【文章內(nèi)容簡介】 從而分解有機污染物，余熱用于發(fā)電、供熱。熱解技術使用范圍廣，可用來處理多種垃圾。城市垃圾熱解處理技術具有清潔、處理完全和能源利用率高等特點，越來越受到重視?；剞D窯焚燒爐回轉窯焚燒爐的燃燒機理與水泥工業(yè)的回轉窯相類似，主要由一傾斜的鋼制圓筒組成，筒體內(nèi)壁采用耐火材料砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保護滾筒。垃圾由入口進入筒體，并隨筒體的旋轉邊翻轉邊向前運動，垃圾的干燥、著火、燃燒、燃燼過程均在筒體內(nèi)完成。并可根據(jù)筒體轉速的改變調(diào)節(jié)垃圾在窯內(nèi)的停留時間?；剞D窯常用于成分復雜、有毒有害的工業(yè)廢物和醫(yī)療垃圾，在當前垃圾焚燒中應用較少。表 41為幾種常見垃圾焚燒爐性能的比較表 四1 常見生活垃圾焚燒爐型比較項目機械爐排爐流化床焚燒爐熱解焚燒爐回轉窯焚燒爐爐床及爐體特點機械運動爐排，爐排面積較大，爐膛體積較大固定式爐排，爐排面積和爐膛體積較小， 多為立式固定爐排，分兩個燃燒室無爐排，靠爐體的轉動帶動垃圾移動垃圾預處理不需要需要熱值較低時需要不需要設備占地大小中中灰渣熱灼減率易達標原生垃圾在連續(xù)助燃下可達標原生垃圾不易達標原生垃圾不易達標垃圾爐內(nèi)停留時間較長較短最長長過量空氣系數(shù)大中小大單爐最大處理量1200t/d500t/d200 t/d500t/d垃圾燃燒空氣供給易根據(jù)工況調(diào)節(jié)較易調(diào)節(jié)不易調(diào)節(jié)不易調(diào)節(jié)對垃圾含水量的適應性可通過調(diào)整干燥段適應不同濕度垃圾爐溫易隨垃圾含水量的變化而波動可通過調(diào)節(jié)垃圾在爐內(nèi)的停留時間來適應垃圾的濕度可通過調(diào)節(jié)滾筒轉速來適應垃圾的濕度對垃圾不均勻性的適應性可通過爐排撥動垃圾反轉，使其均勻化較重垃圾迅速到達底部，不易燃燒完全難以實現(xiàn)爐內(nèi)垃圾的翻動，因此大塊垃圾難于燃燼空氣供應不易分段調(diào)節(jié)，因此大塊垃圾不易燃燼煙氣中含塵量較低高低較高燃燒介質(zhì)不用載體需石英砂不用載體不用載體燃燒工況控制較易不易不易不易運行費用低高低較高煙氣處理較易較難易較易維修工作量較少較多少少運行業(yè)績最多較少較少工業(yè)垃圾較多通過上表比較，機械爐排爐相對其它爐型有以下幾個特點：機械爐排爐技術成熟，尤其大型焚燒廠幾乎都采用該爐型，國內(nèi)也有成功的先例。操作可靠方便，對垃圾適應性強，不易造成二次污染。經(jīng)濟性高，垃圾不需要預處理直接進入爐內(nèi)，運行費用相對較低。設備壽命長，穩(wěn)定可靠，運行維護方便，國內(nèi)已有部分配套的技術和設備。基于以上幾點理由，推薦選用機械爐排爐作為某生活垃圾焚燒廠焚燒爐爐型。 部分廠商工藝簡介目前，發(fā)達國家，尤其是德國、瑞士、法國、美國和日本的焚燒技術居世界領先地位。這些國家生產(chǎn)的焚燒爐以機械爐排式焚燒爐為主，并且都有與之配套的發(fā)電及供熱、二次污染控制、自動監(jiān)測及控制系統(tǒng)。在機械爐排中，主要有以瑞士馮若爾(Von Roll)公司為代表水平往復爐排；日本三菱重工(MHI)生產(chǎn)的三菱馬丁爐為逆推階梯落差式爐排爐；丹麥偉倫(Volund)生產(chǎn)的為順推溝槽階梯落差式爐排。多階滾筒爐排爐為德國Babcock公司的專利產(chǎn)品。