生活垃圾爐排爐焚燒系統研究

蘇陽明

摘 要：目前多采用焚燒處理來解決生活垃圾，而爐排爐焚燒系統的設計是其中的關鍵部分?；诖吮疚氖走x對生活垃圾爐排爐焚燒系統的技術原理、技術關鍵以及工藝流程進行闡述，然后結合南安市生活垃圾焚燒發電廠對生活垃圾爐排爐焚燒系統進行分析，以期為生活垃圾爐排爐焚燒系統的發展與應用貢獻力量。

關鍵詞：生活垃圾;爐排爐焚燒;技術研究;效益分析

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0007-02

0 引言

現今，我國多采用焚燒形式對生活垃圾進行處理，其中，焚燒處理技術的常用爐型包括爐排型焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉窯焚燒爐和熱解氣化焚燒爐等，其中回轉窯爐與熱解氣化焚燒爐一次焚燒垃圾的容量較小，較難滿足我國大型城市對垃圾焚燒廠的需求，故在較多的大型城市中通常建設的為爐排型焚燒爐和流化床焚燒爐?？傮w而言，爐排焚燒技術的工藝發展更加成熟、使用范圍更加廣泛，因為該垃圾焚燒技術對垃圾的種類以及成分要求較低，故在焚燒時前期處理較為簡單，垃圾入爐時操作人員不需對垃圾進行二次分類，尤其是對于我國生活垃圾來說，由于垃圾中的水分含量較多，故使用該項焚燒技術能夠較好的滿足城市的實際需求，但因為垃圾成分含量復雜，進行焚燒時焚燒系統的工作效率也容易受到各種因素的影響，因此就有必要對生活垃圾爐排爐焚燒系統進行深入研究，以期更好的發揮垃圾焚燒系統作用。

1 技術原理

垃圾在進行焚燒時通常首先通過焚燒系統內部的料斗將待焚燒垃圾送入焚燒爐內，料斗經推料器作用后將垃圾置于系統爐排，最終垃圾在焚燒系統的燃燒室內燃燒，垃圾經燃燒后產生的爐渣由出渣機推入渣坑，由于垃圾經焚燒后會產生具有各種有害物質，故經焚燒后的煙氣會通過輻射受熱面進行煙氣凈化設施，經凈化處理后排出。一般而言，焚燒爐排爐的主要組成部分包括干燥段爐排、燃燒段爐排、燃盡段爐排、機架，其中，干燥段爐排、燃燒段爐排、燃盡段爐排均為兩組爐排單元，每一單元內又包括主軸、后墻板、各班等爐排，爐排有兩組邊模塊，且每組邊模塊又借助側墻護板固定在機架上，每一組邊模塊中至少有一組為中間模塊，在模塊下方設計有風室，且風室的下端有一進風口，進風口和供風系統相連，供風系統由干燥段供風系統、燃燒段供風系統、燃盡段供風系統，生活垃圾焚燒爐排爐通常使用三段式水平推動，該種形式可以有效地確保垃圾在燃燒內攪拌均勻、然手充分，此外，為實現對垃圾焚燒持續時間間隔的控制，也可使用一次風供應系統和二次風供應系統。

2 技術關鍵

在生活垃圾爐排爐焚燒系統內每一行排片均使用的為左右側搭接設計，該設計形式可以最大限度的降低爐渣的熱灼減率，增加爐排使用壽命;在該垃圾爐排爐焚燒系統中使用自動燃燒控制系統，使得垃圾燃燒的燃燒效率較高;使用一、二次風預熱方式能夠更好的實現垃圾的充分燃燒，并從源頭上對垃圾燃燒后產生的煙氣中的有害物質進行控制;因為生活垃圾爐排爐焚燒系統使用的為單元模塊化爐排結構形式，故燃燒系統的互換性較好易于擴展，能夠顯著提升爐排爐焚燒系統的設計效率于工廠的制造速度。

