3.1一、二次风量的影响
试验中污泥的给料量不变,同时确保燃烧的总风量不变。调整二次风阀门的开启度,改变二次风率,由于总风量恒定,二次风率改变的同时,一次风率随之改变。由于二次风量的渐渐增加,加强了悬浮空间的扰动,使燃烧更强烈,提高了城市污泥的燃烬率。
二次风对城市污泥的燃烧有较大的影响。这主要是由于污泥的挥发份较多,几乎达到50%,除一部分在沸腾段燃烧外,还有相当部分(近50%)在悬浮空间燃烧,而二次风又是在悬浮段被送进炉膛,与炉内未燃烬的烟气混合,发生强烈扰动,从而使得燃烧较为充分和完整,提高了悬浮空间的温度。在不同二次风率的工况下,沸腾段温度变化不大,特别是下部床温变化更小。按道理,二次风量加大,一次风量变小,流化速度降低,城市污泥在床内停留时间延长,床内污泥燃烧份额增加,床温应明显上升。另一方面,流化速度降低,床内扰动程度降低,同时因一次风量的减少,使得床内的氧浓度也随之下降,这些因素均不利于污泥的充分燃烧,两者综合发挥作用,相互抵消,导致了床层温度变化不大这一结果。
3.2流化速度的影响
保持城市污泥给料量一定,一、二次风量配比一定,调节总风量,以得到不同流化速度。
流化速度增加,增大了床层内细颗粒的夹带量,降低了污泥在床层内的停留时间,减少了床层内城市污泥的燃烧份额,同时大量的一次风进入床层内又吸收了较多的热量,这就导致了床层内的温度下降。虽然流化速度增大有利于提高床层内燃料与氧气的混合和扰动程度,有利于床温的提高,但在流化速度增大到一定值后,升温的影响已小于降温的影响。因而,床层温度总体呈下降趋势。在流化速度增大时,从床层夹带至旋风空间的细小污泥颗粒增多,污泥热解出的大量挥发份被气流携带至悬浮空间燃烧,增加了悬浮空间的燃烧份额,提高了该段的热容量,因而该段的温度呈上升趋势。
3.3污泥水分对炉内温度分布的影响
城市污泥水分不同,当水分增加时,悬浮空间温度不降反升,与床温的变化相反。当污泥投入炉膛后,大量的污泥水分在床层内吸热蒸发,导致床层温度下降,但由于床层蓄热量较大,温度下降较慢。在悬浮空间,由于污泥挥发分较大,可燃基挥发分达80%,导致相当部分挥发分在悬浮空间燃烧,使悬浮空间温度上升,且挥发分燃烧速度较快,悬浮空间温度因而能够很快达到稳定。
4城市污泥在流化床中的燃烧效率与燃烧份额
燃烧效率与燃烧份额是判定燃料燃烧状况的综合参数,特别是燃烧效率是判定燃料燃烧是否充分、完全的重要参数。城市污泥是一种工业废料,利用焚烧处理是一种行之有效的方法,因此可用燃烧效率这个参数来判定处理城市污泥的效果如何。影响城市污泥燃烧效率的因素很多,下面着重从二次风、过剩空气系数、流化速度3个方面研究城市污泥的燃烧效率。
4.1二次风率对燃烧效率的影响
试验时保持污泥给料量一定,总风量一定,调节二次风率,测试在二次风率为0%、33%、49%情况下污泥的燃烧效率。
当二次风率增加,污泥的燃烧效率也相应提高,从二次风率R为0时的81.8%提高到R为49%时的94.8%。在二次风率较低时,一次风量大,流化速度高,床中的污泥颗粒扬析现象较为严重,在床内燃烧的停留时间短,大部分挥发分跑到悬浮空间燃烧,由于二次风量减少,在悬浮空间的扰动状况较弱,不利于燃烬,燃烧效率较低。增大二次风率后,流化速度降低,床层颗粒的停留时间长,同时床层内氧气浓度降低,更有利于污泥释放出更多的挥发分;这些挥发分进入悬浮空间后,由于受到二次风强烈扰动,因而能够有效、充分、完全地燃烧,降低了不完全燃烧损失,效率得以提高。
4.2过剩空气系数对燃烧效率的影响
试验时,保持污泥给料速度不变,一、二次风量配比不变,调节总风量,改变空气过剩系数,测试城市污泥的燃烧效率。
随着空气过剩系数的增加,城市污泥流化状态较好,炉内氧气浓度较高,传热和传质得到加强,在悬浮空间,由于二次风的强烈扰动,使悬浮空间的燃烧状况进一步得以改善,因而随着空气过剩系数的增加,城市污泥的燃烧效率也随之提高。在过剩系数已经很大的情况下,再进一步增加空气过剩系数,城市污泥的燃烧效率已无明显提高。如空气过剩系数太大,过量的空气将吸收大量的热量,降低炉膛的燃烧温度,将对城市污泥的燃烧效率起负面影响,同时,过量空气也将增加排烟热损失,降低城市污泥的热回收率。
4.3流化速度对城市污泥燃烧效率的影响
对流化床锅炉而言,流化速度是一个非常重要的参数,其值取得是否合适,直接影响流化床锅炉的运行工况。若流化速度取得过小,则床料流化状况恶化,燃烧工况也就不好;流化速度若取得过高,则会减少燃料在炉内的停留时间,扬析现象大大加剧,这些均不利于燃料的充分燃烧。
为了测试流化速度对城市污泥的燃烧效率的影响,在试验时,保持城市污泥的给料速度不变,适当调节总风量和一、二次风量的配比,以改变流化速度。
当流化速度较小时,随着流化速度的增加,城市污泥的燃烧效率随之提高;当流化速度超过一定值后,再进一步提高流化速度,城市污泥的燃烧效率不升反降。这现象与前面所述的道理是相符的,在低流化速度下,适当提高流化速度,城市污泥的流化状况得以改善,虽然同时城市污泥颗粒在床料内停留时间减少,但总的效果是前者的影响大于后者的影响,因而城市污泥的燃烧效率得以提高。而在流化速度较大的情况下,若再进一步提高流化速度,污泥的流化状况并无多大改善,甚至大部分颗粒被吹走,其在流化床内停留时间大为缩短,在这种状况下城市污泥的燃烧效率必然下降。
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