比利時西格斯(SEGHERS)公司的專利技術為擺動式爐排。部分廠商和工藝介紹如下：一、日本三菱重工日本三菱重工(MHI)已有100多年的歷史，從1964年以來從事垃圾焚燒廠的建設工程。近70座生活垃圾焚燒廠的業(yè)績遍布亞洲，業(yè)績中單臺最大處理量可達720噸/日。三菱—馬丁爐排的特點為逆推往復式運動爐排，由一排固定爐排和一排活動爐排交替安裝而成，爐排運動方向與垃圾運動方向相反，其運動速度可以任意調(diào)節(jié)，以便根據(jù)垃圾性質(zhì)及燃燒工況調(diào)整垃圾在爐排上的停留時間。爐排在爐內(nèi)呈26186。傾角，由于傾斜和逆推的作用，垃圾不斷地翻轉和攪拌，與空氣實現(xiàn)較充分的接觸，使垃圾燃燒完全。其特點是：1. 燃燒空氣從爐底部送入并從爐排塊的縫隙中吹出，對爐排有良好的冷卻作用。2. 爐排推動時，爐排均能做到四周呈相對運動，可使粘結在爐排通風口上的一些低熔點物質(zhì)吹走，保持良好的通風條件。3. 由于逆向推動可相應延長垃圾在爐內(nèi)的停留時間，因此在處理能力相同的情況下，爐排面積可以小于順推爐排。圖 41為三菱—馬丁爐排結構簡圖圖 四1 三菱馬丁爐排結構簡圖二、日本田熊株式會社該公司自1963年建成日本第一座垃圾焚燒廠以來，已為日本和日本以外國家提供了300多臺設備。多年來積累了大量的業(yè)績和技術，它的技術具有完整的綜合工藝，有垃圾焚燒爐、煙氣冷卻設備、煙氣處理設備、余熱利用設備。焚燒爐有爐排焚燒爐技術也有流動床式焚燒爐技術、氣化熔融技術和生物氣化技術。其爐排爐焚燒技術特點為：在往復爐排的基礎上新改良開發(fā)的新型爐排—SN型爐排；焚燒爐形狀的優(yōu)化；燃燒的低空氣比、高溫燃燒。余熱利用設備可經(jīng)發(fā)電提高熱效率低空氣比使鍋爐高效化，減輕煙氣處理負荷。煙氣處理設備酸性氣體處理方式有：干式煙氣處理、半干式煙氣處理和濕式煙氣處理?？筛鶕?jù)不同用戶的要求及投資能力，選用不同設備組合。圖 42為田熊SN型爐排結構簡圖圖 四2 SN型爐排結構簡圖三、原比利時西格斯公司焚燒技術原西格斯公司成立于1974年，1985年開始從事生活垃圾焚燒處理事業(yè)。目前在歐洲和亞洲的韓國等地建廠140多座，其中，采用SEGHERS焚燒技術建廠27座。針對亞洲國家垃圾的高含水量，以開發(fā)了適合燃燒這樣垃圾的特殊設計的爐排。西格斯固體廢棄物和煙氣凈化公司已使其轉化為清潔能源的方式，為處理各種類型的工業(yè)垃圾、城市生活垃圾、危險廢物、工農(nóng)業(yè)殘渣以及生物垃圾和污泥提供了創(chuàng)造性的解決方案。西格斯焚燒爐是唯一能夠將輸送動作(水平運動)、翻攪和通風動作(垂直運動)區(qū)分開的爐排控制系統(tǒng)，其獨特的爐排技術，使滑動爐排推動垃圾向前運動并決定了垃圾層厚度及停留時間；擺動爐排則起到攪動垃圾層的作用。為了遵守當?shù)氐呐欧乓?，既不同國家其排放標準不同，西格斯公司開發(fā)了西格斯專利煙氣凈化系統(tǒng)。焚燒爐爐排的特點：具有多級燃燒區(qū)的爐排；在完全控制下進行燃燒的爐排；具有很大適應性的爐排；安裝時間短的爐排：爐排在車間預組裝，從而縮短了現(xiàn)場安裝工期。圖 43為原西格斯爐排結構簡圖。圖 四3 原西格斯爐排結構簡圖四、原德國Babcock公司焚燒技術原德國Babcock公司是專業(yè)的鍋爐生產(chǎn)廠商，1961年開始從事生活垃圾焚燒項目，至今應用該技術已建廠200余座。業(yè)績遍布世界，業(yè)績中單臺最大處理規(guī)模為1000噸/日。