垃圾焚烧发电时电厂基本知识介绍

北极星环保网讯:国内外垃圾焚烧技术主要有三大类：层状燃烧技术、流化床燃烧技术和旋转燃烧技术(也称回转窑式)。

(一)垃圾焚烧技术的主要特点

1.项目用地省。同样的垃圾处理量，垃圾焚烧厂需要的用地面积只是垃圾卫生填埋场的1/20-1/15。

2.处理速度快。垃圾在卫生填埋场中的分解时间通常需要7到30年，而焚烧处理只要垃圾的熔点低于850℃，2小时左右就能处理完毕。

3.减量效果好。同等量的垃圾，通过填埋约可减量30%，通过堆肥约可减量60%，而通过焚烧约可减量90%。

4.污染排放低。据德国权威环境研究机构研测，如采用同样严格的欧盟污染控制标准，垃圾焚烧产生的污染仅为垃圾卫生填埋的1/50左右。

5.能源利用高。每吨垃圾可焚烧发电300多度，大约每5个人产生的生活垃圾，通过焚烧发电可满足1个人的日常用电需求。

通常来说，对于人口密集、经济发达、土地资源稀缺的大中城市，应该优先选择垃圾焚烧方式。

(二)针对垃圾焚烧项目颁布的政策、标准和规范

生活垃圾焚烧发电厂的建设，具有严格的建设审批程序，包括特性经营权的招标采购，规划的符合性、土地使用审批、环境影响评价、能评、安评和社会稳定性评价等。同时，为保障生活垃圾焚烧发电厂的建设水平和建设质量，国家针对垃圾焚烧发电厂制定并颁布实施有关政策、标准和规范，包括：

《国务院批转住房城乡建设部等部门关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见的通知》(国发[2011]9号);

《关于进一步加强生物质发电项目环境评价管理工作的通知》(环发[2008]82号);

《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》(国办发[2012]23号);

《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014);

《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485—2013)

《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》(建标142-2010);

《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009);

《垃圾焚烧袋式除尘工程技术规范》(HJ2012-2012);

《生活垃圾流化床焚烧工程技术导则》(RISN—TG16)等。

为了规范生活垃圾焚烧发电厂的运行，已经颁布实施的标准和规范，包括：

《生活垃圾焚烧厂评价标准》(CJJ/T137—2010);

《生活垃圾焚烧厂运行监管标准》(CJJ/T212-2015);

《生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术规程》(CJJ128-2009);

《生活垃圾流化床焚烧厂评价技术导则》(RISN—TG018—2015)

(三)垃圾焚烧发电技术原理

垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧(彻底消灭病源性生物和腐蚀性有机要物)，在高温焚烧(产生的烟雾经过处理)中产生的热能转化为高温蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生一种气体叫甲烷(沼气)，再经燃烧把热能转化为蒸气，推动涡轮机转动，带动发电机产生电能。

垃圾由运输车运至焚烧厂，经地磅称重后，开至卸料门，卸到垃圾池。垃圾吊车将垃圾送入给料斗，并送入炉内，在焚烧炉内燃烧。送风机的入口与垃圾池连通，可将垃圾的臭味送入燃烧温度约850～1100℃的焚烧炉内进行热分解，变为无臭气体。

垃圾经过干燥、燃烧和燃烬三个阶段，垃圾在850～1100度的高温下充分燃烧。通过DCS自动控制系统和自动燃烧控制系统能够即时监控和调整炉内垃圾的燃烧工况，及时调节炉排运行速度和燃烧空气量。燃烧的火焰及垃圾焚烧产生的高温烟气，经自然循环锅炉，产生高温蒸汽，为汽轮发电机组提供汽源。

(四)垃圾焚烧发电处理工艺

垃圾焚烧发电主体装置主要技术包括机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、CAO式焚烧炉、脉冲抛式焚烧炉等五类技术，具体介绍如下：

1.机械炉排焚烧炉

工作原理：垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区)，由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用)，直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽，同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出。

特点：炉排炉生活垃圾焚烧技术运行稳定，对垃圾的彻底处理能力强，适于连续运行，经优化的烟气处理技术后排放达标。但是炉排的材质要求和加工精度要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂，损坏率高，维护量大。

2.流化床焚烧炉

工作原理：炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600℃以上，并在炉底鼓入200℃以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

特点：流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。易产生结焦，系统连续运行能力较低。

3.回转式焚烧炉

工作原理：回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列，炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转，使炉体内的垃圾充分燃烧，同时向炉体倾斜的方向移动，直至燃尽并排出炉体。

特点：设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。但燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。

4.CAO焚烧炉

工作原理：垃圾运至储存池，进入生化处理罐，在微生物作用下脱水，使天然有机物(厨余、叶、草全自动垃圾发电起重机全自动垃圾发电起重机等)分解成粉状物，其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选，未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室(温度为600℃)，产生的可燃气体再进入第二燃烧室，不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在860℃进行燃烧，高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后由烟囱排至大气，金属玻璃在第一燃烧室内不会氧化或融化，可在灰渣中分选回收。

特点：可回收垃圾中的有用物质;但单台焚烧炉的处理量小，处理时间长，目前单台炉的日处理量最大达到150吨，由于烟气在850℃以上停留时间难于超过1秒钟短，烟气中二噁英的含量高，环保难以达标。

5.脉冲抛式

工作原理：垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥，然后送入第一级炉排，在炉排上经高温挥发、裂解，炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动，将垃圾逐级抛入下一级炉排，此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。如此下去，直至最后燃尽后进入灰渣池，由自动除渣装置排出。助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧，同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室，进行进一步的裂解和燃烧，未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽，同时烟气经冷却后排出。

其优点是：

(1)处理垃圾范围广泛,能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等;

(2)燃烧热效率高,正常燃烧热效率80%以上，即使水份很大的生活垃圾，燃烧热效率也在70%以上;

(3)运行维护费用低,由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平，因此运行人员少(包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人)，维护工作量也较少;

(4)可靠性高,经过近20年运行表明，此焚烧炉故障率非常低，年运行8000小时以上，一般利用率可达95%以上;

(5)排放物控制水平高,由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备，使烟气得到了充分的处理;(6)炉排在压缩空气的吹扫下，有自清洁功能。

延伸阅读：

对垃圾焚烧发电技术研究的介绍