燃料特性对层燃炉和流化床锅炉的影响

一般的固体燃料（如煤）作为锅炉燃料时，对层燃炉（即炉排炉）和流化床锅炉而言，燃料的特性指标主要有四个：工业分析成分、元素分析成分、发热量（又称热值）和灰熔点。对垃圾而言，其成分还有物理分类，即按可燃物、不可燃物分，可燃物包括塑料、生物质、纸张等，不可燃物包括金属、玻璃、渣土等，这个分类成分主要按表观特征和属性来区分，无法在工程设计中作为设计的原始数据直接使用，但可帮助设计人员了解垃圾的特性，经常按物理分类测定其工业分析成分、元素分析成分、发热量，再按物理分类成分比例进行加权得到垃圾的平均成分及发热量。

1.工业分析成分

工业分析成分按国家的垃圾成分分析方法有三种：水分、可燃质、灰分，而动力用煤分析方法有四种成分：水分（Moisture，用M表示）、挥发分（Volatile、用V表示）、固定碳（Fixed Carbon，用FC表示）和灰分（Ash，用A表示），这四种成分按质量百分比表示，即

煤的成分分析按不同的基准分有收到基成分（用下标ar表示）、空气干燥基成分（用下标ad表示）、干燥基成分（用下标d表示）和干燥无灰基成分（用下标daf表示）。对垃圾而言，一般使用收到基成分，即垃圾入厂时的成分。需要说明的是，垃圾焚烧厂建厂前通常是在垃圾收集过程或在填埋场进行取样分析，据此进行设计，其数据与垃圾在垃圾焚烧厂入厂成分略有差别，而入厂垃圾进入储坑后由于渗滤液排出、泥土沉积和堆酵效应，入炉垃圾的成分又会有所不同，按笔者经验，有时发热量相差可达10%～20%（主要原因是水分变化），因此，必须注明垃圾成分的基准或取样条件，不能简单地认为垃圾成分是不变的。

2.元素分析成分

固体燃料中有机物（即可燃成分）通常含有碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）和硫（S）等元素，垃圾中通常含有一定量的氯（Cl）元素，此外，含有水分（M）和灰分（A）等惰性成分。因此，垃圾的元素分析成分通常用下式表示

式（3-2）仍应注意基准（或取样点）的问题。(www.xing528.com)

3.发热量

垃圾的发热量是指单位质量（一般以kg为单位）完全燃烧时所产生的热量，单位为kJ/kg（旧的工程单位为kcal/kg，1kcal/kg＝4.18kJ/kg）。燃料发热量有高位发热量与低位发热量，若不计入所生成的水蒸气的潜热则称为低位发热量，我国在锅炉计算中采用低位发热量，美国、英国则采用高位热量。

4.灰渣与灰熔点

固体燃料燃烧产生的固体残渣称为灰分，灰分的成分因燃料不同而不同。对垃圾焚烧炉而言，一般把直接从燃烧室（即炉膛）排出的灰分称为炉渣，从烟气净化系统收集到的灰分称为飞灰，有些焚烧炉在余热锅炉中排出部分灰分，称为中灰，从排放控制的角度看也应归入飞灰，但中灰颗粒比烟气净化系统收集到的飞灰要粗大，停留时间较短，所吸附的重金属和有机污染物也较少，为减轻飞灰处置的负荷与费用，对中灰进行成分测定再依国家标准判定其是否属于危险废物是比较科学的做法。

灰分的熔化特征对燃烧设备而言是一个重要参数，把灰样按标准压碎，加黏合剂制成灰锥放入高温电炉，炉内应保持半还原性气氛，加热到一定温度时，灰锥顶尖开始变形，这时的温度为起始变形温度DT，继续升温灰锥软化倾斜歪倒，这时的温度就是起始软化温度ST，继续升温直至灰锥开始熔化流动，这时的温度为起始液化温度FT。严格地说，应采用这三个指标才能较好地表示灰分的熔化特征，习惯上以起始软化温度ST作为灰熔点，垃圾的灰分中含有Na2O、K2O等碱金属氧化物，熔点显著低于煤的灰熔点，有些垃圾的灰熔点ST可低至1000°C左右。