750 t/d垃圾焚烧炉的优化设计与CFD模拟验证

针对750 t/d生活垃圾焚烧炉的设计,以计算流体动力学(computational fluid dynamic,CFD)的数值模拟作为研究手段,达到优化该垃圾焚烧炉设计的目的,使焚烧炉具有燃料适应性强、燃烧稳定、污染物生成量少等特点,以及较强的防高温腐蚀能力。     

垃圾焚烧炉排炉动态特性建模与仿真

垃圾焚烧炉排炉燃烧过程中床层内部存在复杂的传热、传质及物理化学反应过程,以某垃圾焚烧发电厂的日处理400 t/d垃圾焚烧炉排炉为研究对象,结合垃圾燃烧特性,建立了水分蒸发、挥发分析出燃烧、焦炭燃烧模型。对该焚烧炉中温度分布、燃烧情况等相关参数进行仿真计算,同时模拟了风量改变对焚烧炉燃烧动态过程的影响。通过理论分析,该模型仿真计算结果比较合理,能很好地反映垃圾炉排炉的动态特性。     

废塑料流化床焚烧及排放特性的试验研究

在一内径40mm、高500mm小型电加热流化床焚烧炉上对废塑料的燃烧特性，包括燃烧效率、挥发份析出特性及烟黑的生成进行了试验，分析了主要气体污染物（SO2、NO、HCl)的排放特性及运行条件（过剩空气率、床温及水份等参数）对废塑料燃烧和排放的影响。     

城市生活垃圾流化床焚烧的PCDDs／PCDFs排放特性

简述了所建立的城市垃圾焚烧产生的二wuying测试分析方法。在小型流化床上进行了PCDD／Fs的生成机理试验，对150t/d垃圾焚烧炉尾气中二wuying排放进行了测试和分析。所获得的结果对焚烧炉优化运行和进一步研究打下了基础。     

大型城市生活垃圾焚烧炉的数值模拟

采用Flic软件的床层模型和商业软件Fluent,对750t/d垃圾焚烧炉的燃烧和传热过程进行了数值模拟,有效地预测了焚烧炉内的温度场、烟气流场和烟气各组分浓度场等重要信息,进一步优化了运行工况,并对一次风风室风量配比和垃圾初始厚度等因素进行了研究.结果表明:当一次风各风室风量比例为0.22:0.38:0.28:0.12时,垃圾减重率达79.18%,炉膛出口CO含量仅为389 mg/m3;在合理范围内,增加垃圾初始厚度可缩短干燥过程和提前垃圾的着火时间.在各工况中,当采用垃圾初始厚度为585mm的工况3时,焚烧炉具有最优的燃烧传热特性.     

垃圾焚烧炉炉膛结构优化数值模拟研究

在800 t/d机械炉排式垃圾焚烧炉焚烧高热值生活垃圾的基础上，运用计算流体力学(CFD)的方法对炉膛结构进行优化研究，探究了炉膛前后拱及后墙板结构设置对炉内温度及速度流场的影响规律，对焚烧炉进行了结构优化分析，以维持焚烧炉燃烧运行稳定。研究结果表明：炉膛前拱结构对焚烧炉内流场分布影响较小，前拱角度设置在38°～60°时，炉内燃烧情况相对稳定；炉膛后拱结构对焚烧炉燃烧运行情况影响较大，为了防止炉内燃烧波动性较大，且避免炉膛内壁发生腐蚀及烧灼结焦等现象，后拱角度宜设置在25°～30°;炉膛后墙板具有较强的导流和辐射作用，当后墙板角度范围设置在60°～72°时，焚烧炉炉内燃烧情况较为稳定。     

垃圾焚烧炉烟气再循环改造的数值模拟与试验研究

对山东某500 t/d垃圾焚烧炉排炉烟气再循环技术改造项目进行了研究,重点关注了烟气再循环对脱硝效果、燃尽率和运行经济性的影响.对六种焚烧炉运行工况进行了现场试验和数值模拟,数值模拟结果在火焰形态、温度分布、NO_x变化趋势等方面与运行结果吻合良好.研究结果表明烟气再循环率对垃圾焚烧炉内NO_x生成影响较大;NO_x同时受炉内温度与O2含量的影响,过量空气系数越小NO_x排放越低;相比改造前,烟气再循环可以实现在不提高运行费用的条件下联合SNCR将NO_x排放控制在100 mg/m3以下.经济性分析结果表明,烟气再循环技术相比其他脱硝技术具有较为明显的环保效益和经济效益,并且几乎不影响料层燃尽.     

垃圾焚烧炉二次配风优化数值研究

为研究焚烧炉二次助燃风的作用,以某厂生活垃圾焚烧炉为研究对象,建立了生活垃圾焚烧炉的三维数值模型,采用计算流体力学软件FLIC和FLUENT对炉排上的固相燃烧和炉膛内的气相燃烧过程进行了耦合模拟。结果表明:当焚烧炉不设置二次助燃风时,烟气在喉口和一次烟道内混合不均匀,可燃成分会沿后拱形成贴壁流,使得炉壁局部热负荷较高,易发生烧损现象,燃烧的不均匀也对污染物的消减不利;当在炉膛两侧设置二次风,尤其是旋流二次风时,流场得到较好的组织,可使喉口区域形成多个旋流区,二次燃烧效果比较好,并且湍动能、烟气路径长度和停留时间都较优,有利于可燃成份的充分燃烧和污染物的消减。     

垃圾焚烧锅炉数值模拟及高温腐蚀研究

针对一台处理量为900 t/d的生活垃圾焚烧炉,用计算流体力学(CFD)的方法模拟了燃烧状况和受热面高温腐蚀情况。采用料层燃烧模型+STAR CCM+耦合的方法模拟了焚烧炉,结果与实际燃烧过程基本一致,说明该方法可以准确地模拟垃圾焚烧锅炉,并为运行参数优化提供依据。建立了受热面高温腐蚀的计算模型,以受热面表面温度为主要影响因素,得到了不同受热面材料在不同温度下的高温腐蚀速率。计算了三级过热器的高温腐蚀情况,结果显示最大腐蚀速率为1.04 mm/a,发生在未覆盖铬镍铁合金层的管束上。优化了焚烧炉的运行工况,提升了焚烧性能,同时降低了三级过热器的高温腐蚀。优化后三级过热器的最大腐蚀速率降低了3%,高腐蚀速率的面积比降低了4%。     

垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟

针对城市生活垃圾焚烧发电的排放问题,以重庆市某垃圾焚烧炉为原始模型,采用计算流体动力学(CFD)方法对炉膛内气体的二次燃烧过程进行了数值模拟.利用标准k-ε湍流模型对气相湍流运输进行了模拟,并利用Monte-Carlo 热辐射模型计算了辐射传热特性,获得了当施加不同边界条件时炉膛内气体的温度场、浓度场以及气体在炉膛内的停留时间分布等,并对其抑制二噁英产生的效果进行了评价.结果表明:进口边界混合气体中CO的含量和气体速度对燃烧效果有重要影响.当CO含量为5%、气体速度为1.58m/s时,燃烧效果较好,并能有效抑制二噁英类剧毒物质的产生.通过对垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟与仿真,可获得和预测炉膛内气体燃烧的状况,并为焚烧炉的设计和改进提供一定的参考.