焚烧炉系统设计

焚烧炉系统设计（精选7篇）

焚烧炉系统设计 第1篇

合成革在产品的生产以及产品深度处理过程中都会产生废水、废气和固废等污染物。近年来, 大量的污染物排到环境之中, 环境问题日益凸显, 尤其是固体废物。因此, 在合成革行业快速发展的同时, 如何妥善处置合成革行业产生的固体废物, 不但关系着合成革行业的生存、发展, 也密切关系着区域经济的可持续发展。[2]

1 合成革废渣性质

本废物来自于合成革生产中的高浓度有机残液经过精馏提炼后的釜残物, 根据《国家危险废物名录》, 本废物属于HW11精 (蒸) 馏残渣类的危险废物。其成分除含有DMF等一些有机物之外, 还含有一定量的碳酸钠、固体碳、氧化铁等, 呈固-液相, 且粘度高、流动性差, 废物热值在4000 kcal/kg左右。[2]

2 废物处置系统设计原则

根据国家有关政策和法规, 处置系统设计应遵循以下原则:

2.1 在严格达到相应处理标准的前提下, 力求最大限度地减少投资和日常运行费用;

2.2 采用的工艺必须能满足对废物的处理可靠达标并且稳定运行;

2.3 设备做到先进、可靠、合理, 平面布置力求流程顺畅、合理紧凑、节省占地;

2.4 妥善处置焚烧过程中产生的残渣、废水、废气, 竭尽全力减少对环境造成的二次污染。

3 设计关键

根据废物的性质可知, 废物中含有一定量的碳酸钠、固体碳、氧化铁等, 在废物焚烧时, 其表面的有机物在高温下被蒸发出来迅速燃烧, 内部的有机物与无机盐在高温下很快形成结晶碳化块, 从而可能致使废物不能充分燃烧, 排出的残渣中还含有大量的有机质, 使残渣的热灼减率达不到国家相关标准要求, 所以在设计时应着重考虑如下几个方面。

3.1 焚烧炉炉型

焚烧炉型和设备的选择必须根据废物的特点和处置特点来选定, 选型应符合《危险废物焚烧污染物控制标准》 (GB18484-2001) 和《危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范》 (HJ/T176-2005) 的技术要求。

目前国内应用的焚烧炉炉型较多, 但在危险废物焚烧处置领域, 回转窑焚烧炉是应用最广泛, 也是最成熟的焚烧炉, 可同时处置固体、液体、气体和胶体状等废物, 如污泥、化工漆渣、有机废液、工业固废、医疗废物等, 是危险废物处置中心的首选炉型, 也是国际危险废物处理领域广泛应用的焚烧设备, 在危险废物焚烧领域的市场占有率为80%左右。因此, 根据国家有关危险废物焚烧处置的相关标准规范, 结合本类废物的性质, 回转窑焚烧炉为优选炉型。

回转窑焚烧炉是活动炉床式焚烧炉的一种, 结构为一可旋转的圆柱体, 有一定的倾斜角度, 废物随着窑体的转动, 由高端进入, 沿着炉体长度方向移动, 同时产生强烈的翻动, 使废物能够充分的进行反应。在移动过程中废物先后完成干燥、热解、焚烧、燃烬等过程。其特点是将废物投入连续、缓慢转动的筒体内焚烧直到燃烬, 废物在窑内850℃左右的高温环境下停留1小时以上, 故能够实现废物与空气的良好接触和均匀充分的燃烧。[3]

3.2 余热利用

对废物焚烧产生的高温烟气若采用适当的形式可以经济利用, 可以降低整个系统的运行成本, 提高经济效益, 同时亦可减轻尾气处理的负荷。然而, 废物焚烧炉又不同于一般的工业炉窑, 其运行介质和运行条件具有特殊性, 余热利用必须在保证焚烧系统运行的安全性、防止堵塞和防止二恶英的再次合成的前提下进行。尤其是堵塞问题, 危险废物在高温焚烧时, 部分盐分可能会气化, 当温度下降时, 易在受热面上结晶, 不仅影响传热效果, 严重时会堵塞烟气通道, 甚至会造成停炉等事故。

由本废物的成分可知, 废物含有部分铁盐、钠盐等碱性氧化物, 其熔点一般较低, 在废物焚烧的高温区域, 这些盐分气化后随烟气进入余热锅炉, 烟气经锅炉吸热降温后, 气化的盐分又凝结成固态。因此在余热锅炉设计时应尽可能采用一定的技术措施降低结渣几率, 尽量避免堵塞现象的发生。

◆合理分配炉膛内各段的温度;

◆合理设计炉膛内各段的烟气流速;

◆如有对流管束换热面, 应确定合理的管束排列方式、间距和烟气流速。

3.3 烟气净化

根据《危险废物集中焚烧处置工程技术规范》、《危险废物焚烧污染控制标准》等中的相关要求, 结合本废物的性质, 烟气净化工艺在设计时应着重如下几点。

3.3.1 二恶英的抑制

二恶英是由两类含氯有机化合物组成, 不同单体的毒性变化很大, 其毒性随氯代级别的增加而减小, 其中毒性最大的是2, 3, 7, 8-四氯代二苯二恶英/呋喃。根据目前的研究结果, 在焚烧系统中, 二恶英主要是在低温下不完全燃烧过程中以及在200℃-600℃范围内的烟气飞灰上发生异相催化反应而生成的。[3]根据二恶英的生成机理和化学形态, 在设计中应采取以下几点抑制二恶英产生及净化措施:

◆二燃室内燃烧温度维持在1100℃的高温并停留2s以上;

◆在中温段 (200-600℃) 采用急冷方式, 减少烟气二恶英合成段的时间;

◆吸附处理, 并且采用高效率袋式除尘器对烟气中的颗粒物和活性碳颗粒进行捕集。

3.3.2 重金属的防治

去除尾气中重金属污染物质的机理如下:

◆重金属降温达到饱和, 凝结成粒状物后被除尘设备收集去除;

