干货|垃圾焚烧炉炉拱改造与燃烧优化的数值模拟-第4页-北极星火力发电网

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3.挥发分释放曲线比较

由图7可知，炉型D的挥发分释放最为靠前，第1个波峰出现在炉排长度的1.4m左右，比原始炉型前移约0.7m，第2个波峰比原始炉型前移1.1m，这意味着炉型D着火位置比原始炉型A的着火位置提前。说明炉型D可使干燥和热解过程提前，挥发分较早释放燃烧，焦炭能够充分燃烧。比较炉型B和C，第1个波峰几乎同时出现，观察第2个波峰，发现炉型B比C提前约0.7m，说明降低炉拱高度的效果要优于增加挡板。比较炉型C和D，炉型C的波峰均滞后于炉型D，因此，同时降低炉拱高度并增加挡板的双重效果要明显优于只在原始炉拱基础上增加挡板。比较炉型B和D可得出同样的结论。

模拟结果还说明，辐射强度并不是愈高愈好，还要充分考虑其强度在炉排上的分布。在保证辐射强度的条件下，高强度辐射区域尽量分布在炉排前端，且分布区域尽量广，这样对强化床层燃烧效果较优。

4.气相温度分布的比较

图8比较了气相温度沿炉排长度方向的分布。伴随挥发分释放和燃烧，不同炉型在炉排前端均出现第1个波峰。随着挥发分的大量释放以及焦炭的燃烧，气相温度达到峰值。4种炉型的温度峰值差异不大，出现位置差距明显，炉型D较A提前了约1.5 m。此图验证了前文的分析结果，即同时降低炉拱高度并增加挡板效果要明显优于只在原始炉拱基础上增加挡板。

5.速度矢量分布比较

由图9可知，原始炉型A由于后拱较高，且喉部区域较开阔，高温烟气沿后拱直接进入炉膛，对炉排前端的湿垃圾辐射作用较弱，起不到加热干燥的作用;由于采取降低后拱高度、增加挡板的措施，炉型B、C和D有不同程度的压火作用，其中炉型D的效果最为明显。后拱高度的降低迫使高温烟气流向炉排前方，增强着火区和燃烧区的辐射及对流传热。此外，烟气从后拱冲向炉排前端时吹起的炽热灰粒和碳粒回流落到垃圾层表面，也可以起到一定的引燃作用。挡板的增加，不同程度地改变了烟气的流向，加强了扰动的作用，在喉部区域形成涡流，烟气充分混合，达到完全燃烧的目的。

结论

(1)原始炉型模拟结果表明，炉膛对床层垃圾辐射强度较弱，导致湿垃圾干燥不充分，在床层燃烧时，挥发分释放靠后，着火位置位于炉排尾端。这与实际运行情况一致。

(2)降低后拱高度或增加挡板均使炉膛火焰中心前移，对床层的辐射强度增加，提高对湿垃圾的干燥能力，使挥发分释放和着火提前，保证垃圾的充分燃烧。若同时降低后拱高度并增加挡板，效果更为显著。

(3)炉拱结构D为较优设计方案，其着火位置比原始炉拱前移了约1.1m，垃圾提前进入稳定燃烧和燃烬阶段。

原标题：【研究】垃圾焚烧炉炉拱改造与燃烧优化的数值模拟

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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