In much the same way as other industrial plant facilities, waste incinerators are usually designed and constructed to perform at the design point. Recently there have been many phenomena, such as the increase of waste heating value, change of load and alteration of the operation method. Off-design points operation of the incinerators leads to the problems in operation of the flue gas treatment system, the thermal damage of incinerator wall, and so on.
In this study, engineering approach using computational tool along with field test and observation is summarized. For computational tools, 0-dimensional model for heat and mass balance, computational fluid dynamics (CFD) and solid bed combustion analysis are employed. Four domestic municipal solid waste (MSW) incinerators have been measured and data have been used as comparison with computational analysis. They play a key role for decision of excessive air ratio, allocation of primary air on each grate, secondary air ratio.
The lower heating value (LHV) of waste has exceeded the range of design point. According to this phenomenon, operation points must be rearranged. In addition to operation points, design parameters are analyzed which are secondary air infection angle and secondary air nozzle height difference. On the basis of evaluation parameters like mixing effect and residence time of combustion gas, design parameters have been proposed for the off-design conditions.
다른 산업 플랜트와 같이 소각로는 설계 범위에서 건설되었다. 최근 폐기물 발열량증가, 부하와 운전방식 변경 등의 현상이 발생하였다. 탈설계 조건에서 소각로 운전으로 인해 배가스 후처리 장치 성능 변화와 내화벽 열손상 같은 문제점이 발생하였다.
본 연구에서 소각로 측정과 계산 방법 등의 공학적 접근법이 요약된다. 계산 방법으로 열 및 물질 정산, 전산해석의 방법이 사용된다. 국내 4개의 도시폐기물 소각로의 운전 데이터를 측정하여 계산결과와 비교한다. 이를 통해 연소실 과잉공기비, 주 연소공기 단별 분배비, 이차공기비를 설정한다.
최근 폐기물의 발열량이 설계 범위를 초과하였다. 이에 따른 새로운 운전 조건이 설정되어야 한다. 운전 조건 외에도 설계 인자로써 이차노즐 분사각도와 노즐 높이차에 따른 성능을 해석한다. 혼합효과와 연소가스 체류시간 등의 판단 인자를 통해 탈설계 조건에서의 설계 인자를 제시한다.
