（上海环境卫生工程设计院有限公司 上海 200232）
摘要：本文通过比较四个焚烧厂炉下风分配情况，分析了A厂在运行过程中存在风量分配不均、风压较低等问题的主要原因，并做了相应理论分析和合理化建议，建议新项目尽量选用炉下风列进风方式。
关键词：炉下风；风管布置；均匀配风
1.研究背景
A垃圾焚烧厂在运行期间，存在炉下各列之间的风量分配不均现象，尤其是干燥段、燃1-1段三列风量长期差别较大，影响炉内正常燃烧工况，甚至导致个别炉排片烧损现象。该厂2条焚烧线均存在此种情况。其中三列的中列风量即使在三列风门全开的情况下也普遍最低。而炉内表现是，火床靠前，火焰燃烧不均，两侧火大，中间火小，呈现V字形分布。
另外，炉下普遍风压偏低，各段均在1kPa以下，远低于各段的设计风压2kPa。
从表1可知，即使中列风阀全开，而左右两列不全开或三列均全开的情况下，A焚烧厂的干燥段和燃1-1段的中列炉排的风量均相对较低。调取该厂2#线干燥段三列风量过去半年的历史曲线可知，左右两列的风量平均值长年维持在3300Nm³/h以上，而中列的风量平均值长年维持在2400Nm³/h左右，长年存在风量分配不均的现象。A厂由于存在风量分配不均的现象，左右两列的风量较大，中列风量较小。较大的风量从灰斗下部穿透上部某处垃圾层，形成一定长度的较大火焰，火焰窜到干燥段导致个别炉排片烧损。
2.案例对比
为了进一步说明这种风量分配不均的现象是否具有普遍性，调取了B焚烧厂、C焚烧厂和D焚烧厂的2条焚烧线实际运行数据加以说明，这四个厂均使用同一类型的单台500吨/日的焚烧炉，具有一定的可比性，具体情况请见表2、表3和表4。
查询文献可知[1][2][3]，文献中关于配风问题的论述多半为一、二次风总体配风比对炉内燃烧的影响，未查到炉下风管布置对配风影响的相关文献。根据流体力学的伯努利方程可知：
P + ρgh + 1/2 * ρv2 = C
或者 P1+1/2ρv12+ρgh1=P2+1/2ρv22+ρgh2
式中P、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度；h为铅垂高度；g为重力加速度；C为常量。理想状态下，在母管和支管的管道尺寸确定的情况下，母管流体的流量确定则流速也确定；当母管流速与压力已知时，各支管路只要出口压力确定，则其流速即可确定，也即支管流量确定。本系统分为三级配风，其中列进风分为一级一个母管，二级三个支母管，三级每个支母管对应六个支管，共18个末端用户；段进风分为一级一个母管，二级六个支母管，三级每个支母管对应三个支管，也是共18个末端用户。
由于实际运行过程中，受支管位置、18个末端出口实时工况波动以及管道的沿程阻力和局部阻力影响，母管并未按照设计流量来分配风量给各个末端用户，随时出于波动状态而最终达到某个相对稳定的区间。理论上而言，当一级管路只有一个的情况下，受末端工况波动的影响下，二级管路的数量越少，局部阻力也越少，分配给二级管路的风量越均匀。只有当二级管路风量均匀的情况下，再往下分配给三级管路的风量才会均匀。而当二级管路数量较多时，则在本级分配即存在较大的不均匀性，再分配给三级管路可能更不均匀。这就是D厂为何比A厂、B厂和C厂给末端用户的风量分配更均匀的主要原因。
A厂各段各列的炉下风压均低于1kPa，原因是一次风机的总风压也低于1kPa，B厂和C厂的情况类似。而D厂各段各列的炉下风压均较大，其一次风机的总风压也达到了3kPa，由于末端用户风量分配的均匀性，使得一次风更易憋压至设计风压。高速风从炉排下吹出，可将垃圾吹透吹开，使垃圾干燥或者燃烧更充分，避免了炉排局部积压垃圾，也使得各段各列的风量分配更均匀。
以上分析可知，导致A厂各段各列风量不均的主要原因很可能是风管布置方式造成。若要根本性的改善以上问题，可能需要改造炉下各段各列的配风方式。
4.结论与建议
A厂在运行过程中存在风量分配不均、风压较低等问题，并导致炉膛燃烧不均，个别炉排片存在烧损等情况，最主要原因是炉下段配风方式造成的，这些问题也同时存在于使用段配风方式的其他几个厂。若要根本性的改善以上问题，可能需要改造炉下各段各列的配风方式，将段进风改为列进风。建议新项目尽量选用炉下风列进风方式，有条件的项目也可考虑每列单独风机供风，或者每个末端用户单独风机供风。
参考文献：
[1]岳优敏. 生活垃圾焚烧炉炉型及炉内配风对燃烧的影响研究[J]. 工程技术研究，2019，3：22-25.
[2]陈鹏，李军，陈竹. 垃圾焚烧炉配风比对燃烧过程影响数值模拟研究[J]. 环境卫生工程，2015，23（5）：29-32.
[3]郑新港，李黄云陈竹. 垃圾焚烧炉二次配风优化数值研究[J]. 热能动力工程，2019，34（8）：116-121.
论文作者:宋学顶
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/22
标签：风量论文; 风压论文; 不均论文; 管路论文; 分配论文; 均匀论文; 风管论文; 《电力设备》2019年第13期论文;