垃圾发电厂焚烧线安装工程特点分析与对策
摘 要:垃圾焚烧发电技术是未来我国城市生活垃圾处理的必然发展方向。本文从焚烧线安装工程的角度出发,结合马丁机械炉排焚烧炉技术的引进应用,着重分析焚烧线安装工程的特点,探讨工程实践中相应的解决及完善办法。
关键词:垃圾发电焚烧线安装特点分析与对策
城市生活垃圾的焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中可燃物质进行焚烧处理,通过高温焚烧后消除垃圾中大量的有害物质,达到无害化、减量化的目的,同时利用回收到的热能进行供热、发电,实现资源化利用。垃圾焚烧发电技术具有环保和能源的双重效益,是未来我国城市生活垃圾处理的必然发展方向。该项技术在发达国家已有很长的发展历史,已日臻完善,尤以美国和日本处于世界领先水平,而在我国还正处于从无到有,迅速发展的阶段,因技术的研究、开发和应用方面起步较晚,相比之下,我国的垃圾焚烧发电技术在设计、设备制造、工程施工及运营水平和规模上与发达国家的差距都还很大。本文以卡万塔泰兴垃圾焚烧发电厂项目建设为背景素材,结合马丁机械炉排焚烧炉技术的引进应用,着重分析垃圾发电厂焚烧线安装工程的特点,探讨工程实践中相应的解决及完善办法。
1 对安装工程的品质要求高
焚烧线作为垃圾焚烧发电的核心技术及施工阶段的关键项目,其安装质量的好坏将直接决定或影响后续的调试和生产运营,为保障调试工作的顺利推进,确保项目投入商业运营后生产的安全性、连续性、稳定性和经济性,故而要求焚烧线在安装阶段订立一个高品质的质量目标并确保其实现。
就机械炉排焚烧炉的安装而言,质量管理工作贯穿安装施工的始终。在基础画线及垫板安装阶段,应首先明确焚烧炉及余热锅炉对称中心线及接口中心线的准确定位,以这两条垂直线作为纵横坐标的基准线,从而确定二维平面上的各设备就位点的具体位置,避免测量放线误差的累积和焚烧炉与余热锅炉对接口的错位。在焚烧炉炉排框架吊装前应先对其支撑钢结构的安装尺寸进行复查,并确认固定点限位块及滑动点限位块是否已按照图纸设计装配,炉排框架的吊装应采取多点分散受力,避免因吊装原因导致框架不可逆形变。炉排片的安装与间隙调整宜同步完成,以免二次调整时因静置积灰或腐蚀影响结合端面的严密性。框架、溜槽、炉壳及落渣口间交接处的密封应考虑到各部件间热膨胀位移的不一致性,严格按照图纸装配,确保交接处密封质量经得起长时间连续运行的考验。
对于余热锅炉的安装,质量管理工作的重点在于钢结构及受热面组合与安装的过程监管。与一般钢结构相比,余热锅炉钢结构存在长度大,分段多,就位高的特点,进而要求在组合时应充分关注焊接收缩的影响,采取有效加固措施,分散对称施焊,避免焊接变形,在吊装时须架设两台相互垂直的经纬仪,核查钢结构立柱安装的垂直度误差情况。受热面是余热锅炉的高温承压部件,其安装质量的好坏将直接关系到生产运行的安全性和连续性,应从外观检查、壁厚复查、内部清洁、坡口处理、对口尺寸、焊材烘烤、光谱分析、热处理、无损检测及整体水压试验等多个方面完善质量管理工作,强化过程监管,确保高温承压部件万无一失。
在烟气处理系统的施工过程中,因存在非标件制作工程量大,部件尺寸大的特点,使得焊接质量成为决定该系统施工质量好坏的关键因素,应密切关注焊缝的坡口设置、对口尺寸、翻面清根、焊接高度、电流选择、焊接咬边等质量判定因素的过程监督及结果检查。
2 施工程序的重要性突出
垃圾焚烧线多为厂房内设置,故而存在设备布置紧凑,空间利用率高的特点,在提高土地利用率及投资效率的同时,也增加了施工的难度,对施工程序组织提出了更高的要求。
针对焚烧线的安装,应坚持基础先行、由内而外、由主及次、由大及小,以工艺系统施工为主导,土建配合安装的总体指导原则。具体而言,1)余热锅炉作为全厂最大最高设备,有安装工程量大、安装周期长、高空作业多、大件吊装多的特点,在安装工程的程序安排上应当最先完成开竣工,从而为下方及周边的安装作业及焚烧跨主厂房的土建施工创造安全环境,提供施工场地及作业空间条件。2)焚烧炉炉排框架及烟气处理跨中大件设备应先于相应区域的厂房墙体施工,避免因吊装通道不畅或受高位建筑物阻挡,导致吊装风险加大、工期延长及措施费用增加。3)在以工艺系统施工为主导的指导原则下,统筹土建施工,综合评价各种施工程序的时间成本、措施成本及风险成本。
3 交叉作业频繁而密集
紧凑的布置,高效的空间利用,安装施工与土建施工间的相互穿插,使得焚烧线安装工程呈现频繁而密集的交叉作业特点。交叉作业是整个安装工程的重大安全风险所在,为保障人身及设备安全,应做到:1)若存在余热锅炉与焚烧炉同期安装的情况,须在两者间接口标高处,垂直纵向作业面重合的区域采用型钢及钢板搭设安全隔离平台,平台除承受自重外还应考虑承受一定的工作载荷与冲击载荷,保障余热锅炉下方作业人员及设备能有效规避高空落物打击风险,同时为余热锅炉炉内施工提供便利作业平台。2)主厂房轻型钢结构屋面施工时应采取有效的防坠落措施,施工前应与下方安装人员沟通协调,避免垂直纵向交叉作业,施工时所用工器具应使用安全绳系扣,防止其高空坠落。
4 注重对内外环境的影响
环境效益是垃圾焚烧发电技术成为未来我国城市生活垃圾处理主要方式的先决条件和突出优势,对环境影响的注重不仅应体现在设计及运营阶段,在焚烧线安装过程中也应给予重视。对内部环境而言,要从改善生产运行环境,保障生产者职业健康安全的视角出发,严格落实设计要求,实现项目投产后厂区内无烟气泄漏、无灰粉散落、无液体渗漏、无瘴气外溢的洁净生产环境。对外部环境而言,应当以综合社会效益为考量,严格执行国家关于环境保护方面的强制性要求,组织精细化安装施工,确保烟气净化及渗滤液处理系统稳定、高效的运行,实现预期的综合环境效益。
5 总结
在我国,垃圾焚烧发电作为一项新兴技术,迅速发展的同时,也面临着众多有待解决的技术和管理问题,本文从焚烧线安装工程特点的角度分析,可见对于完善安装工程的各项管理工作及提高工程管理水平而言,不仅有赖于借鉴一般工业工程与火电工程的经验,还应当结合垃圾焚烧发电技术自身的特点,坚持以社会综合效益至上的原则,以项目整体有效实现为目标,切实分析场地、空间、程序、工艺、气候及措施等因素对焚烧线安装工程的具体影响,做好风险、工期、质量及成本的全面评估,严格执行国家相关规范及强制性要求,组织精细化施工,完善过程管理及结果评价,有效保障工程质量和提高项目综合效益。
参考文献
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[2] 方源圆,周守航,阎丽娟.中国城市垃圾焚烧发电技术与应用[J].节能技术,2010.
作者：吴忠勇
摘要：在我国对垃圾进行处理的诸多方式中，垃圾焚烧发电的方式已成为主流，大部分城市对生活垃圾都采用集中焚烧处理的方式，以实现垃圾的减量化和无害化，而且在焚烧垃圾的同时将其产生的热能进行发电，变废为宝，实现垃圾的资源化利用。可以说垃圾焚烧发电之所以能够在各大城市中运用，不仅因为其对于垃圾进行了无害化和减量化处理，更使其可持续发展和资源再利用的环保理念得到了社会各界的广泛认同，焚烧发电仍然是当前最符合实际需求的垃圾处理方式，将在未來一段时间还需要快速推广。垃圾焚烧发电项目工程的施工管理既有传统火力发电厂的施工管理共性又有着其项目自身特点而具有的特殊性。建筑、安装工程施工有着建筑体量高大，基坑开挖较深，施工场地狭窄，专业涉及面多，工艺系统复杂，设备吨位重，吊装工作量大，土建、安装各专业高空交叉施工多，施工安全风险大、施工质量要求高、环保要求高、工期紧的特点，因此，在施工建设过程中，要加强施工项目的管理，既能提高施工质量，又能保证项目的质量。文章通过对我国城市垃圾焚烧发电工程项目管理的特点进行了分析，以期能够有效地提高垃圾焚烧发电项目的质量，使其达到预期的目的。
关键词：垃圾焚烧发电项目;特点分析;工程管理措施
1、前言
垃圾焚烧发电是固体废弃物处置系统的关键环节，要想让其充分发挥其应有的功能，就必须不断完善其工程管理，提高工程管理水平，防止工程设计中出现的偏差。随着我国社会经济的发展和环境保护意识的提高，垃圾焚烧发电项目的建设规模日益增大，其功能和操作的复杂性也随之提高。因此，必须加强对垃圾焚烧发电项目的管理和建设，以保证其运行的稳定性。尤其是对垃圾焚烧发电工程中的各个重要环节和重要部件进行了深入的研究和分析，以促进其发挥更好的控制效果，以防止在某个环节、某个要素的使用上产生巨大的阻碍和不和谐。当然，项目管理的关键是要掌握每一个基础的运作过程，让它的基础工作得到更好的监控，这不仅要对项目的前期工作进行严格的审核，还要对项目的规划，项目的实施，项目的考核等方面进行有效的控制，这样才能够最终提升其整体的建设效果，降低可能出现的各种问题。
2、生活垃圾焚烧发电工程的管理特征
2.1建设质量高
生活垃圾焚烧发电已经成为电力系统不可或缺的一部分，生活垃圾焚烧发电倡导绿色环保，以高标准、好设备、优工艺来践行绿色垃圾焚烧业，是目前垃圾焚烧发电行业的重要发展方向。垃圾发电行业是以社会责任感，树立环保意识，确保垃圾处理设施及发电设施的稳定运行及安全生产以及达标排放，因此，生活垃圾焚烧发电项目的施工质量要求就变得更加重要，它也是一项重要的管理工作。
2.2施工时间紧迫
生活垃圾焚烧发电项目的建设关系到民生工程，这就要求相关生活垃圾焚烧发电项目的建设管理具有一定的紧迫性，并能有效控制生活垃圾焚烧发电的施工过程，有效提高整个施工作业的流动效果。其基本特点表现为：督促其相关的管理工作，确保工程顺利可行，尽量缩短工程进度，并能有效地控制各种危险。
2.3存在高安全隐患
垃圾焚烧发电工程，作为一种特殊的工程建设项目，由于存在参建单位多、交叉作业多、危险源多、施工种类多的特点，使得施工现场的危险性比一般的民建施工现场高，同时安全管理难度也更大。尤其是建筑、机械、电力、消防等方面，必须要仔细的分析，最终解决对于生活垃圾焚烧发电建设中带来的较大安全隐患。
2.4结构复杂
垃圾焚烧发电包含焚烧炉、余热锅炉、烟气净化、汽轮发电机组、渗滤液处理等系统组成，工艺复杂，技术性高。针对垃圾焚烧发电工程项目的有效管理，其施工技术措施的实施具有明显的复杂性和科学性。因此，在工程项目建设的过程中，往往会出现许多的复杂问题需要研讨和解决。
3、生活垃圾焚烧发电工程的施工管理
