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2.人为因素问题在监控之外,锅炉的运行情况调整需要工作人员进行实际操作这就对工作人员的专业知识储备以及经验提出了较高的要求如果工作人员缺乏相关的素质,就无法及时准确地根据数据判断锅炉情况,分析烟气含氧量,也就无法采取有针对性的措施调整锅炉状态另外,工作人员的主观意识也会对锅炉控制造成影响,在控制锅炉烟气含氧量时,工作人员受限于主观观念可能无法根据垃圾种类进行详细的分析判断,也就无法提升锅炉的生产效率,也会造成一定的环境污染以及能源浪费
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3.飞灰含碳量的问题通过监控燃烧烟气的飞灰含碳量可以测量垃圾的燃烧程度,最大程度实现垃圾的经济价值同时,测定飞灰含碳量能够帮助设备在进行改造升级时有数据支撑但是,测定飞灰含碳量具有其固有局限,在实际使用过程中价值较低烟气内部的飞灰含碳量数值变化较慢,变化幅度较低,因而工作人员较难通过数值观察对锅炉内部情况进行及时监控而当工作人员能够通过观察数据发现变化时,烟气飞灰含碳量已经产生变化,错失了调整时机由此看出,虽然监控烟气内含的飞灰含碳量有一定的价值,但其本身的固有局限性较大,垃圾焚烧电厂需要根据实际情况判断是否要淘汰这种落后的测量方法
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4.锅炉结焦的原因锅炉结焦的原因如下
①灰的性质灰的熔点越高,越不容易结焦;反之熔点越低,越容易结焦
②周围介质的成分在燃烧过程中,由于供风不足或燃料与空气混合不良,使燃料达不到完全燃烧,未完全燃烧将产生还原性气体,灰的熔点大大降低
③运行操作不当由于燃烧调整不当使炉膛火焰发生偏斜;
一、二次风配合不合理,一次风速高,煤粒没有完全燃烧而在高温软化状态黏附在受热面上继续燃烧,形成恶性循环
④炉膛容积热负荷过大炉膛设计不合理或锅炉不适当的超出力,使炉膛容积热负荷过大、炉膛温度过高,造成结焦第10页共13页
⑤吹灰、除焦不及时炉膛受热面积灰过多,清理不及时或发现结焦后没及时清除,都会造成受热面壁温升高,使受热面严重结焦
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5.结焦对锅炉运行的影响结焦对锅炉运行的经济性与安全性的影响如下1锅炉热效率下降
①受热面结焦后,使传热恶化,排烟温度升高,锅炉热效率下降
②燃烧器出口结焦,造成气流偏斜,燃烧恶化,有可能使机械未安全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失增大
③使锅炉通风阻力增大,厂用电量上升2影响锅炉出力
③水冷壁结焦后,会使蒸发量下降
④炉膛出口烟气温度升高、蒸汽出口温度升高、管壁温度升高,以及通风阻力的增大,有可能成为限制出力的因素3影响锅炉运行的安全性
⑤结焦后过热器处烟气温度及蒸汽温度均升高,严重时会引起管壁超温
⑥结焦往往是不均匀的,结果使过热器热偏差增大,对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响
③炉膛上部结焦块掉落时,可能砸坏冷灰斗水冷壁管,造成炉膛灭火或堵塞排渣口,使锅炉被迫停止运行
④除渣操作时间长时,炉膛漏入冷风太多,使燃烧不稳定甚至灭火
8.将测量CO浓度视为燃烧控制主要因素的原因分析
