【正文】 垃圾焚燒電廠設(shè)計 第一篇：垃圾焚燒電廠設(shè)計 垃圾焚燒電廠設(shè)計探討 摘要：結(jié)合浙江省電力設(shè)計院設(shè)計并已建成投產(chǎn)的山東菏澤和杭州喬司垃圾焚燒電廠，對設(shè)計中的一些問題，如廠址選擇、焚燒爐形式選用、垃圾預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計、汽輪機系統(tǒng)選用與發(fā)電效率分析、各二次污染治理系統(tǒng)的設(shè)置等作初步探討。對垃圾焚燒電廠采用循環(huán)流化床焚燒爐與機械爐排焚燒爐進(jìn)行對比。選用循環(huán)流化床焚燒爐的主要優(yōu)點是可顯著降低煙氣中二［口惡］英的排放，同時也有利于電廠蒸汽參數(shù)的提高。 關(guān)鍵詞：垃圾焚燒電廠；循環(huán)流化床焚燒爐；電廠設(shè)計 1 垃圾焚燒電廠的選址 垃圾焚燒電廠工程既屬于電力工程，又屬于市政工程，工程選址應(yīng)符合城市總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃和垃圾處理政策的取向，具體如下：(1)垃圾焚燒電廠的選址首先是防止二次污染的安全原則，應(yīng)盡量靠近垃圾集中產(chǎn)生源，以降低垃圾運輸成本和減少垃圾運輸車輛，大城市可規(guī)劃分區(qū)建垃圾焚燒電廠，中小城市可進(jìn)行區(qū)域化規(guī)劃和建設(shè)。 (2)垃圾焚燒電廠的全廠發(fā)電效率比普通燃煤電廠低得多，為提高其經(jīng)濟(jì)性，廠址最好靠近熱負(fù)荷需求中心，進(jìn)行熱電聯(lián)供。如山東菏澤垃圾焚燒電廠位于一小型化工區(qū)，杭州喬司垃圾焚燒電廠位于一經(jīng)濟(jì)技術(shù)開 發(fā)區(qū)，均有一定量的熱負(fù)荷可供。 (3)不僅要考慮電廠的選址，而且還需考慮垃圾焚燒飛灰 (危險廢棄物 )的填埋場址。 2 垃圾焚燒爐爐型的選擇 目前國內(nèi)已建成的垃圾焚燒電廠采用的是機械爐排或流化床焚燒爐。山東菏澤垃圾焚燒電廠和杭州喬司垃圾焚燒電廠均采用浙江大學(xué)熱能工程研究所開發(fā)的杭州鍋爐廠生產(chǎn)的異重循環(huán)流化床焚燒爐。菏澤垃圾焚燒電廠應(yīng)用單爐日處理垃圾 200t／ d并產(chǎn)汽 35t／ h的焚燒爐 3臺，輔助燃煤與垃圾量重量比為 3： 7；喬司垃圾焚燒電廠也有焚燒爐 3臺，其中 1 臺與菏澤廠完全相同，另外 2 臺單爐日處理垃圾 300t／ d 并產(chǎn)汽 35t／ h，但輔助燃煤與垃圾量重量比為 2： 8。 2． 1 垃圾低位熱值的影響 從環(huán)保角度考慮，要保證焚燒爐穩(wěn)定燃燒并具有較高的燃燒效率，垃圾平均低位熱值要達(dá)到 5000kJ／ kg 以上才有可能實現(xiàn)。因此當(dāng)該地區(qū)垃圾熱值不高且季節(jié)波動較大時，適宜選擇流化床焚燒爐，因為流化床焚燒爐在設(shè)計時考慮添加一定量輔助燃料 (煤 )，可實現(xiàn)混合燃料熱值達(dá)到 5000kJ／ kg 以上，但需注意根據(jù)國家經(jīng)貿(mào)委 [2021]660 號文件規(guī)定，原煤摻燒量不超過人爐燃料的 20％ (質(zhì)量比 )。 2． 2 焚燒爐設(shè)計參數(shù) 機械爐排爐在垃圾焚燒過程中 HC SoxNOx 等有害氣體對過熱器及鍋爐管束有極強的腐蝕性，因此蒸汽溫度不宜過高。目前國際上新型機械爐排焚燒爐的設(shè)計參數(shù)一般為：主蒸汽壓力 4MPa、主蒸汽溫度 400cC、給水溫度約 150℃；流化床焚燒爐由于屬中溫燃燒，可通過爐內(nèi)加石灰石控制 HC SOx 的生成，即主蒸汽壓力 4MPa、主蒸汽溫度 450℃、給水溫度約150℃，這種形式的焚燒爐目前已在山東菏澤等處投入運行。