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在该公式中,蒸发水分的流量由 wskm 表示,污泥经干化后所具有的含水率则由 s•1 f 表示。对这些水分进行蒸发所需的能量可由公式表示为:
在该公式中,干化机出口位置的污泥温度由 s,1 t 表示。污泥在干化时,其载气用量是由排气温湿度所决定的,应确保排气中的湿空气不会在管道结露,干燥时消耗的载气量可由以下公式表示,即:
3 污泥干化焚烧系统的运行策略
(1)污泥含水率的控制。从污泥干化焚烧的能量平衡模型可以了解到,污泥含水率超过 60% 时,如果不在炉内投入辅助燃料,炉内温度是无法达到 850℃以上的,这也造成余热锅炉难以产生足够压强的高温烟气与足够温度的饱和蒸汽。根据焚烧炉的能量平衡关系,可以推断出在不使用任何辅助燃料时,污泥在入炉前所具有的不同含水率,与之对应的理论床温,并可找出炉温在达到 850℃以上时的污泥含水率。
(2)运行负荷的控制。据实践表明,如果入炉污泥的含水率控制在 60% 左右时,则其干化后的含水率可达到 40%,其运行负荷会呈现出 70% 至 120% 的波动幅度,当增加污泥处理量时,则所消耗的能量及焚烧时的能量会进行线性增加,不过其干化时的能耗要更大。如果系统以低于预期负荷的方式进行设计,需少量补充能量至干化系统中,如果系统以高于预期负荷的方式进行设计,则需相应增加干化系统中的能量补充。在分析过程中,需把波动负荷在干化与焚烧两个单元上进行分摊,在确保入炉污泥的含水率控制在 60% 的前提下,根据运行负荷与设计值的实际对比情况来调节干化系统中的能量补充,这样便可最大限度的减少干化系统对能量的需求量。
(3)污泥热值的控制。在污泥干化焚烧系统运行过程中,污泥在进厂时其泥质会因各种因素而发生变化,这种变化体现在污泥热值给系统运行效率所造成的影响。依据上文中的能量平衡模型可知,如果系统按照设计中的规定进行污泥处理时,则污泥热值的波动范围在20% 以内,当增加污泥热值时,则其焚烧过程中产生的热能会进行线性增加,考虑到污泥热值不会对干化过程的能量损耗有较为明显的影响,因此对干化系统的能量补充也会随之降低,如果污泥在进厂时其热值比设计值要低,则当污泥在入炉时的含水率是 60% 时,应在炉内添加辅助燃料。
4 结语
总而言之,本文通过对污泥干化焚烧系统进行了介绍,并分析了其能量平衡模型,进而明确了影响污泥干化焚烧系统的相关因素,针对这些影响因素提出了对应的运行策略,从而确定了污泥干化焚烧系统的最佳运行条件应是入炉污泥的含水率应控制在 60% 以内,并且炉内温度应达到 850℃时,方可起到最好的节能降耗效果。
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