垃圾焚化余热锅炉热平衡计算特点及实用程序.pdf
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1、文章编号:100428774(2004)05216203 垃圾焚化余热锅炉热平衡计算 特点及实用程序 收稿日期:2004202216 李村生 (广州市锅炉工业公司,广州511495) 摘 要:有三种方法计算垃圾焚化余热锅炉的出力。当仅知道焚化炉出口烟气各组分流量和温度时, 能近似地计算出力。若然还知道垃圾的元素分析和消耗量则计算会更为准确。最后介绍数值焚化炉模拟出口烟气参数的方法。 关键词:锅炉;城市垃圾;微机程序;热平衡 中图分类号:TK229192 +9 文献标识码:A Heat Balance Calculation Characteristicand P C Program Avail
2、able for Heat Recovery Boiler Matched with a MSW Incinerator LI Cun2sheng (Guangzhou Boiler Industrial Corp. , Guangzhou 511495 , China) Abstract :There are three methods to calculate the boiler capacity. If gas composition flow rate and temperature at in2 cinerator exit are given only , the capacit
3、y can be calculated approximately. In addition the element analysis and comsump2 tion of MSW are also given , the computation is more exact. Finally an advanced method using numerical incinerator simu2 lates gas parameters at the exit is recommented. Key words :Boiler;MSW;PC Program; Heat balance 1
4、问题的提出 城市垃圾焚化技术比较复杂,我国在这方面的研 发起步较晚,到目前为止还不能说完全掌握,一些城 市在考虑垃圾焚化处理时,进口设备仍然是首选。相 比之下,与垃圾焚化炉相配的余热锅炉(以下简称垃 圾锅炉)更容易进入市场。近年来,本企业就为国内 若干座垃圾电厂设计制造垃圾锅炉。这种锅炉的热 平衡计算有自身特点。 2 仅知道锅炉进口烟气组分、 流量和温度 焚化炉供方仅提供其出口处的烟气组份:CO2、 N2、O2、H2O、CO、HCl、SO2、 飞灰;烟气流量与温度。 我们能够根据这些已知条件近似计算垃圾锅炉的蒸 发量。首先估算理论燃烧空气总量BV 0 。 BV 0( VN 2. inc.out
5、/ 0. 79 - VO 2. inc.out/ 0. 21) (1) 然后估算焚化炉出口过量空气系数: inc.out(VN2. inc.out/ 0. 79)/ (VN2. inc.out/ 0. 79 -VO 2. inc.out/ 0. 21) (2) 锅炉有效热量Qeff由下式近似算出,蒸发量随之确 定。 QeffQinc.out-Qex+BV 0 (Camb. air amb) (ex-inc.out ) (3) Qinc.out=Vi. inc.out(C)i+Wash(C)ash i= CO2,N2,O2,H2O ,CO ,HCl ,SO2 =inc.out (4) Qex=V
6、i. inc.out(C)i+Wash(C)ash +BV 0 (Cair) ( ex-inc.out) i= CO2,N2,O2,H2O ,CO ,HCl ,SO2 =ex(5) 垃圾锅炉的热平衡为: Qb. in=Qeff+Q2+Qb. 5(6) Qb. in=Qinc.out(7) 61 工 业 锅 炉 2004年第5期(总第87期) 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Q2=Qex-BV 0 (Camb. air amb) (ex-inc.out) (8)
7、Qb. 5=Qeff (1 - )/ (9) 以上计算有个前提,那就是 “焚化炉 余热锅炉” 系统不带空气预热器,也不带烟气再循环,不燃的话, 应扣除热空气和热烟气带进的热量。 3 还知道垃圾的元素分析、 全水分和垃圾消 耗量 元素分析除了通常的C、H、O、N、S、A外,城市 垃圾含有不少塑料,所以还有Cl分析。对于这种情 况,首先按化学反应式算出V 0 和V 0 gas,由于烟气中 CO ,SO2,HCl含量很少,计算V 0 gas时可将其忽略。再 按下式算出焚化炉出口过量空气系数 inc.out inc.out= ( Vi. inc.out/B ) - V 0 gas / 1. 0161V
8、 0 + 1 i= CO2,N2,O2,H2O ,CO ,HCl ,SO2(2) 然后由下式求得Qeff Qeff= Qinc.out-Qex+BV 0 (Camb. air amb) ( ex-inc.out ) (3) 用这种方法解算垃圾锅炉的热平衡当然比第一 种方法准确,不过这依然是一种 “被动的” 方法,全都 依据焚化炉出口数据计算垃圾锅炉,因此检验这些数 据的可信性是很有必要的。 4 焚化炉出口烟气数据可信性检验 当垃 圾 焚 化 炉 没 投 助 燃 油 时 用 下 式 检 验 VCO 2. inc.out VCO 2. inc.out BVRO 2 (10) 投助燃油时用下式检验油
9、耗量Boil Boil(VCO 2. inc.out - ( BVRO 2) MSW)/ (BVRO2)oil (11) 并用下式检验VO 2. inc.out inc.out ( BV 0) MSW + ( BV 0) oil+ VN 2. inc.out - ( BV 0 N2)MSW + ( BV 0 N2)oil +VO 2. inc.out / ( BV 0) MSW + ( BV 0) oil (2) 以上方法还不能全面检验焚化炉供方的烟气参 数的可信性。而且 垃圾焚化炉 余热锅炉 本身构 成一个完整的热力系统,人为地把两者分开会使一些 综合因素难以考虑。下面的方法可以克服这些缺点
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