過剩空氣率

過剩空氣率是影響垃圾等固體廢物焚燒的四大因素之一。

固體廢物燃燒所需的空氣量,可根據其中可燃成分燃燒時所需的氧氣量計算出來, 一般為可燃成分如C、H、S達到完全燃燒所需的空氣量,稱為理論空氣量。但是在工程實踐中,固體廢物中的可燃成分在燃燒過程中,不可能和空氣中的氧氣100%接觸。為了實現完全燃燒,就需要有過量的空氣,多供給的這部分空氣量稱為過剩空氣量。實際空氣用量和理論空氣用量的比值,即“實際空氣用量/理論空氣用量”表示了空氣的過剩程度,叫過剩空氣係數,也稱為過剩空氣率。

基本介紹

  • 中文名:過剩空氣率
  • 外文名:Excess air rate
  • 別稱:過剩空氣係數
  • 表達式:實際空氣用量/理論空氣用量
  • 範圍:1.05~1.10
  • 影響因素:燃料性質、燃燒器性能等
釋義,降低方法,影響因素,測定方法,

釋義

在實際生產條件下,為了保證燃料的完全燃燒,一般都要供給比計算出的理論空氣需要量多一些的空氣。實際空氣用量和理論空氣用量的比值,即“實際空氣用量/理論空氣用量”表示了空氣的過剩程度,叫過剩空氣係數,也稱為過剩空氣率。通常以α表示。一般α=1.05~1.10。
為了使固體廢物燃燒完全,必須往燃燒室通入過量的空氣,但是太多過剩的空氣會吸收過多的熱量,不僅引起燃燒室溫度的降低,而且會增加輸送空氣及餘熱所需的能量。同時,還要注意空氣在燃燒室內的分布。在氧化反應集中的燃燒區,應該多送入空氣。爐膛空氣供給量的選擇與爐型、垃圾性質、空氣供應方式有關。對具體的廢物燃燒過程,需要根據物料的特性和設備的類型等因素確定過剩空氣量。過剩空氣比α一般範圍為1.7~2.5,比一般燃料燃燒時的空氣比要大,且有如下特點:垃圾水分多熱值低時,空氣比值較大;間歇運行爐比連續運行爐要大。

降低方法

(1) 改進燒嘴性能 自然通風型氣體燒嘴過剩空氣率為15%,強制通風型氣體燒嘴過剩空氣率稍低。爐底油燒嘴選型對過剩空氣率關係較大,自然通風型油燒嘴過剩空氣率為20%-30%,強制通風型油燒嘴過剩空氣率為10%-15%。此外,強制通風系統能夠和空氣預熱器有效結合,因此應將自然通風型油燒嘴改為強制通風型。增設空氣過剩率控制,當以氣體為燃料時,過剩空氣率可用計算機或DCS控制在5%-7%,當以液體為原料時,過剩空氣率為10%。
(2) 注意爐子密閉性 提高爐體的施工質量,改善爐子密閉性,減少空氣漏入,最大可能地提高熱效率。
(3) 安裝氧分析器設定煙氣氧含量監測儀表,自動分析煙氣含氧量,並驅動風量自動調節機構,隨時調整風門及煙道擋板,保證裂解爐在最低過剩空氣率下運轉。

影響因素

① 燃料性質
液體燃料的粘度、密度比氣體燃料大得多,因此氣體燃料易與空氣混合均勻,α較小;液體燃料不易與空氣混合均勻,α較高。
② 燃燒器的性能
燃燒器的形式、性能不同,對空氣與燃料混合的程度不同,因而過剩空氣係數也不同。所以,大力改進燃燒器的性能,研製和使用各種高效燃燒器,是降低過剩空氣係數的關鍵。
③ 爐體密封性
大多數加熱爐都是在微負壓條件下工作的,如果爐體密封不好,空氣就被大量吸入,會使過剩空氣係數激增,操作難以控制,因此,必須重視爐體的堵漏工作。近代微正壓操作的加熱爐則不存存漏風問顆。
④ 加熱爐操作水平
入爐空氣量是加熱爐操作中可調節的參數之一,其調節直接影響α的大小。因此,生產操作中,發揮人的主觀因素,管好三門一板(風門油門氣門和煙道擋板)的調節,是保證燃料完全燃燒,降低α的有效方法。若採用電子計算機控制及配置煙氣含氧分析儀、爐腔負壓檢測儀等完善的測控系統,就更能有效調節α,使燃燒過程最佳化,同時又可大大降低司爐操作員的勞動強度。

測定方法

測定煙氣中的含氧量通常有兩種方法。一種是將煙氣抽出,用奧氏氣體分析器進行分析;另一種是利用氧化鋯直接插入煙氣中進行線上分析。
將煙氣抽出分析時,因煙氣中所含水分冷凝,基本為乾煙氣;而利用氧化鋯線上分析時,因煙氣中含有水蒸氣,故氧在煙氣中所占份額會不相同。因此在按煙氣含氧量確定過剩空氣係數時,應根據煙氣分析方法的不同,分別按乾煙氣和濕煙氣進行確定。

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