生活垃圾焚烧炉的工程设计

生活垃圾焚烧炉的工程设计内容摘要：

300～ 500 kg/()，取 350 kg/()，求：单台焚烧炉排面积 :A A=G/=500*103/(24*350)= ㎡ 故：单台焚烧炉炉排面积不小于 平方米，炉排总宽度取 6米，炉排总长度为 10 米，隔墙为 米。 （ 3）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。 连续运行焚烧炉热负荷值一般在 *105～ *105KJ/()范围，取qv=5*105 KJ/()。 qv=m[Qd+CpkLn(tat0)]/V 式中： m 单位时间的垃圾燃烧量， kg/d； Qd垃圾的平均低位热值， KJ/kg； Cpk 空气平均定压比热容， KJ/（ m3.℃）； Ln单位质量的垃圾获得的平均燃烧空气量， m3/kg（标准状态）； ta预热空气温度℃； t0环境温度，℃； V 燃烧容量积， m3 已知：焚烧炉单台处理能力 m=*104kg/h, Qd=1380KJ/kg, t0=20℃ , ta=230℃ , Ln= m3/kg, Cpk= KJ/（ m3.℃） , qv=5*105 KJ/(),求得燃 烧室的容积 :V V= m[Qd+CpkLn(tat0)]/ qv=*104[5250+*（ 23020） ]/*105= 故：焚烧炉单台燃烧容积按 213 立方米设计。 （ 4）燃烧空气量及一次、二次助燃空气量的计算 理论空气量由公式： L0=(++)*102 m3/kg 把表 2待处理垃圾各元素的含量值代入上式 ： L0=（ *+*+**） *102= m3/kg 实际空气需要量 :Ln=N*L0 式中 : N空气过剩系数，确保垃圾空气，一般要求燃烧过程的空气过剩系数在 ，本设计中空气过剩系数取 ； Ln=*= m3/kg 一、 二次助燃空气总量，燃烧炉每小时额定负荷所需的空气总量。 G 空 =Gr(1+a) 式中： Gr焚烧炉每小时处理的垃圾量 t/h； a 风量密度，一般为 ； 已知：设计中，生活垃圾每小时处理量 Gr=,实际每吨垃 圾焚烧需*103m3的空气， a= 求：焚烧炉每小时额定负荷所需的额量 G 空 G 空 =Gr*Ln*（ 1+a） =**103*=*105m3/h=故：设计焚烧炉每小时燃烧垃圾所需空气量为。 本设计一次、二次助燃空气由两台风机单独送风，则一次、二次风机容量应分别确定，设计二次风流量占整个助燃空气量的 22%，求得二次风助燃空气容量 G空 2 G 空 2=G 空 *22%=*22%=一次风助燃空气容量为： G 空 1=G 空 G 空 2==故：设计一次风助燃空气量为 ，二次风机助燃空气量为 （标准状态下）。 （ 5）燃烧产物的烟气量 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 Vn Vn=()Ln+*(C+6H+2/3W+3/8S+3/7N)+nLng (m3/kg) 按我国锅炉计算标准，干空气的含湿量 g=10g/kg，将 n= 代入上式中，可得每公斤垃圾燃烧产生的烟气量为： Vn=()*+*102*(+6*+2/3*+3/8*7+3/7*)+**10*103=每小时燃烧产物的烟气量为： m 烟 m 烟 =（ G 垃圾 +G 空 ） （ ahz+ath） =+=故：每小时燃烧产物的烟气量为 （标准状态下） （ 6）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 ahz=Gr 垃圾 *A/（ 100%5%） 式中 ： Gr 垃圾 每小时焚烧垃圾量，。 A垃圾中的渣含量，取 %； ahz=*%/95%=故：设计渣量为 ，每台炉冷渣除渣机设计两台，每台渣机除渣按*= t/h 的除渣能力。 ② 炉渣贮坑：一般渣库贮坑按 3 天的容量设计 , Vzk=*24*3=324t/3d 故 :设计渣贮坑容量为 3天贮渣 330T。 ③ 飞灰含量 afh为处理垃圾量的 ～ 5%，按 5%的量取， afh=G 垃圾 *5%= t/h 故：设计每台炉飞灰含量为 t/h。 表 6：物料计算平衡表 收入物料 支出物料 符号 项目 数值 符号 项目 数值 t/h % t/h % G 垃圾 垃圾量 my 排烟量 G 燃 辅助燃料 0 0 ahz 渣 G 空 空气 afz 飞灰 ∑ G 入 合计 100 ∑ G 出 合计 100 （ 7）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： Q1入 +Q2入 =Q1出 + Q2出 + Q3出 + Q4出 + Q5出 式中： Q1入 生活垃圾焚烧时所放出的热量， KJ/h。 Q2入 空气带入的物理热量， KJ/h。 Q1出 余热利用有效热量， KJ/h。 Q2出 排烟热损失， KJ/h。 Q3出 不完全燃烧热损失， KJ/h。 Q4出 焚烧炉散热损失， KJ/h。 Q5出 焚烧炉渣及飞灰带走的物理损失， KJ/h。 ① 供热及带入热量 ⅰ 垃圾燃烧热 Q1入 =G 垃圾 *Qd 式中： G 垃圾 每台炉每小时处理掉的垃圾量， kg/h； Q1入 =*103*1380=*107 KJ/h； ⅱ 空气带入的物理热量 Q2入 ， Q2入 =VKCPKt0 式中： VK空气流量， m3/h。 Cpk温度 t0时的比热容， KJ/（ m3℃）。 t0供气空气的环境温度， t0=20℃； 由于以环境 温度为基准点，空气带入的物理热为 Q2入 =0， 合计： Q 入 =Q1 入 ==*107 KJ/h ② 支出热 ⅰ 有效利用率 Q1出 =η *Q1入 式中η 考虑供热或发电能量转化率一般设计中垃圾利用率取 40% Q1出 =40%**107=*107KJ/kg ⅱ 排烟热损失 Q2出 Q2出 =(tyt0) 式中： my烟气流量； Cpy烟气比热容， KJ/（ m3℃），一般取 KJ/（ m3℃）； ty排烟出口温度，℃，一般取 600℃； t0环境温度，℃，一般取 20℃； Q2出 =*103*（ 60020） =*107KJ/h ○3 不完全燃烧热损失， Q3出 在设计中，考虑机械炉排焚烧方式，固体不完全燃烧热损失按供入量的6%计。 在设计中气体不完全燃烧损失量按供入量的 2%，那么不完全燃烧的损失为： Q3出 =（ %+%） **107=*107KJ/h ○4 灰渣，飞灰物理热损失 Q4出 ，灰渣飞灰物理损失， Q4出 可按下式计算 Q4出 =ahzChz(thzt0) ， 飞灰忽略不计； 式中： ahz灰渣量， t/h ， ahz=； Chz灰渣的比热， KJ/(kg.℃ ),一般取 KJ/(kg.℃ )； thz出炉灰渣的温度，℃，一般取 600℃； t0环境温度，℃，一般取 20℃； Q4出 =4490**(60020)=*107KJ/h ⑤ 炉体散热损失 Q5出 一般设计生活垃圾焚烧炉中一般按供入热量的 8%考虑 Q5出 =*107*8%=*107KJ/h。