◆饱和温度较低的重金属元素无法充分凝结, 但飞灰表面的催化作用会促使重金属元素形成饱和温度较高且较易凝结的氧化物或氯化物, 而易被除尘设备收集去除;

◆仍以气态存在的重金属物质, 因吸附于飞灰上或喷入的吸附物质上而被除尘设备一并收集去除。

◆部分重金属的氯化物为水溶性, 即使无法在上述的凝结及吸附作用中去除, 也可利用其溶于水的特性, 在脱酸系统中去除。

3.3.3 高低温腐蚀

根据国家相关规范的要求, 危险废物焚烧必须在高温阶段进行, 而对于后续的烟气净化, 则需在低温阶段较适宜, 因此在降温的过程中应考虑烟气的高温腐蚀和低温腐蚀。

高温腐蚀是指金属高温受热面在高温烟气环境下在管壁温度较高处所发生的烟气侧金属腐蚀。如废物中含有大量硫分, 烟气中的酸性成分对设备内金属受热面会产生腐蚀作用, 金属的腐蚀速率与金属表面温度有关, 因此设法加大冷却水循环速度和面积, 以降低管壁温度, 减少腐蚀速度。

低温腐蚀也称露点腐蚀, 在危险废物焚烧处置领域尤为关注, 危险废物焚烧后产生的烟气应采取急冷处理, 使烟气温度在1秒内降到200℃以下, 减少烟气在200-500℃温区的滞留时间。因而危险废物焚烧尾气净化系统运行温度一般都不高于200℃。[4

国外经济发达国家的研究和实践表明, “低温控制”和“高效颗粒物捕集”是危险废物焚烧烟气净化系统成功的关键因素。为此, 在危险废物焚烧烟气净化过程中, 必须将温度控制得尽可能低。但与此同时, 若焚烧烟气净化系统运行温度过低, 焚烧烟气中某些易冷凝物质较易腐蚀处理设备。如何确定危险废物焚烧烟气净化系统最佳设计运行温度 (即不低于酸露点温度) 是本系统重点解决的话题。

根据废物成分和烟气性质, 主要通过如下几点控制低温腐蚀:

3.3.3. 1 烟气急冷后温度控制在200℃左右。

3.3.3. 2 排烟温度在160℃以上, 始终使烟气温度高于酸的露点温度。

5 结论

合成革行业产生的固废具有行业的特性, 在设计焚烧系统时, 应结合废物特性, 对系统的核心工艺进行针对性的设计, 并且从技术角度, 解决或避免系统今后可能出现的问题, 这样方可确保整个系统设计完成投运后的正常运行。

摘要：合成革行业产生的固体废物具有行业特性, 设计的关键在于焚烧炉型的确定、余热回收防堵措施、烟气净化工艺以及高低温腐蚀的防治等技术措施。

关键词：合成革废渣,回转窑,积灰堵塞,烟气净化,高低温腐蚀

参考文献

[1]周志展.温州合成革行业调研报告[J].今日科苑, 2010 (24) .

[2]麻朝晖.合成革产业“污染物”资源化利用研究[J].企业经济, 2007 (06) .

[3]陈昆柏.固体废物处理与处置工程学[M].北京:中国环境科学出版社.2005.

垃圾焚烧电厂汽轮机旁路系统设计 第2篇

1 旁路系统的型式

按旁路系统所隔离的汽轮机的功能区可分为三种基本型式:整体旁路、高压旁路、低压旁路。整体旁路将锅炉产生的蒸汽整体旁通汽轮机送入凝汽器。高压旁路旁通汽轮机高压缸, 将蒸汽减温减压后送入锅炉再热器入口。低压旁路则将再热器出口蒸汽旁通汽轮机中低压缸, 减温减压后送入凝汽器。高低压旁路对于没有再热器及再热蒸汽系统的中小型垃圾焚烧发电厂不适用。

2 旁路系统的功能及容量选择

基本功能: (1) 协调机炉工况:使锅炉和汽轮机可以进行相对独立的负荷控制, 如:启停或甩负荷阶段, 旁路系统可泄放冷态或热态启动期初期, 锅炉蒸汽量及参数不满足汽轮机冲转要求时的新蒸汽。燃煤锅炉设备的最低稳燃负荷通常大于汽轮机空载耗汽量, 因此旁路系统可在汽轮机空转或低负荷 (如仅带厂用电负荷) 时排放多余的蒸汽。 (2) 保护作用:整体旁路在配备快速执行机构时可保护锅炉超压。 (3) 回收工质及热量。

旁路容量指流经旁路的蒸汽量与锅炉MCR工况下量的比值, 定义旁路的通流能力。旁路系统的容量选择应与其相应的功能相匹配, 适应于不同运行工况的要求。

据美国标准ANSI/ISA-77.13.01《化石燃料电厂蒸汽轮机旁路系统》, 当旁路系统用于满足启动时进汽参数与金属温度温差要求时, 其容量应按15%锅炉最大连续蒸发量 (15%BMCR) 选择, 可使启动时间减少约30min[1]。圾焚烧发电厂旁路功能主要在于维持锅炉带一定的基本负荷运行。因此旁路系统的容量应与锅炉承担基本负荷时的蒸汽流量相适应。至少具备锅炉最低稳燃负荷下的蒸汽通流能力, 即:旁路容量在锅炉的最低稳燃负荷到100%BM-CR之间。当旁路容量为100%BMCR容量时, 可承担在汽轮机或发电机跳闸时, 锅炉安全阀不动作情况下的超压保护功能[1], 此时应设置快速执行机构以快速响应压力信号, 同时旁路系统应处于热备用状态。在汽轮机急剧甩负荷时, 也可泄放多余蒸汽, 替代安全阀防止超压。