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1.相应环保发电的基本要求由于co本身带有一定的毒性,内部含有的有毒物质数量较多如果不进行一定的处理就排放入空气中,很容易污染周边环境,甚至会危害到附近的居民及牲畜的生命健康另外,co在排放进入空气后,较不容易流动,一般会停留2-3d时间,对人体威胁极大在我国追求绿色健康生活的今天,测定CO对保证居民健康,有着至关重要的作用第11页共13页
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2.影响电厂锅炉运行的经济性提高垃圾焚烧电厂锅炉的发电效率是评判焚烧技术的主要指标而通过控制CO的含量能够有效提升锅炉的焚烧效率,提高单位发电量,对保证垃圾焚烧电厂锅炉运行的经济效益非常有益根据前期研究数据可以看出,每1kg的C在产生CO时会产生12000kJ的能量,而每1kg的C在产生CO2时产生的能量为40000kJ通过控制垃圾焚烧产生的CO的含量,能够提升锅炉焚烧释放的电量,保证锅炉焚烧的经济价值
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3.影响锅炉的安全CO能够对保护锅炉,延长锅炉的使用寿命,减少设备更换成本起到非常好的作用在锅炉内含的氧气含量不足的情况下,锅炉极容易直接灭火,被动停机这种被动的、不规范的停机状态对锅炉的伤害非常大,会极大程度减少锅炉的使用寿命,主要表现为,在进入缺氧燃烧状态时,锅炉内部结焦的可能性提升了3-5倍而控制CO含量能够有效避免结焦的可能,进而保护锅炉
9.可行性分析
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1.操作便捷从技术原理角度进行分析,测定锅炉co含量的技术同测定烟气含氧量的技术区别不大,两者的技术有很多共同点这就便于工作人员熟悉和掌握测定锅炉C含量的方法,电厂也不需要花费大量成本进行人员培训其次,工作人员在测定烟气含氧量时积累的经验也可以套用到新技术上最后,由于co的本身性质,其在锅炉内的变化速度较快,便于工作人员通过数据分析焚烧情况
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2.大气影响小根据原理,CO的产生是由于燃烧不完全因此,工作人员可以根据CO的含量判断锅炉的燃烧是否完全另外,CO在大气中的占比极低,即使出现漏风情况,也不会对锅炉内的CO测定造成较大影响
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3.调整技术由于co浓度在测定分析时具有明确的单位参数,所以可以最大程度避免工作人员的主观观念的影响工作人员不需要进行分析判断,只需要对比测定第12页共13页的含量以及理想的含量区间就可以看出锅炉内的co含量是否正常,进而采取相应的措施进行调整
10.结语垃圾焚烧电厂的工作对实现我国绿色发展战略,提高我国居民的生活水平有极大的作用采用co浓度测定法可以有效提高锅炉发电效益,减少污染,值得大量推广第13页共13页
10.结语13摘要随着我国经济发展和社会进步,我国居民开始逐步追求健康环保的生活环境,绿色生活的环保理念深入人心在全社会追求可持续发展的大背景下,如何通过运用新技术,提高垃圾焚烧电厂锅炉燃烧的效率,既保证锅炉的生产效率,又显著降低垃圾焚烧产生的污染以及消耗的能源,是垃圾处理行业必须面临的一大难题本文将根据本行业多年的工作经验,分析垃圾焚烧电厂锅炉燃烧技术目前存在的问题,并有针对性地提出调整方向,希望能够为行业发展提供借鉴关键词垃圾焚烧电厂;锅炉燃烧技术;垃圾焚烧发电,1_1—前三调整垃圾焚烧电厂锅炉燃烧技术不仅是满足我国居民追求绿色生活需求所必须的一个环节,也是实现我国绿色发展战略至关重要的一步我国垃圾焚烧发电技术在长期的使用过程中积累了大量的问题,并且采用传统的技术方法无法完全解决这些问题,因此有必要转变发展思路,减少垃圾焚烧产生的污染气体