具体到垃圾焚烧发电工程项目的实施，在确定了各方面的基础和要求后，要掌握好各方面的基础内容，特别是对基础指标的控制，包括：
3.1质量管理
生活垃圾焚烧发电项目的第一步，就是要确保项目的顺利进行，而生活垃圾焚烧发电的基本要求和规范，必须要对其进行严格的审核，然后根据实际情况，对其进行相应的调整，从而达到预期的效果。当然，要想达到这个目的，就必须要对各个基础设施进行严密的控制，比如对各种建筑的材质、结构，进行详细的检测，以确定其是否可靠，以确保工程的质量，不会有丝毫的问题。除此之外，建筑工人也要接受严格的审查，比起现在越来越复杂的生活垃圾焚烧发电项目，建筑工人们需要不断的提高自己的能力，让他们自身拥有更好的执行力，掌握更多的技巧，从而让他们的工作更加流畅，避免出现更大的问题。
3.2成本管理
要确保相应的垃圾焚烧发电项目的效益，往往还必须对相应的工程造价进行有效的管理，从而达到更好的经济效益。结合工程项目的成本管理，其目的就是要更好地了解和控制相关的预算，特别是有关的超预算问题，需要事先进行严格的审核，同时，还需要实施全程的造价管理模式，使得各个环节都能够进行更加有效地操作流程，对于各个资金内容的控制也能够更加地合理高效。这样的工程项目建设成本管理工作的实施难度很大，必须要根据项目的具体情况，对项目的具体情况进行细致的分析，只有掌握了项目的基本情况，才能制定出更好的控制方案，保证工程项目的成本管理更加的科学，同时也要保证工程的质量。
3.3安全管理
在垃圾焚烧发电工程中，安全管理是一个很重要的环节，它的主要作用是防止发生安全事故，建设施工过程中对危险因素进行细致的分析，掌握防止出现事故解决措施，严格管理、动态跟踪，才能将所有的问题都解决，将安全问题降到最低。安全管理工作，点多面广，各个方面都要经过严格的审核。比如，建筑工人不仅要保证自己的工程质量，还要对自己的基础设施进行严格的检查，并对其进行安全教育，以达到更好的管理和约束;然而对于施工机械设备的控制，不仅要保证其运行过程更加顺畅、规范，还要注重相应施工机械设备的日常维护，使其具有理想的安全运行条件;外部环境中存在的安全威胁因素相对困难：需要加强实时控制和监控，避免威胁因素带来的安全隐患，建立全面可行的安全机制。
3.4计划管理
垃圾焚烧发电项目工程的建设周期是经过论证和审批，所以要严格控制项目工程的进度，建设过程中的每个环节都要保障，最终来保证项目建设的总进度。前期的施工进度管理是项目工程的一个关键环节，既要确保项目工程的可行性，又要符合项目工程的实际需求，同时还要确保相关的项目工程方案能够被执行，确保工程的后续工作能够更加的顺利进行，同时还要保证工程的材料供应和施工人员的操作都能够更加地有保障和规范顺利，最终提升其整体施工速度，避免延误工期。
4、结语
总之，要想有效地实施生活垃圾焚烧发电项目工程，就必须要做到上述所说的点，这是一个非常困难的过程，也是一个非常严格的过程，这就需要一个非常重要的环节，比如保证工程的质量、成本、安全、进度等等。
参考文献
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作者：刘立雄
摘 要：本文首先介绍了垃圾焚烧技术的特点，然后通过某垃圾焚烧发电厂的案例对汽轮机技术及汽轮机机组旁路系统进行了分析，最后就该垃圾焚烧发电厂汽轮机机组热力系统方面存在的问题，给出了一些合理的优化措施，以供参考。
关键词：垃圾焚烧发电厂；汽轮机；特点；优化
随着社会经济的发展，社会电能需求量不断扩大，各种新型发电技术不断出现并得到了广泛应用。现代人类生活中产生了大量垃圾，这些垃圾处理问题困扰着城市的发展，在这样的背景下垃圾焚烧发电技术应运而生，通过焚烧城市生活垃圾满足电量需求。
1 垃圾焚烧技术特点
常见的垃圾焚烧技术较多，本文主要介绍3种：层燃炉技术、回转炉技术及流化床技术。
（1）层燃炉技术。此种焚烧技术优点在于不用预处理入炉垃圾，整个燃烧过程飞灰量较少，且燃烧相对完全、稳定，垃圾层均匀分布，处理效率较高。气燃烧等环节均是在炉排上完成，活动的炉排借助机械运动，实现垃圾的搅动与混合，使其与空气充分接触，及时避免因垃圾入炉后遭遇强热而发生表面固化，影响内部传热与气体流动，导致垃圾燃烧时间延长和不完全燃烧的情况出现。
（2）回转炉技术。回转炉焚烧技术包含贮存废弃物、进料、炉体、废热回收及二次污染控制等多个环节。垃圾燃烧时由高端送入低速回转的圆筒，为保证效果布置窑身时略微前倾，垃圾在圆筒在内翻转燃烧，燃烧完全后残留物质由圆筒下段排出孔排除。实际中将回转炉分成两种：水冷壁式与耐火砖衬式。前者转筒周边排列水冷壁，水冷壁将筒体热量吸收并传送出去。将风室设置在筒体下部，空气通过水冷管进入到桶内，并与桶内气体均匀混合完成整个燃烧过程；后者可以将垃圾燃烧产生的热量收储其中，与此同时因为燃烧过程中温度较高，空气从筒体一端进入造成中心出现空气过剩问题，但周边并没有足够的空气支持燃烧，加上筒体自重偏大，转速不快，筒体内的垃圾无法与中心空气均匀混合，燃烧效果达不到预期目标，出现大量未燃烧垃圾，效果不理想。
（3）流化床技术。流化床焚烧炉中物料处于悬浮状态，其中垃圾颗粒与空气充分接触，提高烟气流速，垃圾焚烧效果较好，氮氧化物排放量可以由分级燃烧方式有效控制，降低脱硫成本，综合利用灰渣，负荷调节范围较广，燃烧过程较为稳定。但与此同时，流化床不能焚烧大块垃圾，因此需要严格要求垃圾的前分选与破碎工序，限制其在垃圾焚烧发电中的应用。除此之外，炉内垃圾与砂粒呈流化状态，加上需要不时补充燃煤，烟气中含有大量粉尘，除尘器需要承担额外的工作量，造成飞灰量与处理费用增加。近些年，燃煤价格不断上涨，飞灰量大及预处理等原因，制约着流化床垃圾焚烧炉的应用。
2 汽轮机技术及汽轮机机组旁路系统的特点
2.1 汽轮机技术特点
对于垃圾焚烧发电厂而言，在选择汽轮机时通常情况下都会选择有较强低压段抗水蚀能力的且有较强变工况能力的或者是次高压凝汽式汽轮机。现有配置4台比利时西格斯焚烧炉的某垃圾发电厂二期工程，该焚烧炉的主要形式为多级倾斜式往复排炉，每台焚烧炉每天可以对750t的垃圾量进行处理，所有焚烧炉可以达到每天4200t的处理能力，垃圾低位热值设计值为7118kJ/kg。该垃圾焚烧发电厂配套了由南京汽轮电机有限公司制造的2台汽轮机，主要为中压、单缸、抽汽、凝汽式汽轮机，其型号为C30-3.8/1.7/395型，配套的发电机组功率为2×32MW。汽轮机的启停方式采用定压式，其相关技术数据如表1所示。
2.2 汽轮机机组旁路系统特点
垃圾焚烧发电厂与常规的火力发电厂不同的是，其要求“停机不停炉”，通常情况下还要求运行的年时长至少达到8000小时以上，因此垃圾焚烧发电厂的运行方式一般都设置为汽轮机旁路系统。在现阶段，对于路旁系统的设计方案主要有配备旁路减温减压器和高压旁路凝汽器的大旁路系统以及只配备旁路减温减压器的小旁路系统这两种。
在本工程中，该垃圾焚烧发电厂选择的是旁路系统额定流量为168t/h的第一种配置方案。该方案中，焚烧炉燃烧所产生的新蒸汽会在汽轮机停机时直接进行减温减压作用，然后再通过路旁高压凝汽器使之冷凝成路旁凝结水，最后再通过路旁凝结水系统进入除氧器。当启动和低负荷减温减压器系统被同时开启时，通过减温减压的新蒸汽会分别进入除氧加热蒸汽和空气预热器母管，然后分别在锅炉给水加热除氧和焚烧炉空气预热器中被应用，从而保证能正常运行焚烧炉、余热锅炉以及除氧器。
3 机组热力系统优化分析
3.1 除氧器加热蒸汽系统优化
该垃圾焚烧发电厂二期工程给水除氧采用压力式热力除氧，除氧器正常运行时的加热汽源来自汽轮机二段抽汽，调试启动期间由主蒸汽通过减温减压后的加热蒸汽作为启动备用汽源。该厂初期通过机械式弹簧减压阀将加热蒸汽减压来达到除氧器的压力范圍，但在实际运行过程中，由于启动初期主蒸汽压力不稳定，该阀门频繁开启和关闭，造成了除氧器加热蒸汽压力也不稳定，除氧效果不佳。同时由于加热蒸汽至除氧器的供汽母管沿途未设置疏水管路，导致管路中大量积水，积水中杂质集聚到机械式弹簧减压阀前，使得该阀门常发生弹簧卡涩而无法正常开启，除氧器供汽量不足。通过改造减压阀和增设疏水管路解决了该问题。
3.2 轴封供汽管道改造
该垃圾焚烧发电厂汽轮机机组加热蒸汽通过均压箱后供汽轮机前后汽封，均压箱上装有汽封压力调整分配阀，使均压箱保持2.94～29.4kPa的正常压力，当均压箱中压力低于2.94kPa时，二段抽汽作为备用轴封供汽通过该分配阀向均压箱供汽，当均压箱中压力高于29.4kPa时，多余的蒸汽通过汽封压力调整分配阀排入凝汽器。该厂启动初期在汽轮机前后汽封正常投入时，均压箱压力却无法建立起来。初步分析为均压箱供汽不足，通过计算分析得出设计院给定的加热蒸汽至均压箱的供汽管道直径太小（直径为20cm），同时存在轴封回汽不畅的问题，由于疏水系统设计未将无压和有压疏水分开，造成有压疏水通过无压疏水管道时因反串到轴封供汽管道内而积水，致使轴封供汽不畅。后通过将供汽管道直径改造为108cm，增加了轴封供汽量，通过隔离有压疏水管路，并通过在均压箱内加热蒸汽对轴封管道充分暖管疏水来解决轴封管道积水问题。
3.3 轴封供汽温度调整
在该垃圾焚烧发电厂中，其汽轮机组要求的低压汽封供汽温度在120～180℃（整定值为150℃）的范围内，轴封的供汽温度对于汽轮机机组的正常运行会造成较大影响，一旦温度过高，汽轮机机组轴封就会出现松动情况，而在较大的热应力作用下，又会使机组产生动静摩擦，对转子的寿命造成很大影响；温度过低则会将轴封供汽水带入到汽轮机机组之中。然而，由于该垃圾焚烧发电厂的抽汽供均压箱和轴封的供汽都没有设计调温设置，在很长一段时间内会出现温度大于220℃的情况在运行期间，现阶段要想对温度进行调整，只能通过对均压箱的进汽量调整来实现，因此，为了解决这个问题，建议该厂增设减温装置在均压箱处。
4 结语
综上所述，本文基于某垃圾焚烧发电厂，分析了垃圾焚烧发电厂汽轮机及其热力系统的技术特点，并针对调试期间出现的问题提出了可行的解决方案。对于同类型垃圾焚烧发电厂具有一定的借鉴意义。
参考文献
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[2]李清海，张衍国，陈勇，等.垃圾焚烧发电厂热力系统的特点及优化[J].热力发电，2005，（9）：66-68，77.