当旁路仅按承担冷态启动时调节汽轮机进汽参数与金属温度的差异及维持锅炉基本负荷的功能时, 可不考虑在线热态备用设计, 但需设置暖管系统, 避免旁路打开后高温蒸汽流入较低温度的旁路时产生的热冲击和冲蚀造成的损坏。在此种设计中, 旁路系统的启动需要一个暖管过程, 因此当汽轮机急甩负荷或汽轮机及发电机满负荷跳闸时, 旁路不能快速投入, 锅炉安全阀需动作。若减温减压阀前设置了额外的关断阀, 可以靠近主蒸汽管道旁路接出点设置, 并处于常闭状态, 以避免该关断阀前与管道过长容量过大, 造成蒸汽不断冷凝疏水的热量损失, 也有利于启动时主蒸汽管道本身的暖管。尽管不需要快速投入, 但仍需设置快速执行机构, 以在凝汽器故障情况下快速切断旁路来汽。

3 旁路系统的可靠性

管件选择及管道布置需考虑:减温水保持一定的温度[2], 避免过冷的水喷入, 温差过大;减温减压阀或减压阀后需保持一定的直管段长度, 使蒸汽和减温水充分混合, 达到预定的减温温度及减小两相流体对管道末端的冲蚀;设置温度探测点及时反馈减温后的温度值[3];旁路系统的管道宜与主蒸汽管道保持一致;当减压阀前后的压力降较大时, 宜采用多级降压减压阀以避免振动和噪声[3];旁路管道布置应尽量短捷并持续下降, 避免U形设计产生局部低点或高点产生积水积气。

4 垃圾焚烧电厂的两种整体旁路

一是旁路蒸汽排入原汽轮机凝汽器, 另一种设置单独的高压凝汽器系统。前一种设计简单, 投资较小, 布置空间较小, 但与之相连的凝汽器容量需要考虑旁路系统容量与减温水质量流量的总和, 防止旁路流量超过凝汽器容量的设计值, 在锅炉维持额定负荷时, 凝汽器容量约为正常运行工况下容量的一倍左右, 凝结水泵流量选择相应增大。因正常运行情况下凝汽器及凝结水泵的工况点与旁路状态下该两设备的工况点差异较大, 合用一套系统在一定程度上会降低运行的经济性。就低压加热器而言, 在汽轮机停运, 整体旁路系统投运时, 低加无加热抽汽, 进入除氧器凝结水温度降低, 将改变除氧器正常状态下的热平衡工况, 需对旁路工况的热平衡进行计算, 确定除氧器备用加热汽源。

单独设置高压凝汽器的整体旁路系统利用独立的高压凝汽器冷却温减压后的旁路蒸汽, 然后用旁路凝结水泵泵入原凝结水系统低压加热器出口管路作为锅炉给水。旁路高压凝汽器设置一套单独的抽真空系统。就对下游设备的影响而言, 与利用原机组凝汽器的旁路系统类似。在正常运行工况和旁路工况下两套凝汽器系统分别独立运行, 与实际运行情况较为贴合。但当垃圾焚烧炉在汽轮机停机情况下仅需带60%左右负荷运行时候, 即旁路系统容量约为60%左右时, 正常运行工况下的凝汽器容量已基本能满足旁路工况的排放容量要求。在旁路容量为100%时, 则可以考虑增加凝结水泵或者在不增加凝结水泵台数的情况下启动备用泵。此外, 采用独立的高压旁路凝汽系统的整体旁路设备增多, 投资增加, 布置空间要求更多。

5 结语

中低压参数火力发电厂因启停容易控制, 一般不设置旁路系统。垃圾焚烧电厂因其需在汽轮机甩负荷或停机、跳闸的情况下继续维持一定的垃圾处理量, 需设置整体旁路系统。其设计除需遵循常规火力发电厂旁路系统的设计原则 (如根据其功能选择容量及确定是否进行热备用设计、设置合理的暖管及疏水系统、注意选材和布置中的各种细节等) , 针对采用原有凝汽器或单独设置旁路高压凝汽器的两种形式, 需结合锅炉维持基本负荷的定量要求, 旁路系统的容量和功能选择, 场地布置空间几方面进行综合的技术经济比较确定, 在旁路容量为60%左右及以下时, 不设置单独的凝汽器更合理经济。

参考文献

[1]ANSI/ISA-77.13.01-1999.Fossil Fuel Power Plant Steam Turbine Bypass System[S].North Carolina:ISA, 1999.

[2]Ulrich K·gi.Bypass Systems Designed to Enhance the Flexibility of Plant Operations[R].Thailand:12th CEPSI, 1998, pp.2-8.

焚烧炉系统设计 第3篇

关键词：焚烧装置,LabVIEW,监控系统

随着世界上越来越多国家和地区对保护海洋环境的意识不断地增强,在海上处理船舶废油等垃圾减少对海洋环境污染越来越受重视。船用焚烧装置属于船舶重要的防污染设备之一,根据国际海事组织要求中、大型船舶必须配备船舶焚烧装置,同时为各港口国PSC检查的项目。随着现代船舶自动化的程度不断地提高,同时为了减少轮机管理人员的负担、提高船用焚烧设备安全可靠的运行等,要求该设备能有自动监控的能力。为了实现自动监控,就必须对船用焚烧装置一些参数进行实时检测,例如污油油位、污油的粘度、炉膛内的温度、炉膛内的压力、烟道的温度、燃油泵压力等,通过这些参数值自动地调整船用焚烧装置的运行状态。

1.废油柜2.柴油日用柜3.蒸汽加热电磁阀4.柴油供给泵5.废油泵6.柴油管路电磁阀7.废油管路电磁阀8.炉膛9.风门10.投料出灰门11.排烟风机TC热电偶传感器PS压力传感器FE火焰观察眼P压力表

