生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

劉劍曄

（江西省華贛環(huán)境集團(tuán)有限公司，江西南昌 330096）

目前，針對(duì)生活垃圾的處理問題主要可以分為三種方式，分別是填埋、焚燒以及堆肥，在這三種處理方法中，焚燒屬于一種無(wú)害化的處理方式，在目前能源日趨緊張的大背景下，如果可以通過(guò)一種環(huán)保的方式，對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒進(jìn)而將其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，對(duì)于我國(guó)社會(huì)的發(fā)展而言具有重大意義[1]。在當(dāng)今社會(huì)，對(duì)生活垃圾進(jìn)行環(huán)保形勢(shì)的焚燒已經(jīng)成為國(guó)家支持的一種方式，通過(guò)對(duì)焚燒系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化，有利于保障設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以使得焚燒效率大大提升。針對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化問題，本次研究首先對(duì)其工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，在此基礎(chǔ)上，對(duì)其重要的兩項(xiàng)組成部分分別進(jìn)行深入研究，為推動(dòng)生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 生活垃圾焚燒發(fā)電工藝流程

目前，常見的生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)由垃圾接收及貯存系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、熱量回收系統(tǒng)、熱量利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、灰渣接收系統(tǒng)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等部分構(gòu)成，其中，垃圾接收及貯存系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)最為重要，這主要是良好的垃圾接收分類以及合理的垃圾貯存方式可以為垃圾焚燒奠定基礎(chǔ)，而自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能將會(huì)對(duì)焚燒效率產(chǎn)生直接影響，同時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)將控制其他系統(tǒng)，使得其他系統(tǒng)之間相互配合，因此，本次研究將主要對(duì)垃圾接收及貯存系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。

2 垃圾接收與貯存系統(tǒng)

1）在垃圾接收的過(guò)程中對(duì)垃圾進(jìn)行有效的分類。在垃圾焚燒發(fā)電廠中，生活垃圾是十分重要的原料，其來(lái)源的穩(wěn)定性將會(huì)對(duì)焚燒的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，盡管我國(guó)部分城市已經(jīng)開始從源頭上進(jìn)行垃圾分類，但是實(shí)施效果相對(duì)較差，這主要是因?yàn)樯罾某煞窒鄬?duì)較為復(fù)雜，不同垃圾之間也存在較大的熱值差距，我國(guó)的垃圾焚燒發(fā)電廠中，為了達(dá)到高效處理生活垃圾的目的，一般都使用煤油或者柴油作為重要的輔助燃料，進(jìn)而可以使得焚燒溫度得到提升。在接下來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，由于我國(guó)環(huán)保方面的工作將會(huì)得到大力開展，生活垃圾的分類也將會(huì)大力實(shí)施，所以未來(lái)垃圾焚燒的熱值也將會(huì)得到一定程度的提升。在目前我國(guó)垃圾分類實(shí)施效果較差的前提下，相關(guān)企業(yè)首先需要保證無(wú)法燃燒的垃圾不會(huì)進(jìn)入到焚燒設(shè)備中，例如建筑垃圾以及玻璃材料等，如果這些材料進(jìn)入到焚燒設(shè)備中，不但會(huì)影響燃燒效果，還會(huì)給焚燒設(shè)備帶來(lái)巨大的負(fù)擔(dān)，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。對(duì)于設(shè)備先進(jìn)的垃圾焚燒發(fā)電廠而言，可以使用機(jī)械設(shè)備對(duì)垃圾進(jìn)行挑選，例如可使用風(fēng)力設(shè)備或者光電設(shè)備對(duì)其進(jìn)行分類，通過(guò)垃圾分類的方式可以使得垃圾焚燒熱值得到有效的提升，也可以實(shí)現(xiàn)資源合理利用的目的[2]。

2）對(duì)垃圾坑進(jìn)行分格化處理，并遵循先進(jìn)先出的基本原則。一般情況下，在對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒的過(guò)程中，其熱值會(huì)隨著周圍空氣的溫度、濕度以及季節(jié)變化而變化，例如，在陰雨天氣下，垃圾中的含水量會(huì)升高，此時(shí)垃圾的熱值會(huì)降低，垃圾焚燒的難度也會(huì)增加。在對(duì)垃圾進(jìn)行分格化管理以后，能有效地保障垃圾熱值的穩(wěn)定性。相關(guān)企業(yè)可以將垃圾放置區(qū)域劃分為四個(gè)區(qū)，第一天的垃圾可以放置于第一個(gè)區(qū)域內(nèi)，第二天的垃圾可以放置于第二個(gè)區(qū)域內(nèi)，以此類推，第一天的垃圾首先被焚燒，即遵循先進(jìn)先出的基本原則。通過(guò)該種方式，可以使得垃圾中的濾液被有效排出，同時(shí)，在垃圾得到一定時(shí)間的發(fā)酵以后，也可以使得垃圾熱值的穩(wěn)定性得到有效的提高，有利于提高生活垃圾的焚燒效率[3]。