因此從全廠發(fā)電效率考慮，選取流化床焚燒爐具有一定優(yōu)勢。 2． 3 焚燒爐國產(chǎn)化情況 從機械爐排爐看，國內(nèi)已投運的深圳垃圾焚燒電廠 3 號爐本體由杭州鍋爐 廠制造，關(guān)鍵部件如爐排則從日本三菱重工進(jìn)口，目前杭州鍋爐廠已引進(jìn)日本三菱的馬丁爐排生產(chǎn)技術(shù)，但垃圾處理容量目前只達(dá)到150t／ d。機械爐排爐焚燒技術(shù)較為成熟，在國外有長期的成功運行經(jīng)驗；而流化床焚燒爐日前在國內(nèi)已有浙江大學(xué)熱能工程研究所和中國科學(xué)院分別開發(fā)的產(chǎn)品投入運行，并已完全實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但由于國內(nèi)垃圾焚燒技術(shù)起步較晚，尚缺乏長期運行經(jīng)驗。 2． 4 二次污染控制 垃圾焚燒所產(chǎn)生的二次污染主要指重金屬和二［口惡］英。焚燒垃圾會產(chǎn)生重金屬并吸附在微小粒徑的飛灰上已被人們所公認(rèn)，而流化床焚燒爐焚燒垃圾則有助于控 制重金屬排放。根據(jù)山東菏澤垃圾焚燒電廠對煙氣處理系統(tǒng)捕集下來的飛灰所作的重金屬分析結(jié)果看，單位質(zhì)量飛灰中 Cd、 Hg、 Pb 的含量只略高于國際農(nóng)用垃圾的排放標(biāo)準(zhǔn)；此外，流化床焚燒爐摻一定比例煤焚燒垃圾能有效控制二［口惡］英的產(chǎn)生，在山東菏澤垃圾焚燒電廠焚燒爐尾部煙氣取樣檢測，二［口惡］英類污染物的體積質(zhì)量僅 0． 02ng／ m3，遠(yuǎn)低于國家關(guān)于垃圾焚燒排放 1ng的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然尚需進(jìn)一步運行檢驗和機理上的研究。從燃燒過程中控制二次污染，流化床垃圾焚燒爐要優(yōu)于機械爐排爐。 2． 5 飛灰處理 流化床垃圾焚燒爐煙氣中的飛灰含量 要遠(yuǎn)高于機械爐排爐，而且可能會有一些粗顆粒的物料被攜帶出爐膛，尾部煙氣處理系統(tǒng)設(shè)計需考慮高含灰量煙氣特點。實際運行表明：要十分重視布袋除塵器的布袋質(zhì)量，清除漏灰，不使環(huán)境污染。 從以上分析可看出機械爐排爐有成熟的長期運行經(jīng)驗，煙氣飛灰處理負(fù)荷較輕，而流化床焚燒爐對燃料適應(yīng)性好，在燃燒二次污染控制上占優(yōu)勢，蒸汽參數(shù)較高，已能國產(chǎn)化制造。目前國產(chǎn)化的流化床焚燒爐在技術(shù)上已具備了與國外引進(jìn)機械爐排爐競爭的條件，但尚需在商業(yè)運行中積累經(jīng)驗并不斷改進(jìn)。 3 垃圾預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計 垃圾焚燒廠預(yù)處理系統(tǒng)的選擇與采用焚燒爐的形 式有關(guān)，也與當(dāng)?shù)乩厥绽玫膶嶋H情況有關(guān)。不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的地區(qū)生活垃圾特性有較大差異，也是影響預(yù)處理系統(tǒng)選擇的一個因素。 采用機械爐排爐的垃圾焚燒電廠一般不設(shè)置垃圾預(yù)處理系統(tǒng)，原因是機械爐排爐對人爐垃圾的尺寸要求不高，只需將大尺寸的垃圾挑出即可。