【正文】 布風， 使惰性顆粒呈沸騰狀， 形成流化床段， 在流化床段上方設(shè)有足夠高的燃燼段(即懸浮段)。一般物料投入流化床后， 顆粒與氣體之間傳熱和傳質(zhì)速率高，物料在床層內(nèi)幾乎達到完全混合狀態(tài)， 投向床層的廢棄物能迅速分散均勻。由于載熱體貯蓄大量的熱量， 可以避免投料時爐溫急劇變化，使床層的溫度保持均一， 避免了局部過熱， 也使床層溫度易于控制。同時它具有燃燒效率高， 負荷調(diào)節(jié)范圍寬， 污染物排放低， 爐內(nèi)燃燒熱強度高， 適合燃用低熱值燃料等優(yōu)點。具體表現(xiàn)在如下幾個方面：1. 操作方便、運行穩(wěn)定。垃圾經(jīng)破碎混合后， 質(zhì)地相對均勻， 流化床床料為石英砂蓄熱量大， 因而避免了床的急冷急熱現(xiàn)象， 使燃燒穩(wěn)定。垃圾的干燥、著火、燃燒與后燃燒幾乎同時進行， 無需復雜的調(diào)整， 燃燒控制容易， 并易于實現(xiàn)自動化， 能在極短時間內(nèi)完成起動或停止， 因此可實現(xiàn)連續(xù)燃燒。2. 耐久性好， 使用壽命長。爐內(nèi)沒有機械運動部件， 故使用壽命長。由于燃燒均勻，不會產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象， 加之焚燒爐為箱式結(jié)構(gòu)， 與耐火材料的熱膨脹相適應， 因此在一定程度避免了耐火材料的損壞。3. 可采取全面的防二次污染的措施， 對焚燒時產(chǎn)生的有害物質(zhì)進行了處理， 在不加任何附加設(shè)備，僅以循環(huán)流化床所特有的燃燒方式就可把NOx含量降到200ppm以下。4．通過添加少量輔助燃料，流化床垃圾焚燒技術(shù)能夠用于低熱值垃圾的直接焚燒，垃圾進廠后，不需堆存，大大減少了垃圾滲濾液的產(chǎn)生量，垃圾槽內(nèi)的廢水可向焚燒爐內(nèi)噴散霧化進行焚燒處理。5．研究表明，在垃圾焚燒爐中，摻燒一定量的煤（按我國資源綜合利用電廠標準，煤在混合燃料中的重量比不超過20％）可以大大降低燃燒過程二噁英（dioxins）的生成量，對于焚燒爐尾氣達標排放具有重要意義；6．流化床焚燒爐的爐渣呈干態(tài)排出，有利于爐渣的綜合利用；7. 流化床焚燒爐由于爐內(nèi)燃燒強度和傳熱強度高， 相同垃圾處理量的流化床爐體積比爐排爐要小， 故而投資省， 適用于大型化發(fā)展。8. 燃料適應性廣， 可燃燒高水份， 低熱值， 高灰份的垃圾， 床內(nèi)混合均勻， 燃燼度高， 使垃圾容積大大減少， 特別適合于垃圾熱值隨季節(jié)性變化很大的特點。9. 焚燒爐構(gòu)造簡單， 爐內(nèi)沒有運動部分。綜合上述三種垃圾焚燒爐型的介紹， 歸納出各種焚燒方式的優(yōu)缺點， 如附表所示。 從中可見流化床垃圾焚燒爐綜合性能較為優(yōu)越，可以說是我國目前最有發(fā)展前景的垃圾焚燒爐。尤其是我國的垃圾熱值相對偏低， 要實現(xiàn)其高效穩(wěn)定燃燒， 流化床焚燒技術(shù)無疑是最佳選擇。但流化床垃圾焚燒爐一般均需加煤助燃和保證爐膛出口溫度，往往造成煤電廠關(guān)停煤爐改頭換面的懷疑，因而在政策上增加了很多限制。但本項目為新建電廠，以垃圾焚燒為其主要社會功能，投資者從其經(jīng)濟利益考慮，流化床垃圾焚燒爐無疑是最佳選擇。隨著煤價上漲，運行成本愈來愈高，投資者不得不自已采取措施來減少摻煤量，降低運行成本，不必由政府來限制摻煤量；同時，由于各地政府隨著環(huán)境保護意識的不斷加強，也要求能更加科學地處理。減少摻煤量，增加垃圾處理量后，使投資者爭取得到一定利潤，如此運作，將使我國投資處置垃圾的企業(yè)越來越多，將會有更多企業(yè)來為政府承擔社會責任。