1、船用焚烧装置自动控制工作原理

船用焚烧装置原理图如图1。其工作过程主要分为启动准备、正常燃烧及停炉。

1.1 启动准备阶段

启动前对废油柜的油位及温度、各个泵状态、各个电磁阀状态、炉膛内的温度及压力进行检测并显示出来。

1.2 燃烧阶段

以燃烧废油为例:对废油柜中的温度检测,当温度达不到规定要求,那么自动开启蒸汽加热电磁阀对废油柜进行加热,同时循环泵启动;废油柜温度达到规定的要求,排烟风机等启动,对炉膛进行预扫风;开启柴油电磁阀,启动柴油泵,点火变压器通电打火,由光敏电阻对点火状况进行检查;用温度传感器检测炉膛内的温度,同时压力传感器检测炉膛内的压力,压力保持在规定值内炉膛存在负压不让火焰往外冒,当达到规定的温度及压力时,开启污油电磁阀,启动废油泵,对废油进行燃烧;最后根据由温度传感器检测到炉膛内的温度,判断是否需要切断柴油的辅助燃烧。

在燃烧中,排烟或炉膛内温度及压力若超出允许的范围,发出报警,并作出相应的措施,以保护船用焚烧装置的安全。

1.3 停炉阶段

柴油供给泵停转,供油电磁阀关闭;同时废油供给泵停转,供向主燃烧器的电磁阀关闭;但是排烟风机、燃烧风机继续运转,直到炉膛内的温度降低到要求的温度时停转,最终才能打开投料出灰门。

2、船用焚烧装置的监控系统设计

2.1 船用焚烧装置的监控系统的硬件设计

图2是船用焚烧装置检测设备的组成原理图,主要由4部分组成:传感器和信号采集仪、信号调理系统、数据采集卡、计算机操作系统。其原理是通过不同的传感器或者专用仪器采集信号,由信号调理电路进行放大、滤波并进行A/D转换处理,最后经过数据采集卡输入计算机。

本监控系统主要监测项目有废油柜的温度或粘度、油位、风机运行状态、点火油泵状态、废油泵状态、搅拌器状态、炉膛的温度、炉膛的压力、烟道的温度、点火状况等等。因此选用的传感器主要有压力传感器用于检测炉膛内的压力、点火油泵或废油泵出口压力等;温度传感器用于检测废油柜的温度、炉膛的温度、烟道温度等;流量传感器用于检测废油的流量;对电机及相关部件各个状态的采集等。

传感器输出的电信号,大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去。信号调理就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能够识别的标准信号。信号调理可以将数据采集设备转换成一套完整的数据采集系统,它能够帮助直接连接到广泛的传感器和信号类型来实现的。

数据采集(DAQ),是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析、处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。在本系统中,压力传感器、温度传感器等输出是电压信号,其为模拟量需进行模数转换;流量传感器属于脉冲输出型,需进行脉冲计量;因此,数据采集卡实现两个主要的功能:A/D转换和频率计数。NI针对当今使用最为广泛的内部计算机总线之一的PCI总线提供了多功能的数据采集设备,可选用PCI-6229,其技术参数:32路模拟输入、16位分辨率、250kS/s采样速率、4路模拟输出,更新速率833kS/s、48路数字I/O、2个32位80MHz计数器/定时器。

2.2 监控系统的软件设计

船用焚烧装置的监控软件主要是为了船用焚烧装置的自动控制、运行参数监测、故障报警及处理。

LabVIEW使用的是图形化编程语言编写程序,同其他基于文本语言的计算机编程语言相比,其具有方便快捷、有利于程序的调试等优点。因此,针对船用焚烧装置的自动控制可以通过LabVIEW软件进行开发,其程序能够输出控制指令,经过I/O接口去控制船用焚烧装置中的设备,从而实现了焚烧废油、固体垃圾的自动控制。通过LabVIEW软件开发的程序主要能实现以下的功能。运行参数监测:在LabVIEW的前面板中依据各个设备位置设计用户界面,能时刻显示出需监测参数值及状态,为轮机管理人员或自动控制程序监测、处理等做准备;故障报警及处理:当焚烧装置中参数等出现不正常时,由LabVIEW事先编好的程序进行诊断,并发出相应的指令对船用焚烧装置系统中的设备进行控制,以此减少轮机管理人员的负担,保护了船用焚烧设备的安全。

2.2.1 软件设计

为了实现船用焚烧装置的监控功能,软件程序主要可以分为参数设置模块、数据采集及分析模块、设备控制模块、报警及处理模块等。

参数设置模块主要是针对船用焚烧装置中的炉膛内温度及压力、烟道的温度等设置,为后续报警模块中的越限值做参考值。

数据采集及分析模块主要是针对必要的参数进行收集,并通过函数关系等方式处理得到正确的数据,为设备控制模块做铺垫,同时实时显示数据。如对废油柜的温度及油位进行采集分析,来自行判断出是否启动蒸汽电磁阀等。

设备控制模块是通过数据分析后,决定是否启动系统中相应的设备,为整个船用焚烧系统主要组成部分。依据系统的需要进行软件设计,其中设为自动运行与人为操作两项。

报警及处理模块是对系统中出现各种故障进行显示,并根据分析采集到的数据对部分故障进行处理。如点火检测到并没有点火成功,程序进行停柴油泵、关闭供油电磁阀等停炉操作,并发出声光报警。

2.2.2 用户界面设计

在人和机器的交互过程中,前方界面需要具备简洁,清晰以及操作方便的特点。因此,在监控系统设计中,充分利用LabVIEW提供数字显示、状态显示、布尔开关等控件。基于LabVIEW船用焚烧装置监控系统的用户界面如图3所示。主要分为废油柜装置、过程控制、焚烧炉及报警模块。

通过此界面,可远离机旁操作,实现远距离对废油柜温度、油位、蒸汽加热电磁阀、搅拌器状态、燃油泵、废油泵、炉膛内压力温度、烟道的温度监控;当检测参数超过正常范围时,通过声音报警或者视觉报警提醒轮机管理人员设备有异常。根据预先设定的程序,对某些故障自行处理,并对此进行记录,了解设备的状态。

3、结语

由于采用了虚拟仪器技术的思想,使得设计出来的船用焚烧装置监控系统具备结构简单、使用方便、系统功能强大、人机界面好,实现监控自动化,减少轮机管理人员劳动强度等一系列优点。

参考文献

[1]汪敏生.LabVIEW程序设计与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

[2]陈锡辉,张银鸿.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M].北京:清华大学出版社,2007.