1.燃烧过程自动调节的任务燃烧过程自动调节的任务如下
①维持热负荷与电负荷平衡,以燃料量调节蒸汽量,维持蒸汽压力
②维持燃烧充分,当燃料改变时,相应调节送风量,维持适当风煤比例
③保持炉膛负压不变,调节引风与送风配合比,以维持炉膛负压
2.燃烧控制概念垃圾焚烧锅炉有区别于燃煤锅炉和燃气锅炉的调整燃烧,因为垃圾锅炉燃烧的是近似于固体的垃圾稍有调整不当可能导致燃烧的垃圾未充分燃烧,致使燃烧产生的炉渣中混合着未烧透的垃圾,达不到垃圾焚烧要求的减量化、资第2页共13页源化、无害化所以在垃圾燃烧锅炉运行过程中,锅炉的燃烧调整至关重要我们来看下垃圾焚烧锅炉怎么达到最好的燃烧效果吧想要达到最好的燃烧效果就要懂得垃圾的焚烧过程,垃圾要从进厂区到在炉膛中焚烧的流程为进入垃圾储坑一发酵(包括部分水分的脱离)一垃圾吊抓到垃圾料斗一进入炉膛的干燥区一进入I级燃烧区一进入II级燃烧区(主要燃烧区)一燃尽区一完全燃透(产生炉渣、灰分)从垃圾这个流程我们就可以知道得到垃圾燃烧效果的影响因素影响因素
1、发酵效果;
2、垃圾在炉膛的干燥效果;
3、垃圾在炉膛的燃烧效果控制好了这几个因素,我们就可以做到尽最大的使垃圾燃烧充分其中因素
2、3与垃圾燃烧过程中的一次风、二次风配比与风压有关我们一起看下吧所谓燃烧控制指的是垃圾焚烧电厂锅炉在工作过程中的运行效率,是否能够将垃圾焚烧至需要的程度这对锅炉的燃烧控制精细程度提出了非常高的要求为了实现对锅炉的精细化控制,有必要对锅炉内部的焚烧情况进行实时监控,保证工作人员能够及时控制锅炉温度传统的监控方法是对锅炉内的烟气含氧量或者飞灰含碳量进行测量但这一监控方式在实践中经常受到其他客观因素的影响,导致监控结果同实际产生大量偏差,工作人员也无法做到及时调整锅炉,造成一定的焚烧污染另外,由于传统的焚烧控制方式需要人为操作,对降低垃圾焚烧电厂的成本不利为了避免传统锅炉燃烧技术的缺点,可以采用监控锅炉内部CO浓度的办法进行精确监控及控制,最终实现降低垃圾焚烧污染程度以及成本的目标
3.垃圾发酵效果垃圾在储坑中发酵可以使垃圾的水分部分脱干使得垃圾进炉膛燃烧时效果更佳,并且产生的可燃烧气体还起到了助燃的效果垃圾焚烧发电厂一般情况下会把垃圾分区堆在垃圾储坑中发酵5-7天再投入炉内燃烧经过这个发酵期,垃圾挥发分大量析出,同时垃圾所含的水分会第3页共13页蒸发或者渗出因而垃圾池最下层的垃圾会泡在渗沥液中,导致水分太大不利于燃烧,最上层的垃圾由于会暴露在空气中,导致发酵不完全也不利于燃烧这来就会得到的结论为垃圾池里发酵5-7天的中部垃圾最有利于燃烧为了垃圾的充分燃烧可以要求垃圾吊操作员应该将下部和上部的垃圾翻倒,使上部的垃圾进一步的发酵,下部已经发酵完全的垃圾得到干燥,将发酵完全的干燥的垃圾投入垃圾焚烧炉内燃烧
4.炉膛风量与燃料量配合风量过大或过小都会给锅炉安全经济运行带来不良影响锅炉的送风量是经过送风机进口挡板进行调节的经调节后的送风机送出风量,经过
一、二次风的配合调节才能更好地满足燃烧的需要,
一、二次风的风量分配应根据它们所起的作用进行调节一次风应满足进入炉膛风粉混合物挥发分燃烧及固体焦炭质点的氧化需要二次风量不仅要满足燃烧的需要,而且补充二次风末段空气量的不足,更重要的是二次风能与刚刚进入炉膛的可燃物混合,这就需要较高的二次风速,以便在高温火焰中起到搅拌混合作用,混合越好,则燃烧得越快、越完全
