500 t/d机械炉排垃圾焚烧炉燃烧特性及二次风配比对喉口部位结焦的影响

摘要

针对村镇生活垃圾灰分含量高、热值低、焚烧发电过程易结焦等问题，本文以河北保定涞水某日处理量为500 t的机械炉排垃圾焚烧炉为研究对象，通过对村镇生活垃圾进行采样分析，探究其组分特点。对垃圾焚烧炉内飞灰、炉底渣、喉口壁面焦块以及垃圾中的灰土成分进行采样并测量其灰熔点。基于垃圾焚烧炉结构特征以及当地生活垃圾组分和热值，采用FLIC和Ansys Fluent软件模拟了沿炉排运动方向水分蒸发、挥发分释放、挥发分燃烧和焦炭焚烧过程，以及炉膛内温度场、速度场和浓度场的分布情况，并与实测数据进行对比分析。结合炉膛内的结焦部位、焦块形状和结焦程度，分析了影响垃圾焚烧炉结焦的主要因素，并通过调整前、后拱二次风配比来降低设备结焦的风险与程度。灰熔点测试结果表明，其中3种炉内灰样的半球温度与流动温度均接近1 200℃，略低于灰土成分以及处理后的飞灰。炉内焦样中主要成分是辉石，占比51%；其次是钙（钠）长石与透长石，共占30%。模拟结果表明，前拱风速与后拱风速分别为41 m/s与38 m/s时，炉内喉口与前后拱区域气体流场与温度场分布最均匀，气体对前拱的冲刷与喉口处的回流区现象好转，对结焦现象的抑制效果最好。研究成果对于预测和减缓垃圾焚烧炉结焦、提高锅炉热效率和运行经济性等，具有重要的指导意义和工程应用价值。

关键词

结焦特性 / 高灰分生活垃圾 / 结焦预测 / 数值模拟