推动垃圾焚烧发电行业可持续发展张加霞

推动垃圾焚烧发电行业可持续发展张加霞

张加霞李颜

中国核电工程有限公司深圳设计院广东深圳518000

摘要：采取焚烧法处置生活垃圾最早始于19世纪中期，因符合固体废弃物处理的“减量化”、“无害化”和“资源化”的原则，20世纪80年代中后期开始，我国生活垃圾焚烧发电行业发展迅速，特别是“十三五”以来，各地资金投入持续加大，垃圾收储运体系日趋完善，垃圾焚烧企业数量和处置能力快速增长，生活垃圾无害化处理率显著提高。但由于生活垃圾成份复杂，所含污染物种类繁多，焚烧产生的烟气中会含有大量污染物，若不选用合适的防治措施，将对周边生态环境造成严重污染。

关键词：生活垃圾；焚烧发电；可持续发展

垃圾焚烧发电厂通过对各种生活垃圾进行焚烧处理，既减少了生活垃圾对环境的污染，也生产了丰富的电力资源，是一种非常节能环保的生活垃圾处理方式，但是在进行垃圾焚烧的过程中，如果不能对所产生的烟气进行正确有效的处理，很容易引起严重的二次污染。文章在分析垃圾焚烧发电原理的基础上，进一步提出了相应的防治措施。

1垃圾焚烧发电基本流程

目前的城市生活垃圾一般是由专门的垃圾车集中收集在一起，随后经过垃圾运输车把生活垃圾运送到垃圾焚烧发电厂，经过称重环节，然后运输车把垃圾集中卸在垃圾池中，通过垃圾吊车的工作，把垃圾投送到垃圾燃烧炉内，经过燃烧炉的焚烧作用，一般可减少80%～90%。一些有害固体废弃物通过焚烧，可以破坏其组成结构或杀灭病原菌，达到解毒除害的目的。垃圾燃烧产生的高温烟气，经过烟道流经余热锅炉，其热量被余热锅炉吸收利用，可以产生大量高温、高压蒸汽，利用这些高温、高压蒸汽可以推动汽轮发电机转子转动进行发电，使得垃圾燃烧产生的热能逐步转化为可以供人类所利用的电能。在这个过程中，锅炉以及汽轮发电机要受到严格的控制和监视，保障整个过程的安全稳定运行。燃烧完全的垃圾会产生少量炉渣，这些炉渣可送至综合利用厂再利用。在垃圾燃烧过程中产生的大量粉尘，经过半干式烟气净化装置以及袋式除尘器收集之后，把不具有污染性的粉尘和炉渣一同输送到综合利用场中；对于具有危害性的粉尘需要经过再次处理，把危害性的粉尘与水泥、螯合剂等一起进行固化，然后运送到固定的填埋地点进行填埋。垃圾经过焚烧产生的烟气，一定要通过烟气净化处理装置和粉尘过滤系统后，使得烟气达到国家规定的排放标准后，才可以把烟气排放到环境之中。

2垃圾焚烧炉的技术解析

目前国内已经投产运行的垃圾焚烧发电厂大部分的焚烧炉都采用的机械炉排炉，此种炉型由于其稳定和可靠性也将成为以后垃圾焚烧发电的主流炉型。

机械炉排炉的关键设备是焚烧炉排，各种炉排炉的最大区别也在于炉排的结构型式和运动方式，国内几种应用较广的型式有：逆推式炉排炉、顺推式炉排炉及往复翻动式炉排炉等。日本三菱、比利时西格斯（SEGHERS）、法国ALSTOM（SITY2000焚烧技术已被德国马丁公司收购）、德国DBA、日本田熊、丹麦VOLUND、瑞士VON-ROLL等均开发、制造出适应中国高水分、低热值垃圾的大型炉排炉。

国外垃圾特点是：分类充分，热值比较高（2000～3000kcal/kg），水份低、灰份低，对垃圾搅拌和干燥的要求不高，因此，普遍采用顺推、阶梯分段炉排，同时，前后拱高，高温烟气大部分从炉膛中后部进入余热锅炉。