滾筒呈20186。傾斜，自上而下排列，每個滾筒均由液壓站單獨驅動。滾筒由中空圓柱體框架表面安裝弧形爐排片構成，爐排片有凹槽和突緣嵌合并由螺栓固定，安裝和維修均較為方便。爐排片無相對運動，故沒有相對摩擦損失；滾筒爐排旋轉的工作形式，使圓筒處于半周工作，半周冷卻的狀態(tài)，工作條件較好，可以采用一般鑄鐵材料制造，因此費用低、使用壽命長；爐排具有較強的翻滾作用，燃燒充分，特別是主燃燒向燃燼段移動，有助于垃圾的有效燃燒，從而對垃圾的適應性較強。五、ABB Enertech Ltd公司焚燒技術ABB公司采用Widmer+Ernst(W+E)焚燒技術，自1970年開始建第一臺垃圾焚燒爐以來，現(xiàn)已應用該技術建廠67座，單臺最大處理規(guī)模為912噸/日，該技術主要應用在歐洲，亞洲地區(qū)主要在日本建有數(shù)條小規(guī)模焚燒線。W+E焚燒技術為水平雙向逆動爐排，爐排為三段組合式結構，各段爐排均由活動爐排和固定爐排橫向間隔排列，相鄰的兩列活動爐排分別向斜上、斜下兩相反方向運動。垃圾在這種獨特的爐排推動下滾動遷移。其動力消耗稍大。由于爐排水平布置，爐體總高度大大降低。爐排片設有散熱肋，通過一次空氣冷卻。 焚燒生產(chǎn)線的配置按照垃圾焚燒工程建設標準規(guī)定和國內(nèi)外垃圾焚燒廠運行的經(jīng)驗，對于大型垃圾焚燒廠，焚燒生產(chǎn)線數(shù)量一般為3~6條。根據(jù)某生活垃圾焚燒廠總處理規(guī)模3000t/d的要求，如果選3條生產(chǎn)線，即單臺爐處理能力1000t/d，國際上使用業(yè)績較少，技術不完善，只有個別廠商有能力建造，因此不予以考慮。本工程只對5和6條焚燒線三個方案進行比較。即單臺爐處理能力分別為750t/d，600t/d或500t/d。焚燒處理能力配置見表 42。表 四2 焚燒處理能力配置表方案單臺爐處理能力(t/d)焚燒線全廠規(guī)模（t/d）合計一期二期增加合計一期二期增加方案一7504312250750方案二60053218001200方案三50064220001000從技術成熟的角度來分析，單臺500t/d焚燒爐和單臺600t/d焚燒爐都有大量實際運行經(jīng)驗與數(shù)據(jù)，技術難點相當，單臺750t/d焚燒爐只有少數(shù)大型焚燒爐制造廠可以生產(chǎn)，具有一定的技術難度，但在已建成的焚燒廠中運行效果良好。不存在過多的技術問題。從設備維修時對焚燒廠處理能力和汽輪機工作穩(wěn)定性的影響考慮，焚燒線數(shù)量越多，設備備用性越好，故障和檢修對焚燒廠的影響越小。也有助于汽輪機組工況的穩(wěn)定。從投資與占地的角度考慮，在總處理規(guī)模確定的條件下，一般單臺垃圾焚燒爐規(guī)模越大，焚燒廠建設和運行越經(jīng)濟。一次性投資越小。所需土地也越少。在焚燒處理規(guī)模一定的情況下，焚燒線數(shù)量越少，則維修、操作、管理更為方便，所需運行人員比較少，由于設備相對較少，全廠故障率也隨之降低。原材料與能耗較少。對于特大型焚燒廠，若采用5~6條焚燒線，國外通常分成兩個相對獨立的焚燒組群進行管理。每組管理2~3條焚燒線，除部分公用設施外，兩組之間基本相對獨立。這樣設置具有一定的靈活性和安全性，最大程度上減少了事故對焚燒廠運行的影響。但此配置方法基本相當于建設兩個焚燒廠，所需投資將大大增加。