多膛焚烧炉的平衡计算及控制参数

焚烧炉的热平衡是输入的热量等于有效利用的热量加各项热损失。热平衡计算是焚烧炉热力计算的一部分，它对焚烧炉的设计和运行具有重要作用。在焚烧炉设计中，通过热平衡计算可以确定其有效利用热量，估算各项热损失，求得焚烧炉热效率和燃料消耗量。对运行中的焚烧炉进行热平衡测算可以确定各项热损失的大小和焚烧炉热效率，以检查焚烧炉的设计质量、制造质量、安装质量和运行水平，并由此分析造成热损失的原因，找出节约燃料、提高焚烧炉热效率的途径和方法。

焚烧炉进行热平衡计算时，锅炉热效率是按反平衡法确定的，要假定排烟温度、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失和散热损失，根据已有经验数据、推荐值或制造厂保证值选取的，可计算出排烟热损失和灰渣物理热损失、燃料消耗量（包括实际燃料消耗量和计算燃料消耗量）和保热系数。

1、质量平衡分析

根据质量守恒定律，输入的物料质量应等于输出的物料质量，即：

式中，Ma为进入焚烧系统助燃空气的质量；Mf 为进入焚烧系统污泥的质量；Mg为排出焚烧系统烟气的质量；Mr为排出焚烧系统飞灰的质量。

污泥中主要可燃元素为C、H、S，其燃烧方程如下：

理论上污泥中每1kg C完全燃烧需氧量为2.6644kg，生成CO2的量为3.6644kg；污泥中H燃烧需氧量为7.9365kg/kg，生成水蒸气的量为8.9365kg/kg；污泥中S燃烧需氧量为0.9979kg/kg，生成SO2的量为1.9979kg/kg。

多膛焚烧炉污泥焚烧质量平衡分析见图3。

2、能量平衡分析

从能量转换的观点来看，焚烧系统是一个通过燃烧过程将污泥燃料的化学能转化成烟气热能的能量转换系统，烟气再通过导热、辐射、对流等传热方式将热能分配交换给工质或释放到大气环境中。在稳定工况条件下焚烧系统输入输出的热量处于平衡状态，即：

式中，Qf为污泥燃烧放出的热量；ha 为废气冷却质量流率；hg为烟气的质量流率；hr为飞灰的质量流率。

根据污泥的元素组成和质量平衡分析，可得到多膛焚烧炉污泥焚烧的热平衡分析，如图5所列。