為有利于減少焚燒對環(huán)境的影響及資源的循環(huán)再利用，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)制定計劃控制家庭有害廢棄物進(jìn)入焚燒廠 (如電池、清潔劑、殺蟲劑等 )并回收某些有用的物質(zhì)。 流化床焚燒爐對入爐垃圾的粒度有一定要求 (一般為 150200mm)，因此需設(shè)置垃圾前端預(yù)處理系統(tǒng)，選用沖擊式破碎機，同時為提高人爐燃料的熱值，通常通過人工或機械方法去除金屬類、玻璃和其它一些不燃物質(zhì)如磚瓦等。實際運行表明：人工分選是不可缺少的工序。 4 汽輪機系統(tǒng)的選用與效率分析 4． 1 汽輪機選型 浙江省電力設(shè)計院設(shè)計的垃圾焚燒電廠均采用抽凝式，選用杭州汽輪機股份有限公司 C63． 43／ 0． 98 型抽凝式汽輪機。 4． 2 熱力系統(tǒng) 按 3 爐 2 機設(shè)計熱力系統(tǒng)，焚燒爐供汽 3x35t／ h，汽輪機進(jìn)汽 252． 25t／ h，主 蒸汽汽壓 3． 43MPa，主蒸汽溫度 435℃，排汽壓力 5． 8kPa。汽輪機對外供 0． 98MPa、 312℃蒸汽 2 25t／ h，機組發(fā)電 2 5． 8MW。各主要汽水系統(tǒng)采用母管制，回?zé)峒墧?shù)共 3 級 (高壓加熱器、除氧器、低壓加熱器 )。 4． 3 效率分析 垃圾焚燒電廠由于其特殊性，根據(jù)浙江省電力設(shè)計院設(shè)計全廠發(fā)電效率為 24％左右 (現(xiàn)代火力發(fā)電廠可達(dá) 41％ )。同時廠用電率較高，平均約 20％，其原因為： (1)垃圾焚燒電廠容量小、蒸汽參數(shù)低； (2)循環(huán)流化床焚燒爐需要高壓風(fēng)機，能耗較高； (3)系統(tǒng)復(fù)雜，輔機數(shù)量及耗電量增加。如垃 圾需要與煤混燒，既要有輸煤系統(tǒng)，又要有垃圾處理及運輸系統(tǒng)；同時，因垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中有害成份較多，需要有煙氣凈化處理系統(tǒng)等。 5 二次污染治理系統(tǒng)的設(shè)置 煙氣凈化系統(tǒng) 生活垃圾焚燒煙氣中污染物可分為顆粒物 (粉塵 )、酸性氣體 (HC HF、 SOx、 NOx 等 )、重金屬 (Hg、 Pb、 Cr 等 )和有機劇毒性污染物 (二［口惡］英、呋喃等 )四大類。國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的研究和實踐表明，“低溫控制”和“高效顆粒物捕集”是煙氣凈化系統(tǒng)成功運行的關(guān)鍵因素。在垃圾焚燒煙氣凈化過程中，必須將溫度控制得盡可能低 (但在露點以上 )，同時應(yīng)采用高效除塵器 (優(yōu)先用布袋式 )。 在垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)中，除塵和脫酸是非常重要的。由于大量重金屬、二［口惡］英 (PCDDs)、呋喃 (PCDFs)等污染物以固體的形式存在于顆粒物 (尤其是粒度很小的顆粒物 )中，所以除塵的同時也是對其它污染物的凈化過程。布袋式除塵器 +半干法脫除酸性氣體是推薦的方法，煙氣中向大氣排放污染物限值可達(dá)到國家環(huán)?？偩脂F(xiàn)行有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn) GWKB32021 的規(guī)定。流化床焚燒爐煙氣中實測的二［口惡］英類排放體積質(zhì)量遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)。 