国内现有垃圾焚烧炉简介
《东北电力技术》2000 年第4 期
国内现有垃圾焚烧炉简
介
A Brief Introduction of Existing Refuse
Incinerators in Our Country
辽宁电力科学研究院(110006) 张晓杰 孔宪文 纪宏
舜
摘 要 文中对几种进入实用状态的垃圾焚烧炉进行介绍, 并指出了各种炉的优缺点, 提出中小城市走老电厂改造的路
最符合当前实际。
关键词 垃圾焚烧炉 改造 城市建设
展, 垃圾的成分有所改变, 主要反映在垃圾的热值
不断提高上。这就为我国一些城市采用无害化、减
容化高的垃圾焚烧工艺创造了条件。不少城市根据
随着改革开放的深入和我国城市建设的不断发b1 根据燃烧过程工况调整炉排往复运动的速度;
c1 根据燃烧垃圾情况调整气室档板的开度以
调节一次风总量;
自己的特点开发了各种小型焚烧炉,
取得了某些成
功。下面分别选取已进入实用状态并且有特点的马
丁型炉、静态连续焚烧炉, 流化床焚烧炉和底特律
炉排焚烧炉和我国自行开发的倾斜式往复炉排焚烧
炉进行介绍。
1 马丁型炉
111 马丁型炉的基本结构与燃烧机理
马丁型炉垃圾焚烧工艺流程图见图1 。
垃圾由料斗进入料井,充满料斗与料井,使炉室
封闭。根椐燃烧控制的指令使用液压式加料器按设
定的速度将垃圾加入炉内。炉内设有由固定炉排块
与运行炉排块组成的炉床,通过炉排的运行将垃圾
不断搅动并将其推向前进,经过干燥、燃烧、燃烬3
个过程,燃烬渣的炉渣由排灰滚筒推入推灰器。
一次空气由炉床下的空气室通过炉排块穿过垃
圾层,同时与垃圾发生反应,使垃圾燃烧生成尾气与
灰渣。为减少尾气中的酸性气体,一次空气采用缺
氧供应,炉温控制在850 ℃左右;尾气进入二次燃烧
室,在二次风的帮助下继续燃烧,二次燃烧室温度为
950～1 000 ℃,烟气在炉内停留时间1s 以上。
在炉子的末端设有柴油助燃喷嘴,在启动升温
时或燃烧不稳时助燃。
112 燃烧过程的控制方法
a1 通过调整加料器的冲程与速度调整垃圾进
料速度;
d1 通过关闭料斗井的挡板保持炉内负压;
e1 通过调节二次风量控制二次燃烧室炉温。
由于采用上述控制手段,即使垃圾成分发生一
定程度的变化,炉温及蒸汽出力仍保持基本稳定,满
足发电要求。这对成分变化较大的我国城市垃圾是
非常重要的。
113 深圳市使用马丁炉情况简介
深圳市市政环卫综合处理厂1985 年引进日本
“三菱马丁炉”2 台,经3a 年的建设期于1998 年投
入运行,经多年运行证明完全达到原设计要求,1995
年又在原基础上进行了除炉排设备外的国产化尝
试,并对锅炉的参数作了大胆改进,参数
由饱和蒸汽
提高到过热蒸汽,大大提高了热效率,从1996 年7
月正常运行至今。1995 年12 月底又安装完毕3 号
炉,1997 年7 月通过工程验收。
3 号炉的主要设计参数如下:
类型:单锅筒自然循环式
蒸汽压力:1155 MPa
锅炉出力:10～1118 t/h
蒸汽温度:350
℃
该厂对城市垃圾的燃烧机理的下列几个问题作
了较为深入的探讨:
a1 垃圾的焚烧过程可以较为明确地划分为预
热、水分蒸发、挥发物析出和固定碳燃尽等阶段,其
中对垃圾减重影响最大的是水分蒸发阶段,而对垃
圾焚烧和减容,释热影响最大的是挥发物析出阶段;
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. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. https://www.360docs.net/doc/b66730894.html,
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. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. https://www.360docs.net/doc/b66730894.html,
b1 城市垃圾各组成物种的燃烧行为不全相同;
c1 城市垃圾在燃烧过程中存在组成物种间的
互相影响,且这种相互作用与物种成分的比例有关。
在上述研究的基础上,明确提出了低热值,高水
分城市垃圾焚烧工艺组织方法:
a1 必须组织垃圾堆酵过程,并铺以分区堆放;
b1 必须组织垃圾的自沥和引流过程;