3 垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的3T控制

事實(shí)上，垃圾焚燒系統(tǒng)的燃燒過(guò)程是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，其中包含大量的化學(xué)機(jī)理和物理機(jī)理，綜合而言，可以將垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)看作是一個(gè)多輸入和多輸出的非線性系統(tǒng)。對(duì)于垃圾焚燒系統(tǒng)的安全運(yùn)行而言，其主要與燃燒過(guò)程的穩(wěn)定性有關(guān)，如果垃圾燃燒的穩(wěn)定性下降，則會(huì)出現(xiàn)燃燒效率降低、污染物排放以及設(shè)備腐蝕等一系列的問題，這會(huì)對(duì)垃圾焚燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生消極的影響。對(duì)于整個(gè)焚燒系統(tǒng)而言，焚燒的溫度、垃圾與空氣的結(jié)合狀況以及燃料的停留時(shí)間是非常重要的三項(xiàng)參數(shù)，因此，垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的控制又可以被稱之為3T控制。所謂的3T控制主要指的是在垃圾焚燒系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)垃圾的進(jìn)料速度以及空氣進(jìn)入速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使得空氣與垃圾之間的結(jié)合狀態(tài)產(chǎn)生一定的變化，同時(shí)通過(guò)對(duì)燃料的停留時(shí)間進(jìn)行控制，使得垃圾焚燒的溫度可以處于正常的規(guī)定數(shù)值狀態(tài)。焚燒系統(tǒng)中的三項(xiàng)參數(shù)相互獨(dú)立，但是相互之間也存在一定的聯(lián)系，因此，工作人員需要從全局出發(fā)，對(duì)三項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合控制，此時(shí)才能達(dá)到垃圾完全焚燒的目的，在垃圾完全焚燒以后，有害氣體的排放量才能有效地降低，這里所討論的有害氣體主要包括一氧化碳以及氮氧化物等。垃圾焚燒系統(tǒng)的3T控制基本方法為：

1）將垃圾焚燒的溫度控制在850℃以上，因?yàn)檫@個(gè)溫度以上才能達(dá)到垃圾完全焚燒的目的，工作人員可以通過(guò)控制燃料停留時(shí)間的方式達(dá)到其目的，如果垃圾焚燒的溫度低于該溫度，則助燃燃燒器需要根據(jù)焚燒系統(tǒng)內(nèi)的情況進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行；

2）通過(guò)垃圾焚燒系統(tǒng)中的傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)垃圾進(jìn)入系統(tǒng)的速度以及空氣進(jìn)出速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，如果垃圾進(jìn)入系統(tǒng)的速度較快，則垃圾燃燒的時(shí)間相對(duì)較短，無(wú)法實(shí)現(xiàn)垃圾完全焚燒的目的，有害氣體的成分就會(huì)不斷增加；如果垃圾進(jìn)入系統(tǒng)的速度較慢，則垃圾焚燒的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，可能會(huì)由于后續(xù)垃圾得不到有效的補(bǔ)充，進(jìn)而使得系統(tǒng)內(nèi)的焚燒溫度嚴(yán)重下降。該系統(tǒng)中的傳動(dòng)系統(tǒng)主要可以對(duì)給料器以及除渣器進(jìn)行動(dòng)作控制，只有對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行合理的配置，才能對(duì)給料速度以及除渣速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這是一種控制焚燒工況的重要措施；

3）使用空氣系統(tǒng)，向垃圾焚燒系統(tǒng)內(nèi)注入一定量的助燃空氣，并對(duì)空氣與垃圾的混合狀態(tài)進(jìn)行合理的改變，一般情況下，供給空氣的量越大，則紊流度就會(huì)增加，此時(shí)空氣與垃圾之間的混合將更加充分，空氣系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，分別是一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)以及預(yù)熱器，一次風(fēng)機(jī)主要是從系統(tǒng)的下端位置處送風(fēng)，同時(shí)使得燃燒室內(nèi)的溫度可以得到一定的保持，二次風(fēng)機(jī)主要在系統(tǒng)的前后位置處送風(fēng)，通過(guò)提高煙氣擾動(dòng)的方式，使得空氣與燃燒垃圾之間充分的混合，使得整個(gè)焚燒過(guò)程更加的充分，在對(duì)一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)進(jìn)行選擇的過(guò)程中，相關(guān)參數(shù)必須符合相關(guān)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)生活垃圾進(jìn)行焚燒發(fā)電是一種環(huán)保且符合能源發(fā)展需求的垃圾處理方式，未來(lái)該種方式具有很大的發(fā)展空間，其中，垃圾接收與貯存系統(tǒng)以及3T控制系統(tǒng)是整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，相關(guān)企業(yè)需要對(duì)垃圾接收及貯存系統(tǒng)進(jìn)行一定的改進(jìn)，提高3T控制系統(tǒng)的性能，使得垃圾燃燒的熱值可以得到提升，垃圾焚燒更加充分，進(jìn)而全面推動(dòng)垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。