蘇州市生活垃圾焚燒發電廠爐渣熱灼減率監測與分析

謝瑞林，錢寅飛

（蘇州市環境衛生管理處，江蘇 蘇州 215007）

蘇州市環境衛生管理處固廢處置監管中心作為蘇州市生活垃圾處理終端的監管單位，從2011年1月開始委托第三方權威機構對焚燒廠爐渣熱灼減率開展監測。通過對該項目的實施，既可加大對焚燒爐工況監控管理，更為焚燒監管提供科學、有力的依據，又可嚴防運行企業多燒快燒，確保焚燒持續穩定進行。

1 蘇州市垃圾焚燒廠概況

蘇州市垃圾焚燒發電廠由中國光大國際有限公司與蘇州市人民政府采用BOT合作方式投資建設，利用蘇州城市生活垃圾為燃料進行電力生產。整個項目由一、二期、三期（建設中）組成。

焚燒工藝：目前蘇州市近70%的生活垃圾（約2 600 t/d）進入焚燒發電廠處置，生活垃圾卸料至垃圾倉內分區堆放發酵后投入往復式機械爐排焚燒爐，焚燒爐出口布置臥式多回程余熱鍋爐，過熱蒸汽進入抽凝式汽輪發電機組，焚燒煙氣經過滲瀝液回噴+脫硝+半干法脫酸+活性炭噴射吸附+干法脫酸+布袋除塵裝置后達到歐盟2000標準，高空排放。焚燒爐渣采用制磚形式進行綜合利用，主要用于生產非燒結尾礦磚。蘇州市垃圾焚燒發電廠工藝見圖1。

爐型介紹：一期1#、2#、3#爐2006年投入商業運行，每臺爐日處理能力350 t，二期4#、5#爐于2009年投入商業運行，單臺爐日處理能力500 t，一、二期均采用Seghers－Keppel公司技術生產的多級爐排垃圾焚燒爐，其關鍵部件由Seghers－Keppel公司供貨，其余部分設備由國內加工制造。

2 監測方案

爐渣樣本采取不定期采集方式，平均每月取樣2次，5臺爐（分別編號1～5#爐）每次每臺焚燒爐采集10個樣本，通過對采集的樣本進行預處理、制樣、測試等過程，獲得每個樣本的熱灼減率檢測值，對檢測結果進行統計分析，計算得到平均值和標準偏差，樣本結果x以樣本的平均值（x）和平行樣本的標準偏差（s）組合表示，即：x=±s，最終形成監測數據報告。2011年度對蘇州市生活垃圾焚燒廠焚燒爐渣共進行29次采樣測試，其中一期1#、3#爐和二期5#爐由于停爐檢修原因存在幾次未采集到樣品的情況。

3 實驗結果與分析

根據CJJ 90—2009生活垃圾焚燒處理工程技術規范的要求，為確保達到焚燒垃圾污染物排放標準，確保二惡英高溫分解，在規定燃燒室燃燒溫度條件下，熱灼減率應達到不大于3%～5%的指標。在CJJ/T 137—2010生活垃圾焚燒廠評價標準中將爐渣熱灼減率測試結果作為垃圾焚燒效果評價項的子項，當爐渣熱灼減率月平均值≤3%，最高值不大于5%時可給予滿分；當月均值大于5%時，給予0分。

因此，將3%和5%作為2個分界點進行數據匯總分析，以比較焚燒線間焚燒效率的差異，使熱灼減率測試值更符合標準要求。

3.1 年度數據評價

對2011年度1～5#爐的爐渣熱灼減率平均值統計，可得到各爐熱灼減率年均值比較圖（見圖2）。

從圖2可知：一期1#、2#、3#爐均值十分接近，在4.1%左右。二期4#、5#爐的爐渣熱灼減率均值明顯低于一期熱灼減率均值。分析原因主要與一期的設備老化（爐排間間隙增大）及二期焚燒爐在技術和工藝上有所改進有關。

根據各臺爐年度監測數據統計，蘇州市生活垃圾焚燒廠5臺爐的爐渣熱灼減率平均值分別為4.05%、4.07%、4.06%、3.52%和 3.65%，焚燒水平符合CJJ/T 137—2010所規定的中等水平。

3.2 單臺爐評價

將不同焚燒線單臺爐所有的監測數據按照3%與5%分界線進行匯總統計，得到表1。

從樣本的測試結果比較可知，一期2#爐的單個爐渣樣本測試結果要好于其他2個焚燒爐的樣本測試結果。3#爐次之，1#爐焚燒效果最差。在實際生產運行中，2#爐的工況表現穩定良好，在2011年度曾創下連續穩定運行180余d的蘇州市垃圾焚燒發電廠運行記錄。1#爐工況最不穩定，爐排故障率較高，1 a中（2011年）還發生過5段爐排脫落的事故。通過將焚燒爐的運行監控記錄與熱灼減率的檢測數據進行對比分析，結果吻合。

