一念畅谈 | 垃圾焚烧行业系列知识2:燃烧优化需求分析及解决方案

前言

垃圾焚烧是一种将固体废物转化为能源的技术。在垃圾焚烧过程中,废物首先被送入炉膛,在高温条件下发生燃烧。一般而言,垃圾焚烧主要涉及四个基本反应:干燥、燃烧、氧化和还原。垃圾焚烧炉膛作为焚烧的主要场所以及烟气污染物产生的首要场所,焚烧状态的好坏直接影响电厂的经济和环保效益,因此本文通过剖析垃圾焚烧过程中的燃烧优化需求,结合实际应用中的痛点和难点,详细探讨基于原烟气CO气体浓度检测的解决方案,为垃圾焚烧发电产业提供有效改善垃圾焚烧工况,提高能源利用效率和降低后续烟气净化装置处理负荷的技术路径。

应用需求分析

工艺机理

燃烧优化的理论基础:O2、CO与NOx的生成关联与平衡点
在垃圾焚烧过程中,燃烧效率与污染物生成主要受空燃比与炉温控制,其内在化学关联如下:

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O2浓度:决定燃烧的氧化气氛。过量空气系数过高将导致排烟热损失增加,并促进热力型NOx生成;过低则易引发不完全燃烧。
CO浓度:作为不完全燃烧的指示性参数,直接反映局部缺氧、混合不均或温度不足等工况异常。实时CO监测是实现燃烧效率即时诊断的关键。
NOx生成:在高温(>850℃)及富氧条件下,空气中的氮气被氧化生成热力型NOx,其生成速率与温度呈指数关系。

应用需求

实现稳定、连续燃烧

燃烧状态是垃圾焚烧厂整体运营水平的重要体现,也是污染物产生的重要场所,影响项目整体的经济性和环保效益。垃圾热值普遍偏低且波动大,导致焚烧炉难以维持稳定、连续燃烧,一方面会导致垃圾的整体燃烧效果欠佳,生成大量烟气污染物,增加后端烟气净化装置的压力;另一方面会影响炉内整体燃烧环境,如增加排烟损失,导致发电效率下降。因此运行中难以在环保达标与能效最大化之间实现动态平衡,限制了整体经济效益。

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应用需求

污染物稳定达标排放

垃圾焚烧发电“跑马圈地”的市场模式接近尾声,垃圾焚烧发电行业步入成熟期,行业产能利用率下降,因此为保障项目的正常运行,需要在焚烧生活垃圾的基础上掺烧其他不同源垃圾,炉料来源由单一生活垃圾变得多样化,会导致原来的控制逻辑经常出现不匹配的情况;项目将面临烟气指标难控,排放异常的情况。

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设备选型

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设备选型:ETG-01 CO+H2O+温度激光气体分析仪
检测范围:CO:0-5000 mg/Nm³(可调)
H2O:0-50%(可调)
温度:0-1500℃(可调)
响应时间:<1秒
测量精度:≤±1%量程

安装方式

安装点位:CO激光气体分析仪安装点位一般选择在焚烧炉一烟道位置,充分利用现有条件进行最小程度改造,实现高温安装环境下原烟气的实时在线检测。

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应用效益

优化燃烧工况

1) 对高温烟气中一氧化碳含量进行实时分析,其一旦出现迅速上升趋势迅速调整配风,从而确保燃烧系统稳定、连续运行
2) 从源头控制污染物生成,降低后续烟气净化装置运行压力
3) 精确控制过剩空气系数,减少锅炉排烟热损失,提升吨发

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优化运营操作

1) 实现焚烧炉运营参数的自动化运行,减少人员频繁的手动操作,提升人效;
2) 降低设备故障率,延长大修周期,减少备品备件消耗及大修费用支出。

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