3 實際應用

3.1 工程概況

南安市生活垃圾焚燒發電廠為省、市重點項目工程，是南安市的重要市政設施，項目采用BOT市場運作模式，運營商為南安市圣元環保電力有限公司。項目地處南安市柳城街道辦事處杏蓮工業區美嶺頭，服務范圍為南安市區及各個鄉鎮，服務人口約170萬。項目設計總規劃為日處理垃圾1300噸，分三期建設，一、二期工程設計規模為日處理垃圾600噸;三期工程設計規模為日處理垃圾700噸，并配套日處理200噸的滲濾液處理站。該項目總占地面積約為97畝，一二期用地面積約為57畝，三期用地面積約為40畝。一二期項目總投資額2.15億元，采用二爐二機的配置，即分別配置了二臺300噸/日垃圾焚燒爐及二臺裝機容量為7500千瓦的汽輪發電機組。其中一期工程于2007年4月份開始建設，2009年6月份完工并投入運行，項目投資為1.37億元;二期項目2010年7月開工建設，2011年5月份投入運行，項目投資為0.78億元;三期工程采用一爐一機的配置，即配置了一臺700噸/日垃圾焚燒爐及一臺裝機容量為15000千瓦的汽輪發電機組，于2015年4月開工建設，2016年7月份實現鍋爐與一二期并汽試運，2017年6月份汽輪發電機組完成調試、并網，項目投資約2.5億元，三期工程投運后，南安市生活垃圾焚燒發電廠年上網電量可達約1.4億千瓦時。

3.2 垃圾成分

經過對冬季與夏季混合垃圾成分的分析檢測，垃圾物理成分平均含量見表1。

有統計資料得出該地區冬季生活垃圾圾濕基低位熱值大約為3512kJ/kg，夏季生活圾圾濕基低位熱值大約為6239kJ/kg，一般而言生活垃圾含水率降低1%則熱值要增加155-175kJ/kg，由于垃圾進入焚燒廠后需堆積七天以上，可濾除約20%滲瀝液，本垃圾焚燒發電廠低位熱值高于6500kJ/kg。

3.3 工藝設計

3.3.1 焚燒、煙氣處理工藝

南安市垃圾焚燒發電廠采用的生活垃圾焚燒爐、煙氣處理裝置為技術成熟、安全可靠、性能穩定的國內先進設備。其中二段式垃圾焚燒爐排鍋爐，采取逆推和順推相結合的方式，非常適應我國高水分、低熱值、不分揀的生活垃圾特性。垃圾儲坑為封閉的負壓空間，負壓壓力符合設計要求，裝配有一臺負壓力變送器并連接到中控室DCS系統進行監控，負壓在-50Pa左右，焚燒爐一次風風機的進風口安裝于垃圾儲坑上空，坑內垃圾散發的臭氣經一次風機送進焚燒爐內和垃圾一起燃燒分解，從而有效地消除異味。在鍋爐爐膛一煙道中部設置有SNCR選擇性非催化還原脫硝裝置，煙氣凈化處理采用半干法消石灰反應塔、噴射活性炭吸附、布袋除塵相結合的工藝，除塵效率達99.8%，各排放指標均能達到國家（GB18485-2014）標準。垃圾運輸車通過垃圾車專用通道經過電子汽車衡稱重后，進入卸料大廳倒入垃圾儲坑，然后用爪式液壓抓斗將垃圾進行移走堆放、發酵，垃圾坑產生的滲濾液通過廊道水溝流入滲濾液收集池，再用使用壓縮空氣為動力介質的氣動隔膜泵輸送到滲濾液處理站處理，滲濾液產生的有毒有害氣體全部通過一次風機抽到鍋爐爐膛內進行焚燒分解，發酵后的垃圾投入焚燒爐料斗及料槽，料槽起到了氣封作用，并將垃圾推送到焚燒爐膛內，垃圾的干燥、燃燒、燃盡及冷卻的一系列過程都在爐排及出渣機上完成。垃圾燃盡后剩下的爐渣進行綜合利用。焚燒過程中煙氣的熱能被余熱鍋爐轉換成蒸汽用于發電，焚燒后的煙氣采用半干法消石灰反應塔、噴射活性炭粉末吸附倉、布袋除塵相結合的工藝除去有害氣體和粉塵后經引風機抽出，由煙囪排入大氣，除塵器布袋攔截下來的飛灰與石灰、活性炭等混合物由輸灰裝置排入飛灰儲存倉內，通過制磚機完成飛灰的穩定與固化，最終送至飛灰固化填埋場填埋處置。