由于我国垃圾具有未分类、热值低（1000～1500kcal/kg）及水分和灰分高的特点，为使垃圾得到稳定可靠的燃烧和充分燃烬，要求焚烧炉必须具有良好的干燥、翻动、搅拌和拨火功能，还要求利用高温烟气的对流、辐射作用对入炉垃圾进行充分的预热和干燥。

各种炉型在国内的运行实践表明，逆推式炉排炉和具有翻动、搅拌功能的顺推炉排炉运行情况较好，兼有逆推和顺推的中国二段式炉排炉运行情况也较好。除了对垃圾的翻动、搅拌要求外，还要求利用高温烟气的对流、辐射作用对入炉垃圾进行充分的预热和干燥。

根据以往经验，国内主流的三菱-马丁、西格斯、日立和SITY2000，单炉处理能力600t/d的炉排炉均属于成熟工艺，运行可靠，代表了国际先进技术水平。相较于其他炉排，三菱-马丁炉排具有较短的干燥和点火时间、极低的灰渣热灼减率、高效率的燃烧等优点。

其主要特点有：

（1）灼热的物料沿炉排表面向上滑动，使新加入的垃圾与灼热层混合在一起，因此干燥和点火可在很短时间内完成。

（2）逆推倾斜炉排，没有阶段落差，炉排片表面设有角锥，可加强对垃圾翻动、搅拌的作用；在燃烧过程中，整个垃圾层被均匀搅拌，以达到完全燃烧。在后燃烧阶段，残留可燃物通过同样的逆推方式送回燃烧区，继续燃烧，使燃烧更充分。

（3）从干燥到燃烧过程均在逆推炉排上进行，所以炉排的效率非常高。采用高风阻炉排，可提高热负荷，供风比较均匀，受料层厚度影响小。炉排片型式较多，对垃圾有搅拌作用，不同宽度的炉排片交错排列，供风均匀。

（4）由于垃圾层能充分搅拌，因此料层非常平整，燃烧状态稳定，炉膛温度的波动可以控制在很小的范围内。

（5）采用溶渣滚筒可以调节料层高度。

3改善城市垃圾焚烧厂运行的建议

3.1降低垃圾焚烧发电厂的建设成本

目前垃圾焚烧发电厂建设成本过高是制约其建设的重要因素。从垃圾焚烧发电厂的建设成本分析可以看出，其建设过程中主要的支出部分是焚烧设备和技术的进口。为了降低建设成本，就必须从降低焚烧设备价格方面入手，要想达到这个目的就需要设备生产厂加大对垃圾焚烧设备的研制力度，保证能够大批量生产出合格的国产垃圾焚烧设备，减少建厂过程中对于购买设备和技术的资金支出。

3.2寻求垃圾焚烧发电的政策支持

在目前的垃圾焚烧发电厂的建设和运营过程中，要善于借助于政府颁布的相关政策，来加强自己的建设和运营。此外，在目前垃圾焚烧发电的应用前景下来看，政府部门要加强对垃圾焚烧发电的扶持力度，加大相关政策的落实，使得垃圾焚烧发电厂可以真正地得到出台政策的扶持，进而进行发展与建设。

3.3要积极加大研究和开发力度

不断改善当前我国垃圾的处理和分类工作，逐步发掘应用控气式热解焚烧炉的巨大潜力。垃圾焚烧发电厂在选择垃圾焚烧炉时，要注重结合自身的经济情况和发电规模，选择合适的垃圾焚烧设备和方式，并根据相关设备的优势和不足及时采取相应的配套设施和技术来进行完善，比如加强焚烧炉质量的控制和管理工作、合理控制焚烧炉内的风速和氧含量以及焚烧混合材料的选择等，不断改善垃圾焚烧炉的性能，保证在垃圾得到充分燃烧的基础上，实现对污染烟气排放的有效控制。

总之，生活垃圾焚烧发电项目越来越成为解决生活垃圾环境问题的重要处置方式，在各地的应用和建设也越来越多。把握好发展中的关键问题，有利于解决项目规划、建设、运行中可能会出现的问题，同时也着实为保护居民环境做出切实的贡献。

参考文献

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[2]刘洪辰，杨佳薇.中小城市垃圾焚烧发电的可行性分析[J].科技传播，2016，11：138-140.

[3]李大中，唐影.垃圾焚烧发电污染物排放过程建模与优化[J].可再生能源，2015，01：118-123.