（作者单位：广东省建筑设计研究院）
作者：明小名 刘金海
本文描述了垃圾焚烧发电厂的特点和组成，并介绍了电厂新型系统的发展方向、特点及现场总线的应用，并结合科远的工程实施经验，简单介绍了科远NT6000分散控制系统(DCS)在垃圾焚烧发电厂的应用。
1、垃圾焚烧发电机组的特点
近年来，人们对发电机组的环保要求越来越高，垃圾焚烧发电技术在世界范围内得到了迅猛发展和普遍应用。由于垃圾焚烧发电技术具有高效率处理生活垃圾、节约能源、建设周期短以及有利于环保等特点，我国目前正在逐步加大垃圾焚烧发电机组的资金投入。
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人类对能源的消耗不断增加，由此到来的环境污染问题也日益严重。对能源需求的增加与对污染排放的控制这一矛盾迫使科技工作者不断寻求高效低污染的燃烧技术，加快新型燃烧装置及环保设备的开发。降低成本、提高可靠性、降低污染排放成为电力行业的追求目标。
垃圾焚烧发电技术作为传统行业派生的新行业，由于其燃料主要是生活垃圾等，因此，燃烧过程可以实现垃圾无害化，而且使垃圾容量大幅缩减，清洁环保;垃圾焚烧机组还有建设周期短，节约能源且环保等优点。故该项技术目前越来越受到重视，并得到迅速推广和不断发展。
2、垃圾焚烧发电机组的控制系统要求
垃圾焚烧发电机组的主要组成部分有：焚烧锅炉、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机等设备。
同常规的火电机组相比，垃圾焚烧发电中以发电为辅，垃圾燃烧为主。反映在燃烧系统上，燃烧的热值变化较慢，燃料成份中非可控因素较多，蒸汽负荷的变动较小，压力的变化较大。因而，对于垃圾焚烧发电，传统的火电燃烧系统的机理和控制方法并不完全适应于垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电的独特之处决定了其对控制系统的要求既等同于常规要求，又在常规要求中有着极大的变通性。
1)对分系统强烈的独立性的要求：
对于垃圾焚烧，以垃圾焚烧为主，发电为辅，在整个控制系统的构成上，独立性的要求明显高于常规的火电机组。采用分布式的控制系统，不但可以减少整个控制系统的成本，分布式系统的更大的灵活性保证了垃圾焚烧发电的现实可操作性和管理的灵活性。从国内已经正式投运的垃圾焚烧电厂的情况看，分布式控制系统的选用是垃圾焚烧电厂最佳的选择方案。
2)对系统网络传输特性的高性能、高要求：
现代化的垃圾焚烧发电厂，对信息的传输与交换比常规的火电机组更大。采用先进的高速控制网络，对整个控制系统的协调、管理系统的交互运作，都可提供强有力的传输网络的支持。
3)对运行成本的迫切的要求：
在垃圾焚烧发电中，对低运行成本的要求集中在两个方面：①灵活、方便的硬件配置可保证系统的功能性要求与硬件系统的最合理的配合，从而构成最合理的性能价格比;②极低的设备维护成本和系统管理成本，这就要求选择的自动化控制系统具备良好的可扩充性、开放性(可最大限度的利用现有的成熟的信息资源)和长期工业恶劣场所运行的稳定性和可靠性。
3、NT6000分散控制系统(DCS)在垃圾焚烧发电机组的应用
毫无疑问，对于垃圾焚烧发电机组控制系统的要求是极高的，而科远的NT6000分散控制系统(DCS)产品能够完全胜任垃圾焚烧发电机组控制要求，特别是其推出的最新型控制器——T2550能够完全满足垃圾焚烧发电机组对于分系统强烈的独立性的要求。
T2550继承了科远自动化产品一贯的高可靠性和易用性，沿着控制系统的最新发展，在系统结构上作了进一步的优化。T2550拥有独立的冗余CPU，具有独立自治能力，摒弃传统的扩展机座层的概念，进一步提高了处理能力和系统可靠性指标。
与传统的控制器比较，其具有以下特点：
① 运算速度更快
由于采用独立机架设计，采用了更强大的处理芯片，T2550的控制周期最快可能达到50ms，脉冲量输出可能达到10ms。常规控制器，包括T940一般只能达到250ms。T2550是目前市场上处理速度最快的控制器。
② 操作响应速度更快
T2550的控制网络高达100Mbps,操作响应周期可以缩短到1.5～2s，超过技术规范2.5-3S的要求。
③ 可靠性更高
由于每个机架都有冗余CPU，相比较传统的控制系统，功能更分散，可靠性更高。T2550采用低功耗和专用芯片,发热量大大降低,没有任何转动部件,对运行环境要求降低，可靠性增加。
④ 增加了在线组态功能
T2550控制器不但可以在下载控制策略，而且可以在线组态。
⑤ 增加虚拟仿真调试功能
T2550控制器增加了虚拟仿真调试功能。
4、工程应用情况介绍
科远先后在多家垃圾焚烧发电厂成功实施了控制系统工程，以临沂中环新能源有限公司垃圾发电工程为例，该电厂安装两条垃圾焚烧线，日处理城市生活垃圾单台四百吨，年处理29.2万吨生活垃圾，一台25兆瓦凝汽式汽轮发电机组，母管制。全厂设置一套分散控制系统(DCS)， 以全厂集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式实现垃圾焚烧发电厂整体生产过程的状态监视、生产操作、过程控制、事件报警、运行联锁、安全保护。完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和联锁保护(PRO)等系统功能。
垃圾焚烧发电厂的其他生产过程，如焚烧线燃烧控制、烟气处理系统、汽机数字电调和垃圾吊控制等系统将通过数据通讯方式分别接入分散控制系统(DCS)，建立全厂生产运行管理。
根据系统性能价格比尽可能高、系统性能稳定和系统组态维护方便的要求，同时针对本机组的特点和控制要求，经过广泛调研和论证，最终确定采用科远的NT6000分散控制系统(DCS)完成其控制功能。此系统在本工程的基本结构为：
系统共配置7台操作员站(其中一台工程师站)，6对冗余的T2550控制器，完全满足垃圾焚烧发电机组对于分系统的独立性要求的特点，其中#1～#3控制器主要控制余热锅炉及垃圾焚烧线辅助部分;#4～#6控制器主要控制汽轮机及其辅助设备。系统配置的总I/O点数达1800点左右。系统配置了3台打印机，其中报表打印机1台、图形打印机1台、工程师站配打印机1台。
机组投产后，运行人员在主控室，就可以完成全厂各部分的控制，包括焚烧锅炉、余热锅炉、蒸汽轮机等等。该机组的自动化水平在全国的垃圾焚烧发电机组中处于领先地位。
本分散控制系统中，DCS完成全厂逻辑顺序控制及所有PID回路控制。其中, 逻辑顺序控制分以下几个部分:
(1) 1-2-3级吹扫:其目的是为了确保1-2-3级燃烧室风烟系统相关设备正常且信道畅通，是炉膛保护要求的重要操作之一;
(2) 风机启动;
(3) 焚化炉—锅炉吹扫:其目的是为了确保焚化炉—锅炉整个风烟系统相关设备正常且信道畅通，是炉膛保护要求的重要操作之一;(4) 第二级预热:其目的是为了提高第二级温度使其达到设定值，是第一级预热及第一燃烧室燃烧器投入的前提条件;
(5) 第一级预热:目的是为了提高第一级温度使其达到设定值;
(6) 顺序停运;
(7) 燃烧器顺序点火/停运;
(8) 给料系统自动循环;
(9) 除渣系统自动循环;
(10) 渣坑水位联锁控制;
(11) 吹灰系统顺序控制;
(12) 锅炉保护;
(13) 主燃料跳闸;
(14) 料油跳闸;
(15) 正常发电模式;
(16) 孤网运行模式;
(17) 汽轮机故障模式;
(18) 化学水处理控制;
(19) 污水处理控制。
主要PID控制回路包括：
(1) 炉膛压力调节系统
此系统为单冲量调节回路。按系统工艺，炉膛应保持一定的负压值，故需对引风机进行PI 调节。为防止引风机变频器运行过大或过小，造成锅炉熄火，调节系统中引入高、低限幅模块。
(2) 干燥炉排温度调节系统
此系统为单冲量调节回路。按系统工艺，进入焚烧炉一燃室1#炉排的垃圾含有一定水分，直接影响炉膛温度，增加1#-2#燃烧器的负担。因此，从三燃室引入混合烟气进行干燥。由于三燃室混合烟气的温度较高，故通过调节干燥风机使干燥炉排温度维持在设定的工作范围。
(3) 再循环烟气温度调节系统
此系统为单冲量调节回路。通过调节再循环风机使四燃室烟气温度维持在设定的工作范围。
(4) 一燃区炉膛温度调节系统
此系统为条件切换多输出调节回路。按系统工艺，焚烧炉一燃室分为起炉运行和正常运行两个阶段。在起炉运行阶段，炉膛温度主要由1#-6#燃烧器的燃油量来控制，通过调节1#-6#燃烧器回油调节阀来维持系统对炉膛温度的要求。在正常运行阶段，炉膛温度主要靠1#-4#炉排上垃圾的燃烧来维持，通过调节1#-4#炉排的排风调节阀 (送风机转速一定，排风调节阀可调节送风量)来控制1#-4#炉排上垃圾的燃烧，从而达到系统对炉膛温度的要求。此调节过程将直接影响炉膛负压，为防止炉膛负压的减少对系统的影响，当炉膛负压突破一定值时(如小于1kpa)，对排风调节阀限幅。
(5) 锅炉汽包水位调节系统
此系统为三冲量调节回路。通过采用给水流量、蒸汽流量和汽包水位主信号一起对给水调节阀进行PI调节，使汽包水位保持在设定范围内，以适应锅炉的蒸发量。
(6) 过热蒸汽温度调节系统
系统将减温器后蒸汽温度作为前馈信号引入调节，与过热蒸汽温度主信号一起对减温水调节阀进行PI调节。
(7) 汽机前压调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。正常发电时，利用汽轮机与旁路系统平衡配置，通过汽轮机同步控制器调速汽门来调节主汽门前压力，使其稳定在工作压力上下。当发电机甩负荷时，控制旁路蒸汽调节阀，退出自动状态。
(8) 减温减压器温度调节系统
减温减压器共有两项调节任务:调节喷水量维持减压后蒸汽温度在工作范围内;调节减压阀的开度维持减压后蒸汽压力在工作范围内。
本调节系统通过减温水调节阀来调节减温减压器后温度，使其稳定在工作温度上下。
(9) 减温减压器压力调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。在低负荷状态时，本调节系统通过调节蒸汽旁路调节阀来维持减温减压器后压力，使其稳定在设定工作范围内。当处于甩负荷状态时，调节系统来调节蒸汽调节阀。
(10) 低压分汽缸压力调节系统
此系统为双调节器条件切换单输出回路。低压分汽缸的蒸汽在正常发电模式下来自汽轮机的抽汽;当发电机处于甩负荷状态或汽轮机故障状态时，则来自于主蒸汽经减温减压器后的一部分蒸汽(而另一部分蒸汽则进入高压冷凝器)。本调节系统根据系统要求，通过调节蒸汽调节阀来安全合理的分配这两部分蒸汽。
当高压蒸汽冷凝器的压力小于0.2Mpa时，调节系统通过调节蒸汽调节阀来维持低压分汽缸压力，使其稳定在设定工作范围内。当高压蒸汽冷凝器的压力大于0.2Mpa时，调节系统通过调节蒸汽调节阀来维持高压蒸汽冷凝器的压力，使其稳定在设定工作范围内。
(11) 除氧器液位调节系统
此系统为条件切换输出调节回路。正常发电模式时，大量的凝结水由凝汽器通过低加直接送回到除氧器，不通过疏水箱，除氧器的补给水通过调节进水调节阀，实现除氧器液位的恒定。当汽轮机故障状态时，大量的凝结水从高压冷凝器聚到疏水箱，除氧器的补给水则通过疏水箱输送，除氧器液位通过调节进水调节阀，实现液位的恒定。
5、结束语
随着垃圾焚烧发电技术的迅速发展，控制系统性能的不断提高，可以预见，科远NT6000分散控制系统(DCS)在垃圾焚烧机组控制领域具有广阔的应用前景。随着对现场总线控制系统(FCS)的了解和研究的深入，智能化现场仪表和设备将应用到电厂，构成完整的FCS，会进一步提高垃圾焚烧发电机组的自动化和管理水平。
北极星节能环保网:垃圾焚烧技术萌芽于19世纪末。20世纪以来，随着城市垃圾产量的大幅度提升和焚烧技术的不断发展，垃圾焚烧已经成为了很多国家大力发展的垃圾处理技术。北极星节能环保网编辑就为您归纳整理四种典型的垃圾焚烧炉!
