新型炉排型生活垃圾焚烧炉的设备及应用

北极星环保网讯:分析了四种生活垃圾焚烧炉的特点。以某市生活垃圾焚烧发电项目为例，介绍了新型炉排型生活垃圾焚烧炉设备，采用“顺推干燥+逆推燃烧燃尽”结构设计、烟气循环烘干的工艺设计，并采用计算机CFD技术对炉排炉燃烧场进行数值模拟分析，技术先进、运行稳定，适合我国城市生活垃圾、城市污泥、餐厨垃圾等无分拣的混合型垃圾处理。

2016年12月31日，国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部联合印发《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》指出：全国城镇生活垃圾处理设施采用技术，2015～2020年，垃圾焚烧所占比例由31%提高至54%。“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资为2518.4亿元。相比生活垃圾填埋，生活垃圾焚烧发电具有无害化、资源化、减量化、稳定化等特点，高效、环保、且有显著的经济效益。

我国生活垃圾的组成复杂、热值低、灰分大，垃圾量随季节性变化较大，垃圾热值的高低也受之影响。影响垃圾焚烧的主要因素有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。

停留时间一是指垃圾在焚烧炉内的停留时间，即垃圾进炉焚烧至炉渣从炉内排出所需的时间，其影响焚烧残渣的热灼减率和焚烧去除率；二是指垃圾焚烧烟气在炉中停留的时间，即垃圾焚烧产生的烟气在炉中所需时间，其影响燃烧效率、焚烧去除率和二英的分解率。垃圾在焚烧炉内停留时间越长，燃烧越充分，二 英分解越彻底，焚烧炉的体积越大，设备要求越高。

垃圾燃烧过程要求控制适宜的燃烧温度，因为燃烧温度过低，会使垃圾燃烧不完全，产生二 英；燃烧温度越高，燃烧反应速度越快，但过高的燃烧温度会加快焚烧炉的内壁和炉内机械结构的腐蚀速度，影响炉壁的使用寿命及炉内机械的运行，还会促进氮氧化物的生成。

焚烧炉是垃圾焚烧处理工艺中的核心设备，其对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等，都起着重要的作用。

1 工程概况

某市建立城市生活垃圾焚烧发电厂项目，设计生活垃圾总处理规模为1500t/d。一期规模为1000t/d，建设两条2×500t/d的生活垃圾焚烧线及余热锅炉+1×18MW凝汽式汽轮发电机组。机、炉的参数选定为中温、中压（锅炉4.0MPa、400℃；汽机3.83MPa、395℃）。预留1×500t/d的生活垃圾焚烧线及配套系统扩建场地。

2 技术分析

生活垃圾焚烧处理是指垃圾与一定量的空气在焚烧炉内进行氧化燃烧反应。生活垃圾焚烧技术主要有4种：炉排炉层状焚烧技术、水泥回转窑燃烧技术、流化床焚烧技术和静态热解炉焚烧技术。对应的焚烧炉主要为机械式炉排炉、回转式焚烧炉、流化床焚烧炉、静态连续焚烧炉。

2.1 机械式炉排炉

机械式炉排炉是目前世界上最常用、处理量最大、适用性最好的城市生活垃圾焚烧技术。机械炉排炉层状焚烧技术，垃圾不需要进行预处理，对垃圾热值适应性强，且维护简单，在欧美等发达国家广泛应用。机械式炉排炉的炉床由机械组成，炉温正常运行时维持在850℃～950℃，垃圾在炉排上依次通过预热干燥段、燃烧段和燃尽段。

垃圾通过炉排间的相对运动翻动、搅拌并推向前进。机械式炉排炉单台炉处理量大，垃圾在炉内分布均匀，燃烧充分，运行时的给料情况可根据炉内垃圾焚烧状况调整，设备运行时间≥8000h，技术成熟。炉排的关键部件耐高温，对材质要求高，设备造价高。焚烧炉的占地面积较大。

2.1.1 马丁炉排炉

马丁炉排炉是逆推式炉排炉（如图1），炉排分为固定炉排和活动炉排两种。两种炉排按一定斜度依次排列。

图1 马丁炉排炉

垃圾在重力的作用下向下移动，活动炉排产生与重力方向相反的倾斜推力，使部分垃圾往炉排表面反向移动，使垃圾充分搅拌。向上滑动的物料与新加入的垃圾混合在一起，可缩短干燥和点火的时间。马丁炉排炉单台炉的处理量大，垃圾在炉内分布均匀，料层稳定，燃烧完全。

可根据炉内垃圾的焚烧状况调节炉排转速，控制垃圾在炉内的停留时间，直至燃尽。无需加燃煤，垃圾在炉排上燃烧，烟气中的粉尘含量低，减轻了烟气处理系统的压力，可降低运行成本。

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