焚烧炉系统设计 第4篇

1 给水除氧和给水系统的综述分析

给水系统中的气体是如何产生的?它主要有两种途径, 一种是在补充水的作用下进入给水系统, 一种是系统中设备在真空状态下的不严密处渗入的。

当水和气体发生接触时, 会有一部分的气体溶入于水中。在给水溶解气体的构成中, 氧气的危害程度相对来说较大, 它可以对热力系统中设备以及汽水的管道进行化学腐蚀, 使其使用性能和安全性大大降低, 而且所有的不凝结气体在换热设备中会增加热阻, 使传热效果恶化, 进而致使其经济性下降。因此, 给水除氧的作用就是把溶解于水中的气体进行清除, 进而实现热力系统中各种设备的正常运行, 从目前现状来看, 主要有化学法和热力法两种除氧的方法。

垃圾焚烧发电厂中锅炉的给水系统除氧方法主要是热力法, 这种方法的原理就是利用亨利定律道尔顿定律, 通过气体在水中溶解和离析的规律来对混合气体全压力与各组气体分压力之间的关系进行分析, 控制分压来实现溶解度的降低。这种方法中, 除氧器是一个混合式的加热器, 显示出了回热系统在热经济上的优势。为了避免垃圾焚烧锅炉中水温度的过高, 锅炉的积水温度要控制在130℃左右, 对应压力为0.27MPa, 除氧器的型号为旋膜式。

给水系统是一个较为广泛的概念, 涉及到诸多方面。它是从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道和阀门以及各种附件的统一总称, 囊括了低压给水系统和高压给水系统。它的工作原理是除氧水在水管的流动, 从水箱流出然后进入到低压给水母管, 再分开流入到并联的给水泵中, 给水泵后面的管道为高压给水管道。

给水系统输送的水流量较大, 压力也较高, 它在整个垃圾焚烧发电系统中占有重要的地位, 一旦发生故障, 锅炉输水中断, 则会直接影响到过路的正常运行, 因此, 给水系统的建设要求就是不论是在何种事故情况下, 都能确保输水的连续性、稳定性。

2 给水系统的种类分析

现代的给水系统在科技的发展推动下, 出现了众多的种类类型, 在具体的选型确定上主要与发电厂的机组型式、容量以及主蒸汽系统的型式有关, 当前垃圾焚烧发电厂中锅炉的个税系统主要的也是使用最为广泛的有以下两种:

2.1 切换母管制系统

这种系统就是把每台锅炉与其相对应的给水泵组成一个单元, 在正常运行时, 锅炉和泵成单元运行, 在各个单元之间装有母管, 母管与每一单元的相连接处设置有切换阀门, 它的作用就是如果某一个单元泵出现故障时, 可以在切换阀门由母管引来邻泵的给水的作用下, 保障这一单元的锅炉给水正常稳定, 而且这样也不会对母管引出的其它用水设备造成严重的影响。

2.2 单母管制系统

单母管制系统在母管方面有两根母管, 即上文提到的低压给水母管和高压给水母管。给水泵出口的高压给水都引至一根给水母管进行集中后, 再在此基础上, 由这一母管引至锅炉省煤器;低压给水单母管上, 有分段阀的串联, 可以把母管划分为两端或两段以上的部分, 可以把事故发生的范围充分的缩小, 而且还可以在不影响到部分的正常运行情况下, 对分段阀和母管本身进行检修检查, 这样也就有效的提高了系统的运行安全性。需要注意的是在系统处于正常运行状态时, 分段阀是处于开启的状态。

3 垃圾焚烧发电厂锅炉给水系统的设计

3.1 管道与支吊架的布置

锅炉给水管道作为垃圾焚烧发电厂的主要管道, 在进行布置时要综合考虑各方面因素, 保持与周围设备的统一协调, 在阀门与附件的布置上要考虑到操作的简单性, 便于检查维修工作的顺利开展。低压给水母管中对于分段阀的布置要尽量在高位, 可以在阀门上增加阀门传动装置便于操作。在给水泵出口止回阀和截止阀的布置应设置在给水泵的周围, 以水平的方式布置。锅炉给水系统的操作平台要根据操作的需求设置为立式结构, 这是对垃圾焚烧发电厂的性质考虑的, 垃圾焚烧发电厂的规模并不大, 操作阀门的体积较小, 这样的布置模式可以减少空间的占用, 易于操作。

在给水管道方面, 要保证其运行的稳定平稳, 不会出现管道振动的问题, 就必须要设置相应的导向支架和固定支架, 而且管道自身的自然补偿吸收热膨胀也可以积极的采用。在对管道相关方面的数据进行柔性计算时, 要把管道与设备相互连接时的管道端点处的附加移位、管道推力以及力矩都包含在内, 最终计算的结果要适当, 不能过大, 过大的话会造成与其相连接的设备出现较大的应力或者是变形, 从而影响到设备的正常运行。在垃圾焚烧发单厂的给水系统中, 给水泵的进出口以及省煤器的进出口处都要求又标准的推力和力矩, 基于此, 与其相连接的给水管道布置要尽可能的有柔性, 而且要在管道的合适位置设置相应的弹簧支吊架。

3.2 再循环管道的设计

在传统的给水管道再循环的设计中, 往往是把再循环的管道总给水泵的出口止回阀与截止阀之间接出, 这样的设计会造成当给水泵处于停泵的状态时, 再循环管道的支线门处于开启状态, 而给水泵的出口阀门又是处于常开启的状态, 这样的话很容易使给水母管的压力出现很大的波动, 不利于系统的良好运行, 因此再循环管道应在给水泵出口与止回阀之间连接, 而且为了确保在停泵检修时再循环管道不会出现水流返回的现象, 要在管道上设置止回阀。另外, 也要保持再循环管道的设计压力处于稳定状态。