某生活垃圾焚燒廠焚燒線配置方案比較見表 43表 四3 焚燒線配置方案比較表比較項目方案一(750t/d X 4)方案二(600t/d X 5)方案三(500t/d X 6)一次性投資低中高處理費用低中高備用性差中好人員配備較少中較多占地面積較小中等較大三種方案的主體工程投資比較見表 44 161 表 四4三種方案的主題工程投資估算比較項目方案一方案二方案三單位數(shù)量單價總價單位數(shù)量單價總價單位數(shù)量單價總價上料系統(tǒng)套3151452套4226904套4226904垃圾焚燒系統(tǒng)（國產(chǎn)設備）套47718套51698套6進口設備及從屬費用套4套5套6發(fā)電系統(tǒng)套36941套36941套36941煙氣凈化系統(tǒng)套411621套5套6除灰渣系統(tǒng)套41350套52971485套62701620焚燒車間m2418764000m2451114000m2469624000總計通過綜合比較，選用750t/d的焚燒爐較為適宜，一期焚燒生產(chǎn)線為3條，二期為4條，主要從以下幾點考慮：選用單臺處理能力為750t/d的焚燒線，設備購置費用低，廠房建筑面積小，有利于減少工程建設費用。由于上海市城市用地緊張，尤其是建設生活垃圾焚燒廠的土地很難找到，并且征地費用高，選用4750t/d的配置，能夠減少征地費用。從運行管理的方便性考慮，選用4條焚燒線，便于對全廠進行集中控制。設備運行費用較低，能耗少。全廠檢修周期短。當有單臺爐檢修的情況下，可以由上海市統(tǒng)一調(diào)配，將需處理的垃圾調(diào)配到江橋垃圾焚燒廠或其它綜合處理廠協(xié)助處理。 余熱鍋爐過熱蒸汽參數(shù)的確定在垃圾焚燒熱能回收過程中，由于垃圾所含鹽分、塑料成分較高，燃燒氣體產(chǎn)物中含有大量的氯化氫等腐蝕性氣體和灰分，因此選擇合適的過熱蒸汽參數(shù)對全廠發(fā)電效率和過熱器壽命都有著重要的意義。目前國際通常采用的過熱器出口蒸汽參數(shù)有中溫中壓(4MPa，400℃)和次高溫高壓(，450℃)，兩種參數(shù)比較如表 45表 四5 過熱蒸汽參數(shù)比較表比較內(nèi)容中溫中壓(4MPa，400℃)次高溫高壓(，450℃)余熱鍋爐投資較低比中溫中壓提高15%全廠發(fā)電效率約21%比中溫中壓提高1%年發(fā)電量過熱器材質(zhì)合金鋼耐高溫耐腐蝕合金鋼技術成熟性成熟較成熟國產(chǎn)化率能夠實現(xiàn)國產(chǎn)化能夠實現(xiàn)國產(chǎn)化使用業(yè)績較多近些年使用較多從上表可以看出，由于生活垃圾焚燒廠全廠發(fā)電效率較低，次高溫高壓鍋爐能夠提高全廠發(fā)電效率和發(fā)電量，因而在歐洲和美國得到了廣泛的采用。經(jīng)過多年的探索與實踐，耐腐蝕過熱器管材的開發(fā)與使用已經(jīng)趨于完善。國內(nèi)也完全有實力加工制造。次高溫高壓參數(shù)(，450℃)屬于國內(nèi)標準蒸汽參數(shù)之一，所配套的汽輪發(fā)電機組為標準設計，技術成熟，避免非標設計而產(chǎn)生不必要的投資。因此選用次高溫高壓的蒸汽參數(shù)來充分回收資源，降低垃圾處理費用是可行的。 汽輪發(fā)電機組的配置根據(jù)余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量，推薦采用318MW和225MW兩種作為本工程比選方案。以下從幾方面來進行比較：根據(jù)鍋爐的產(chǎn)汽量確定裝機容量本垃圾焚燒發(fā)電廠的總處理規(guī)模為3000噸，裝有四臺焚燒爐，單臺的日處理垃圾能力為750噸。設計工況下，垃圾的低位熱值為6270kJ/kg