c1 必须增加垃圾床层的厚度;
d1 提高燃烧温度;
e1 稳定着火过程;
f1 增加布风均匀性,减少所需燃烧空气总量。
该工艺技术被采用在该厂的锅炉运行操作中,
kJ/ kg ,因此该炉适用于热值高的垃圾。
3 流化床焚烧炉
从垃圾的送入开始到垃圾供给系统、焚烧炉、蒸
汽锅炉、气体冷却室、除尘器、烟囱,整个过程与机械
炉几乎一样。流化床焚烧炉的特征在于其特设的垃
圾供给装置、不燃物排出装置、床料循环装置和分捡
装置。
能稳定焚烧最低热值3 349 kJ/ kg ,最大水分为60 %
温度高。
的可燃性气体,大部相区中燃分在密烧,剩余部份在
的城市垃圾,达到了城市焚烧处理先进水平。稀相区燃烧。在炉内上部稀相区的温度要较密相区
一次风从床下的布风板进入炉内,升温器对密
相区床料进行加热,在保持高温的状态下,将垃圾投
入炉中,投入的垃圾在密相区与高温的床料混合,并
在较短时间内进行干燥、热分解。因热分解而产生
2 静态连续焚烧炉
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CAO 技术
流化床中,垃圾被强烈搅动,燃烧比较完全,炉
制理论研制的。
CAO 技术是加拿大瑞威环保公司根据空气控
211 燃烧机理
它是根据“模块化”燃烧技术设计的。整个燃烧
过程分为热分解和燃烧两个过程,分别在两个燃烧室
中进行。通
过控制两个燃烧室的供氧以控制温度,使
垃圾中的有害物质充分分解。尾气经过CCS
排气处
理系统得到进一步处理,然后经过烟囱排入大气。
212 主要特点
a1 与机械炉相比,在同样的处理能力下,占地
面积较小,厂房高度较低;
b1 设备结构较机械炉简单,经久耐用、维修方便;
c1 由于它的燃烧过程是要求严格控制温度和供
氧量的“模块化”过程,所以要求较高的自动化程度;
d1 最终产生的固体废物主要是完全无害化的
灰渣,可作改良土壤用,由于在主燃烧室中维持较低
的燃烧温度与供氧量,所以灰渣中的玻璃与金属保
持原状,不会在炉排上造成熔堵现象,并可作为有价
物资回收;
e1 由于是静态燃烧,没有空气或炉排块的搅
动,所以尾气中含灰量比炉排炉低得多,可以延长锅
炉使用寿命,简化烟气净化系统;
f1 由于第二燃烧室在垃圾发热量较低时要加
辅助燃料,所以油燃料消耗量比炉排炉多;
g1 从理论上讲,静态焚烧可以适用各种垃圾
或不含特殊有害物质的工业垃圾。
该炉已被建设中的深圳龙岗垃圾焚烧发电厂采
用,该厂垃圾热值经多次测量核实为7 537～7 955
子的热效率也较高,同样的出力,炉子的体积相应可
小一些,相应厂房可缩小但是要使流化效果好,要求
入炉垃圾体积均匀,因而一般前段处理有剪切机。
剪切机要进口,价格昂贵,电量消耗太大。一般为
300～400 kW,由于流化床操作条件要求苛刻,因此
自动控制水平要求也高。
鉴于以上原因,流化床炉烧垃圾在国外也用得
较少,目前国内只有在江苏某地采用了此炉型,是煤
与垃圾混烧,炉子出力为35 t/h,垃圾出力10 t/h 。
垃圾在入炉前要进行分选。
4 底特律(Detroit) 炉排焚烧炉
底特律炉排是一家美国专业制造炉排的公司制
造的,这种炉排是固定炉排片和移动炉排片交错排
列的往复式炉排,各段之间都有一垂直方向高度差,
使垃圾经过时突然降落,达到搅拌和翻转的目的。
炉排的3 段分别是给料段、燃烧段、燃烬段,给料段
上垃圾被干燥和挥发,通常不发生燃烧。垃圾翻滚
到燃烧段,基本完成燃烧,再滚落到燃烬段得以燃
烬。珠海市正在安装此类炉排,预计今年投入运行。
5 倾斜式往复炉排焚烧炉
牡丹江市环境保护设备厂于1993 年开始立项
研制城市生活垃圾焚烧技术,1994 年列为黑龙江省
重点攻关项目,1996 年8 月建成日处量50 t/h 的示
范工程,1996 年12 月29 日通过黑龙江省科委组织
的专家会议鉴定,成为我国第一台自行研制的应用
往复炉排垃圾焚烧炉。低位发热量大于3 360kJ/ kg
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. 1994-20
09 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. https://www.360docs.net/doc/b66730894.html,
的垃圾,无需分选直接投入炉中能充分燃烧
