垃圾焚烧发电-雅克博斯特福技术
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STIEFEL斯特福技术
WATER vs. AIR
水和空气
瑞士雅克博斯特福有限公司是一家能源环保科技公司,总部位于苏黎世,专门为知名的垃圾焚烧企业提供水冷型炉排与焚烧技术。
公司成立40多年来,其设备和技术已应用于多个西欧和亚洲国家包括日本。
STIEFEL技术基于完全水冷型燃烧系统。
集成化冷却系统确保焚烧炉里所有部件达到前所未有的使用寿命、可靠性和可用性。
使用两种媒质-用于冷却目的的水和用于燃烧的空气-使我们的系统在贵工厂运营时拥有最强的适用性
用于处理热值高的垃圾,水冷型炉排炉毋庸置疑是最好的选择,其性能优越于风冷型系统的性能;但是低热值垃圾会怎样呢?空气比水更好吗?为了找到答案,我们应该首先看看垃圾在焚烧炉里燃烧的反应过程,然后理解并找到真正影响两种系统的因素。
燃烧的反应过程分四个阶段,即水干燥或者蒸发、除气、气化和氧化。
只要固体材料内有水,其温度便难以上升到着火点。
当水份蒸发,或干燥之后,气化过程才会开始。
只要挥发性物质进入燃烧室并暴露在高辐射热能下就会产生除气现象,这种现象能够促使低燃点物质的燃烧。
只要固态物料是干燥的,其温度就会上升,发生气化。
气化后的固体物质的氧化是燃烧的最后一个阶段。
炉排片上发生了上面所提到的前面两个过程。
随着材料进入炉排炉,在下降运行的过程中进入“干燥”阶段,材料一旦干燥,就会随着“气化”阶段的发生而继续沿着炉排继续下降前行。
这种燃烧过程产生热能;这种热能可以用三种不同方法来传递。
正是通过理解这三种方法使我们可以分析水冷型和风冷型炉排炉的不同性能。
热辐射是热传递的最重要方法,热能总是从相对热的表面转移到相对凉的表面上。
这也是太阳热能到达地球的方法。
导热是热能通过特定媒质从颗粒传递到颗粒的过程,不论是空气、垃圾层或者金属炉排炉自身,都是如此。
在我们考虑炉排片之前,让我们先考虑一下炉排炉周围的物质。
在上方,我们有处于干燥阶段的垃圾层或者正在气化的垃圾层。
该层被用作上面热燃烧和下面金属炉排炉之间的隔热层。
在这种情况下,热是通过垃圾层来传递的。
通过垃圾层导热而传递的热将会升高风冷型炉排炉和水冷型炉排炉的温度,但是这两种炉排炉处理升温的方法完全不同。
风冷炉排将热通过辐射和对流的方式传递到周围气流中。
这种方式并不是非常有效的热传递方法,因此炉排还是保持着相对高的温度。
如果是水冷型炉排,那么热通过金属炉排炉传递到水床内。
金属是热的良导体,因此该传热过程运作良好。
然后,热能通过金属又传递给水,再通过对流和水流的方式转移,这个过程能更有效地对炉排表面进行散热,因此水冷型炉排表面的温度比风冷的炉排表面温度低得多。
顺便提一下,从水冷炉排表面散开的热能用于一次空气的加热并通过炉排回到焚烧室,使其效率与风冷的总体效率保持相同。
总之,我们了解了风冷炉排炉通过辐射和对流的方式将热传递到空气流,但是炉排表面仍然是热的。
而水冷炉排采用导热,然后使用对流的方式去散热,炉排表面的温度会降低许多,从炉排表面散去的热能用于加热一次空气,再回流到炉排炉里,热能与风冷几乎相同。
对于燃烧低热值垃圾,哪个系统更好呢?
垃圾导热的系数与含水量有较强的关连性。
垃圾的含水量越高,垃圾的导热系数越低,反之亦然。
因此,在垃圾含水量高的情况下,通过导热将热能传递到炉排上的热量比高热值垃圾或者生物质时相对更低。
也就是说,水冷型炉排表面在低热值垃圾中的温度仍然相对很低。
所以,得出的结论是,没有明显的优胜者,因为两个系统的效率是相似的,两种炉排都能完成任务。
所以面对具体情况,需做出适当选择时可能应该考虑其它一些因素,如果您关注的只是前期投资成本问题,那么您可以选择风冷型炉排。
如果您希望您的工厂在25年的寿命期内拥
有更低的运营和维护成本,那么您应该选择水冷型炉排。
另外,在我们预测垃圾热值在25年内不断上升的情况下(其实历史已经证明垃圾的热值随着社会富足度的增加而显著上升),那么水冷型炉排无疑更具优势,是您最佳选择。
不论您做出什么样的决定,都应该根据工厂具有25年的运营期来考虑。