垃圾焚烧发电炉排炉工艺设计参数计算方法

近年来，我生活垃圾焚烧发电取得了快速发展，成为重要的垃圾处理方式生活垃圾焚烧发电是利用焚烧炉对垃圾中可燃物质进行焚烧处理，通过高温焚烧后消除垃圾中大量的有害物质，达到无害化、减量化的目的，同时利用回收到的热能进行供热、供电，达到资源化。

垃圾焚烧发电系统中关键是焚烧炉型，目前国内应用的有两种，一是进口的炉排炉，另一种是国内自主开发的循环流化床炉。本文针对国外先进的炉排炉的工艺设计参数计算方法进行汇总说明，希望能为垃圾焚烧发电厂提供参考。

一、待处理生活垃圾的性质

1、待处理生活垃圾主要组成成分

表1、待处理生活垃圾的性质

表2、待处理生活垃圾可燃物的元素（应用基）%

表3、要求设计主要参数

2、根据垃圾元素成分计算垃圾低位热值

3、根据垃圾元素成分计算垃圾高位热值

二、处理垃圾的规模及能力

焚烧炉3台：每台炉日处理垃圾350t；

处理垃圾量：1000t/24h=41.67(t/h)；

炉系数：（8760-8000）/8000=0.095；

实际每小时处理生产能力：41.67*（1+0.095）=45.6（t/h）；

全年处理量：45.6*8000=36.5*104t；

故：每台炉每小时处理垃圾量：350/24*1.05=15.3（t/h）。

三、设计参数计算

已知设计中焚烧炉长度L=75.5米，宽D=18.5米，取垃圾仓内壁与炉长度对齐，T=5d，垃圾的堆积密度取0.35t/m3。

垃圾仓的深度为Hm，Hm=L*D/V=18000/75.5*18.5=12.88（m）

故：垃圾池全封闭结构，长75.5米，宽18.5米，总深度以6米卸料平台为基准负13米。

2、焚烧炉的选择与计算

1）焚烧炉的加料漏斗

楚烧炉的加料漏斗挂在加料漏斗层，通过垃圾吊车将间接垃圾供料变为均匀加料，漏斗的容积要能满足“1h”内最大烧量。

垃圾通过竖溜槽送到给料机，垃圾竖溜槽可通过液压传动闸板关闭，竖溜槽的尺寸选择要满足溜槽中火焰密封闭合，给料机根据要求向焚烧炉配送垃圾，每台炉安装配合给料机传动用液压汽缸，液压设备由每台炉生产线控制中心控制。

2）燃烧空气量及一次、二次助燃空气量的计算

①以单位重量燃烧所需空气量以容积计算

②以单位重量燃烧所需空气量以重量计算

③设计焚烧炉每小时燃烧垃圾所需空气总量为L=G*Ln（Nm3/h）；

3）燃烧产物的烟气量

①以单位重量燃烧产生的总烟气量以容积计算

焚烧垃圾炉产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算，求1kg生活垃圾完全燃烧后产生烟气量Lv：

②以单位重量燃烧产生的总烟气量以重量计算

4）生活垃圾焚烧每小时的排渣量及飞灰量

①渣量为生活垃圾中灰渣的量和未燃的可燃物的量之和，灰渣的热灼减率为5%，则求每小时排渣量ahz:

②炉渣贮坑：一般渣库贮坑按3天的容量设计

③飞灰含量afh为处理垃圾量的0.5～5%，按5%的量取

表4、物料计算平衡表

5）垃圾焚烧炉的能量平衡

根据垃圾焚烧炉系统平衡条件，力学第一定律能量守恒定律得：

①输入热量计算

1）进入焚烧炉内的垃圾完全焚烧时所输入的热量

进入垃圾炉焚烧的垃圾的总热量为完全燃烧热量与显热量之和：

2）预热空气带入的热量

3）无外部热源输入的热量

4）单位垃圾完全焚烧时所放出的热量

②输出热量计算

1）烟道气热损失

烟道气热损失=燃烧干烟气量*烟气平均比热*（炉排烟气出口温度-基准温度）（Kcal/Kg）

2）喷入炉内水蒸气所造成热损失

3）不完全燃烧气体所造成热损失

4）焚烧炉渣及飞灰带走的物理损失

5）辐射的热损失

6）不完全燃烧热损失

6）锅炉热效率

表5、机械炉排炉生活垃圾焚烧炉热平衡表

7）蒸汽产气量计算

8）炉排机械负荷

故：焚烧炉炉排面积按82.7平方米设。

9）燃烧室热负荷qv

燃烧室热负荷是衡量单位时间内单位容积所承受热量指标，燃烧容积为一、二次燃烧室之和。

燃烧室热负荷的大小即表示燃烧火焰在燃烧室内的充满程度，燃烧室太小，燃烧室内火焰过于充满，炉温会过高，从而炉壁耐火材料容易损伤，烟气的炉内停留时间也不够，容易引起不完全燃烧，严重时会造成一氧化碳，在后续烟道中再燃烧，炉壁和炉排上也易熔融结块；燃烧室过大时，热负荷偏小，炉壁过大，炉温偏低，炉内火焰充满不足，燃烧不稳定，也容易使焚烧炉灰渣的热灼量值偏高。

故：焚烧炉炉排面积按82.7平方米设。

9）燃烧室热负荷qv

燃烧室热负荷是衡量单位时间内单位容积所承受热量指标，燃烧容积为一、二次燃烧室之和。

故：焚烧炉燃烧容积按235立方米设计。