灰渣處理系統(tǒng) GWKB32021 中對垃圾焚燒灰渣的處置要求是：“垃圾焚燒爐渣與除塵設(shè)備收集的焚燒飛灰應(yīng)分別收集、貯存和運輸；垃圾焚燒爐渣按一般固體廢物處理，焚燒飛灰應(yīng)按危險廢物處理，其它尾氣凈化裝置排放的固體廢物按 CB5085 3《危險物廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》判斷是否屬于危險廢物，如屬于 危險廢物，則按危險廢物處理”。 灰渣處理系統(tǒng)由 2 個獨立的子系統(tǒng)組成：爐渣處理系統(tǒng)和飛灰處理系統(tǒng)。爐渣處理系統(tǒng)：對爐渣收集并冷卻，將其輸送至貯坑，再由運輸車送往填埋場最終處理，爐渣中的鐵可用磁分選方法回收，爐渣如果浸出毒性經(jīng)測試合格可用作建筑原料。飛灰處理系統(tǒng)：收集飛灰，經(jīng)過調(diào)濕后送至灰斗貯存，再運出填埋，由于飛灰中含有大量重金屬及有機類污染物是危險廢棄物，填埋前要進(jìn)行固化處理。上述要求主要是針對機械爐排爐的焚燒灰?？紤]到流化床爐所產(chǎn)生的灰單位重量含重金屬及有機類污染物量非常低，杭州喬司垃圾焚燒電廠正在探索飛灰的綜合利用，在規(guī)劃設(shè)計時緊靠廠區(qū)建設(shè) 1 座制磚廠，利用杭州建筑材料科學(xué)研究所開發(fā)的垃圾焚燒灰制磚技術(shù)生產(chǎn)多孔磚和歐式彩瓦，該制磚廠年消耗灰量 4 萬 t，總投資約 600萬元，年產(chǎn)多孔磚 2700 萬塊，歐式彩瓦 250萬張，預(yù)計 2． 5a即可收回投資。 5． 3 廢水處理系統(tǒng) 廢水包括工藝生產(chǎn)廢水和生活污水。工藝生產(chǎn)廢水包括垃圾滲瀝液及生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)廢水包括洗車廢水、卸料場地沖洗廢水、除灰渣廢水及鍋爐廢水等。垃圾滲瀝液主要產(chǎn)生于垃圾貯坑，是垃圾發(fā)酵腐爛后，垃圾內(nèi)水分排出造成的，含有較多難降解有機物，可噴入焚燒爐內(nèi)，用燃燒法處 理。生產(chǎn)廢水經(jīng)廢水處理系統(tǒng)處理，處理后的廢水應(yīng)優(yōu)先考慮循環(huán)再利用，必須排放時，水中污染物允許值按 GB8978《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。 5． 4 惡臭與噪聲污染控制 垃圾焚燒廠與填埋場相比，產(chǎn)生的惡臭要輕得多。產(chǎn)生惡臭的地方有垃圾貯坑、從貯坑向焚燒爐加料及焚燒過程中。由于惡臭對廠區(qū)周圍影響非常大，必須加以有效處理。氨、硫化氫、甲硫醇和臭氣體積質(zhì)量廠界排放限值根據(jù)廠址所在區(qū)域，應(yīng)分別按 GBl4554《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中相應(yīng)級別的指標(biāo)執(zhí)行。 惡臭污染控制與防治主要采用隔離與抽氣的方法，常用措施： (1)垃圾貯坑上 方抽氣作為助燃空氣，使貯坑區(qū)域形成負(fù)壓，以防止惡臭外逸；(2)采用封閉式垃圾運輸車； (3)垃圾卸料平臺的進(jìn)出口處設(shè)置風(fēng)幕門；(4)設(shè)置自動卸料門，使垃圾貯坑密閉化。 垃圾焚燒廠噪聲應(yīng)符合 CB12348《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》。 