城市生活垃圾特性及其對焚燒處理質量的影響

王煒嵐

（上海浦城熱電能源有限公司御橋生活垃圾焚燒發電廠，上海 201204）

城市生活垃圾特性及其對焚燒處理質量的影響

王煒嵐

（上海浦城熱電能源有限公司御橋生活垃圾焚燒發電廠，上海 201204）

分析了城市生活垃圾的熱值、水分、種類分布、灰分等各種特性對垃圾焚燒發電熱效率的影響及其解決方法。

城市生活垃圾；垃圾熱值；焚燒處理

1 城市生活垃圾特性分析及其對焚燒處理的影響

1.1 垃圾熱值低

1.1.1 垃圾全年平均熱值低

垃圾全年平均熱值低是指低于設計垃圾熱值。設計時取樣垃圾熱值為5 000～7 500 kJ/kg，而根據實際運行數據得出，全年的平均熱值只是維持在3 700～4 600 kJ/kg的水平，遠遠達不到設計熱值。造成此差距的原因是由于垃圾采樣時受季節、氣候、采樣區域等條件限制，故得出一個較高熱值，并據此主要決定了焚燒系統的設備設計規范，進而直接影響到投產后的運行調節。

1.1.2 熱值分布不均

1）受氣候影響。夏天，垃圾存儲24 h以上，垃圾表面水分容易淅出并由滲瀝液排水系統排出。環境溫度高（30℃以上）垃圾自行發酵，且產生一定的沼氣助燃，此時垃圾熱值高、易燃，且燃燼率高，渣細，煙氣指標好，減輕了煙氣處理的負荷，經濟性也高。冬天，水分處于冰、霜狀，垃圾中的水分不易淅出，也不易被滲瀝液系統排出。氣溫低不利于垃圾的發酵，垃圾在進入爐膛后，原本應該烘干段的卻成了解凍段，不易點燃造成爐溫低，爐蓄熱量低，新進入的垃圾更不易烘干點燃。如此惡性循環，易造成煙氣中二惡英的生成。如僅靠點油槍噴油助燃，雖能救一時之急，但會增加煙氣中硫的成分，增加煙氣處理的負擔。另外，江南地區特殊的梅雨季節，一定時期內降雨量大也是造成垃圾含水率高、熱值低的主要原因之一。

2）受地理環境影響。城市居民平均生活水平的高低直接決定了垃圾熱值的高低。如東部沿海發達城市的生活垃圾熱值比中西部欠發達地區的生活垃圾熱值高。而城鄉結合部的生活垃圾中因混合了部分農作物垃圾（如麥桿、麥秸）其熱值又較市區單一的生活垃圾熱值高。而賓館、航空垃圾、醫療衛生垃圾（棉布、紗布類多）熱值又明顯高于居民生活垃圾，但這些所占垃圾量的比例很小，對提高生活垃圾整體熱值并不十分明顯。

1.2 垃圾含水率高

城市生活垃圾以蔬菜、果皮類為主，故垃圾含水率遠大于設計值。且滲瀝液中的漂浮物常堵塞出水管道，加劇了這一現象。含水率越高的垃圾越容易引起垃圾進料口的搭橋，或者是滑料而引起爐膛進料不均勻。而水分的多少直接影響爐膛溫度，進而影響煙氣排放質量。

1.3 垃圾種類分布不均

由于經常有一些建筑垃圾傾入，如水泥塊、柏油筒等不能被燃燒，且體大堅硬，經常造成爐排卡澀、變形，出渣機堵塞等故障，直接影響設備安全。

生活垃圾組分變化很大，夏天瓜果蔬菜類多（水分多、不易燃燒），臨近年底，隨著市民棄舊納新，破衣服、棉被、鞭炮屑等相應多一些（熱值高、易燃燒）。又如園林植物類、塑料飯盒類、玻璃制品、橡膠制品等，由于樹葉枝干等木材類熱值高，但不易燃燼，故對燃燒時間要求高；塑料類易點燃，但一燒即化，易造成后續進料跟不上，垃圾斷層；玻璃、橡膠類，燃燒后會產生熔融狀物體，易粘連爐排，堵住風口。

1.4 垃圾灰分多

與燃煤相比，垃圾中的灰分偏多，直接造成了煙道和熱交換器管道間的積灰嚴重，降低了熱交換效果。在運行中也經常會塌灰，造成爐膛負壓瞬間波動，甚至影響安全運行。同時，煙氣中的飛灰含量大，積聚在尾部煙氣處理系統中布袋除塵器的布袋上，造成布袋兩邊壓差大，增加了引風機的負荷，不利于爐膛負壓運行。垃圾的積灰因其腐蝕性比煤灰嚴重得多，故造成大量測溫元件、傳感器、取樣管等腐蝕、變形以及傳送數據偏差大，增加了實際運行工況的分析、判斷難度。

2 改善和提高熱效率的方法

2.1 從政策、環境源頭上給予一定保障

對于諸如建筑垃圾混入生活垃圾的現象，可通過依靠各級政府職能部門協商并加強政府職能部門監督、管理的力度，從源頭著手控制管理，在生活垃圾進入垃圾倉前就進行分類，在垃圾進倉以后，在垃圾倉進行垃圾攪拌時若發現有大塊建筑垃圾及時清除，避免其進入爐膛而影響到燃燒運行。