本項目焚燒工藝實行全過程的計算機自動化控制，通過傳感器測量出燃燒參數如空氣量、溫度及各部分煙氣溫度等參數，計算機將傳感器采集的數據經過處理，通過控制爐排移動的速度、移動頻率、料層厚度、一、二次風量配比和一次風機、引風機變頻電機來控制燃燒過程、爐膛負壓和各監控點煙氣溫度等。

3.3.2 環保設施工藝

南安市垃圾焚燒發電廠高度重視環境保護事業，本著對社會負責、對員工關愛的態度，嚴格把好三廢（廢氣、廢水、廢渣）處理關，嚴格執行國家有關標準，實現達標排放。其中，煙氣采用爐內脫硝（SNCR）+半干法綜合反應塔﹢活性炭吸附﹢布袋除塵器處理工藝，污染物排放執行國家《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014），并安裝有尾氣在線監測設備，在完成調試、比對和專項驗收后，由環保局委托有資質的第三方進行運維，與省環保平臺、國發平臺信息中心聯網，實時上傳在線監測數據;垃圾滲濾液處理站設計規模為日處理垃圾滲濾液200噸，處理工藝采用“UASB+二段AO生化+MBR膜+納濾”，尾水安裝有超聲波流量計、COD、TP、氨氮等指標的在線監測裝置，與環保局聯網，實時上傳數據，并委托第三方對在線監測裝置運維。垃圾滲濾液經過處理站處理后納入城市污水污水管網，進入南安市污水處理廠再處理。同時，為有效解決滲濾液站臭氣問題，對除臭系統進行升級改造，且增加一套臭氣收集至三期垃圾儲坑的管道系統，目前運行效果良好，并有一套3串聯滲濾液站光氧除臭系統做為備用;固體廢棄物以爐渣和飛灰為主，飛灰采取加水泥與螯合劑混合做成固化塊，配套建設一座專用飛灰固化填埋場進行無害化填埋處理，（飛灰委托泉州宇清環保有限公司負責運維）。爐渣采用承包給具備處理資質的外協單位（南安市綠電新型建材有限公司），由承包者負責將爐渣經過回收金屬后作為水泥廠的原材料進行資源化綜合利用。

3.4 效益分析

南安市垃圾焚燒發電廠在生產運行中嚴格執行《福建省焚燒垃圾處理廠運行維護、監測監管及考核評價標準》（DBJ13-93-2015），嚴格要求、規范運行。2009年6月機組投入運行以來，經過機組磨合和不斷摸索，通過對生產設備的精心維護、運行水平不斷提高，生產運營逐漸步入正軌，生產各主要指標逐漸趨于經濟、合理，同時也逐步體現出了環保企業的巨大作用。2018年共處理進廠生活垃圾53.34萬噸，平均1461.37噸/天，共完成發電1.70億千瓦時，完成上網電量1.40億千瓦時。相當于節省了5.6萬噸標煤，減排14萬噸的二氧化碳和4200噸的二氧化硫，為南安市的城市衛生、節能減排和環境保護作出應有的貢獻，真正實現了生活垃圾處理無害化、減量化、資源化。

4 結語

垃圾焚燒發電具有占地面積小、資源化利用率高、減量化效果明顯，同時也減少了采用填埋方式對地下水和填埋場周邊環境的大氣污染等生態環境問題，在國家政策的支持下，焚燒減量發電已成為處理生活垃圾的主要方式，中國的垃圾處理行業迎來一個黃金發展時期，相信在不久的將來垃圾焚燒發電將成為垃圾處理的主要方式。

參考文獻

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