垃圾焚烧炉是垃圾焚烧技术的核心。早期的焚烧炉是由燃煤发电锅炉厂家生产制造的，并不适用于生活垃圾的燃烧。随着垃圾焚烧工艺的发展，垃圾焚烧炉技术已经成熟，全世界各种型号的垃圾焚烧炉达到200多种，但应用广泛、具有代表性的垃圾焚烧炉技术主要有四大类，即机械炉排焚烧炉技术、流化床焚烧炉技术、回转窑焚烧炉技术和热解气化焚烧炉技术。
目前我国的垃圾焚烧厂建设适宜采用比较成熟的机械炉排焚烧炉。在有完善预处理系统的情况下，也可以采用流化床焚烧炉技术。回转窑和热解气化焚烧炉技术应用较少，可以作为前两种技术的补充。
机械炉排焚烧炉技术
机械炉排焚烧炉是较早发展的垃圾焚烧炉型式，经过长期的发展，技术已经日趋完善，运行可靠性高，是目前垃圾焚烧炉市场上的主导产品。
机械炉排焚烧炉根据炉排的结构和运动方式不同而型式多样，但燃烧原理大致相同，垃圾在炉排上进行层状燃烧，经过干燥、燃烧，燃尽后灰渣排出炉外。各种炉排都会采用不同的方式使垃圾料层不断得到松动以及使垃圾与空气充分接触，从而达到较理想的燃烧效果。
垃圾的燃烧空气由炉排底部送入，根据垃圾热值与水分的不同，送入炉排的风可以是热风或冷风。目前，机械炉排焚烧炉的形式主要包括顺推式炉排炉、逆推式炉排炉、往复翻动式炉排炉和滚动式炉排炉。
机械炉排焚烧炉对垃圾预处理要求低，对垃圾热值适用范围广，运行维护简便。此外，机械炉的单台处理能力较大，尤其适用于大规模垃圾集中处理。
但机械炉排焚烧炉的机械结构较复杂，炉排的材质要求和加工精度要求高，造价及维修费用较高。
流化床焚烧炉技术
流化床焚烧炉技术也是一种较为成熟的技术，它主要依靠炉膛内高温流化床料的高热容量、强烈掺混和传热的作用，使送入炉膛的垃圾快速升温着火，形成整个床层内的均匀燃烧。流化床焚烧炉是利用流态化技术进行垃圾的焚烧，在炉内有大量的石英砂作为热载体，垃圾在炉内悬浮燃烧。
流化床焚烧炉对垃圾有严格的预处理要求，必须将垃圾破碎成较小的粒径方能入炉焚烧，导致预处理环节能耗高且对臭气控制要求严格。流化床焚烧炉的垃圾和床料处于流化状态，磨损严重，维修较频繁，年运行时间较机械炉排炉短。
另外，由于国内目前的垃圾热值较低，难以单独燃烧，需要与煤进行混烧。流化床焚烧炉的优点是，由于垃圾经过破碎，使其燃烧速度快、燃尽率高、启停炉便捷，一般排出炉外的未燃物均在1%左右，是几种方式中最低的。另外，流化床焚烧炉的结构较简单，造价较低。 回转窑焚烧炉技术
回转窑焚烧炉炉体为采用耐火砖或水冷壁炉墙的圆柱形滚筒。它是通过炉体整体转动，使垃圾均匀混合并沿倾斜角度向倾斜端翻腾状态移动。为达到垃圾完全焚烧，一般设有二燃室。在焚烧垃圾时，垃圾由回转窑上部供应，筒体慢慢旋转，使垃圾不断翻转并向后移动，垃圾逐渐干燥、燃烧、燃尽，然后排至排渣装置。
调节回转窑的转速，可以影响垃圾在窑中的停留时间，并且对垃圾在高温空气及过量氧气中施加较强的机械碰撞，能得到可燃物质及腐败物含量很低的炉渣。该技术的主要缺点是垃圾处理量不大，飞灰处理难，燃烧不易控制，在当前的垃圾焚烧中应用较少。
热解气化焚烧炉技术
热解气化焚烧炉技术首先在北美获得应用，这种焚烧炉在加拿大称为CAO(Controlled Air Oxidation)，意思是控制空气氧化，在发达国家有少量的应用。 热解气化焚烧炉有二个燃烧室，通过控制二个燃烧室的供风量和温度来实现热解气化和完全燃烧。在第一燃烧室供风量为理论需要空气量的70%-80%，温度控制在600-800°C，仅让部分固废燃烧，依靠其燃烧热使其余固废分解成为可燃气体;二燃室供风量为理论需要量的130%-200%，温度控制在1000°C左右，停留时间2秒，使可燃气体充分燃烧，有毒有害气体完全分解，达到无害化。
热解气化焚烧能有效抑制二噁英的产生，缺点是垃圾处理规模较小、系统复杂、运行成本较高，在国内尚无工程应用。
第一部分 城市生活垃圾焚烧炉项目背景信息
一、城市生活垃圾焚烧炉项目概况
(一)项目名称
(二)项目的承办单位
(三)承担可行性研究工作的单位情况
(四)项目的主管部门
(五)项目建设内容、规模、目标
(六)项目建设地点
二、项目承担单位的基本情况和财务状况
包括所有制性质、主营业务、近三年来的销售收入、利润、税金、固定资产、资产负债率、银行信用等级、项目负责人基本情况及主要股东的概况
第二部分 城市生活垃圾焚烧炉项目建设背景、必要性
这一部分主要应说明项目发起的背景、投资的必要性、投资理由及项目开展的支撑性条件等等。
一、城市生活垃圾焚烧炉项目建设背景
(一)国家或行业发展规划
(二)项目发起人以及发起缘由
(三)……
二、城市生活垃圾焚烧炉项目建设必要性
国内外现状和技术发展趋势，对产业发展的作用与影响，产业关联度分析，市场分析;
(一)……
(二)……
(三)……
(四)……
三、城市生活垃圾焚烧炉项目建设可行性
(一)经济可行性
(二)政策可行性
(三)技术可行性
(四)模式可行性
(五)组织和人力资源可行性
第三部分 城市生活垃圾焚烧炉项目优势
一、组织优势
二、技术优势
涉及成果来源及知识产权情况、已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限、技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势、该项技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用等。
三、市场优势
四、模式优势
五、其他优势
第四部分 城市生活垃圾焚烧炉项目产品规划
一、城市生活垃圾焚烧炉项目产品产能规划方案
二、城市生活垃圾焚烧炉项目产品工艺规划方案
(一)工艺设备选型
(二)工艺先进性说明
(三)工艺流程
三、城市生活垃圾焚烧炉项目产品营销规划方案
(一)营销战略规划
(二)营销模式
(三)促销策略
……
第五部分 城市生活垃圾焚烧炉项目建设规划
一、城市生活垃圾焚烧炉项目建设地
(一)城市生活垃圾焚烧炉项目建设地地理位置
(二)城市生活垃圾焚烧炉项目建设地自然情况
(三)城市生活垃圾焚烧炉项目建设地资源情况
(四)城市生活垃圾焚烧炉项目建设地经济情况
(五)城市生活垃圾焚烧炉项目建设地人口情况
二、城市生活垃圾焚烧炉项目土建总规
(一)项目厂址及厂房建设
(二)土建总图布置
(三)场内外运输
(四)项目土建及配套工程
(五)项目土建及配套工程造价
(六)项目其他辅助工程
三、城市生活垃圾焚烧炉项目建设环境保护方案
四、城市生活垃圾焚烧炉项目建设节能方案方案
五、城市生活垃圾焚烧炉项目建设消防方案
六、城市生活垃圾焚烧炉项目建设生产劳动安全方案
七、各项建设条件落实情况
包括环境保护、资源综合利用、节能措施、原材料供应及外部配套条件落实情况等;其中节能分析章节按照《国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》(发改投资[2007]2787号)要求进行编写。
第六部分 城市生活垃圾焚烧炉项目组织实施情况
一、城市生活垃圾焚烧炉项目组织
(一)组织形式
(二)工作制度
二、城市生活垃圾焚烧炉项目劳动定员和人员培训
(一)劳动定员
(二)年总工资和职工年平均工资估算
(三)人员培训及费用估算
三、城市生活垃圾焚烧炉项目实施的各阶段
(一)建立项目实施管理机构
(二)资金筹集安排
(三)技术获得与转让
(四)勘察设计和设备订货
(五)施工准备
(六)施工和生产准备
(七)竣工验收
四、城市生活垃圾焚烧炉项目实施进度表
第七部分 城市生活垃圾焚烧炉项目财务评价分析
一、城市生活垃圾焚烧炉项目总投资估算
二、城市生活垃圾焚烧炉项目资金筹措
一个建设项目所需要的投资资金，可以从多个来源渠道获得。项目可行性研究阶段，资金筹措工作是根据对建设项目固定资产投资估算和流动资金估算的结果，研究落实资金的来源渠道和筹措方式从中选择条件优惠的资金。可行性研究报告中，应对每一种来源渠道的资金及其筹措方式逐一论述。
并附有必要的计算表格和附件。可行性研究中，应对下列内容加以说明：
(一)资金来源
(二)项目筹资方案
三、城市生活垃圾焚烧炉项目投资使用计划
(一)投资使用计划
(二)借款偿还计划
四、项目财务评价说明&财务测算假定
(一)计算依据及相关说明
(二)项目测算基本设定
五、城市生活垃圾焚烧炉项目总成本费用估算
(一)直接成本
(二)工资及福利费用
(三)折旧及摊销
(四)工资及福利费用
(五)修理费
(六)财务费用
(七)其他费用
(八)财务费用
(九)总成本费用
六、销售收入、销售税金及附加和增值税估算
(一)销售收入
(二)销售税金及附加
(三)增值税
(四)销售收入、销售税金及附加和增值税估算
七、损益及利润分配估算
八、现金流估算
(一)项目投资现金流估算
(二)项目资本金现金流估算
九、不确定性分析
在对建设项目进行评价时，所采用的数据多数来自预测和估算。由于资料和信息的有限性，将来的实际情况可能与此有出入，这对项目投资决策会带来风险。为避免或尽可能减少风险，就要分析不确定性因素对项目经济评价指标的影响，以确定项目的可靠性，这就是不确定性分析。
根据分析内容和侧重面不同，不确定性分析可分为盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析。在可行性研究中，一般要进行的盈亏平衡平分析、敏感性分配和概率分析，可视项目情况而定。
(一)盈亏平衡分析
(二)敏感性分析
第八部分 城市生活垃圾焚烧炉项目财务效益、经济和社会效益评价
一、财务效益评价
内部收益率、投资利润率、投资回收期、贷款偿还期等指标的计算和评估。
二、经济效益评价
(一)经济费用效益或费用效果分析
(二)行业影响分析
(三)区域经济影响分析
(四)宏观经济影响分析
三、社会效益评价
(一)社会影响效果分析
(二)社会适应性分析
(三)社会风险及对策分析
第九部分 资金申请报告附件
企业营业执照
企业经营状况相关文件(损益表、资产负债表、现金流量表)
银行出具的贷款承诺(省级分行以上)文件或已签订的贷款协议或合同;
地方、部门配套资金及其它资金来源证明文件;
技术来源及技术先进性的有关证明文件;
环境保护部门出具的环境影响评价文件的审批意见;
节能、土地、规划等必要文件;
项目核准或备案文件(在有效期内且未满两年);
已开工项目需提供投资完成、工程进度以及生产情况证明材料;
项目单位对项目资金申请报告内容和附属文件真实性负责的声明。
摘 要：结合浙江省电力设计院设计并已建成投产的山东菏泽和杭州乔司垃圾焚烧电厂，对设计中的一些问题，如厂址选择、焚烧炉形式选用、垃圾预处理系统设计、汽轮机系统选用与发电效率分析、各二次污染治理系统的设置等作初步探讨。对垃圾焚烧电厂采用循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉进行对比。选用循环流化床焚烧炉的主要优点是可显著降低烟气中二[口恶]英的排放，同时也有利于电厂蒸汽参数的提高。
