城市垃圾焚燒發電技術的應用及發展

宋洪偉

【摘要】隨著國民經濟的發展，城鎮化、工業化進程的逐步提升，高分子合成材料、有毒工業物品的大量應用使得城市生活垃圾所帶來的生態環境污染問題日益嚴重。文章對城市垃圾焚燒發電技術的應用現狀進行分析，最后對城市垃圾焚燒發電技術的未來發展趨勢進行探究，旨在為我國城市垃圾處理工作的有序開展提供參考。

【關鍵詞】城市垃圾;焚燒;發電技術;應用

1 導言

焚燒發電作為建設部和湖北省在“十三五”期間優先推行的生活垃圾處理技術，可大幅減少原生垃圾填埋量，節約城市用地，對城市發展低碳經濟、實現節能降耗和溫室氣體減排具有積極意義，尤其適用于平原地區、土地資源短缺、人口基數較大的城市。城市垃圾焚燒發電技術主要是利用焚燒鍋爐燃耗城市垃圾產生的熱量進行發電，可使現階段的城市垃圾污染問題得到緩解。

2 城市生活垃圾的處置方式

城市生活垃圾的處置是指利用填埋、焚燒、降解等手段，將其快捷、高效、無公害的分類處置，最終實現“減量化、穩定化、衛生化、資源回收化”的目的。我國生活垃圾無害化處置主要包含以下常用方法：（1）衛生填埋，由于其成本低得到了廣泛應用;（2）堆肥，主要將有機物較多的垃圾破碎后做堆肥抑或發酵處理;（3）焚燒，利用高溫環境進行熱分解、燃燒以及熔融等，實現減容，將廢棄物轉變為殘渣或者熔融固體物質。焚燒廢棄物還可以用來發電;（4）回收，將生活垃圾中可以循環利用的廢紙、無公害塑料、玻璃、金屬等進行分類處理回收再利用。

3 城市垃圾焚燒發電技術應用現狀

在垃圾焚燒廠投建數量以及建設規模不斷擴大的前提下，垃圾焚燒發電技術也越發成熟，國內設備已實現自主生產目標，不僅降低垃圾焚燒廠的焚燒發電成本，同時也大大增加了垃圾焚燒發電廠的運作效率，給我國生態環境保護提出有效保護途徑。對城市垃圾進行焚燒發電不僅能夠有效控制城市垃圾產生數量，同時還能提升城市垃圾處理效率。垃圾焚燒發電技術的應用可將城市垃圾最終價值充分挖掘，因此在一段時間內國家政府部門極為支持垃圾焚燒發電技術的應用，同時國家也開始出臺一系列的政策支持垃圾焚燒發電項目，為垃圾焚燒發電技術在我國城市垃圾處理工作中的應用推廣奠定了堅實基礎。

4 城市垃圾焚燒發電技術的應用

4.1機械爐排爐焚燒爐

爐排型焚燒爐核心在于機械爐排，其使用歷史悠久，經過長期的研發和實際應用使得技術成熟、品種繁多、運行可靠，結構方面功能區較集中，占地小，熱效率高。一般爐排爐按照其各部分功能和燃燒程度的不同可分為3個區段：預熱段（干燥區）、燃燒區和燃燼區。分類堆放的生活垃圾在入料口推送器的推送下，先進入干燥區，進行預熱、干燥和氣化，預熱之后隨著爐排機械動作，垃圾在爐排上往前移動到燃燒區進行充分焚燒，最后到燃燼區，進行多次燃燒直至剩余難燃固體廢棄物為止，最終排出難燃廢渣。機械爐排按其機械運動方式分為固定爐排、滑動爐排和翻轉爐排，通過液壓連桿機構驅動進行往復動作，爐排之間的相對運動使生活垃圾能夠在在爐體內移動、翻滾、前進，保證其充分燃燒和廢棄物的順利排出。機械爐排型焚燒爐的優點在于不需對進爐垃圾作嚴格的預處理，在爐排移動過程中對垃圾進行切割、翻轉和攪拌，垃圾得以均勻混合，有利于著火和燃燒。生活垃圾焚燒全部活動可以在爐排上進行流水作業，故處理快捷、自動化程度高。

4.2余熱回收和利用系統

一臺焚燒爐配備一臺余熱鍋爐，用于吸收垃圾及干化污泥焚燒產生的熱量，以實現余熱的有效利用。余熱鍋爐為中溫次高壓鍋爐，額定連續蒸發量70.04t/h，額定蒸汽出口溫度450℃，額定蒸汽出口壓力6.5MPa。經余熱鍋爐加熱的中溫次高壓蒸汽進入汽輪機的汽缸內部，通過噴嘴膨脹做功，推動汽輪機轉子旋轉，而汽輪機轉子帶動發電機轉子旋轉發電，通過上網線路對外輸出電能。汽輪機額定功率30MW，額定進汽量150t/h，進汽壓力6.2MPa，進汽溫度440℃;發電機額定轉速3000r/min，額定功率30MW，額定電壓10.5kV。

4.3排焚燒技術

爐排作為爐排爐的基礎構件，其作用是將垃圾向下推動，讓其能夠“游走”至爐排各個位置。垃圾在爐排上運送之間，能夠接受來自爐排下方高溫輻射熱量后產生相應的化學反應。垃圾儲存池上方設置的抽氣裝置能夠將焚燒爐內部分高溫一次性排出。排出的氣體經過蒸汽空氣加熱處理過程，排入爐膛之中能夠達到干燥垃圾的作用。垃圾在爐膛內干燥處理期間能夠獲得充足的氫氣，二次熱風進入廠房底部時也能對氧氣進行再次補充，對燃燒的煙氣進行攪動處理后，能夠確保垃圾燃燒更為充分。機械爐排鍋爐可焚燒城市垃圾的規模相對較高，其垃圾焚燒處理效果要優于流化床爐，但是爐排鍋爐的運營成本相對較高，資金投入水平高。

5 城市垃圾焚燒發電技術發展趨勢

焚燒發電技術應用管理資金相對較高，因此我國現階段生產的焚燒爐的自動化程度相對較低，其設備運行穩定性以及設備處理能力也相對降低，在我國開展大規模城市垃圾焚燒處理并不合適，如果全部使用國外進口的焚燒設備，將會產生極大的運行成本。我國現遵行的煙氣排放標準為2001年頒布的《生活垃圾焚燒污染控制標準》，設置的二噁英濃度排放限值為0.5ngTEQ/Nm3，要遠遠低于發達國家的二噁英濃度排放限值0.1ngTEQ/Nm3控制標準，同時我國現階段能夠滿足發達國家二噁英濃度排放限值控制標準的垃圾焚燒廠數量相對較少。為了提升我國垃圾焚燒污染控制水平，需要增加對適合我國國情發展設備的研發力度，通過大力研發經濟適用性的國產大型垃圾焚燒設備，提高我國垃圾焚燒發電技術水平，加快垃圾焚燒無害化發展。

6 結束語

綜上所述，為解決大中城市“垃圾圍城”的困局，發展垃圾焚燒是我國各大城市走上綠色發展道路的不二選擇，現如今我國城市垃圾分類以實現細化管理，垃圾焚燒發電技術的廣泛應用能夠有效解決土地占用問題，滿足我國綠色生態保護規定，實現對城市垃圾資源化處理。

參考文獻：

[1]林歡，龔蔚成，王旭偉，等.城市生活垃圾焚燒發電技術的研究及應用[J].中國環保產業，2019（1）：50-52.

[2]朱永安.城市生活垃圾處理方法評述及綜合處理方法的設想[J].環境工程，1997（1）：52-55.