一、二次风还可调节由于煤粉管道或燃烧器的阻力不同而造成的各燃烧器风量的偏差,以及由于煤粉管道或燃烧器中燃料浓度偏差所需求的风量此外,炉膛内火焰的偏斜、烟气温度的偏差、火焰中心位置等均需要用风量调整垃圾焚烧炉内主要风量来自一次风机,二次风机起辅助送风的作用垃圾焚烧炉在额定工况下的一次风总量比二次风总量要高一次风出口的风压要维持在一定值之上,以确保有足够的风压穿透垃圾料层,燃烧区的一次风挡板开度为50%〜60%,保证能提供足够的氧量便于燃烧干燥区没有明火燃烧,一次风挡板开度适当减小,确保能使垃圾得到干燥即可,开度一般为20%〜30%;燃尽区既不燃烧也不需干燥,一次风挡板开度略开一点就行,一般为5%〜10%若燃尽区有未燃尽的垃圾在燃烧,应适当加大这一区域的风门挡板开度,使其有足够的氧气燃尽垃圾同时应提高
一、二次风的温度,以便维持炉内温度,提高热效率调整过程中遇到垃圾的水分过大时应该适当提高一次风的温度,使得进入炉膛的垃圾干燥效果得到进一步提高;调整过程中遇到垃圾的厚度过大时应该第4页共13页适当提高一次风的风压,保证一次风可以穿透炉膛的垃圾,保证一次风能起到干燥、助燃的效果
5.炉排速度、给料速度进入炉膛内的垃圾通过给料器均匀的铺设在炉排上进行燃烧给料器的速度直接影响着焚烧炉的垃圾处理量,炉排的速度则决定着垃圾在炉排上的厚度,调节好二者的速度关系,才能使垃圾在焚烧炉均匀稳定的燃烧燃烧调整过程中遇到垃圾的火床往主燃烧区逼近时,证明垃圾的燃烧效果好,炉膛中已经缺失垃圾,需要补充垃圾,这时就应该加大炉排速度、给料速度当调整燃烧过程中发现垃圾明显出现无法正常燃烧,且炉内垃圾发黑或者发现燃尽区炉排有未烧透的垃圾时应当适当减慢给料速度、炉排速度,保证炉膛中的垃圾能充分燃烧在调整此过程中要注意是否为垃圾水分、成分、厚度的改变引起的,然后针对具体原因来调整水分改变为调整垃圾干燥程度(一次风),稍微改变炉排速度、给料速度;成分改变则同时视情况调整一次风、炉排速度、给料速度;炉膛内铺料厚度过厚或过薄时先调整炉排速度,进而再调节一次风
6.综合调整
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1.概述垃圾焚烧炉在最大负荷运行时由于垃圾的热值在不断的变化,炉内的燃状况也会随时改变焚烧炉内的燃烧情况可通过炉膛火焰电视直观观测,但这种方式难以确定是何种原因引起的负荷波动,无法对焚烧炉做出相对应的调整负荷波动对参数直接的影响是炉膛温度的变化,其次是炉膛出口的氧气和一氧化碳浓度的变化在稳定的燃烧工况下,炉膛出口的氧含量为维持在一个定值左右,比如7%,一氧化碳浓度也维持在一个定值左右,比如8mg/n以下如果这两个参数的变化较大,说明炉内的燃烧效果不理想根据氧量和一氧化碳浓度的变化,可做出如下调整1)氧量增大,一氧化碳浓度正常;第5页共13页2)氧量增大,一氧化碳浓度增大针对现象1),最有可能的原因是总风量过大,炉内过量空气系数过高,导致氧量上升这种现象短时间内不会过大降低炉膛温度炉内空气过多会导致表层的垃圾迅速燃烧,而内部的垃圾不能燃烧完全,若不及时处理,长时间后一氧化碳浓度也会升高,最终导致焚烧炉负荷下降此时最直接的调整方法是降低二次风机的转速或者关小二次风机入口挡板,若二次风机已经在最小负荷,可相应的调整一次风机,使喷入炉内的总风量减小针对现象2),最有可能的是焚烧过程中出现最频繁的,氧量增大表示有足够的氧气参与燃烧,一氧化碳浓度增大说明炉内的垃圾没有及时燃烧,最有可能的原因的炉内垃圾料层过厚或局部料层过后料层过厚会使一次风不能穿透垃圾