关键词：垃圾焚烧电厂;循环流化床焚烧炉;电厂设计
1垃圾焚烧电厂的选址
垃圾焚烧电厂工程既属于电力工程，又属于市政工程，工程选址应符合城市总体规划、环境保护规划和垃圾处理政策的取向，具体如下：(1)垃圾焚烧电厂的选址首先是防止二次污染的安全原则，应尽量靠近垃圾集中产生源，以降低垃圾运输成本和减少垃圾运输车辆，大城市可规划分区建垃圾焚烧电厂，中小城市可进行区域化规划和建设。(2)垃圾焚烧电厂的全厂发电效率比普通燃煤电厂低得多，为提高其经济性，厂址最好靠近热负荷需求中心，进行热电联供。如山东菏泽垃圾焚烧电厂位于一小型化工区，杭州乔司垃圾焚烧电厂位于一经济技术开发区，均有一定量的热负荷可供。(3)不仅要考虑电厂的选址，而且还需考虑垃圾焚烧飞灰(危险废弃物)的填埋场址。
2垃圾焚烧炉炉型的选择
目前国内已建成的垃圾焚烧电厂采用的是机械炉排或流化床焚烧炉。山东菏泽垃圾焚烧电厂和杭州乔司垃圾焚烧电厂均采用浙江大学热能工程研究所开发的杭州锅炉厂生产的异重循环流化床焚烧炉。菏泽垃圾焚烧电厂应用单炉日处理垃圾200t/d并产汽35t/h的焚烧炉3台，辅助燃煤与垃圾量重量比为3：7;乔司垃圾焚烧电厂也有焚烧炉3台，其中1台与菏泽厂完全相同，另外2台单炉日处理垃圾300t/d并产汽35t/h，但辅助燃煤与垃圾量重量比为2：8。
2.1垃圾低位热值的影响
从环保角度考虑，要保证焚烧炉稳定燃烧并具有较高的燃烧效率，垃圾平均低位热值要达到5000kJ/kg以上才有可能实现。因此当该地区垃圾热值不高且季节波动较大时，适宜选择流化床焚烧炉，因为流化床焚烧炉在设计时考虑添加一定量辅助燃料(煤)，可实现混合燃料热值达到5000kJ/kg以上，但需注意根据国家经贸委[2000]660号文件规定，原煤掺烧量不超过人炉燃料的20%(质量比)。
2.2焚烧炉设计参数
机械炉排炉在垃圾焚烧过程中HC
1、Sox NOx等有害气体对过热器及锅炉管束有极强的腐蚀性，因此蒸汽温度不宜过高。目前国际上新型机械炉排焚烧炉的设计参数一般为：主蒸汽压力4MPa、主蒸汽温度400cC、给水温度约150℃;流化床焚烧炉由于属中温燃烧，可通过炉内加石灰石控制HC
1、SOx的生成，即主蒸汽压力4MPa、主蒸汽温度450℃、给水温度约150℃，这种形式的焚烧炉目前已在山东菏泽等处投入运行。因此从全厂发电效率考虑，选取流化床焚烧炉具有一定优势。
2.3 焚烧炉国产化情况
从机械炉排炉看，国内已投运的深圳垃圾焚烧电厂3号炉本体由杭州锅炉厂制造，关键部件如炉排则从日本三菱重工进口，目前杭州锅炉厂已引进日本三菱的马丁炉排生产技术，但垃圾处理容量目前只达到150t/d。机械炉排炉焚烧技术较为成熟，在国外有长期的成功运行经验;而流化床焚烧炉日前在国内已有浙江大学热能工程研究所和中国科学院分别开发的产品投入运行，并已完全实现了国产化，但由于国内垃圾焚烧技术起步较晚，尚缺乏长期运行经验。
2.4 二次污染控制
垃圾焚烧所产生的二次污染主要指重金属和二[口恶]英。焚烧垃圾会产生重金属并吸附在微小粒径的飞灰上已被人们所公认，而流化床焚烧炉焚烧垃圾则有助于控制重金属排放。根据山东菏泽垃圾焚烧电厂对烟气处理系统捕集下来的飞灰所作的重金属分析结果看，单位质量飞灰中Cd、Hg、Pb的含量只略高于国际农用垃圾的排放标准;此外，流化床焚烧炉掺一定比例煤焚烧垃圾能有效控制二[口恶]英的产生，在山东菏泽垃圾焚烧电厂焚烧炉尾部烟气取样检测，二[口恶]英类污染物的体积质量仅0.02ng/m3，远低于国家关于垃圾焚烧排放1ng的标准，当然尚需进一步运行检验和机理上的研究。从燃烧过程中控制二次污染，流化床垃圾焚烧炉要优于机械炉排炉。
2.5 飞灰处理
流化床垃圾焚烧炉烟气中的飞灰含量要远高于机械炉排炉，而且可能会有一些粗颗粒的物料被携带出炉膛，尾部烟气处理系统设计需考虑高含灰量烟气特点。实际运行表明：要十分重视布袋除尘器的布袋质量，清除漏灰，不使环境污染。
从以上分析可看出机械炉排炉有成熟的长期运行经验，烟气飞灰处理负荷较轻，而流化床焚烧炉对燃料适应性好，在燃烧二次污染控制上占优势，蒸汽参数较高，已能国产化制造。目前国产化的流化床焚烧炉在技术上已具备了与国外引进机械炉排炉竞争的条件，但尚需在商业运行中积累经验并不断改进。
3 垃圾预处理系统设计
垃圾焚烧厂预处理系统的选择与采用焚烧炉的形式有关，也与当地垃圾回收利用的实际情况有关。不同经济发展水平的地区生活垃圾特性有较大差异，也是影响预处理系统选择的一个因素。
采用机械炉排炉的垃圾焚烧电厂一般不设置垃圾预处理系统，原因是机械炉排炉对人炉垃圾的尺寸要求不高，只需将大尺寸的垃圾挑出即可。为有利于减少焚烧对环境的影响及资源的循环再利用，当地政府应制定计划控制家庭有害废弃物进入焚烧厂(如电池、清洁剂、杀虫剂等)并回收某些有用的物质。
流化床焚烧炉对入炉垃圾的粒度有一定要求(一般为150-200mm)，因此需设置垃圾前端预处理系统，选用冲击式破碎机，同时为提高人炉燃料的热值，通常通过人工或机械方法去除金属类、玻璃和其它一些不燃物质如砖瓦等。实际运行表明：人工分选是不可缺少的工序。4汽轮机系统的选用与效率分析
4.1汽轮机选型
浙江省电力设计院设计的垃圾焚烧电厂均采用抽凝式，选用杭州汽轮机股份有限公司C6-3.43/0.98型抽凝式汽轮机。
4.2热力系统
按3炉2机设计热力系统，焚烧炉供汽3x35t/h，汽轮机进汽2×52.25t/h，主蒸汽汽压3.43MPa，主蒸汽温度435℃，排汽压力5.8kPa。汽轮机对外供0.98MPa、312℃蒸汽2×25t/h，机组发电2×5.8MW。各主要汽水系统采用母管制，回热级数共3级(高压加热器、除氧器、低压加热器)。
4.3效率分析
垃圾焚烧电厂由于其特殊性，根据浙江省电力设计院设计全厂发电效率为24%左右(现代火力发电厂可达41%)。同时厂用电率较高，平均约20%，其原因为：(1)垃圾焚烧电厂容量小、蒸汽参数低;(2)循环流化床焚烧炉需要高压风机，能耗较高;(3)系统复杂，辅机数量及耗电量增加。如垃圾需要与煤混烧，既要有输煤系统，又要有垃圾处理及运输系统;同时，因垃圾焚烧产生的烟气中有害成份较多，需要有烟气净化处理系统等。
5二次污染治理系统的设置
5.1烟气净化系统
生活垃圾焚烧烟气中污染物可分为颗粒物(粉尘)、酸性气体(HC
1、HF、SOx、NOx等)、重金属(Hg、Pb、Cr等)和有机剧毒性污染物(二[口恶]英、呋喃等)四大类。国外经济发达国家的研究和实践表明，“低温控制”和“高效颗粒物捕集”是烟气净化系统成功运行的关键因素。在垃圾焚烧烟气净化过程中，必须将温度控制得尽可能低(但在露点以上)，同时应采用高效除尘器(优先用布袋式)。
在垃圾焚烧烟气净化系统中，除尘和脱酸是非常重要的。由于大量重金属、二[口恶]英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)等污染物以固体的形式存在于颗粒物(尤其是粒度很小的颗粒物)中，所以除尘的同时也是对其它污染物的净化过程。布袋式除尘器+半干法脱除酸性气体是推荐的方法，烟气中向大气排放污染物限值可达到国家环保总局现行有关排放标准
GWKB3-2000的规定。流化床焚烧炉烟气中实测的二[口恶]英类排放体积质量远低于排放标准。
5.2灰渣处理系统
GWKB3-2000中对垃圾焚烧灰渣的处置要求是：“垃圾焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输;垃圾焚烧炉渣按一般固体废物处理，焚烧飞灰应按危险废物处理，其它尾气净化装置排放的固体废物按CB5085·3《危险物废物鉴别标准》判断是否属于危险废物，如属于危险废物，则按危险废物处理”。
灰渣处理系统由2个独立的子系统组成：炉渣处理系统和飞灰处理系统。炉渣处理系统：对炉渣收集并冷却，将其输送至贮坑，再由运输车送往填埋场最终处理，炉渣中的铁可用磁分选方法回收，炉渣如果浸出毒性经测试合格可用作建筑原料。飞灰处理系统：收集飞灰，经过调湿后送至灰斗贮存，再运出填埋，由于飞灰中含有大量重金属及有机类污染物是危险废弃物，填埋前要进行固化处理。上述要求主要是针对机械炉排炉的焚烧灰。考虑到流化床炉所产生的灰单位重量含重金属及有机类污染物量非常低，杭州乔司垃圾焚烧电厂正在探索飞灰的综合利用，在规划设计时紧靠厂区建设1座制砖厂，利用杭州建筑材料科学研究所开发的垃圾焚烧灰制砖技术生产多孔砖和欧式彩瓦，该制砖厂年消耗灰量4万t，总投资约600万元，年产多孔砖2700万块，欧式彩瓦250万张，预计2.5a即可收回投资。
5.3废水处理系统
废水包括工艺生产废水和生活污水。工艺生产废水包括垃圾渗沥液及生产废水。生产废水包括洗车废水、卸料场地冲洗废水、除灰渣废水及锅炉废水等。垃圾渗沥液主要产生于垃圾贮坑，是垃圾发酵腐烂后，垃圾内水分排出造成的，含有较多难降解有机物，可喷入焚烧炉内，用燃烧法处理。生产废水经废水处理系统处理，处理后的废水应优先考虑循环再利用，必须排放时，水中污染物允许值按GB8978《污水综合排放标准》执行。
5.4恶臭与噪声污染控制
垃圾焚烧厂与填埋场相比，产生的恶臭要轻得多。产生恶臭的地方有垃圾贮坑、从贮坑向焚烧炉加料及焚烧过程中。由于恶臭对厂区周围影响非常大，必须加以有效处理。氨、硫化氢、甲硫醇和臭气体积质量厂界排放限值根据厂址所在区域，应分别按GBl4554《恶臭污染物排放标准》中相应级别的指标执行。
恶臭污染控制与防治主要采用隔离与抽气的方法，常用措施：(1)垃圾贮坑上方抽气作为助燃空气，使贮坑区域形成负压，以防止恶臭外逸;(2)采用封闭式垃圾运输车;(3)垃圾卸料平台的进出口处设置风幕门;(4)设置自动卸料门，使垃圾贮坑密闭化。
垃圾焚烧厂噪声应符合CB12348《工业企业厂界噪声标准》。
6结束语
(1)垃圾焚烧电厂采用循环流化床焚烧炉型是可行的，其烟气中关键污染物二[口恶]英类的排放体积质量远低于CWKB3—2000的规定1ng/m3，这是它最大的优点，但它需要垃圾预处理(人工分选加一次破碎)，同时飞灰处理量大，但目前已开展探索飞灰的综合利用。
(2)垃圾焚烧电厂必须对二次污染源(烟气、灰渣、废水、恶臭、噪声)进行控制，使各污染物排放达到相关标准规定，这是第一目标。(3)垃圾焚烧电厂在技术和经济可行的条件下，尽量提高热能利用率，采用流化床焚烧炉有利于蒸汽参数的提高。
1概述
3
1.1城市生活垃圾
3
1.2
采用的设计标准和规范
3
1.3
建设项目周围的环境概况
3
1.4
垃圾的性质、成份及产生量的分析
4
2
工艺方案选择
4
2.1焚烧工艺的优缺点及试用条件
4
2.1.2焚烧工艺的试用条件
5
2.2
拟采用的工艺形式
5
2.3
设计采用方案工艺流程
6
2.3.1工艺流程框图
6
2.3.2工艺流程说明
6
2.3.3灰渣处置方案
7
3
工艺设计计算
7
3.1
分选阶段各单元设计计算及设备选型
7