主要特點具體體現(xiàn)在以下一些方面：1．焚燒技術(shù)完全針對中國低熱值高水分多組分的城市生活垃圾所開發(fā)。浙江大學針對城市生活垃圾中紙類、塑料、玻璃、金屬、織物、廚余、果皮、竹木、渣石等組成在物理特性、焚燒特性、污染物生成遷移控制特性等方面進行了系統(tǒng)深入的研究，取得了一系列的成果，如典型的垃圾組分中大部分符合兩段燃燒模型，低溫度段的動力學參數(shù)大于高溫段；同一種垃圾組分的不同溫度段控制反應速率的方程式不相同等等。2．異重循環(huán)流化床的穩(wěn)定燃燒.對于焚燒垃圾， 由于垃圾的比重相對較輕且尺寸極不均勻，垃圾投入常規(guī)流化床中進行焚燒， 有可能影響流化床燃燒的穩(wěn)定性， 投入的垃圾會在流化床中發(fā)生偏析， 而導致流化床流化狀態(tài)的惡化和燃燒的不完全。與床料石英砂相比，原生城市生活垃圾可視為大顆粒低密度物料。與細顆粒床料相比，在常規(guī)條件下大顆粒物料傾向于沉積在流化床底部，從而破壞正常穩(wěn)定運行。浙江大學熱能工程研究所開發(fā)出的異重循環(huán)流化床是由重度差異較大的不同顆粒(如石英砂與垃圾)組成的流化床系統(tǒng)， 研究表明， 異重循環(huán)流化床可以防止垃圾大塊在床內(nèi)的沉積和輕粒度垃圾成分的偏浮，從而保證穩(wěn)定燃燒。在實際應用中， 根據(jù)異重循環(huán)流化床系統(tǒng)的相對粒度和相對密度， 按一定計算公式可得出流化床內(nèi)的物料混合情況；在床料特性（粒度和密度等）給定的條件下， 依據(jù)研究結(jié)果選擇垃圾的給料尺寸， 從而指導設(shè)計和運行。3. 用特殊的風分配及組織方式以保證高效內(nèi)循環(huán)燃燒和順暢排渣。通過布風裝置及燃燒設(shè)備的專門設(shè)計， 可保證經(jīng)簡易破碎的原生垃圾在爐內(nèi)充分焚燒。同時通過特殊設(shè)計的布風裝置和床料冷卻分選裝置， 可在排除大尺寸渣塊的同時使較細床料重新送回床層內(nèi)，以保證流化床層粒度維持穩(wěn)定，從而保證流化床焚燒爐的穩(wěn)定長期運行。4．采取了較全面的防止二次污染的措施。對焚燒時產(chǎn)生的有害物質(zhì)進行了處理， 在不增加太多的投資的前提下，可將 NOx 、SO2 及HCl等氣體排放控制在國家標準以下。為進一步凈化尾氣，在尾部安裝了浙江大學開發(fā)的集除塵和脫除有害氣體（如HCl、HF、H2S、SONOx等）于一體的裝置。爐渣呈干態(tài)排出， 無渣坑廢水， 亦不需處理重金屬污水的設(shè)備；垃圾槽內(nèi)的廢水在焚燒爐內(nèi)噴散霧化焚燒處理。5．主體設(shè)備沒有機械運動部件， 耐久性好， 使用壽命長。6．負荷調(diào)節(jié)范圍寬， 燃料適應性好，特別適合城市生活垃圾組成隨季節(jié)性變化大的特點。7．當城市垃圾的熱值隨季節(jié)及天氣變化或影響而過低時或用戶要求需較大的產(chǎn)汽量以供發(fā)電或供熱應用時，可將城市垃圾與輔助燃料（如煤、廢油等）在同一焚燒爐內(nèi)混燒。經(jīng)過近十年的運行實踐和不斷摸索改進，由杭州錦江集團有限公司和浙江大學合作技術(shù)開發(fā)的異重循環(huán)流化床垃圾焚燒爐的運行證明：該爐型是安全、可靠的。雖然，目前尚有一些可改進和完善之處，本工程將根據(jù)這些問題進行改進和優(yōu)化，以不斷進取的精神，更上一層樓。