表1 單臺爐監測數據統計

二期2條焚燒線中4#爐290個爐渣樣本中，有3.4%個樣本的熱灼減率測試結果超過標準控制值，有34.8%個樣本測試結果在3%以下。5#爐270個樣本中有3.7%個樣本的熱灼減率測試結果超過標準控制值，有28.5%個測試結果在3%以下。比較測試結果可知在該階段二期4#爐的焚燒效率要高于二期5#爐。

從單個樣本測試結果比較中也可知，二期焚燒爐的焚燒效率優于一期焚燒爐。2條焚燒線爐渣樣本的超標樣本數均在4%以下，比一期焚燒線的超標率低了8個百分點。熱灼減率在3%以下的樣本數占樣本總數的30%左右，比一期焚燒線高了近10個百分點。再次說明二期焚燒爐在技術和工藝改進之后，焚燒爐的運行、焚燒效率、焚燒處理的減量、減容化都有明顯提升。

3.3 趨勢變化分析

將每個月的測試結果進行匯總計算得出爐渣熱灼減率的月度均值，結果見表2。

表2 2011年蘇州市生活垃圾焚燒廠爐渣熱灼減率月均值 %

通過表2再次驗證了二期焚燒線的焚燒效果要優于一期焚燒線。2011年10月，一期的3條焚燒線各有1次超標情況，超標值依次為7.18%、7.16%和 6.71%，超過了 6%，分別比 GB 18485—2001生活垃圾焚燒污染控制標準中的控制值高了2.18、2.16和1.71個百分點，同期二期的2條焚燒線雖然監測值相對較高，但未出現超標情況。

從爐渣熱灼減率≤3%的情況比較中也可以驗證二期焚燒線的焚燒效率優于一期焚燒線，其中二期焚燒線有3次樣本的月均值≤3%，一期1#焚燒線樣本在2011年7月的測試均值在3%以下，為2.74%，其余一期焚燒線爐渣熱灼減率月度均值均在3%以上。

將月平均值匯總表轉化成月平均值比較（見圖3），可以更好地觀測焚燒爐全年的運行情況。

從圖3可知，焚燒廠全年的爐渣熱灼減率呈起伏波動的趨勢。從運行監管角度分析，根據蘇州市垃圾焚燒特許經營權協議要求，焚燒廠的爐渣熱灼減率需控制在5%以內，否則將進行違約罰款。4、5、6月取樣結果中均出現了超標樣本（月均值未超標），監管部門對此進行了警示、違約處罰。之后，焚燒廠向監管部門提交了整改報告，生產運行進行了相應調整，7、8、9月檢測結果顯示了整改效果。至10月，監測數據急劇上升，焚燒廠提交的分析整改報告指出主因為人員思想松懈，采取爐渣指標與運行人員的績效掛鉤的方式，加強內部考核力度。后續2個月爐渣熱灼減率均值逐步下降，至12月，5臺爐的均值低至3%左右，達到了全年的最好水平。

4 結論與建議

1）蘇州市生活垃圾焚燒廠5臺爐爐渣熱灼減率平均值為 3.52%～4.07%，均在GB 18485—2001控制值5%以下，焚燒水平處于CJJ/T 137—2010所規定的中等水平。

2）蘇州市生活垃圾焚燒廠二期焚燒線的焚燒效率要明顯優于一期焚燒線，其中一期2#爐焚燒效果最好，3#爐次之，1#爐最不穩定；二期4#爐焚燒效果好于5#爐。

3）焚燒效果不僅與設備工況有關，運行人員的責任心及操作能力也是影響焚燒效果的重要原因之一。

蘇州市生活垃圾焚燒廠要繼續提高焚燒效果，不斷降低爐渣熱灼減率，力爭將均值保持在3%以內，建議：①監管部門要繼續做好爐渣熱灼減率的抽檢工作，真實、權威地反映蘇州市生活垃圾焚燒廠的焚燒效果。以《特許經營權協議》及量化考核制度為抓手，對發現的問題及時要求焚燒廠進行整改，杜絕多燒快燒。另外，建立健全考核機制，將焚燒效果或上網電量與績效考核掛鉤，提高運行人員主觀能動性。②針對一期焚燒線熱灼減率相對較高的現象，焚燒運行部門可通過增加燃燼區的停留時間、調整風量配比、加強管理等方式降低焚燒爐渣的熱灼減率。③目前，國內所有的生活垃圾焚燒企業都需要政府補貼，為使政府的每一分補貼都能確實發揮作用、落到實處，2012年3月國家發改委發布《國家發展改革委關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》（發改價格〔2012〕801號），文件要求由以垃圾焚燒進行補貼形式轉變為以每噸生活垃圾折算上網電量的補貼形式，國家也在通過相關政策引導、鼓勵垃圾焚燒企業來提高噸垃圾發電量，所以建議國內生活垃圾焚燒企業應逐步轉變之前片面追求垃圾處理量及發電量的觀念，把提高噸垃圾發電量作為主要生產考量依據，盡量把每噸垃圾的能量余熱發揮出來，同時又減少生活垃圾總量。