浅谈垃圾焚烧炉技术.doc

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题 目： 浅谈垃圾焚烧炉技术

单 位： 青岛荏原环境设备有限公司

作 者： 常 建 杰

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浅谈垃圾焚烧炉技术
摘要：本文简单介绍机械炉排垃圾焚烧炉的结构特点、工艺特点及安装过程中注意问题点，同时对机械炉排垃圾焚烧炉的优点进行说明。
关键词：机械炉排垃圾焚烧炉；特点；问题；解决方法
　　从20世纪七十年代以来，随着环保意识的提高，垃圾发电越来越受到国家的重视。随着我国城市垃圾产生量的逐年增加，垃圾处理能力缺口日益增大，垃圾处理问题成为政府部门高度关注的环境和民生问题之一。根据焚烧炉的型式，把生活垃圾焚烧系统分成四种类型，即机械炉排炉、流化床焚烧炉、固定床焚烧炉和旋转窑焚烧炉。在日本的垃圾焚烧厂中，机械炉排炉所占比例最高，在2004年1374个生活垃圾焚烧厂中占73.65%，其次是流化床焚烧炉，占15.72%。
　　一、机械炉排垃圾焚烧炉简介
从垃圾焚烧炉六大关键系统（储料和上料系统；焚烧系统；汽轮发电机系统；烟气净化系统；出渣系统；自动化控制和在线监测系统）来看，炉排炉适用于块状物料焚烧，对垃圾的前处理要求较低，所以储料上料系统成熟简单；燃烧过程中，通过炉内炉排翻转，实现垃圾的充分燃烧，可在燃烧过程中添加固体或者液体补燃物料助燃，目前焚烧系统也较为成熟；此外，炉排炉除渣系统稳定；燃烧过程稳定，控制简单。
机械炉排焚烧炉的主要特征是将垃圾堆放在炉排上，焚烧火焰从垃圾堆料层的着火面向未着火的料堆表面及内层传播，形成一层一层燃烧的过程；在炉排上，沿料堆进行方向，分为预热干燥区，燃烧区和燃烬区三个温度不等的区段；在炉膛内，由不同区段的气体在炉排上方形成不同的温区，这些都是此类炉型共有的特点。
在推料器的作用下，垃圾首先进入干燥区，通过炉排的动作，垃圾在炉排上往前移动到燃烧区，最后到达燃烬区。机械炉排是分为固定炉排、滑动炉排，炉排的往复运动通过液压连杆机构驱动完成，固定炉排与可动炉排之间的相对运动推动垃圾向上翻滚，使垃圾在移动的过程中得以均匀混合，有利于着火和燃烧。一次风从炉排片底部及侧面吹入。炉排片的侧面经过精加工，每排炉排片相互为固定装配，成为一个整体，同时炉排片间设置合理的间隙，这样的设计能有效减少漏灰量，同时也避免了任何被抬起的可能。每列炉排都由形状特别的耐火铸铁件分隔，炉排片和分隔的铸铁件都采用含Cr、Ni、Mo等合金元素的耐热、耐蚀、耐磨铸件，使用寿命长。炉排片的侧面和上表面经过精加工，有效避免了磨损，同时活动炉排和固定炉排都与侧墙之间设置了合理的膨胀结构，保证运行期间炉排的正常运行。由于炉排材质的选用和结构设计比较合理，炉排的整体使用寿命能达到80,000小时。
二、采用机械炉排垃圾焚烧炉的优点
1. 机械炉排焚烧炉的炉型已经有近百年的发展历史，用于焚烧垃圾也有40多年的经验，技术成熟度高，设备配套性好，性能稳定可靠，可选择的供应商较多。适用于大处理量、高热值焚烧炉，是发达国家大部分采用的炉型，在国际上约占有80%的市场份额。