,导致垃圾不能干燥完全,燃烧区表层的垃圾在燃烧,而覆盖在底层的潮湿垃圾不能与炉内足够氧气接触参与燃烧,只能被不断加热,产生大量一氧化碳,一氧化碳又会和炉内底部的氧气反应生成大量二氧化碳,最终导致表层的垃圾也不能很好的燃烧通过观火孔可见炉内火焰不高,并有大量白烟冒出,严重者可能导致炉膛熄火此时应该减小给料器的速度或停止给料器,增大一次风量,提高一次风压,若不能维持炉膛温度,可启动辅助燃烧器,通过火焰电视观察炉内的燃烧情况,可缓慢恢复到额定工况总的来说垃圾焚烧炉在燃烧过程中要经常观测炉内燃烧情况,最主要的是控制好炉内料层厚度与一次风量的配比关系,给料器的速度调整后一定要相应的调整一次风量燃烧调整时,可根据氧气和一氧化碳浓度的变化结合炉内燃烧情况,分析出影响燃烧的原因,对炉排做出相对应的调整
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2.四角切圆锅炉二次风调整四角切圆锅炉二次风采用的是大风箱供风方式,每角的18只喷口连接于一个共同的大风箱,风箱内设有18个分隔室,分别与18个喷口相通各分隔室入口处均有百叶窗式的调节挡板二次风的调节依据是维持最佳氧量辅助风是二次风中最主要的部分它的作用是调整二次风箱和炉膛之间的压差(原则上不低于380Pa)o从而保证进入炉膛的二次风有合适的流速,以便入炉后对煤粉气流造成很好的扰动和混第6页共13页合,使燃烧工况良好总二次风量按照燃料量和氧量值进行调节,各燃烧器辅助风的风门开度按相关规程要求的炉膛/风箱压差进行调节油层均有各自的油配风,油配风的开度有两种控制方式油枪投入前,该油枪的油配风挡板开至20%以上;油枪停用时,则与辅助风一样,按炉膛/风箱压差进行调节在一次风口的周围布置一圈周界风,可以增大一次风的刚性;可以托浮煤粉,防止煤粉离析,避免一次风帖墙;还可以及时补充一次风着火初期所需要的氧气一般说来,对于挥发分较大的煤,周界风的挡板可以稍开大些,这样有利于阻碍高挥发分的煤粉与炉内烟气混合,以推迟着火,防止喷口过热和结渣同时由于挥发分高而着火快,周界风可以及时补氧但对于挥发分较低的煤而言,最好减少周界风的份额,因为过多的周界风会影响一次风着火的稳定性周界风还可冷却燃烧器,运行磨煤机对应的周界风开度不小于20%,停运磨煤机的周界风可调至10%0上层燃尽风的调整主要用来调整A、B侧蒸汽温度偏差,同时上层燃尽风开大后还可抑制NO的生成量机组满负荷时上两层尽量开至60%以上,低负荷时在风箱差压允许的情况下,也可开至20%以上
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3.前后墙对冲锅炉二次风调整前后墙对冲锅炉二次风调整方法如下
①调节二次风挡板时优先关小停运磨煤机二次风挡板开度,停运磨煤机二次风挡板开度最小可关至20%,然后再关小下层燃尽风挡板,满负荷时下层燃尽风挡板开至50%以上
②运行磨煤机二次风挡板开度控制在70%〜85%,根据磨煤机煤量控制二次风挡板开度,煤量大于60t/h,二次风挡板开度大于80%
③根据飞灰含碳量变化及时调整锅炉运行风量,优先调整挡板开度,挡板全开后通过增加二次风母管压力增加风量
④上层燃尽风尽量保证全开,控制脱销入口氮氧化合物,降低脱销用氨量
⑤锅炉运行遵循先加风后加负荷的原则,负荷上升时及时增加二次风量,停磨煤机前先增加运行磨煤机二次风量再关小停运磨煤机二次风量,启动第7页共13页磨煤机前先开启二次风门再启动磨煤机
⑥机组运行时注意二次风挡板开度与风量的匹配关系,如发现差别较大可能为调节挡板执行机构脱开,就地及时检查,有异常联系点检处理
6.
