垃圾焚烧炉设计及其受热面腐蚀特性研究

摘要

垃圾焚烧能以最快速度实现垃圾无害化、减量化、资源化的最终处理目标。垃圾焚烧锅炉是垃圾焚烧处理系统中的核心设备。论文主要从以下几个方面展开研究： 垃圾焚烧炉的设计是本文研究的重点之一。重点介绍了大型炉排垃圾焚烧锅炉的基本结构，以李坑生活垃圾焚烧发电厂的焚烧锅炉为典型示例，简述其锅炉结构，并根据李坑垃圾焚烧锅炉的设计参数进行额定工况的热力计算。 在垃圾焚烧炉设计的实例中，利用5.5MW生物质气化废弃物焚烧联合循环发电系统中的参数配置，针对广东省工业垃圾的特点，设计出小型工业垃圾焚烧链条炉，主要设计工作包括：锅炉设计参数的确定；能量平衡与锅炉热效率计算；焚烧炉排、炉拱、炉膛、助燃空气系统、余热锅炉及尾部受热面的设计及热力计算；同时，画出了焚烧锅炉的总体布置简图及主要部件的结构简图。 在对垃圾焚烧炉设计的基础上，本文对垃圾焚烧锅炉受热面腐蚀特性进行研究。文中通过对腐蚀机理的研究，分析了垃圾成分、燃烧工况(包括管壁温度、烟气温度、还原气氛及其交替变化)对受热面腐蚀的影响。同时，在已积累的垃圾焚烧炉HCl、H<,2>S腐蚀的研究成果和试验数据的基础上，将神经网络应用于垃圾焚烧炉腐蚀研究中，建立了HCl、H<,2>S腐蚀预测模型。并在此基础上总结了为防止垃圾焚烧炉受热面腐蚀，在垃圾焚烧炉运行和设计时需考虑的问题。 自《京都议定书》提出并确定了清洁发展机制的基本国际规则后，国际社会对于开展清洁发展机制项目合作的热情越来越高。就两种利用垃圾发电模式，包括直接焚烧垃圾发电与垃圾填埋场回收沼气发电项目而言，其除了可以替代其它发电方式，减少CO<,2>排放外，还可以消除或减少垃圾填埋产生的甲烷排放问题，具有双重减排效果，因而可作为与发达国家在CDM领域开展合作的潜在项目，在中国具有广阔的应用市场。本文对两种利用垃圾发电项目进行CDM案例分析。文中基于广东省电源结构，确定了三条基准线，计算了CDM项目的减排量和单位碳减排成本，将其与其他可再生能源发电项目进行比较，分析其影响因素，为确定垃圾发电作为CDM项目提供依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2垃圾焚烧炉的研究与应用现状

1.2.1国外垃圾焚烧炉研究与应用现状

1.2.2国内垃圾焚烧炉研究与应用现状

1.2.3垃圾焚烧炉受热面腐蚀特性研究现状

1.3垃圾焚烧厂工艺及主要炉型概述

1.3.1垃圾焚烧厂一般工艺流程

1.3.2 5.5MW生物质废弃物气化联合循环发电系统工艺

1.3.3垃圾焚烧炉主要炉型介绍

1.4本课题项目来源

1.5研究内容

第二章大型城市生活垃圾焚烧炉简介及热力计算

2.1前言

2.2焚烧炉设计条件

2.3焚烧炉总体简介

2.4锅炉结构简介

2.5焚烧炉热力计算数据

2.6本章小结

第三章小型工业垃圾焚烧炉的设计实例

3.1工业垃圾焚烧链条炉设计思路

3.2焚烧锅炉设计的主要参数

3.2.1燃料特性

3.2.2锅炉主要设计参数

3.3焚烧炉总体布置方案

3.3.1焚烧炉设计基本尺寸及布置简图

3.3.2设计主要特点

3.4辅助计算

3.4.1助燃空气量

3.4.2总烟气量

3.4.3质量平衡

3.4.4能量平衡与锅炉效率

3.5焚烧锅炉的设计

3.5.1炉排设计

3.5.2助燃空气系统设计

3.5.3炉拱设计

3.5.4焚烧炉膛设计

3.5.5锅筒设计

3.5.6水冷壁布置

3.5.7 U型燃烬室设计

3.5.8省煤器设计

3.5.9空预器设计

3.6校核及热力计算汇总

3.7本章小结

第四章垃圾焚烧炉受热面腐蚀特性研究

4.1腐蚀机理

4.1.1受热面的高温腐蚀

4.1.2余热锅炉尾部受热面的低温腐蚀

4.2垃圾成分对受热面腐蚀的影响

4.3燃烧工况对受热面腐蚀的影响

4.3.1管壁温度对受热面腐蚀的影响

4.3.2烟气温度对受热面腐蚀的影响

4.3.3还原性气氛及其交替变化的影响

4.4神经网络在受热面腐蚀中的应用

4.4.1模型建构

4.4.2确定网络训练样本

4.4.3训练算法及模型预测效果检验

4.5防止垃圾焚烧炉腐蚀，在焚烧炉运行时需考虑的问题

4.6避免或减轻受热面腐蚀，在设计焚烧炉时需考虑的问题

4.7本章小结

第五章垃圾发电CDM案例分析

5.1清洁发展机制(CDM)

5.2确定垃圾发电作为CDM项目的理由

5.3 CDM项目案例分析内容

5.3.1项目描述

5.3.2基准线确定

5.3.3减排量和减排成本计算

5.3.4敏感性分析

5.4垃圾发电CDM案例分析

5.4.1垃圾发电项目描述

5.4.2垃圾发电项目基准线描述

5.4.3垃圾发电项目减排量和减排成本计算

5.4.4垃圾发电项目敏感性分析

5.5本章小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见