3.3 汽包内的给水加热器设计

垃圾焚烧发电工作中, 会在锅炉汽包蒸汽侧安装一台给水加热器, 高压给水在流向省煤器的过程中会有一部分的水流在电动三通阀的作用下进入到汽包内部, 经过加热处理后再流入到省煤器中。这样做的目的就是在锅炉处于低负荷运行时, 给水进入汽包的加热器后, 可以使省煤器的给水温度提升, 使排烟温度始终在190℃以上, 这样也就可以很好的规避烟气低温腐蚀问题的出现。

4 结语

在当前的垃圾处理方式中, 垃圾焚烧发电模式较为主流, 它的构成部件中锅炉给水系统是其热力系统的重要核心部件, 一般主要是由高压给水、低压给水、给水再循环管道系统三部分构成, 对整个发电系统起着直接的影响作用。因此, 相关管理者在应用此系统时一定要控制好水中氧气的含量, 采取正确合理的除氧方法, 再次计算上对给水管道的设计进行综合全面的掌控, 把各个细节问题逐一排查, 以保证垃圾焚烧发电工程中给水系统的稳定、高效运行。

摘要：现代城市中对于生活垃圾的处理方式逐渐的实现了循环式的高效利用, 利用垃圾焚烧发电逐渐成为非常主流的垃圾处理方式。在现代垃圾焚烧发电工程的设计中, 它的设计效果是否优劣直接关系到整个项目工程的运营和实施, 垃圾焚烧发电的锅炉给水系统的装置中, 热力系统的设计合理性特别重要。本文主要对当前城市中生活垃圾焚烧发电厂锅炉的给水系统设计的总结进行了分析探讨。

关键词：垃圾焚烧发电,锅炉给水系统,设计总结,分析

参考文献

[1]牛艳, 酒德芳.论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择[J].科技视界, 2012, (28) :287-289.

[2]刘乃宝, 孙倩.城市生活垃圾焚烧锅炉的开发与应用[J].工业锅炉, 2010, (03) :22-25.

[3]陈善平, 秦峰, 孙向军, 彭小军, 刘开成, 周洪权, 朱加龙.垃圾焚烧发电厂余热锅炉蒸汽参数的比较研究[J].黑龙江电力, 2010, (03) :204-208.

浅谈垃圾焚烧炉炉排控制系统的应用 第5篇

关键词：垃圾,焚烧炉排,控制

0 引言

生活垃圾焚烧处理具有减量效果明显、无害化彻底、占地量小、可回收能量用于供热和发电等优点。本文以逆推加顺推的二段炉排400T/D垃圾焚烧装置炉排自控系统为例, 介绍炉排控制系统在该厂的应用。

1 工艺流程

垃圾经过收集运送至垃圾焚烧电厂, 存储在垃圾池中, 经垃圾吊抓斗将垃圾从垃圾堆放池送入落料槽, 在推料器的推送下进入炉膛, 完成干燥、着火、燃烧三个过程, 燃烬炉渣落入落渣竖井经出渣机排出炉外。

2 系统组成

焚烧炉炉排控制系统是垃由PLC来实现, 采用基于锅炉蒸发量或炉温稳定控制原理。控制系统采用S7—300PLC, 配置西门子OP277操作屏完成参数设置、部件调试、手动操作等功能, 图1为OP277操作屏初始画面。垃圾炉排自控系统可由料斗系统、逆推炉排、顺推炉排、料层调节系统、液压泵站等系统组成。

2.1 料斗系统

料斗系统分为落料槽挡板门和破桥装置两部分, 料斗系统一般采用手动控制。

2.2 推料系统

推料机设有三组平行布置的滑动平台, 每组滑动平台分别由一支油缸驱动, 液压缸上外置旋转编码器。推料机控制参数:启停控制模式;间隔运行时间;前进、后退速度;原位停止时间;行程延长时间等。

2.3 逆推系统

三列逆推炉排分别由左中右三只油缸驱动, 每只油缸的起始位置均装有接近开关, 通过液压缸上外置旋转编码器反映各个液压缸的位置和速度。逆推炉排在自动模式下有联动和分动两种运动方式。逆推控制参数:启停控制模式;间隔运行时间;前进、后退速度;原位停止时间;行程延长时间等。

2.4 料层调节系统

料层调节机构, 由左右两支液压缸驱动两组滚筒。两液压缸分别设置两只位置传感器, 实现滚筒行程位置 (挡板角度) 测控。料层调节系统一般手动操作, 油缸速度在初始状态调节完毕后恒定不变。

2.5 顺推炉排

三列顺推炉排分别由左中右三只液压缸驱动, 每只油缸的起始位置均装有接近开关, 通过液压缸上外置旋转编码器, 0P277顺推画面上能形象地反映各个液压缸的位置和速度。顺推炉排在自动模式下有联动和分动两种运动方式。顺推控制参数:问隔运行的启停时间;前进、后退速度;原位停止时间;行程延长时间等。

2.6 出渣机

系统配备两台出渣机, 每台出渣机由左右两支液压缸驱动, 采用机械刚性同步, 速度手动调节。出渣能力通过调整液压系统的油缸速度和调整自控系统的启停时问间隔两种方法来实现。

2.7 集中润滑系统

系统主要由多点干油泵及管路组成, 实现定时润滑, 时间间隔可调。

2.8 电动风门调节装置

电动风门分为逆推和顺推两部分, 风门可一起联动, 也可分别控制。

2.9 气动放灰装置

系统包括清灰风机和气动放灰阀, 用于将炉排下部的漏灰通过放灰通道排入出渣机。放灰管位于风室下部, 每台炉共3根, 每根放灰管上有1个总阀和5个放灰门, 均为气动, 吹灰气源来自清灰风机。放灰系统采用定时工作方式, 时间间隔可调。

