大型城市生活垃圾焚燒爐焚燒過程仿真及控制.pdf

1、近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，使用焚燒發(fā)電法處理垃圾逐漸在國內(nèi)興起。由于我國目前垃圾低熱值、高水分的特性與發(fā)達(dá)國家差距較大，所以國外發(fā)達(dá)國家成熟的自動燃燒控制技術(shù)在國內(nèi)多地均無法正常運(yùn)行。因此，充分了解我國當(dāng)前垃圾在焚燒爐內(nèi)的特性對于建立適合我國垃圾的自動燃燒控制策略有重要意義。
　　 垃圾焚燒難于控制的根源在于垃圾。首先，分析了垃圾組分及組分分布特性。按垃圾組分低位熱值重新進(jìn)行了垃圾分類，得出了研究樣本所在地區(qū)的垃圾組分概率分

2、布密度函數(shù)。進(jìn)行了垃圾含水率的線性相關(guān)性分析，認(rèn)為垃圾含水率與廚余的相關(guān)性最大。根據(jù)分析結(jié)果，建立了組分參數(shù)可調(diào)的垃圾模塊模型。
　　 其次，分析了垃圾模塊在垃圾焚燒爐內(nèi)的蒸發(fā)過程，主要包括對流換熱和輻射換熱過程。根據(jù)垃圾中水分的質(zhì)量變化，提出了起燃界面的概念。根據(jù)收集到的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行了起燃界面的軟測量。以起燃界面為界，將通常認(rèn)為的靜態(tài)干燥區(qū)變?yōu)殡S起燃界面變化的動態(tài)干燥區(qū)。給出了起燃界面在垃圾水分含量、一次風(fēng)、干燥爐排速度和一

3、次燃燒室溫度輸入下的階躍響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，爐排上的干燥區(qū)域是一個不斷變化的區(qū)域，水分含量、干燥爐排速度和一次燃燒室溫度對起燃界面位置影響較大，而一次風(fēng)溫度和壓力的直接影響有限。此結(jié)果與實(shí)際焚燒過程較吻合。通過起燃界面的軟測量數(shù)據(jù)，可以對燃燒室溫度進(jìn)行一定程度的解釋。
　　 再次，按照一次風(fēng)量與析出揮發(fā)分質(zhì)量的比例，提出了揮發(fā)分燃燒過程存在反應(yīng)受限模式、非充分燃燒模式和充分燃燒模式3種模式，并分別列出了在這3種模式下的化學(xué)反應(yīng)方

4、程式。得出了揮發(fā)分燃燒的反應(yīng)物和產(chǎn)物沿爐排方向的分布規(guī)律。結(jié)果表明，提供足夠的風(fēng)量可避免垃圾料層工作在反應(yīng)受限模式；應(yīng)合理調(diào)整爐排速度，使垃圾穩(wěn)定燃燒。
　　 然后，介紹了使用Flash技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真模型的方法，展示了建模和仿真的新思路。建立的仿真模型可以仿真焚燒爐多種燃燒工況，如料層堆積和料層的未燃燼等。
　　 最后，介紹了焚燒爐的控制策略。提出了增加了起燃界面修正的自動燃燒控制策略。還介紹了已經(jīng)成功應(yīng)用的焚燒爐啟動和停