4.低负荷时要多投用上层燃烧器大多数中、高压锅炉的过热器是以对流传热为主的,对流式过热器的蒸汽温度特性是随着负荷降低,蒸汽温度下降当锅炉负荷较低时,有可能出现减温水调节阀完全关闭,蒸汽温度仍然低于下限的情况虽然可以采取增大炉膛出口过量空气系数或增大炉膛负压的方法来提高蒸汽温度,但这些方法因排烟温度提高,排烟的过量空气系数增加,造成排烟热损失上升,导致锅炉热效率下降如果尽量停用下层燃烧器,而多投用上层燃烧器,则由于炉膛火焰中心上移,炉膛吸热量减少,炉膛出口的烟气温度上升过热器因辐射吸热量和传热温差增大,过热器总的吸热量增加,使得蒸汽温度上升这种调节蒸汽温度的方法经济性较好,在因负荷较低导致蒸汽温度偏低时,是应首先采用的方法
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5.锅炉氧量调整锅炉高负荷运行时,由于炉膛温度高,燃烧稳定,排烟损失较高,为了提高锅炉效率可根据实际煤质等情况,适当降低过量空气系数运行降低氧量后,排烟损失降低,可使锅炉效率提高,但必须有试验数据作为指导调整的依据,可在满负荷时调整不同的氧量值测量飞灰含碳量及CO含量,还可做更严谨的试验进行验证,如在高负荷时不同的氧量下测量锅炉效率,由此来确定锅炉运行的最佳氧量另外,由于氧量表是在省煤器后,不在炉膛出口,由于炉膛出口至省煤器出口烟道有漏风,会造成氧量显示较实际炉膛出口氧量高,因此,在锅炉氧量调整时要把这部分漏风考虑进去
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6.低负荷运行燃烧调整注意事项锅炉低负荷运行时燃烧调整注意事项如下
①低负荷时应尽可能燃用挥发分较高的煤当燃煤挥发分较低、燃烧不稳时,应投入点火油枪助燃,以防止可能出现灭火
②低负荷时投入的燃烧器应较均匀,燃烧器数量也不宜太少第8页共13页
③增减负荷的速度应缓慢,并及时调整风量注意维持一次风压的稳定,一次风量也不宜过大燃烧器的投入与停用操作应投入油枪助燃,以防止调整风量时灭火
④启、停制粉系统及冲灰时,对燃烧的稳定性有较大影响,各岗位应密切配合,并谨慎、缓慢地操作,防止大量空气漏入炉内
⑤燃油炉在低负荷运行时,由于难以保证油的燃烧质量,应注意防止未燃尽油滴在烟道尾部造成复燃
⑥低负荷运行时,要尽量少用减温水(对混合式减温器),但也不宜将减温门关死
⑦低负荷运行时,排烟温度低,低温腐蚀的可能性增大因此,应投入暖风器或热风再循环
7.常规燃烧控制措施存在的问题分析
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1.客观因素问题可能导致垃圾焚烧过程中监控不准确的客观因素大致有三种
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1.监控设备不稳定垃圾焚烧锅炉通常使用的监控设备为氧量表,通过分析锅炉内部的氧含量判断垃圾的焚烧程度但是,在锅炉漏风的情况下,氧量表测定的氧气含量通常会高于锅炉实际情况,进而影响工作人员判断
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1.
2.烟气分布问题垃圾在锅炉内焚烧产生的烟气是不可控的,且烟气的成分受多种因素影响变化较大,很难判断烟气成分因此,在监控过程中烟气会造成较大干扰
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2.
3.燃烧物质问题垃圾焚烧发电技术同常见的发电技术最大不同点在于使用的燃烧物质不同常见的发电技术以煤炭等为燃烧源,不同煤炭块之间的性质接近一致,在燃烧过程中可控性较强,比较稳定而垃圾焚烧发电技术由于燃烧的是不同的垃圾,燃烧源的构成复杂,性质变化大即使采用多种技术,也无法避免在燃烧过程中存在不可控的问题这种不可控也会对工作人员监控锅炉的内部情况造成干扰,进而影响后续锅炉控制情况第9页共13页。