2.1 0 密封装置和冷却装置

逆推炉排密封系统设有一台密封风机, 随焚烧炉一同手操启停。料层调节装置冷却装置设有一台冷却风机。

2.1 1 液压泵站系统

本系统设有2台主油泵, 一台滤油泵和一台自循环冷油泵。

3 控制模式

3.1 启停控制

炉排控制系统中推料、逆推炉排、顺推炉排在启停自动控制模式时内置有3种不同方法可供选择:炉温控制、蒸发量控制、间隔控制。“炉温控制”时, 系统选择稳定锅炉炉膛温度作为主控方式。操作员需进入0P277“燃烧自动———炉温”画面, 设定炉温调节设定值和调节宽度。“蒸发量控制”时, 系统选择稳定锅炉蒸发量作为主控方式。操作员需进入0P277“燃烧自动———蒸发量”画面, 设定蒸发量调节设定值和调节宽度。

3.2 速度控制

炉架速度的控制采用单回路PID来控制, PID控制器输出作为炉架速度。基本原理就是当干燥段第一风室的料层阻力低于阻力设定值, 说明垃圾厚度低, 那么PID控制器将加快炉架速度。如果第一风室的料层阻力高于阻力设定值, 说明垃圾厚度大、燃烧困难, 那么PID控制器将降低炉架速度。

4 系统连锁

推料机、逆推炉排、顺推炉排要求与鼓、引风机连锁, 当鼓、引风机连锁, 当鼓、引风机均在运行时, 推料机、逆推炉排、顺推炉排才能投入自动控制, 否则系统会保护切换其为手动操作。若液压油泵全停延时15s后, 推料器、逆推炉排、顺推炉排、料斗装置、出渣机、料层挡板切手动模式全停。

5结论

由于垃圾成分复杂, 热值不均, 锅炉经常偏离最佳燃烧状况, 炉排燃烧控制参数需经常调整, 很难实现真正意义上的全天候自动化。通过大量的实践和运行的总结, 与制造厂联合进一步优化垃圾焚烧的自动控制水平, 进一步提高城市生活垃圾无害化处理的效率, 从而为城市垃圾处理作出应有的贡献。

参考文献

[1]昌鹏.垃圾焚烧稳定性自适应控制研究[D].华中科技大学, 2004.

[2]聂永丰.三废处理工程技术手册 (固体废物卷) [M].北京:化学工业出版社, 2000.

焚烧炉系统设计 第6篇

随着环保意识的日益增强,环保设备的发展已成为一个重要的课题。本文设计了流化焚烧炉自动控制系统,上位机采用MCGS工控组态软件,用于现场参数实时监控、历史数据调用、打印和报警等,PLC作为下位机主要用于数据采集、控制和报警逻辑判断等。

1 控制系统的组成

流化焚烧炉自动控制系统结构如图1所示。图1中上位机和下位机之间采用通讯电缆来实现S7-300PLC和MCGS工控组态软件之间的通讯。

2 S7-300 PLC的文件块

本系统的文件块主要有组织块(OB1主程序循环、OB35循环中断块、OB82诊断中断块、OB86机架故障块、OB87通讯错误块等)、功能块(FC2温度变量计算块、FC4水位控制块、FC6炉膛负压控制快、FC7压力变量计算块、FC8高速计数器启动块、FB3变频器控制块、FB41连续控制块等)、数据块(DB1～DB5为共享数据块、DB10为触摸屏系统数据区、DB16为背景数据块等)。其中FB41连续控制块的语句表如下:

3 PROFIBUS-DP现场总线通讯

流化焚烧炉自动控制系统中的6台变频器与PLC之间使用PROFIBUS总线协议方式通讯,其中鼓风机变频器的PROFIBUS-DP现场通讯的相关程序如下:

4 MCGS工控组态软件

MCGS是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。

4.1 MCGS工程的5大部分

由MCGS生成的用户应用系统,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略5部分构成。实时数据库是MCGS系统的核心,起到公用数据交换区的作用;主控窗口构造了应用系统的主框架;设备窗口是MCGS系统与外部设备联系的媒介;用户窗口实现了数据和流程的可视化;运行策略是对系统运行流程实现有效控制的手段。图2为焚烧炉自动控制系统的监控流程图。

4.2 MCGS脚本程序

脚本程序是组态软件中的一种内置编程语言引擎。流化焚烧炉自动控制系统循环脚本程序如下:

5 结束语

本文介绍了PLC和MCGS在流化焚烧炉自动控制系统中的应用。本系统具有良好的人机交互界面,实现了流化焚烧炉各参数的在线实时监测和控制。目前该系统运行正常,我们将在此基础上进行优化设计,在提高流化焚烧炉的燃烧效率的同时,保证炉温、床温的稳定控制。

摘要：流化焚烧炉自动控制系统采用S7-300PLC,系统中6台变频器与PLC之间采用PROFIBUS总线协议方式通讯,上位机采用MCGS工控组态软件完成工艺流程及控制参数的显示,实现生产监控和管理等功能。实践证明该系统运行准确,取得了较好的应用效果。

石化行业污泥焚烧工艺系统优化 第7篇

目前世界各国对石化行业污泥的处理技术中, 效果最佳, 发展最成熟的莫过于焚烧处理技术。中国在石化行业垃圾处理技术上起步比较晚, 但是, 为了我们生活的环境更加美好, 被污染的程度最小, 我们必须迎头赶上, 边学习边创新, 务必将石化行业的垃圾绿色环保化。

面对社会的发展, 人们的需求, 在科技发展的支持上, 越来越多的燃料、材料等来自于石化行业深加工, 石化行业逐渐为人们的生活等提供着各式各样的产品, 甚至可以毫不夸张的说, 目前石化行业是提供我们生活物质的绝对优势行业。我们在享受石化行业为我们带来的方便舒适的同时, 也在为石化行业垃圾造成的污染付出巨大代价。本文针对石化行业污泥焚烧工艺系统的现状, 发展和前景进行探讨, 并结合个人在石化行业工作多年的经验, 针对石化行业污泥焚烧处理工艺系统的优化和改进提出自己的观点和建议, 希望个人的阐述能对石化行业污泥焚烧工艺系统优化起到切实作用。