。
倾斜式往复炉排的炉排与水面成25°夹角,炉
排宽115 m, 长615 m, 每列有10 排炉排片,固定炉
排与活动炉排相同排列,活动炉排片由油缸驱动作
往复运动,由于炉排片的特殊结构,使炉床上的垃圾
移动均匀,并在移动过程中进行搅拌和翻滚,使垃圾
得到足够的空气进行燃烧,在炉内快速燃烬。
炉排下面配置4 个独立的风室,将炉床分成不
等的4 个部分,经过预热的空气通过各个风室的风
门从炉排下部吹入,各风门的设计使送风量能分别
适合该部分燃烧的要求,使垃圾在炉床上面移动过
程中依次经过干燥、燃烧和燃烬3 个阶段而被彻底
10 多年的运行考验,完全满足工程化的要求,但投
资大,对一些中小城市来说承担不起。静态连续焚
烧炉和底特律炉排焚烧炉也是国外的技术,在国外
运行已成熟,但引入国内还有消化吸收的过程。流
化床焚烧炉的最大弊端为垃圾需要分捡,如果能解
决这一问题,其前景也是很好的,其投资要小于前3
种方法。倾斜式往复炉排焚烧炉处于刚刚完成中试
阶段,还需经过若干年运行的考验,但因是国内自行
研制,所以其造价要大大降低,是一种很有发展前途
的技术。
燃烬。解决了老电厂今后的出路问题,这在许多方面均是
对中小城市来说,走小型发电厂改造成垃圾发
电厂的路道最为合适,这样投资小,见效快,并同时
由于该设备实现了全部国产化,价格为进口设有优势的。作者已经开发出对链条炉进行适当改
备的1/ 5 。但由于未经过长时间的运行考验,其可造,使之实现烧垃圾的技术,现已申请专利,希望同
靠性还需进一步考察。有链条炉的老发电厂合作,为垃圾焚烧和环境保护
做贡献。
6 结束语作者简介:
综上所述,马丁型炉技术已经成熟,在深圳经过张晓杰,男,工学硕士,现从事电厂锅炉的试验研究工作
。
(收稿日期 1999-09-15)
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41212 重复基线较差计算(见表2)
41213 首级网基线解的残差和基线边长相对中
误
差(见表3)
41214 次级网的解算
次级网基线解的残差和基线边长相对中误差见
表4 。
5 网的精度分析
511 首级网的精度
从表1 可以看出首级网和次级网中的独立环闭
合差ωs 均小于ωs限;从表2 可以看出首级首网和次
级网中的重复基线较差均小于ω限; 表3 中所有的
TUA 值均小于1, 说明首级网观测值没有粗差;而
且基线边长相对中误差,除了BY02 -BS04 和BY01
-BR12 这2 条短基线为1/ 390000 和1/ 730000 , 其
余的均
小于1/ 1000000 , 远远超过规范所规定的二
等控制网的1/ 150000 的精度。
512 次级网的精度
同样,表4 中TAU 值也都小于1, 说明次级网
观测值中没有相粗差。最
差的是BR08 -BR09 , 为
1/ 210000 , 远远超过规范所规定的三等控制网的精
度1/ 8000 。
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6 结束语
白山水电站库区GPS 控制网施测方案设计合
理,施测方法先进灵活;网的内、外部可靠性都比较
好,其不可检测到的粗差对平差结果的影响小于10
mm ; 网的平均重复设站数、基线解的同步环、异步
环闭合差的重复基线较差都在规范规定的范围内,
所有平差后的基线边长相对中误差,对于首级网,小
于规范规定的国家二等网的相对中误差1/ 150000 ;
对于次级网,小于规范规定的国家三等网的相对中
误差1/ 80000 , 都分别达到了国家二等网和三等网
的精度,结果理想。可以将首级网看作国家二等网
的扩展网,次级网作为三等网,用于白山水电站库区
水下地形测量的控制点和用于相应等级要求的工
程。
参考文献
1 胡明城,鲁福. 现代大地测量学. 北京:测绘出版社,1993 年8 月
2 徐绍铨,张海华等. GPS 测量原理及应用. 武汉:武汉武测科大出
版社,1998 年10 月
作者简介:
田丰,男,工程师,土木工程师,现从事GPS 技术开发应用。
(收稿日期 2000-01-10)
. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. https://www.360docs.net/doc/b66730894.html,