[发明专利]一种基于垃圾热值的炉拱联动调节焚烧装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于垃圾热值的炉拱联动调节高效焚烧装置，包括机械炉排炉、可移动后拱辐射板系统、控制系统、分布于机械炉排炉内的温度传感器、设置在汽包处的压力传感器和流量传感器，可移动后拱辐射板系统设置于机械炉排炉内的后拱处，所述控制系统分别与温度传感器和可移动后拱辐射板系统电连接，用于根据温度传感器采集的炉膛温度及正平衡法反推得到的入炉垃圾平均热值自适应地进行可移动后拱辐射板系统的高度位置调节、升温调节和压火调节，使炉温保持在预设范围之内。本发明还公开了一种基于垃圾热值的炉拱联动调节高效焚烧方法。本发明燃烧效率高，环保效果好，操作性好，初建和运行成本低，适合于大、中、小规模处理量的城市生活垃圾焚烧。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧方法及焚烧炉，尤其涉及一种热值适应性广、燃料燃烧充分、低污染的炉拱联动调节焚烧方法及装置。

背景技术

垃圾围城是各国城市普遍面临的问题。一方面随着生活水平的提高垃圾产量逐年增长；另一方面城市化进程加快，城市面积不断扩大，导致垃圾处理用地问题极为严峻。城市生活垃圾的处理在能源与环境领域愈加备受关注。目前，城市生活垃圾焚烧发电是垃圾无害化、减量化、资源化处理的重要方式。

与西方发达国家相比，我国垃圾焚烧起步较晚，大型垃圾焚烧炉的核心技术和关键部件仍掌握在国外供应商手中；且我国垃圾并未进行分类处置，导致进炉垃圾热值波动大、水分含量高、组分复杂，引进技术对于我国垃圾适应性不足。因此研究和发展适合我国垃圾的焚烧技术，具有重要的现实意义和经济价值。

炉膛后拱是影响垃圾焚烧炉内燃烧稳定性、完全性以及炉内流场的关键因素。Yang.Y.B在Mathematical modeling of MSW incineration on a traveling bed中提出，湿垃圾在炉排上干燥和挥发分释放过程所需的热量一部分来自一次风的对流传热，另一部分则来自炉膛火焰和炉拱的辐射热。赖志燚等在《前、后拱和二次风对垃圾焚烧炉燃烧影响研究》中认为，机械炉排炉后拱区的温度较高，强烈的热辐射效应有利于湿垃圾的干燥、热解，对于维持炉内的稳定燃烧和较低污染物排放具有重要的作用。李秋华等在《垃圾焚烧炉炉拱改造与燃烧优化的数值模拟》中指出，降低后拱高度使炉膛火焰中心前移，对床层的辐射强度增加，提高对湿垃圾的干燥能力，使挥发分释放和着火提前，保证垃圾的充分燃烧。段翠九等在《垃圾焚烧炉后拱高度的数值模拟》中指出，机械炉排炉后拱的高度是影响炉膛流场的主要影响因素之一，随着后拱高度增加前拱下方处的涡流强度先增加，涡流强度越大越有利于前拱处入炉垃圾的干燥和热解。但当后拱高度达到一定值，随后拱高度增加，前拱下方处涡流强度开始减弱，直到涡流完全消失，对垃圾的焚烧产生不利影响。

我国的城市生活垃圾有水分含量高、热值偏低、组分随季节变化、燃烧不稳定等特点。在某些地区有时需要添加燃油助燃，增加了运行的成本。另外垃圾热值随来源、季节的不同存在较大幅度的波动，在没有辅助燃料的情况下，低热值垃圾燃烧不够稳定，燃烧效率波动幅度较大。因此，有必要针对我国的城市生活垃圾特点研究适应性强的垃圾焚烧技术和方法。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种装置简单、基于垃圾热值的炉拱联动调节高效焚烧方法及装置，目的在于克服城市生活垃圾的较大热值波动带来的问题，节约助燃油，有效降低运行成本，高效低污染地焚烧垃圾。

本发明通过如下技术方案实现：

一种基于垃圾热值的炉拱联动调节高效焚烧装置，包括机械炉排炉，所述机械炉排炉主要由焚烧炉膛、机械炉排、烟道、前拱、垃圾入口、排渣口和左右侧墙包围而成，还包括可移动后拱辐射板系统、控制系统、分布于机械炉排炉内的温度传感器、设置在汽包处的压力传感器和流量传感器，所述可移动后拱辐射板系统设置于机械炉排炉内的后拱处，所述控制系统分别与温度传感器和可移动后拱辐射板系统电连接，用于根据温度传感器采集的炉膛温度及正平衡法反推得到的入炉垃圾平均热值自适应地进行可移动后拱辐射板系统的高度位置调节、升温调节和压火调节，使炉温保持在预设范围之内。