126西北勘測設(shè)幾種常用焚燒方法的比較項目流化床回轉(zhuǎn)窯爐排爐結(jié)構(gòu)簡單，無轉(zhuǎn)動件 復雜，有轉(zhuǎn)動件，密封要求高復雜，有移動件，工藝要求高燃燒性能可穩(wěn)定燃燒 燃燒隨垃圾的變化而變化溫度分布不均勻，簡單爐排焚燒不完全預處理進行粗破碎對易滾動，粘性物處理同左二次污染處理可以爐內(nèi)外同時實現(xiàn)效果佳，費用省爐外實現(xiàn)，投資高同左焚燒對象廣對高水分高熱值處理困難同左灰渣無臭，幾乎不含可燃物，干燥有臭味，含可燃物有臭味，含可燃物，為水封灰渣負荷適應性好弱一般間歇操作性好（床蓄熱量大）弱弱操作要求好高好起動性快慢慢安裝面積?。s為爐排爐的1/2）大大輔助燃料低高高維修費用低高高 鍋爐型式及結(jié)構(gòu) 根據(jù)日處理垃圾1000噸的要求， 本次設(shè)計選擇三臺焚燒爐，每臺焚燒爐每天處理垃圾400噸，考慮到垃圾日產(chǎn)生量和垃圾給料系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的不均勻性，（）。其理由如下：1. 垃圾的日產(chǎn)生量具有一定的波動性，在春節(jié)等節(jié)假日等情況下波動范圍較大，垃圾的熱值同樣有一定的波動性，比如在夏天，西瓜等水果大量上市，會帶來熱值的降低，而冬天垃圾的水分相應較低，因此，如果按400噸/天的處理能力設(shè)計，在垃圾熱值提高或垃圾產(chǎn)生量大的情況下，由于配套機組容量的限制，就不能完成垃圾處理的要求；2. 垃圾爐需要有一定的檢修時間，流化床垃圾爐具有啟停方便的優(yōu)點，但同時需要定期停爐檢修，處理焚燒爐本體、風機等輔助設(shè)備的故障，與一般垃圾焚燒爐一樣，其設(shè)計年運行小時數(shù)定為6500～7500小時，本工程按單爐年運行小時數(shù)選取7000小時，而垃圾的產(chǎn)生每天是不中斷的，如果按400噸/天單臺爐最大容量設(shè)計，勢必有一些垃圾無法處理，同時，在實際操作過程中，垃圾給料等環(huán)節(jié)也不能保證連續(xù)均勻給料，因此，適當?shù)姆糯笮r處理能力，可以保證單爐每天處理400噸垃圾；3. 流化床垃圾爐具有一定的負荷波動能力，采用設(shè)計處理能力為400噸/天的垃圾焚燒爐，可以實現(xiàn)處理300～500噸的變工況運行；入爐混合燃料為垃圾與煤，其中煤占20%，按混合燃料的設(shè)計熱值所產(chǎn)生的熱量，以及78%的鍋爐熱效率。其主要參數(shù)如下：異重循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐（3400t/d）日處理垃圾： 400t/d最大日處理垃圾： 550t/d（可連續(xù)運行） 小時處理垃圾量： 最大小時處理垃圾量： 鍋爐額定蒸發(fā)量： 鍋爐最大蒸發(fā)量： 鍋爐額定蒸汽壓力： 鍋爐額定蒸汽溫度： 450℃　 鍋爐給水溫度： 150℃采用單汽包自然循環(huán)鋼結(jié)構(gòu)全懸掛爐架，Π型布置，固態(tài)排渣。具體結(jié)構(gòu)特點是：爐內(nèi)采用全膜式壁結(jié)構(gòu)，提高了焚燒爐的密封性，既防止冷風漏入，又使焚燒爐的整體懸吊結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱膨脹容易處理；焚燒爐下部密相床區(qū)不布置埋管受熱面，減輕了磨損問題。下部的膜式壁外面 采用耐磨澆筑料防護，在過熱器、對流蒸發(fā)管束、省煤器、空預器的入口和轉(zhuǎn)彎煙道等容易磨損的區(qū)域采取防磨措施，減少受熱面因磨損爆裂而停爐的事故，提高焚燒爐運行的可靠性；爐膛上部區(qū)域也采用了澆筑料保溫，提高焚燒爐的運行溫度。旋風分離器內(nèi)不設(shè)受熱面，爐膛內(nèi)的整體溫度保持在850℃以上，爐膛出口的氧量維持在68%，保證了煙氣中的可燃氣體成分完全燃燒，同時也減少二惡英等有害氣體在爐內(nèi)的生成；垃圾焚燒爐采用低倍率循環(huán)的設(shè)計方案，使垃圾中密度較小的組分如塑料、紙張、細顆粒帶到爐膛上部燃燒，增加了爐膛空間的利用率，減少了爐膛處理面積。