2.2 在系統設備硬件上給予改善

1）為了有效降低垃圾中的水分，應盡可能地使垃圾中的水分淅出，這就需要足夠的儲存空間和時間，同時應對滲瀝液系統進行改造，增加滲瀝液系統排水能力，并使垃圾存儲階段水分大大降低。

2）為了有效緩解垃圾熱值不均勻的問題，應在垃圾倉內對各種垃圾進行充分攪拌，使其熱值均勻有利于燃燒，同樣需要有足夠的垃圾倉空間。但垃圾倉空間的大小、深度又受到如廠房建設規劃用地面積、廠內道路建設設計配套、垃圾吊電線電纜等很多因素的限制。

3）為了適應水分多、熱值低、燃燼率低的垃圾燃燒，只有通過盡可能地延長燃燒時間使垃圾充分燃燒，可在設計時適當加長爐排尺寸、放低爐排角度以換取燃燒時間，但設備尺寸的改變同樣受到鍋爐整體結構尺寸、煙道體積、熱容積等很多因素的制約。

4）對于改善積灰嚴重的問題，通過對吹灰系統設備的改造（吹灰角度、吹灰時間的改變）可以大大提高吹灰效果，減輕積灰程度，提高熱交換效果。同時增加對布袋除塵器的氣壓沖刷、提高沖刷氣壓、及時清除，盡可能地減少布袋上的積灰，以利于爐膛負壓運行。

2.3 通過運行調節方式等給予提高

2.3.1 增加預熱風量

增加進入爐膛的熱一次風量，以提供更多的熱一次風來烘干預熱垃圾。但是，隨著送風量的增加也必然會增加鍋爐引風機的負荷，使設備長期在高負荷下運行，影響設備使用壽命和系統運行穩定。同時對爐膛內保持微負壓運行狀態的燃燒環境也會造成擾動影響。

2.3.2 堆厚垃圾料層

為了進一步烘干垃圾，往往將爐排上的垃圾料層堆得比設計厚（設計值為0.5～0.8 m），再配合調節合適的爐排運行速度。

1） 爐排運行速度慢。垃圾烘干透，燃燼率高，但負荷波動大，負荷曲線往往表現為在低位平穩較長時間（烘干段），然后快速上升（燃燒段），隨后又較快回落（燃燼段），如此周而復始。但這樣的燃燒方式不穩定，工況擾動比較大，會影響過熱器、爐管、爐墻壁等設備壽命。

2）爐排運行速度快。可在較高負荷段平穩運行，波動小，其缺點是因爐排運行速度快，造成垃圾料層只燒透表面垃圾，垃圾燃燼率低、鍋爐熱效率低，還易造成爐出渣機堵塞，而引起被迫降低鍋爐負荷甚至停爐搶修。故爐排運行速度的調節需要長時間的運行積累，方能摸索出一個最佳經驗數值以應對各種狀態的垃圾。

但垃圾料層堆較厚（0.8～1.2 m） 雖能有效提高負荷、提高熱效率，但也造成了爐排負載過重，爐排軸承磨損、變形、液壓動力機構損壞，縮短了設備使用壽命。更嚴重的是增加了垃圾烘干的時間，必然會使火焰中心下移。爐排兩側墻上都有爐墻冷卻風口，有效保護爐側墻保溫材料，但隨著火焰中心下移，爐排尾部溫度高，爐墻后拱未設計安裝冷卻風口，故容易造成爐墻后拱處保溫材料損壞、開裂、脫落，嚴重影響鍋爐安全運行。

2.3.3 其他運行經驗

在實際的運行調節中，還有其他一些小訣竅，如快速鋪料法、撲火法、悶鍋法、風箱法等，但需結合實際運行工況、垃圾狀態、系統設備等情況綜合而定。

3 結束語

生活垃圾的特性會隨著社會的發展、城市結構的變化、人民生活水平和習慣的改變而改變，環境排放指標的要求也會越來越高。在垃圾焚燒處理領域，要從提高垃圾燃燼率、提高熱效率等方面著手，我們的政策就會越來越有利于行業的發展、設備會越來越先進、技術會不斷地進步、從業人員的技能水平會不斷地提高，環境質量也會得到不斷改善。

Characteristics of Municipal Domestic Waste and Its Influence over Incineration Effect

Wang Weilan
（Yuqiao Domestic Waste Incineration Plant,Shanghai Pucheng Thermal Power Co.,Ltd,Shanghai 201204）

The influence of characteristics of municipal domestic waste over thermal efficiency of waste incinerationpower generation was analyzed,such as waste heat value,water content,species distribution,and ash content.And its solution was put forward.

municipal domestic waste；waste heat value；incineration treatment

X705

B

1005－8206（2012） 01－0050－03

2011-09-01

王煒嵐（1975—），工程師，主要從事熱能動力技術管理工作。

（責任編輯：張藝）