關于城市垃圾焚燒發電與環保節能問題的探討

李晶/牡丹江市郭家溝生活垃圾處理場

關于城市垃圾焚燒發電與環保節能問題的探討

李晶/牡丹江市郭家溝生活垃圾處理場

我國環境污染日益嚴重，已成為影響經濟社會發展的重要因素。泛濫成災的生活垃圾，迫使人們積極采取措施，科學合理的加以處理和利用。焚燒垃圾可以使垃圾的容積減少90%，重量減輕75%以上，而且不會形成二次污染，焚燒垃圾發電是使之資源化、無害化、減量化的有效方法。資源化：垃圾焚燒后，熱量用于發電，做到廢物綜合利用。據有關統計資料顯示，我國目前城市垃圾若按平均低位熱值2900kj/kg估算，相當于1400萬噸標煤。如其中的1/4用于焚燒發電，年發電量可達60億千瓦時，相當于安裝了1200MW火電機組的發電量。無害化：垃圾在高溫下焚燒，可進行無菌和分解有害物質，且尾氣經凈化處理達標后排放，較徹底地無害化。減量化：垃圾焚燒后的殘渣，只有原來容積的10%-20%，從而延長了填埋場的使用壽命，緩解了土地資源緊張。

因此，興建垃圾焚燒發電廠有利于城市的環境保護，尤其是對土地資源和水資源的保護，同時資源可以綜合利用，實現可持續發展。

一、垃圾焚燒發電技術分析

垃圾焚燒發電是把各種垃圾收集后進行分理，對燃燒值較高的進行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機物），在高溫焚燒（產生的煙霧經過處理）中產生的熱能轉化為高溫蒸汽，推動渦輪機轉動，使發電機產生電能。1噸垃圾可發電300千瓦時，廈門垃圾焚燒發電廠每天燃燒400噸垃圾，日發電量可達12萬千瓦時；讓400噸垃圾經過焚燒發電后變成80噸左右可作為制造道路用地磚的渣滓，不可回收成分減少到1%-3%；真正做到了在垃圾焚燒發電過程中的渣、氣、水均不再產生二次污染。

二、垃圾焚燒發電供熱原理

城市需要處理的垃圾由運輸車運至發電廠，經地磅稱重后，開到卸料平臺，卸入垃圾池。垃圾池容積較大，可堆放3天以上的焚燒量，垃圾在池內發酵脫水后，由垃圾吊抓斗機將垃圾抓入給料斗，經推料器推入焚燒爐排，在焚燒爐本體內燃燒。在開始點爐時，需助燃裝置噴油助燃，一旦起動完畢，送風機經過蒸汽式空氣預熱器送入爐排下部成為熱風，即可使垃圾充分燃燒，助燃裝置隨即停用。送風機的入口與垃圾池連通，這樣可將垃圾池的異味送入燃燒溫度約800-900℃的焚燒爐內進行熱分解，變為無臭氣體。燃燒完的灰渣落入出渣裝置，由輸渣機送入渣池。在輸渣機上部配有調濕機，使分離出來的灰渣在廠內自動加入適量的水分，使之成為濕灰渣運出，不致向四周飛揚。燃燒的火焰及高溫煙氣，經過單爐膛雙汽包

自然循環鍋爐，從而產生過熱蒸汽，并為汽輪發電機組提供汽源。煙氣經過鍋爐后再通過脫硝裝置、脫硫裝置、機械式集塵器及布袋除塵器后，由引風機將煙氣引入煙囪排向大氣。此時排入大氣的含塵量可控制在0.1g/Nm3以下。工廠的排水在進入市政排水管網之前，還應設置排水處理裝置進行預處理。運載垃圾的汽車一般還需有自動洗車裝置，沖洗干凈之后再出廠。鍋爐、汽輪發電機組正常運行時，由中央控制室進行集中控制與監視。汽輪機排出的蒸汽進入冷凝器，通過凝結水泵進入除氧器，再通過給水泵進入鍋爐。冷凝器還需要大量冷卻水通過循環水泵送入，這樣汽輪機的排汽通過冷凝器就凝結成水，同時形成真空，其它常規系統同熱電廠。