3.1.1垃圾贮坑的设计
7
3.1.2
人工分选
8
3.1.3
永磁筒式磁选机
8
3.1.4
滚筒破碎机
9
3.2
焚烧阶段各单元设计计算及设备选型
9
3.2.1
燃料贮坑
9
3.2.2
垃圾抓斗起重机
10
3.2.3
焚烧炉的设计选型
10
3.2.4.燃烧空气量
11
3.2.5
余热锅炉的选型
13
3.3
烟气处理阶段各单元设计计算及设备选型
13
3.3.1
半干式洗涤塔
14
3.3.2
布袋除尘器
15
3.3.3
烟囱
15
3.4
垃圾焚烧过程的热能平衡
16
3.5
生活垃圾燃烧中二恶英的控制
19
4.效益分析
19
4.1
环境效益分析
19
4.2
经济效益分析
20
XX大学
化学与材料科学学院
《固体废物处理与处置》
课程的设计说明书
设计题目：泸州市生活垃圾焚烧厂设计
姓
名
：
学
院
：
化学与材料科学学院
专
业
：
环境工程
学
号
：
2013
年
X
月
X
日
1概述
泸州市位于四川省东南部川渝黔滇结合部，地处四川盆地南缘与云贵高原的过渡地带，地势北低南高。北部为河谷、低中丘陵，平坝连片，为鱼米之乡。南部连接云贵高原、属大娄山北麓，为低山，河流深切，河谷陡峭，森林矿产资源丰富。
泸州简介
泸州，古称“江阳”，别称“酒城”，位于中国四川省东南部，长江和沱江两江交汇处。泸州是著名的中国国家历史文化名城，闻名遐尔的名酒泸州老窖和郎酒均出自于此，是全国重要的循环型化工基地，全国重要的装备制造业基地，是全国大中型全液压汽车起重机、挖掘机制造中心，泸州市先后获得过联合国改善人居环境最佳范例奖(迪拜奖)、国家卫生城市、中国优秀旅游城市、全国双拥模范城等诸多荣誉。
泸州是交通部确定的四川唯一的全国28个内河主要港口和国家水运口岸，有四川第一大港口和集装箱码头——泸州港以及四川第三大航空港——泸州蓝田机场，是国家公路枢纽城市之一。
1.1城市生活垃圾
城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的废弃物或丢弃物，是固体废物的一种。城市生活垃圾产量之大，增长之快，危害之严重，已经广泛引起人们的普遍关注。我国目前的城市生活垃圾处理处置技术最常用的为卫生填埋和露天堆放，占总处理量的79.2%，其次为堆肥化，占18.8%，少量采用焚烧技术，约占2%。
随着科学技术的发展，生活垃圾焚烧的工艺和设备不断完善，采用焚烧方法处理城市生活垃圾可以从垃圾中回收大量的金属和热能。据测定，若措施等当，利用1t城市生活垃圾可获得约300~400kW的电力生产能力。今天为了缓和城市能源短缺，城市生活垃圾可以被看成是第二能源而被加以利用一供热和发电。
1.2
采用的设计标准和规范
生活垃圾焚烧处理工程技术规范(CJJ90-2002J184-2002)/中华人民共和国行业标准(中华人民共和国行业标准);
生活垃圾焚烧处理工程技术规范(CJJ90-2009);
1.3
建设项目周围的环境概况
泸州市城市生活垃圾焚烧厂厂址确定在距泸州市城市规划建成区直线距离3.1km，运距9km。该厂址不在城市主导风向上，与泸州市建成区中间有高山阻隔，厂址占地主要为农耕地和次生林地(竹子)，环境影响较小。
1.4
垃圾的性质、成份及产生量的分析
泸州城市生活垃圾组成具有厨余垃圾含量高、可回收物质较少、年际变化较大等特点，还表现出水分偏高、发热量偏低等特性，而且la内泸州生活垃圾成分随季节变化也十分明显。
目前泸州市生活垃圾组分平均值及元素含量可根据资料文献查得：
生活垃圾中平均水分含量56%，平均低位热值为5500kj/kg。
该垃圾焚烧厂设计处理能力230t/d。
表1
生活垃圾组分平均值
垃圾组分/%(质量)
纸类
塑料
竹木
布类
厨余
果皮
金属
玻璃
渣石
11.8
13.1
0.9
3.5
57.3
9.9
1.2
1.2
1.1
表2
垃圾中各元素含量分析/%
C
H
O
N
S
Cl
W
A
20.1
1.6
11.2
0.4
0.5
0.2
57.1
8.9
2
工艺方案选择
2.1焚烧工艺的优缺点及试用条件
解决垃圾问题的目标是实现“减量化、无害化及资源化”。目前，垃圾的处理方式主要包括填埋、焚烧、堆肥等技术。而运用最为广泛的技术就是填埋和焚烧。不同垃圾处理方式技术的选择与经济发展水平、人口密度、土地、周边条件、垃圾成分特性(如含水率、垃圾热值等)、环保意识等息息相关。
2.1.1焚烧工艺的优缺点
焚烧法是将垃圾中的可燃成分在高温(800℃～1000℃)条件下经过燃烧反应，可燃成分充分氧化，最终成为无害稳定的灰渣。焚烧法一般可使垃圾大幅度减容，大大减少了占地并能回收热能用于生活取暖和发电。焚烧是目前世界上—些经济发达国家广泛采用的一种城市生活垃圾处理技术。
焚烧处理的优点有：
1、圾焚烧处理后，垃圾中的病原休被彻底消灭，燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理达标后排放，无害化程度高;
1、经过焚烧，垃圾中可燃成分被高温分解后一般可减容80%～90%，减容效果好，可节约大量填埋场占地，经分选后的垃圾焚烧效果更好;
3、垃圾被作为能源来利用，垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被转变为蒸汽，用来供热及发电，还可回收铁磁性金属等资源，可以充分实现垃圾处理的资源化;
4、垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区建厂。既节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对于经济发达的城市，可因地制宜，发展以焚烧、减容为主的综合处理。
5、焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响;
焚烧处理的缺点有：
1、焚烧法投资大，占用资金周期长。
2、焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不低5000kJ/kg，限制了它的应用范围。
3、焚烧过程中产生的二恶英问题，必须有很大的资金投入才能进行有效处理。
2.1.2焚烧工艺的试用条件
焚烧处理方法适用于卫生填埋场地缺乏、生活垃圾热值高、经济条件较发达的城市。
2.2
拟采用的工艺形式
针对我国城市生活垃圾的特点，对现有的垃圾焚烧处理工艺进行了深入的研究。结果表明：机械炉排焚烧炉技术比较适合国内的高水分、低热值垃圾，是目前垃圾焚烧发电行业应大规模推广的技术;烟气净化采用半干法脱酸塔加布袋除尘器的组合工艺为较佳方案。
2.3
设计采用方案工艺流程
2.3.1工艺流程框图
2.3.2工艺流程说明
垃圾分选部分：在垃圾进入焚烧阶段之前需要对垃圾进行分选，以分选出可回收利用的组分以及对后继焚烧处理不理的组分。经分选，能够选出金属组分和渣石。分选后可燃组分进入焚烧炉中进行焚烧处理。
焚烧炉及其工艺：垃圾焚烧炉的选型至关重要，直接关系到设备投资额、运行费用以及现有垃圾的适应性。垃圾焚烧炉选型的基本原则和要求：能有效地焚烧处理现有垃圾，设备价格低，运行费用省，能源和资源回收利用价值高。目前，世界上焚烧炉的种类较多，总体可归纳为3
种类型：回转窑垃圾焚烧炉、流化床垃圾焚烧炉和炉排型垃圾焚烧炉。本设计采用炉排型垃圾焚烧炉工艺，一般炉排炉的燃烧可分为3
个阶段：第一段为加热段，垃圾在这里被预热、气化;第二段为燃烧段，垃圾在这里进行焚烧;第三段为燃尽段，垃圾在这里被燃尽，并排出焚烧渣。这种炉排炉的特点是通过活动炉排移动，推动垃圾从上层落向下层，对垃圾起到切割、翻转和搅拌的作用，实现完全燃烧，它的炉排是由特殊合金制成的，耐磨、耐高温，炉膛侧壁和天井由水冷或耐火砖炉壁构成，
保证垃圾在控制温度条件下燃烧、燃尽。
烟气净化工艺：按垃圾焚烧过程产生的废气中污染物组分、浓度及需要执行的排放标准来确定。在通常情况下，烟气净化工艺主要针对酸性气体(HCl，SOx)、颗粒物及重金属等进行控制，其工艺设备主要由两部分组成：
酸性气体脱除和颗粒物捕集。目前，国内外垃圾焚烧行业的烟气净化工艺主要为它们的不同组合。半干法工艺较成熟，具有良好的应用实践，其脱硫效率介于干法和湿法之间，
尤其是脱氯效果较好。由于垃圾焚烧烟气中含SO2少，
含HCl多，因此半干法非常适用于垃圾焚烧烟气的净化，它不仅可以满足烟气SO2浓度排放要求，同时可以保证较高的脱氯效率。目前，该工艺在垃圾焚烧电厂烟气脱酸系统中的应用越来越多。半干法脱酸塔+布袋除尘器
粒状污染物去除：目前，
常用的除尘设备主要有静电除尘器和布袋式除尘器。这两种除尘器均可达到废气粒状污染物排放标准80
mg/m3
目标，
但静电除尘器效率再提高的可能性不大，
如果布袋除尘器采用聚四氟乙烯薄膜滤料(PTFE)，则粒状污染物可降至10
mg/m3
以下。布袋式除尘器对未反应的碱性吸收剂可再利用，对酸气有二次脱除的效果，提高脱酸效率，降低石灰用量，减少反应剩余物数量。布袋式除尘器对微小粒状物有良好的捕集效果。布袋式除尘器对毒性物质具有较高清除效率，
而使用静电除尘器使二噁英与呋喃有再合成的可能。
2.3.3灰渣处置方案
本工程由布袋除尘器收集的飞灰属于危险废物，本项目成套引进了飞灰固化处理系统，可采用水泥螯合剂固化法对飞灰进行固化稳定化处置。炉灰从炉灰出口处收集，用密封自卸车，运至固化处理车间，自卸车把炉灰卸到炉灰卸料坑，经斗提机把炉灰送到炉灰仓里，炉灰仓下有螺旋输送机把炉灰送到二料配料机，经计量，送到搅拌机。同时水泥经散装水泥输送车用气力输送，把散水泥送到水泥仓，再经螺旋输送机送到配料机，以一定的比例(水泥与飞灰的比例约为3:7)，送到搅拌机内，搅拌后的水泥浆经压砖机压制成水泥砖，经皮带运输机送到固化块固化晒场，最后送至安全填埋场进行最终处置
为了防止炉灰的飞扬对环境的影响，在炉灰卸料坑上有特制的抽风罩，在料仓上部都设有布袋除尘器，房间内所有的抽风管都装过滤器或过滤网。
焚烧炉渣属一般固体废物，本项目采用湿式除渣，送入渣坑存放，渣中的金属经振动筛分选后被吸铁器吸出，通过埋刮式输送机送入金属坑贮存。炉渣根据BOT协议，由授权方负责处置。
3
工艺设计计算
3.1
分选阶段各单元设计计算及设备选型
3.1.1垃圾贮坑的设计
垃圾贮坑是垃圾焚烧厂接收垃圾设备，用于暂时储放进入处理系统的垃圾并用来调节处理设备的处理量。垃圾贮坑的容量应根据设计收入焚烧厂的垃圾量、设备的操作计划等因素来决定。垃圾贮坑的容量应可提供两天的最大处理量。
1.贮坑容积
V
式中：-存储时间，d;该设计中取=1.5
-最大日处理量，t/d;该设计中取=95t/d
-有效容积系数，在0.8-0.9之间;该设计取=0.88
-垃圾有效密度，该设计取=1.32
则：=1.5×95/(0.88×1.32)=122.68
m3
2.体积尺寸计算
由V=a×b×c得：
取a=6