二、石化行业污泥处理的常规方法

通常石化行业对污泥处理的方法有以下几种:填埋、焚烧、用于农工和填入海洋。本人经过上网查找, 统计了世界各国目前对石化行业处理方法所占的比例, 如下表:

三、石化行业污泥焚烧处理的现状

针对以上四种石化行业污泥处理方式中, 从表中可以看出, 目前来讲, 石化行业污泥的焚烧处理方式被采用的还不是十分广泛, 所占分量也比较少, 但综合考虑石化行业污泥处理的原则:减量化、资源化和无害化, 如果有效地把处理、处置与利用污泥有机结合起来, 综合考虑环境等长期利益和代价, 石化行业污泥的处理方式最佳选择是焚烧。

从表中反应出来的并不是国家越发达, 就越为环境等考虑的越多, 如美国, 英国, 瑞典等国家石化行业污泥的处理选择焚烧处理的比例甚少, 但是随着时间的推移, 环境代价的越来越大, 许多发达国家正在采取积极的行动, 比如, 由于填埋要占用大量土地、耗费巨额运输费用, 并且会使得填埋场周围的环境恶化, 产生渗沥液和臭气, 许多地区人们坚决反对新建填埋场, 据悉, 美国环保局表示今后20年内, 美国会关闭6500个填埋场中的5 000个, 并逐步扩大使用焚烧处理工艺。

四、石化行业污泥焚烧工艺的发展

从表中可以看出日本是使用焚烧方式处理石化行业污泥比例最多的国家, 原因在于日本于1992年采用1892座焚烧炉处理了国内75%的石化行业污泥, 所以目前在日本焚烧处理方式成为其处理石化行业污泥的主要方式, 日本对石化行业污泥的焚烧处理研究很多, 目前已经将处理后的污泥用于沥青填料、路床和路基材料、砖瓦材料、水泥原料、熔融填料等。

对石化行业污泥焚烧处理, 在1100℃-1200℃的高温条件下热分解, 污泥中的固形物和二噁英在低氧无氧条件下彻底分解生成灰渣、焦油和气体等, 灰渣主要是脱水后的泥饼, 焚烧后的体积缩小, 便于运输, 产生的气体和焦油也比较容易处理, 还可以加以利用, 符合污泥处理的基本原则, 因此, 人们开始对石化污泥的焚烧处理进行研究, 于1962年第一台污泥焚烧对流化床锅炉在美国建成, 至今仍在使用, 后又经过日本等国家多次改造和研究, 目前污泥焚烧处理对流化床应用性能和效果十分良好。

五、石化行业污泥焚烧工艺系统存在的问题和对策

石化行业污泥焚烧法相比于其它方法, 有着残留物便于运输, 可以流程化处理, 对周围的环境影响相对较小等优势, 但是, 随着工艺的使用, 自身问题也逐渐暴露。

1. 焚烧要消耗大量的能源, 在如今能源紧缺, 价格不断上涨, 石化行业污泥的焚烧处理成本和运输费用正在日益增高;二, 石化行业污泥的焚烧会产生烟尘、噪声和热辐射等二次污染;三, 各个发达国家都有很严格的固体焚烧炉烟气的排放标准;所以, 当务之急, 如何使得石化行业的污泥焚烧处理工艺符合国标, 产生较少的有害气体, 流程优化等是重中之重。

六、石化行业污泥焚烧工艺系统优化对策

1. 把石化行业的污泥置于富氧环境下进行焚烧处理, 使其中的有机物充分燃烧, 产生尽量少的有害物, 如各国严格的排放标准中列明的一氧化碳、氟化氢合物、氮氧化合物, 碳氢化合物、二噁英以及二氧化硫等。

2. 把石化行业污泥焚烧后的气体经过二次处理后再排放到空气中, 通常可以采用溶液法吸收混合气体中的含硫化合物, 氮氧化合物等, 再把气体干燥后经过二次焚烧, 消除其中的一氧化碳, 碳氢化合物等, 使得最后排放到空气中的气体中含有最少的有害气体, 同时还可以把气体中的一些硫化物等进行收集, 可以用来制造硫酸等工业原料。

3. 控制好石化行业污泥焚烧工艺的主要影响因素。通常来讲, 焚烧的目的主要侧重在减量, 焚烧产物安全, 余热处理等, 如何能使得燃烧充分, 更好的服务于焚烧的目的, 时间、温度、以及污泥和气体的混合程度十分关键, 如何控制好焚烧时间, 焚烧温度, 如何计量每次焚烧物投入量和气体量, 对石化行业污泥焚烧工艺的影响很大。

4. 选择合理高效的焚烧媒介:催化剂。石化行业污泥焚烧工艺系统中焚烧产物的有无毒害, 毒害程度很大程度上可以通过投放催化剂来实现低毒化, 使用催化剂能使得氮氧化合物, 硫化物, 二恶英等无毒低毒化, 符合排放标准。

综上所述, 虽然石化行业污泥焚烧工艺系统存在问题, 但是, 相信经过科技的发展和人们的努力研究、创新, 一定能使其更加符合行业要求和环保要求, 为人们健康的生活处理掉更多的废弃物, 绿化环境, 美化家园。同时也希望本人的阐述能对石化行业污泥焚烧工艺系统优化起到切实作用。

摘要：随着社会发展, 科技越来越发达, 越来越多的燃料、材料等来自于石化行业深加工, 石化行业逐渐为人们的生活等提供着各式各样的产品, 甚至可以毫不夸张的说, 目前石化行业是提供我们生活物质的绝对优势行业。我们在享受石化行业为我们带来的方便舒适的同时, 也在为石化行业垃圾造成的污染付出巨大代价。本文结合个人在石化行业工作多年的经验, 针对石化行业污泥处理工艺系统的优化和改进提出自己的观点和建议, 由于目前石化行业处理污泥最成熟最安全可靠的工艺就是焚烧处理工艺, 所以, 本人希望个人的阐述能对石化行业污泥焚烧工艺系统优化起到切实作用。

关键词：石化行业,污泥焚烧工艺系统,优化

参考文献

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