蘇州市生活垃圾焚燒發(fā)電廠爐渣熱灼減率監(jiān)測(cè)與分析

謝瑞林，錢寅飛

（蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處，江蘇 蘇州 215007）

蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處固廢處置監(jiān)管中心作為蘇州市生活垃圾處理終端的監(jiān)管單位，從2011年1月開(kāi)始委托第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)焚燒廠爐渣熱灼減率開(kāi)展監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目的實(shí)施，既可加大對(duì)焚燒爐工況監(jiān)控管理，更為焚燒監(jiān)管提供科學(xué)、有力的依據(jù)，又可嚴(yán)防運(yùn)行企業(yè)多燒快燒，確保焚燒持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

1 蘇州市垃圾焚燒廠概況

蘇州市垃圾焚燒發(fā)電廠由中國(guó)光大國(guó)際有限公司與蘇州市人民政府采用BOT合作方式投資建設(shè)，利用蘇州城市生活垃圾為燃料進(jìn)行電力生產(chǎn)。整個(gè)項(xiàng)目由一、二期、三期（建設(shè)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(jìn)入焚燒發(fā)電廠處置，生活垃圾卸料至垃圾倉(cāng)內(nèi)分區(qū)堆放發(fā)酵后投入往復(fù)式機(jī)械爐排焚燒爐，焚燒爐出口布置臥式多回程余熱鍋爐，過(guò)熱蒸汽進(jìn)入抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，焚燒煙氣經(jīng)過(guò)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(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，高空排放。焚燒爐渣采用制磚形式進(jìn)行綜合利用，主要用于生產(chǎn)非燒結(jié)尾礦磚。蘇州市垃圾焚燒發(fā)電廠工藝見(jiàn)圖1。

爐型介紹：一期1#、2#、3#爐2006年投入商業(yè)運(yùn)行，每臺(tái)爐日處理能力350 t，二期4#、5#爐于2009年投入商業(yè)運(yùn)行，單臺(tái)爐日處理能力500 t，一、二期均采用Seghers－Keppel公司技術(shù)生產(chǎn)的多級(jí)爐排垃圾焚燒爐，其關(guān)鍵部件由Seghers－Keppel公司供貨，其余部分設(shè)備由國(guó)內(nèi)加工制造。

2 監(jiān)測(cè)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(tái)爐（分別編號(hào)1～5#爐）每次每臺(tái)焚燒爐采集10個(gè)樣本，通過(guò)對(duì)采集的樣本進(jìn)行預(yù)處理、制樣、測(cè)試等過(guò)程，獲得每個(gè)樣本的熱灼減率檢測(cè)值，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算得到平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，樣本結(jié)果x以樣本的平均值（x）和平行樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差（s）組合表示，即：x=±s，最終形成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告。2011年度對(duì)蘇州市生活垃圾焚燒廠焚燒爐渣共進(jìn)行29次采樣測(cè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)CJJ 90—2009生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范的要求，為確保達(dá)到焚燒垃圾污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，確保二惡英高溫分解，在規(guī)定燃燒室燃燒溫度條件下，熱灼減率應(yīng)達(dá)到不大于3%～5%的指標(biāo)。在CJJ/T 137—2010生活垃圾焚燒廠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中將爐渣熱灼減率測(cè)試結(jié)果作為垃圾焚燒效果評(píng)價(jià)項(xiàng)的子項(xiàng)，當(dāng)爐渣熱灼減率月平均值≤3%，最高值不大于5%時(shí)可給予滿分；當(dāng)月均值大于5%時(shí)，給予0分。

因此，將3%和5%作為2個(gè)分界點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總分析，以比較焚燒線間焚燒效率的差異，使熱灼減率測(cè)試值更符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.1 年度數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)

對(duì)2011年度1～5#爐的爐渣熱灼減率平均值統(tǒng)計(jì)，可得到各爐熱灼減率年均值比較圖（見(jiàn)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(shè)備老化（爐排間間隙增大）及二期焚燒爐在技術(shù)和工藝上有所改進(jìn)有關(guān)。

根據(jù)各臺(tái)爐年度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，蘇州市生活垃圾焚燒廠5臺(tái)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(guī)定的中等水平。

3.2 單臺(tái)爐評(píng)價(jià)

將不同焚燒線單臺(tái)爐所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照3%與5%分界線進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，得到表1。

從樣本的測(cè)試結(jié)果比較可知，一期2#爐的單個(gè)爐渣樣本測(cè)試結(jié)果要好于其他2個(gè)焚燒爐的樣本測(cè)試結(jié)果。3#爐次之，1#爐焚燒效果最差。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，2#爐的工況表現(xiàn)穩(wěn)定良好，在2011年度曾創(chuàng)下連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行180余d的蘇州市垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行記錄。1#爐工況最不穩(wěn)定，爐排故障率較高，1 a中（2011年）還發(fā)生過(guò)5段爐排脫落的事故。通過(guò)將焚燒爐的運(yùn)行監(jiān)控記錄與熱灼減率的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果吻合。