m,
b=5
m,
c=5
m
则V实际=6×5×5=150>122.68
m3
则方案可行。
3.1.2
人工分选
采用人工分选可有效地回收垃圾中的可重复利用物，最大限度地实现垃圾的资源化，可根据现场需要确定分选人数，该设计设定人工分选阶段人数为15人，日工作时间6h，每小时处理量Q0=230t/10h=23t/h。
人工分选用于除去垃圾中的大块金属、玻璃瓶、渣石等物质以利于垃圾的后继处理，主要分选出不然性物质。据经验，经人工分选后大约1.2%的大块金属、1.2%的玻璃和约1.1%的其他无机物质被选出，即：
金属：q1=
Q0×1.2%
=
0.276
t/h
玻璃：q2=
Q0×1.2%
=
0.276
t/h
其他：q3=
Q0×1.1%
=
0.253
t/h
分出量：Q总=
q1+q2+q3
=0.805
t/h
3.1.3
永磁筒式磁选机
垃圾经过磁选后理论上可以分选出所有的金属。
分出量：Q2=Q总×1.2%=0.276
t/h
该设计中选用的磁选设备为：
CT永磁筒式磁选机-CT924
表3
CT永磁筒式磁选机主要技术参数：
型号
筒径/mm
筒长/mm
筒表场强/(kA/m)
处理量/(t/h)
给料粒度/mm
功率/kW
质量/t
CT-924
900
2400
130-400
70-110
3-0
4.0
3.5
3.1.4
滚筒破碎机
滚筒破碎机其机身主体的形状是用筛板做成的圆筒，工作过程中既有破碎又有筛分的作用，并能达到选分的作用。
依据垃圾破碎分选工艺要求选择国产滚筒破碎机，具体技术特征如下表：
表4
滚筒破碎机技术特征
规格
3000x6000
生产能力
80-120t/h
滚筒
直径/m
3
长度/m
6
倾角/度
3
转数r/min
12
规格
3000x6000
筛孔尺寸/mm
50
提升板高度/mm
300
电动机
型号
BJO2-72-4
功率/kW
30
转数r/min
1460
经滚筒破碎机分选后,筛上物质主要为纸类、塑料、竹木、部分有机等进入后继燃烧处理，筛下物质为不燃烧物质经后继处理后去往填埋场进行填埋处理;
筛上分选量Q3=Q0×(11.8+13.1+0.9+3.5+9.9)=9.016
t/h
则：经分选后进入后继焚烧处理的可燃组分为：
Q4=
9.016+23×57.3%
=
22.195
t/h
经分选出来的去填埋处理的物质为：
Q5=
23-22.195
=
0.805
t/h
3.2
焚烧阶段各单元设计计算及设备选型
3.2.1
燃料贮坑
垃圾经分选后可燃烧组分进入到燃烧贮坑堆放以便于送入焚烧炉中焚烧。设计燃料贮坑容量可接收4天的燃烧垃圾量，生活垃圾的原始堆积密度约为0.5t/m3在贮坑堆积压实后其堆积密度将增大到0.8-0.9
t/m3(该设计取0.8
t/m3);
理论上贮坑体积为
式中：a-容积系数，一般为1.2-1.5。该设计取值a=1.2
T-存放时间d，该设计取值T=3d
N-日焚烧垃圾容量，m3/d，该设计为N=80
m3
则：V
=
1.2×3×138×0.8=
397.44
m3
由V=a×b×c得：
取a=11
m,
b=
8
m,
c=
5
m
则V实际=11×8×5=440
m3
>397.44
m3
设计符合要求;
3.2.2
垃圾抓斗起重机
垃圾抓斗起重机是垃圾焚烧厂供料系统的核心设备，担负着给垃圾焚烧炉供料的任务，垃圾抓斗起重机一般采用桥式起重机，安装在垃圾贮坑的上部，在垃圾贮坑上方沿固定轨道行走，抓斗借助卷起装置可以到达垃圾贮坑中的每一个角落完成作业。
该设计垃圾焚烧厂日焚烧处理量为138t/d，故要采用1台垃圾吊车，实行两用一备制度，抓斗采用电动液压多瓣抓斗。
表5
电动液压多瓣抓斗特征参数
型号
斗容/m3
外形尺寸/mm
A
B
C
D
DYD16(8.0)5.6
8.0
3463
5288
3930
3294
自重/kg
电机功率/kW
闭合时间/s
工作油压/kg/cm3
额定起重量/t
440V
60Hz
5300
35
16
200
16
3.2.3
焚烧炉的设计选型
垃圾焚烧厂所处理垃圾为城市居民生活垃圾，其特点是产量大，水分高，热值低，成分变化大，有害成分较少，在处理过程中要求达到处理快，减容减重率大，回收热能，灰渣综合利用，节省投资与运行费用的要求，因此宜选用机械炉排焚烧炉。
该垃圾焚烧厂选用倾斜往复式炉排焚烧炉，由于生活垃圾最低热值为5500Kj/kg，故不需添加辅助燃料，单炉处理量在150-450t/d之间，焚烧炉是一台水平逆向上加料炉排炉，有3跳轨道。每条轨道分四个区，干燥区、焚烧区(两区)和燃尽区，每个轨道下的四个区形成漏斗，收集焚烧漏料。设计采用一台焚烧炉，每台设计处理量268t/d，焚烧炉运行时间11h/d，单台焚烧炉机械负荷为G=400kg/(m2.h)。
炉排形式：SITY-2000倾斜往复阶梯式机械炉排
3.2.3.1.炉排机械负荷G
式中
G-炉排机械负荷，G=450kg/(m2.h)
W-垃圾焚烧量，W=230t/d
t-运行时间，t=11h/d
A-炉排面积，m2
由此可得：A=46.46
m2
3.2.3.2.燃烧室热负荷
由此可得燃烧室容积V：
3.2.4.燃烧空气量
生活垃圾中包含了众多元素，生活垃圾焚烧的过程实质上就是垃圾中这些元素剧烈发生剧烈的氧化反应的过程，它首先产生的是大量的热量和燃烧产物(CO2、H2O)，其次就是污染物，如HCl、SO2。
a：理论空气需要量L0
根据生活垃圾应用基的质量分数：w(C)+w(H)+w(O)+w(N)+w(S)+w(Cl)+w(W)+w(A)=100%
由C、H、S、Cl等反应的燃烧方程式可得：
1kg垃圾完全燃烧时所需要的氧气量(质量)为
空气中氧气的体积为21%，所以1kg的垃圾完全燃烧所需的理论空气量为Lo
b：实际空气需要量Ln
为了保证垃圾中可燃成份完全燃烧，实际供入炉内的空气量一定要大于理论空气量。设计中取空气过剩系数n=1.5，则：
焚烧炉区引风机采用Y4-73-11引风机。具体型号及性能参数如下表：
表6
Y4-73-11引风机性能参数
型号
转速r/min
全压/Pa
流量m3/h
效率/%
轴功率kW
14D
1450
3940-2793
103000-169000
83.5-80.4
127-156
电动机
联轴器
电机脚螺
GB799-76
型号
功率kW
ST0103
风机轴
电机轴
Y126-4
225
290×105×85
105
85
M30×800
c：燃烧产物烟气量Vn
垃圾燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算的。垃圾完全燃烧后生成的烟气的主要成分为CO2、SO2、H2O、N2和O2，其中O2是空气过剩量中带入的，而其他成分所占容积比例很小，量级在0.01以下，故计算烟气量是忽略不计。
实际燃烧烟气量Vn为：
其中：
，(上式中干空气含湿量g=10g/kg)
设计中，生活垃圾的处理量，实际空气量;渣量为生活垃圾中灰渣的量和未燃的量只和，灰渣的热灼减率为5%，则：。
飞灰含量为处理垃圾量的0.5%-0.6%，设计中的含量为处理垃圾量的2%记，则：
根据质量平衡可求得生活垃圾焚烧厂的排烟量：
3.2.5
余热锅炉的选型
在垃圾燃烧过程中产生大量的热能，可以经余热锅炉后利用起来去发电供热。余热锅炉中不发生燃烧过程，也没有燃烧相关的设备，从本质上讲，它只是一个燃气—水/蒸汽的换热器，有些地方直接叫水热交换器，燃烧设备出来的高温烟气经烟道输送至余热锅炉入口，再流经过热器、蒸发器和省煤器，最后经烟囱排入大气，排烟温度一般为
150～180℃，烟气温度从高温降到排烟温度所释放出的热量用来使水变成蒸汽。本设计中焚烧炉与余热锅炉形成一个配套体系,因此余热锅炉也选用两台。具体性能参数如下表所示:
表7
余热锅炉表征参数
型号
额定蒸发量t/h
工作压力MPa
额定蒸汽温度℃
烟气进口温度℃
外形尺寸mm
Q8/1100-2.5-0.6
2.5
0.6
165
1100
3100×2300×3250
3.3
烟气处理阶段各单元设计计算及设备选型
生活垃圾焚烧厂典型的烟气净化控制设备和处理流程可分为干式、半干式和湿式三类。半干法典型处理流程是由半干式洗涤塔和布袋除尘器组合而成，以半干式洗涤塔去除酸气，布袋除尘器去除粉尘。由于袋式除尘器是利用过滤的方法完成颗粒物的净化过程，当烟气通过由颗粒物形成的滤层时，气态污染物仍能与滤层中还未起反应的Ca(OH)2固体颗粒物发生化学反应而得到进一步的净化。因此，在同等条件下，半干式净化工艺中的除尘器优先选用袋式除尘器。半干式工艺计算简单，工程投资较低，但对管理的要求较高。
本设计方案采用半干式工艺流程。(流程图见总工艺流程图)
烟气排放标准如下表所示
表8
垃圾焚烧厂烟气排放标准
项目
单位
数值含义
限值
烟尘
mg/m3
测定均值
80
烟气黑度
格林曼黑度,级
测定值
1
SO2
mg/m3
小时均值
260
HCl
mg/m3
小时均值
75
二恶英类
TEQng/m3
测定均值
1.0
注:各项标准限值均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。
3.3.1
半干式洗涤塔
半干式洗涤塔实际上是一个喷雾干燥系统。将消石灰加水混合成泥浆状，与与喷嘴喷出来的压缩空气混合，利用高效雾化器将消石灰泥浆从塔顶乡下喷入干燥吸收塔中。高温气体与喷入的石灰浆成逆向流的方式充分混合，与石灰浆反应生成CaCl2、CaSO4，靠烟气本身的温度将其蒸干为粉末状，联通飞灰沉积于洗涤塔底漏斗而排除。
半干式洗涤塔对酸性气体的去除率与其后接的除尘器设备有关，后接袋式除尘器，则HCl的去除效果可达到95%以上，SO2的去除效果可达到80以上。
①
SO2的去除效果
焚烧烟气中SO2的含量为/kg
该条件下
其质量含量为
经处理后SO2去除率为80%，则处理后烟气中的含量为：
符合要求;
②
HCl的去除效果
焚烧烟气中HCl的含量为/kg
其质量含量为
经处理后HCl去除率为95%，则处理后烟气中的含量为：
符合要求;
3.3.2
布袋除尘器
袋除尘器工作机理是含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用，滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。袋除尘器运行中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)颇为重要。一般取过滤速度为0.5—2m/min，对于大于0.1的微粒效率可达99%以上，设备阻力损失约为980—I470Pa。
①除尘器处理气体量
式中
Q-通过除尘器的含尘气体量，m3/h
Qs-生产过程产生的气体量;Qs=4.25m3/kg×230×1000kg/11h=88863.633/h;
