒,政府部門應采取相應鼓勵的措施,確保生活垃圾焚燒發電行業的健康發展。
3.垃圾焚燒技術在我國應用剛剛開始,在垃圾焚燒技術的推廣上,應充分利用國外先進技術及國內已有技術,做到技術先進、投資合理。
綜上所述,在生活垃圾的焚燒過程中,應在可能的條件下合理控制相關的各種影響因素,使其綜合效應向著有利于生活垃圾完全燃燒的方向發展。但同時應該認識到,這些影響因素不是孤立的,它們之間存在著相互依賴、相互制約的關系,某種因素產生的正效應可能會導致另一種因素的負效應,所以應從綜合效應來看待問題。