表1 單臺(tái)爐監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

二期2條焚燒線中4#爐290個(gè)爐渣樣本中，有3.4%個(gè)樣本的熱灼減率測(cè)試結(jié)果超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)控制值，有34.8%個(gè)樣本測(cè)試結(jié)果在3%以下。5#爐270個(gè)樣本中有3.7%個(gè)樣本的熱灼減率測(cè)試結(jié)果超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)控制值，有28.5%個(gè)測(cè)試結(jié)果在3%以下。比較測(cè)試結(jié)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(gè)樣本測(cè)試結(jié)果比較中也可知，二期焚燒爐的焚燒效率優(yōu)于一期焚燒爐。2條焚燒線爐渣樣本的超標(biāo)樣本數(shù)均在4%以下，比一期焚燒線的超標(biāo)率低了8個(gè)百分點(diǎn)。熱灼減率在3%以下的樣本數(shù)占樣本總數(shù)的30%左右，比一期焚燒線高了近10個(gè)百分點(diǎn)。再次說(shuō)明二期焚燒爐在技術(shù)和工藝改進(jìn)之后，焚燒爐的運(yùn)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(shì)變化分析

將每個(gè)月的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行匯總計(jì)算得出爐渣熱灼減率的月度均值，結(jié)果見(jiàn)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(guò)表2再次驗(yàn)證了二期焚燒線的焚燒效果要優(yōu)于一期焚燒線。2011年10月，一期的3條焚燒線各有1次超標(biāo)情況，超標(biāo)值依次為7.18%、7.16%和 6.71%，超過(guò)了 6%，分別比 GB 18485—2001生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)中的控制值高了2.18、2.16和1.71個(gè)百分點(diǎn)，同期二期的2條焚燒線雖然監(jiān)測(cè)值相對(duì)較高，但未出現(xiàn)超標(biāo)情況。

從爐渣熱灼減率≤3%的情況比較中也可以驗(yàn)證二期焚燒線的焚燒效率優(yōu)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(cè)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(zhuǎn)化成月平均值比較（見(jiàn)圖3），可以更好地觀測(cè)焚燒爐全年的運(yùn)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(dòng)的趨勢(shì)。從運(yùn)行監(jiān)管角度分析，根據(jù)蘇州市垃圾焚燒特許經(jīng)營(yíng)權(quán)協(xié)議要求，焚燒廠的爐渣熱灼減率需控制在5%以內(nèi)，否則將進(jìn)行違約罰款。4、5、6月取樣結(jié)果中均出現(xiàn)了超標(biāo)樣本（月均值未超標(biāo)），監(jiān)管部門對(duì)此進(jìn)行了警示、違約處罰。之后，焚燒廠向監(jiān)管部門提交了整改報(bào)告，生產(chǎn)運(yùn)行進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，7、8、9月檢測(cè)結(jié)果顯示了整改效果。至10月，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)急劇上升，焚燒廠提交的分析整改報(bào)告指出主因?yàn)槿藛T思想松懈，采取爐渣指標(biāo)與運(yùn)行人員的績(jī)效掛鉤的方式，加強(qiáng)內(nèi)部考核力度。后續(xù)2個(gè)月?tīng)t渣熱灼減率均值逐步下降，至12月，5臺(tái)爐的均值低至3%左右，達(dá)到了全年的最好水平。

4 結(jié)論與建議

1）蘇州市生活垃圾焚燒廠5臺(tái)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(guī)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(yōu)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(wěn)定；二期4#爐焚燒效果好于5#爐。

3）焚燒效果不僅與設(shè)備工況有關(guān)，運(yùn)行人員的責(zé)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(xù)提高焚燒效果，不斷降低爐渣熱灼減率，力爭(zhēng)將均值保持在3%以內(nèi)，建議：①監(jiān)管部門要繼續(xù)做好爐渣熱灼減率的抽檢工作，真實(shí)、權(quán)威地反映蘇州市生活垃圾焚燒廠的焚燒效果。以《特許經(jīng)營(yíng)權(quán)協(xié)議》及量化考核制度為抓手，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)要求焚燒廠進(jìn)行整改，杜絕多燒快燒。另外，建立健全考核機(jī)制，將焚燒效果或上網(wǎng)電量與績(jī)效考核掛鉤，提高運(yùn)行人員主觀能動(dòng)性。②針對(duì)一期焚燒線熱灼減率相對(duì)較高的現(xiàn)象，焚燒運(yùn)行部門可通過(guò)增加燃燼區(qū)的停留時(shí)間、調(diào)整風(fēng)量配比、加強(qiáng)管理等方式降低焚燒爐渣的熱灼減率。③目前，國(guó)內(nèi)所有的生活垃圾焚燒企業(yè)都需要政府補(bǔ)貼，為使政府的每一分補(bǔ)貼都能確實(shí)發(fā)揮作用、落到實(shí)處，2012年3月國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價(jià)格政策的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2012〕801號(hào)），文件要求由以垃圾焚燒進(jìn)行補(bǔ)貼形式轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦繃嵣罾鬯闵暇W(wǎng)電量的補(bǔ)貼形式，國(guó)家也在通過(guò)相關(guān)政策引導(dǎo)、鼓勵(lì)垃圾焚燒企業(yè)來(lái)提高噸垃圾發(fā)電量，所以建議國(guó)內(nèi)生活垃圾焚燒企業(yè)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)變之前片面追求垃圾處理量及發(fā)電量的觀念，把提高噸垃圾發(fā)電量作為主要生產(chǎn)考量依據(jù)，盡量把每噸垃圾的能量余熱發(fā)揮出來(lái)，同時(shí)又減少生活垃圾總量。