三、垃圾焚燒發電的經濟性分析

同常規燃煤發電相比，垃圾焚燒發電廠的裝機容量都較小，而且由于腐蝕問題，目前垃圾焚燒發電的效率一般不超過15%，遠低于燃煤發電的水平。如果垃圾熱值為5000kj/kg，按15%的發電效率計算，那么100噸/日垃圾處理量配套的裝機容量不超過1000kw，1000噸/日處理量的垃圾發電廠實際發電功率不超過9000kw，與燃煤電廠相比這個規模實在是太小

了，勢必會導致運行成本的大幅度提高。由于電價無法同火電競爭，如果不依靠政府的財政補貼，垃圾電廠將不能維持運行，當然也就談不上產生多少經濟效益了。簡單計算可知，采用焚燒發電方式處理垃圾，其成本在100元/噸以上。利用生活垃圾直接燃燒發電供熱，技術成熟，工藝流程簡單、合理，特別是選擇150t/d焚燒爐及以下設備，從投資情況看更具有承受性。垃圾通過焚燒處理以后，容積減少90%，重量減輕75%以上，達到減容減量目的，同時少占用土地，且解決了地下水源、空氣污染等問題，有效地改善了環境。經科學家計算，垃圾中的二次能源物質---有機可燃物所含熱量多、熱值高，每燃燒2噸垃圾可獲得相當于燃燒1噸煤的熱量，而且垃圾焚燒處理后的灰渣呈中性，無氣味，不會引發二次污染，明顯減容減量。如果措施得當，利用1噸垃圾，可獲得約300-400千瓦時的電能。我國年產垃圾近1.4億噸，如將其1/3有效地用于發電，相當于每年節省煤炭2100萬噸。

四、我國垃圾焚燒發電應用前景

中國是當今世界第二大能源消費國，到2025年，中國預計將成為世界上最大的能源消費和溫室氣體排放國家。中國的常規能源（煤炭、石油、天然氣）存在枯竭的危機，而且由此而來的環境污染問題也急需得到控制。垃圾焚燒發電廠采用國際先進技術，將垃圾在高溫下焚燒和熔融，可燃氣體和余熱被有效地利用來發電。而且，紙張、塑料和其他有機廢物經焚燒后會被完全去除，對金屬和玻璃的回收也比較容易。總之，垃圾焚燒發電既較好地解決了環境污染問題，又補充了電能的不足，具有明顯的節能效益，符合垃圾處理產業化的國際潮流。

然而，作為一項社會公益性環保事業，目前垃圾發電廠的推廣在我國仍然存在多種因素的制約。首先是資金的壓力。垃圾發電廠投資巨大，每千瓦投資額基本相當于火力發電廠的5-6倍。如此巨額的投入，如果完全讓政府來負擔，壓力太大。因此，應該容許民營資本、外資等多種形式的投資進入。其次，政府有關部門、電力、環保及社會各方都應轉變觀念，積極協調配合。此外，政府垃圾補償費缺乏固定來源，有可能影響垃圾發電企業良性發展。

垃圾焚燒處理是目前國際上最普遍的垃圾處理方法，應用DCS控制整個垃圾焚燒過程、發電過程、尾氣處理及控制過程，保證尾氣處理達到排放標準。而我國的垃圾焚燒處理量僅占垃圾總量的1% -2%，應全面吸收國外先進經驗，開發出適合我國國情的垃圾焚燒發電系統，投資可以大大降低，僅為完全引進的1/5左右。單純依靠垃圾焚燒來解決問題的費用也還是相當巨大的，國家應在政策上給予扶持。

五、結論

1.城市生活垃圾焚燒發電供熱是一項新興的產業，它解決了城市垃圾造成的污染。與填埋、堆肥相比節省了大量土地，減少了二次污染，同時充分利用了可再生能源，發電供熱，達到了對垃圾處理的減量化、無害化、資源化的目的，社會效益顯著。

2.城市生活垃圾焚燒技術日漸成熟，已實現了垃圾焚燒爐設備全部國產化，并在重慶有示范工程。采用DCS控制可為垃圾焚燒發電廠的安全穩定運行提供可靠保證。我國的垃圾焚燒發電供熱事業已初露端倪，并已納入產業化軌道，其發展勢頭迅猛。