6 結(jié)束語 (1)垃圾焚燒電廠采用循環(huán)流化床焚燒爐型是可行的，其煙氣中關(guān)鍵污染物二［口惡］英類的排放體積質(zhì)量遠(yuǎn)低于 CWKB3— 2021 的規(guī)定 1ng／ m3，這是它最大的優(yōu)點，但它需要垃圾預(yù)處理 (人工分選加一次破碎 )，同時飛灰處理量大，但目前已開展探索飛灰的綜合利用。 (2)垃圾焚燒電廠必 須對二次污染源 (煙氣、灰渣、廢水、惡臭、噪聲 )進(jìn)行控制，使各污染物排放達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這是第一目標(biāo)。 (3)垃圾焚燒電廠在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行的條件下，盡量提高熱能利用率，采用流化床焚燒爐有利于蒸汽參數(shù)的提高。 第二篇：垃圾焚燒電廠設(shè)計 垃圾焚燒電廠設(shè)計探討 摘要：結(jié)合浙江省電力設(shè)計院設(shè)計并已建成投產(chǎn)的山東菏澤和杭州喬司垃圾焚燒電廠，對設(shè)計中的一些問題，如廠址選擇、焚燒爐形式選用、垃圾預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計、汽輪機系統(tǒng)選用與發(fā)電效率分析、各二次污染治理系統(tǒng)的設(shè)置等作初步探討。對垃圾焚燒電廠采用循環(huán)流化床焚燒爐與機械爐排焚燒爐進(jìn)行對比。選用循環(huán)流化床焚燒爐的主要優(yōu)點是可顯著降低煙氣中二［口惡］英的排放，同時也有利于電廠蒸汽參數(shù)的提高。 關(guān)鍵詞：垃圾焚燒電廠；循環(huán)流化床焚燒爐；電廠設(shè)計 1 垃圾焚燒電廠的選址 垃圾焚燒電廠工程既屬于電力工程，又屬于市政工程，工程選址應(yīng)符合城市 總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃和垃圾處理政策的取向，具體如下：(1)垃圾焚燒電廠的選址首先是防止二次污染的安全原則，應(yīng)盡量靠近垃圾集中產(chǎn)生源，以降低垃圾運輸成本和減少垃圾運輸車輛，大城市可規(guī)劃分區(qū)建垃圾焚燒電廠，中小城市可進(jìn)行區(qū)域化規(guī)劃和建設(shè)。 (2)垃圾焚燒電廠的全廠發(fā)電效率比普通燃煤電廠低得多，為提高其經(jīng)濟(jì)性，廠址最好靠近熱負(fù)荷需求中心，進(jìn)行熱電聯(lián)供。如山東菏澤垃圾焚燒電廠位于一小型化工區(qū)，杭州喬司垃圾焚燒電廠位于一經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，均有一定量的熱負(fù)荷可供。 (3)不僅要考慮電廠的選址，而且還需考慮垃圾焚燒飛灰 (危險 廢棄物 )的填埋場址。 2 垃圾焚燒爐爐型的選擇 目前國內(nèi)已建成的垃圾焚燒電廠采用的是機械爐排或流化床焚燒爐。山東菏澤垃圾焚燒電廠和杭州喬司垃圾焚燒電廠均采用浙江大學(xué)熱能工程研究所開發(fā)的杭州鍋爐廠生產(chǎn)的異重循環(huán)流化床焚燒爐。菏澤垃圾焚燒電廠應(yīng)用單爐日處理垃圾 200t／ d并產(chǎn)汽 35t／ h的焚燒爐 3臺，輔助燃煤與垃圾量重量比為 3： 7；喬司垃圾焚燒電廠也有焚燒爐 3臺，其中 1 臺與菏澤廠完全相同，另外 2 臺單爐日處理垃圾 300t／ d 并產(chǎn)汽 35t／ h，但輔助燃煤與垃圾量重量比為 2： 8。 2． 1 垃圾低位熱值的影響 從環(huán)保角度考 慮，要保證焚燒爐穩(wěn)定燃燒并具有較高的燃