tc-除尘器内气体的温度，℃;
tc=200℃;
Pa-环境大气压，kPa
;
Pa=101
kPa
K-除尘器前的漏风系数;
②本设计选用LFDM系列脉冲袋式除尘器
设备型号参数如下表：
表9
LFDM系列脉冲袋式除尘器性能参数
型号
处理风量/(m3/h)
过滤面积/m2
室数/个
过滤风速/(m/min)
滤袋材料
LFDM401
331200
3680
4
1~2
ZLN针刺毡
型号
允许温度/℃
阻力/Pa
漏风率/%
清灰方式
除尘效率/%
LFDM401
<250℃
1200~1500
<2
压缩空气脉冲清灰
>99.5
3.3.3
烟囱
根据现有污染源大气污染物排放限值(GB16297-1996)设定本设计中垃圾焚烧烟气处理段的烟囱高度为60m。选用Y4-73-11锅炉引风机,具体性能参数如下表
表10
Y4-73-11锅炉引风机
型号
转速r/min
全压/Pa
流量m3/h
效率/%
轴功率kW
25D
580
1862-1421
308000-384000
93-84
172-182
电动机
联轴器
电机脚螺
GB799-76
型号
功率kW
ST0103
风机轴
电机轴
JS157-10
360
500×160×120
160
120
M36×1000
3.4
垃圾焚烧过程的热能平衡
生活垃圾焚烧时会释放一定的热量，在生活垃圾焚烧炉内，为了垃圾的完全燃烧和保证无害化效果，焚烧炉内必须保持一定的温度和一定的燃烧时间，此后高温烟气通过余热锅炉进行热能回收，最后经过烟气净化系统处理后排入大气。垃圾燃烧释放出来的热量除部分被有效热利用外，还有一部分随烟气带走，一部分随灰渣带走，部分从炉墙中向外散失掉。因此根据热力学第一定律-能量守恒定律，垃圾焚烧系统的热能平衡示意图如下图所示：
1.供入热及带入热
①垃圾燃烧热
=
②空气带入的物理热
由于以环境温度为基准点，空气带入的物理热记为;
则：
2.支出热
①余热利用有效热
在焚烧过程中，垃圾中含能可用于供热或发电的实际能量转化率分别为60%-82%和20%-27%，考虑垃圾焚烧的实际情况，设计中垃圾的利用率选用η=40%。
②排烟热损失
烟气经过预热利用后，还带有的部分物理热随烟气排入到大气中，造成部分热损失。
该状态下各成分的比热为：
烟气的体积分数组成为：CO2
8.73%
,
H2O
24.71%
,
N2
61.18%
,
O2
5.41%
,
SO2
0.03%
(示例
CO2：VCO2/Vn=0.37/4.25=8.73%)
则烟气的质量分数组成为：CO2
14.00%
,
H2O
18.06%
,
N2
61.33%
,
O2
6.3%
,
SO2
0.06%。烟气的比热容为
③不完全燃烧热损失
在设计中，考虑到是机械炉排焚烧方式，固体不完全燃烧热损失量按供入量的4%计，即：
④炉体散热损失
实际计算中根据经验数据计算，在生活垃圾焚烧中一般按供入热量的3%-5%计。该设计取5%。
⑤灰渣、飞灰物理热损失
灰渣、飞灰屋里热损失可按下式计算得出:
由于飞灰的含量相对于灰渣的量要小得多，故可按灰渣计。
合计
相对误差
有效利用热为
表11
生活垃圾焚烧热能平衡表
收入
支出
项目
符号
数值
项目
符号
数值
kJ/h
%
kJ/h
%
垃圾燃烧热
Q1入
2.34×108
100
余热利用有效热
Q1出
0.94×108
42.2
空气带入热
Q2入
0
0
排烟热损失
Q2出
1.00×108
44.8
不完全燃烧损失
Q3出
0.094×108
4.2
灰渣物理热损失
Q4出
0.06×108
2.7
炉体散热损失
Q5出
0.12×108
5.4
误差
1561000
0.7
∑Q收入
总计
2.34×108
100
∑Q支出
2.23×108
100
3.5
生活垃圾燃烧中二恶英的控制
二恶英是迄今为止人类所发现的毒性最强的物质，垃圾焚烧过程特别是含氯化合物的废物燃烧过程，是环境中二恶英的一个主要来源。由此，要发展垃圾焚烧技术，二恶英的控制问题尤为重要。焚烧过程中二恶英的形成概括起来有三种形成途径：a.碳、氢、氧和氯等元素通过基元反应生成二恶英;b.在燃烧过程中由含氯前体物通过化学反应生成二恶英;c.垃圾本身可能含有痕量的二恶英。降低二恶英类物质的排放可从以下几方面着手：
1)改善炉内燃烧条件
设计较大炉膛容积热强度，焚烧炉与余热锅炉分开，即焚烧炉内不设置水冷壁管。当垃圾热值很低时，可用投油助燃等方法来保持炉温;设计足够容积的气体燃烧区，扩大二次燃烧区。炉排炉设计成瘦高型，设计低而长的后拱，延长气体流通路径，保证燃烧烟气在炉膛温度≤850℃时停留不少于2s，炉膛温度≤1000℃时停留不少于ls;为了使气体与空气完全混合，在干燥带顶部相应设置二次高温燃烧空气进口，加强炉内气流的扰动，旋转。
2)烟气处理
焚烧炉内生成的二恶英主要以固态形式附着在飞灰表面，设置高效除尘器可以去除大部分的二恶英。研究表明，袋式除尘器去除二恶英效果最好。为了提高袋式除尘器去除二恶英的效率，可以降低排烟温度，使得气相中的二恶英冷凝附着于烟气中飞灰颗粒上，再用袋式除尘器捕捉飞灰，可获得更佳的效果。投资许可的情况下，可在袋式除尘器前设一活性炭吸附塔，不仅可将二恶英排放量控制在O.05n
以下，而且活性炭在低温区(140—200℃)范围内能起催化剂的作用，减少氮氯化物的排放量，总效率可达90%以上。
4.效益分析
4.1
环境效益分析
我国城市生活垃圾处理工作起步较晚，目前处于初级阶段，治理水平较低，基础设施差，基本上没有可靠的工艺设备能对城市生活垃圾进行科学治理，因而城市生活垃圾已成为我国城市最严重的污染之一。由于目前我国城市，尤其是经济实力较弱的城市普遍采用市郊露天堆放，许多城市边缘、郊区往往垃圾遍布、污水横流、有机物分解产生恶臭，对大气、土壤、水体环境造成了严重的污染。我国目前的城市生活垃圾处理技术最常用的为卫生填埋和露天堆放，垃圾焚烧技术的应用只为占2%，而采用焚烧工艺处理城市生活垃圾可以从垃圾中回收大量的金属和热能，不仅避免了因垃圾长期堆放而产生臭水臭气的问题，同时通过对焚烧烟气的技术处理能使烟气中污染物含量达到国家规定的标准，排放到大气中后不会对大气产生进一步的危害。是城市生活垃圾的较为理想的处理方式。
4.2
经济效益分析
生活垃圾焚烧技术由于其具有诸多优点给我们的生活带来很大经济效益。
①减容减量效果明显。通过焚烧技术处理城市生活垃圾可以节约大量的填埋场地;
②无害化程度高。通过焚烧处理生活垃圾能为市民营造一个良好的空气环境，对人体的健康成长有很大的帮助;
③资源化效果好。生活垃圾经过焚烧过程获得以高温烟气形式的热能，通过余热锅炉将能量传递给水，使水转变为蒸汽，可用来进行余热发电、供热和电热联产。据测定，若措施得当，利用1t城市生活垃圾焚烧，可获得约300-400kW的电力生产能力。今天，为了缓和城市能源短缺，城市生活垃圾可以被看成是第二能源而被加以利用-供热或发电。
④适应能力强。焚烧过程对生活垃圾的要求低，在生活垃圾热值达到3344kJ/kg以上就可以达到自然，无需添加辅助燃料。此外，生活垃圾焚烧厂可以实现全天候运行，不易收到气候等外部环境的影响。
⑤节约场地，运行费用低。生活垃圾焚烧处理厂占地面积小，排放的尾气经过处理后达标排放污染小，可以靠近市区就近建厂，缩短运输距离，节约了运费;同时，随着城市人口密度的增大、地价的不断提高及城市生活垃圾填埋的环境污染要求的日益严格，生活垃圾热值的增高，焚烧过程热量利用效率的提高，生活垃圾焚烧厂的投资有望可实现赢利运转。
倾斜往复式炉排焚烧炉
《生活垃圾焚烧厂100%信息公开》倡议书
2014年7月1日颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)，将于2016年1月1日正式适用于所有生活垃圾焚烧厂，新标准相比于2001年版旧标准更加严格，特别是在二噁英的限值规定上，接近于欧盟2000标准的规定。
芜湖生态中心，自然之友发布的《160座在运行生活垃圾焚烧厂污染物信息公开报告》显示，“大气污染物超出新国标情况普遍：在已申请获得的65座垃圾焚烧厂大气污染物数据中，11座超旧标准，45座超新标准;其中烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和汞的超标情况最为严重”，由此可见，现运行的垃圾焚烧厂的大气污染物排放普遍不能达到新标准的要求，2016年1日1前完全执行新标准，生活垃圾焚烧厂的整改迫在眉睫。
信息公开是公众监督推动政府有效执法、企业整改最有效的途径之一。垃圾焚烧的污染控制离不开公众参与和监督，否则将流于形式，甚至可能出现弄虚作假。公众参与和监督最重要的前提就是获得有关垃圾焚烧厂运行的基本信息，尤其是污染物排放监测数据。而环保组织的调研显示我国生活垃圾焚烧厂信息公开实在不容乐观。
有所改观的是，根据《国家重点监控企业自行监测及信息公开办法(试行)》、《国家重点监控企业污染源监督性监测及信息公开办法(试行)》文件，各省已经从2014年开始建立重点监控企业在线监测信息公布平台，实时公布监控企业的污染物数据。而据2014年8月不完全统计，目前已经有50余家生活垃圾焚烧厂通过在线监测信息平台公布污染物数据。这一项措施，大大促进了垃圾焚烧厂信息公开的力度，但并不是所有的垃圾焚烧厂都通过在线监测平台公布。而《‘十二五’全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》提到，“2015年底前，焚烧处理设施的实时监控装置安装率达到100%，其他处理设施达到50%以上。”因而全国所有的生活垃圾焚烧厂均应在省在线监测信息平台上公布信息，提高公众的知情权。
鉴于此，此次“全国垃圾焚烧厂信息公开与监管研讨会”，我们提出以下倡议，郑重呼吁相关政府部门及企业：
1. 敦促生活垃圾焚烧厂加快技术整改，确保2016年1月1日达到新标准要求。
2. 政府部门将全国100%垃圾焚烧厂列入重点监控企业，强制在线公布监测数据，并加强主动公开二恶英和飞灰等污染物的信息公开。
3. 企业严格执行环境法规，主动公开污染监测数据。
我们认为，通过加大生活垃圾焚烧厂信息的全面公开，实现全国所有垃圾焚烧厂在线公布监测数据，加快污染控制技术整改，确保2016年1月1日能达到新标准要求，是促进垃圾焚烧厂清洁运行的有效途径;从垃圾焚烧厂排放源头控制污染物的浓度，减少污染物的排放，也是缓解大气污染的最有效途径之一;最重要的是，环保部门与公众相互配合，加强对垃圾焚烧厂的监管力度，将垃圾焚烧厂的运行情况置于公众监督之下，是不断提高垃圾焚烧厂清洁运行的动力，同时也能在一定程度上缓解公众的质疑。
2015年5月21日
发起倡议的组织：
芜湖生态中心
自然之友 自然大学 宜居广州 零废弃联盟
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