机械炉排式焚烧炉床面垃圾层厚计算及运行分析

引言

随着我国城市化程度的日益提高，居民物资消耗增加，由此产生的生活垃圾也日益增加。现阶段我国人均产出生活垃圾已经达到约每年400kg的水平，且逐年以8%～10%的增长率增加。直至2017年，我国生活垃圾储存量将近60亿吨，共侵占土地5亿平方米。

生活垃圾焚烧处理作为最有效的减容方式，逐渐成为生活垃圾处理的最主要选择。国内已建、在建及将建生活垃圾焚烧厂使用的炉排主要有机械炉排、流化床以及其他炉排，而在日处理生活吨量方面，机械炉排：流化床：其他炉排的比例为14.92:3.25:1，可见机械炉排是未来生活垃圾焚烧处理的发展方向。

机械炉排一般具有单炉处理量大，无需预处理等优点。影响机械炉排垃圾焚烧的因素有生活垃圾的性质、停留时间、焚烧温度、配燃空气湍流度以及过量空气系数。生活垃圾配燃空气的供给量影响生活垃圾在焚烧炉床面的停留时间、烟气在炉膛的停留时间、生活垃圾的燃烧温度与配燃空气湍流度、生活垃圾烧透与否。而垃圾层厚是影响配燃空气供给的最关键因素，其表现为配燃空气穿透垃圾层时产生压降。而压降与生活垃圾层的固有渗透率、穿透空气量、空气的物理特性以及垃圾层厚有关。

生活垃圾堆体是一种孔隙结构材料，由于覆载荷与生物降解作用，垃圾堆体发生骨架变形时孔隙率变化会导致生活垃圾的固有渗透率产生变化。时间越长，生物降解作用越显著。新鲜生活垃圾的生物降解作用较弱，多孔介质特性相对趋于稳定。本文以YQZXH600型焚烧炉为例，利用测得配燃空气穿透垃圾层时产生的压降与新鲜生活垃圾的典型固有渗透率计算某一时段生活垃圾焚烧炉床面垃圾层厚，为焚烧炉的运行提供定量分析。

研究方法

本文分析了国内特定地区的生活垃圾组分，通过计算得到生活垃圾可燃组分完全燃烧的理论需氧量和配燃空气量。在此基础上分析了加热膨胀后配燃空气穿透生活垃圾层时的流速，生活垃圾层的空气渗透率。并利用测得的配燃空气穿透生活垃圾层时产生的压降计算生活垃圾层厚。设计同等条件的生活垃圾摊铺试验进行实际厚度与计算厚度对比研究。

生活垃圾样本

本文计算的生活垃圾样本来自安徽某生活垃圾焚烧厂，原生垃圾成分为厨余46.83%，渣土17.8%，塑料15.71%，纸张11.56%，竹木5.22%，织物3.15%。原生垃圾的含水率为46.21%，经过一个星期的发酵(也叫生化降解)处理后，含水率降至30%左右。发酵处理后的生活垃圾由抓斗抛洒入生活垃圾焚烧炉进行摊铺焚烧。

配燃空气量

该生活垃圾样本的组分元素以及水分、灰分分析:

生活垃圾焚烧炉在焚烧生活垃圾时，具有一定厚度的生活垃圾堆层均匀铺在炉排床面上，燃烧从生活垃圾堆层的上方开始，以层燃的方式向下燃烧。生活垃圾焚烧炉的布风孔设置在炉排上，即位于生活垃圾堆层的下表面，一次配燃空气穿过布风孔后透过生活垃圾堆层参与燃烧。二次配燃空气则直接在生活垃圾上层吹入参与补充燃烧。本文介绍的生活垃圾焚烧炉在实际运行中，一次配燃空气体积流量:二次配燃空气体积流量比例设定为4:1，二次配燃空气体积流量在自动控制中设定为跟随一次配燃空气体积流量。

编辑：程彩云