在爐膛出口布置了高效旋風分離器，將帶出的顆粒收下來送回床層，顆粒在爐內(nèi)實現(xiàn)多次循環(huán)，保證高效燃燒；在過熱器和蒸發(fā)管束區(qū)域的高溫煙氣區(qū)，采用膜式壁形式的包覆式過熱器，既利用了煙道空間，又減輕了尾部煙道的漏風，保證排煙溫度，提高鍋爐效率；針對省煤器和空預器等尾部受熱面區(qū)域易積灰，引起排煙溫度升高、效率降低、阻力增大的問題，在適當提高煙氣流速的同時設(shè)計增加了吹灰器，定時吹灰以減輕積灰。結(jié)構(gòu)示意圖如下： 汽輪機選型按鍋爐的額定蒸發(fā)量，考慮到本次設(shè)計原則，汽機選型有二個方案：方案一: 212MW凝汽式汽輪機組，汽輪機發(fā)電機組參數(shù)如下：◆汽輪機主要參數(shù)：型號： 形式：中溫中壓單缸凝汽式汽輪機 額定功率：12MW進汽壓力：進汽溫度：435℃額定進汽量：56t/h額定轉(zhuǎn)速：3000r/min◆發(fā)電機主要參數(shù)：型號：QF122功率：12000kW功率因數(shù)：轉(zhuǎn)速：3000r/min勵磁形式：可控硅出線電壓：方案二：125MW凝汽式汽輪機組，汽輪機發(fā)電機組參數(shù)如下：◆汽輪機主要參數(shù)：型號：形式：中溫中壓單缸凝汽式汽輪機額定功率：25000kW進汽壓力：進汽溫度：435℃額定進汽量：額定轉(zhuǎn)速：3000r/min◆發(fā)電機主要參數(shù)：型號：QF252功率：25MW功率因數(shù)：轉(zhuǎn)速：3000r/min勵磁形式：可控硅出線電壓：方案一（三爐二機）和方案二（三爐一機）運行汽量平衡和有關(guān)技術(shù)指標如下：汽量平衡和有關(guān)技術(shù)指標序號項目名稱單位方案一方案二一鍋爐鍋爐計算熱效率%7878額定壓力MPa額定溫度℃450450給水溫度℃150150鍋爐排污量t/h排污二次蒸汽量t/h全廠汽水損失t/h66煤低位熱值kJ/kg2043120431垃圾與煤混合低位熱值(4:1)kJ/kg54885488主蒸汽焓值kJ/kg33813381給水焓值kJ/kg634634飽和水焓kJ/kg11431143蒸汽產(chǎn)生量t/h鍋爐總進水量t/h二汽輪機汽輪機進汽量t/h112110進汽壓力MPa進汽溫度℃435435進汽焓kJ/kg32913291發(fā)電量kWh全系統(tǒng)補充除鹽水量t/h汽耗率kg/kWh三供發(fā)電標煤耗率發(fā)電標煤耗率kg/kWh廠用電率%20%20%四年運行有關(guān)數(shù)據(jù)年運行小時h70007000年處理垃圾量t365000365000年耗標煤量t1092710927年耗原煤量t1430514305年發(fā)電量kWh1018710410789104年供電量kWh81491048631104說明：全廠汽水損失按5%計算；%計算，排污產(chǎn)生二次蒸汽回收至除氧器；汽水系統(tǒng)加熱設(shè)備按98%熱效率計算。 方案比較及結(jié)論從運行情況看：方案一的優(yōu)點是三爐、二機配置，生產(chǎn)運行管理和調(diào)度較方便，無論焚燒爐和汽機需要檢修時均不會發(fā)生全廠停運的現(xiàn)象。不足之處是汽機房面積增大，設(shè)備投資增加和運行人員增多。方案二的優(yōu)點是：選用一臺較大容量汽輪發(fā)電機替代兩臺汽輪發(fā)電機，除了提高汽機效率外，尚可節(jié)省汽機房的面積，節(jié)約設(shè)備投資，減少人員數(shù)量。不足之處機組為單臺機組，汽輪發(fā)電機組的停機，造成全廠停止運行。垃