2. 垃圾进料和底渣排出设备比较简单，系统运行操作易于掌握。
3. 在技术原产国，用于焚烧处理经过分类收集的垃圾，热值较高，品质比较均匀稳定，有较好的焚烧效果。　　
炉排炉根据炉排型式主要分为顺推或逆推式往复炉排炉及滚动炉排等多种型式。往复炉排炉可使垃圾有效地翻转、搅拌，具有较理想的燃烧条件，可实现垃圾完全燃烧。
炉排具有以下优点：
（1）运行可靠性好，故障率低；
（2）单台处理能力较大；
（3）烟气中尘的排放量较低，相应减少了烟气净化系统的投资规模；
（4）不需要垃圾预处理；
（5）受热面磨损小；
（6）无需混煤燃烧，灰渣产量低。
三、垃圾焚烧炉炉排运行出现的问题及其原因
近年来，随着垃圾焚烧技术的逐渐推广，社会舆论对垃圾焚烧的质疑日趋厉害。许多新建焚烧厂不仅选址困难，开工之日遥遥无期，甚至许多已经运行的焚烧厂都面临着停工的窘地。
那么垃圾焚烧究竟存在什么弊端，引发公众反对潮？ 究其原因主要存在以下问题点：
1、我国生活垃圾中厨余垃圾含量高，从而导致垃圾：（1）含水率高：一般>50%，甚至>70%；（2）热值低：一般为800~1000kcal/kg，只有在经过预处理（破碎筛分或者微生物降解）的情况下才能达到1200kcal/kg以上。大量含重金属的分散源危险废物混入垃圾物流之中，如镍镉电池，含汞电池，荧光灯管，体温计等。
2、焚烧厂的运营模式问题：现有垃圾焚烧厂运营模式以BOT为主，焚烧厂的投资商和运营商需要在有限的运营时间内回收其投资并获得最大利益，而政府的垃圾补贴有限（20元~204元/吨），再加上垃圾热值较低使得发电量低（280~320KWh/吨），使得焚烧厂在运营过程中出现偷工减料的现象。焚烧尾气难以达标排放。
3、焚烧厂操作人员素质及在线监测：2005年以后，我国新建的垃圾焚烧发电厂基本以进口设备为主，而且采用欧盟2000标准作为尾气排放控制限值，但是由于操作人员素质太低，难以消化吸收和掌握这些先进的技术和装备。另外，焚烧厂在线监测仪器基本属于“聋子的耳朵”，只是个摆设。
4、焚烧厂的运行监管问题：目前我国的垃圾焚烧厂没有专门的机构和专业人员对焚烧厂的运行进行有效的监管，也没有专业的检测设备。环保部门只检测焚烧厂的尾气是否达标。
5、我国垃圾焚烧厂的基础数据奇缺。我国垃圾焚烧厂运行20多年了，最近5年来的发展速度也非常快，正在运行的垃圾电厂也超过了80个，但迄今为止尚无一套完整可信的运行数据公之于众，尤其是尾气排放数据。焚烧厂排放的污染物（尤其是公众关注的二噁英和重金属）对周边环境和人群的影响到底有多大？我们没有自己的实验和检测数据，只能引用国际上公开的数据，因此缺乏说服力。
6、公众教育与公众参与。公众反对垃圾焚烧一般处于两种心理：一是对本地发展持反对态度，不希望焚烧厂建在自家后院；二是由于对焚烧厂的知之甚少、畏惧而产生的恐惧心理。
7、选址的科学性与公平性。毫无疑问，任何一个焚烧厂在科学选址的基础上，可以减少焚烧所产生的二次污染对周围环境和人体健康的影响，使得城市的“大众”受益，但是，将“大众”的垃圾集中到所选场地进行处置，无疑损害了焚烧厂周边“小众”的利益。
针对以上原因，我们应从以下几个方面着手展开工作：
1、推广中国特色的垃圾分类，即干湿分类的方法，并从源头将危险废物分开，大力开展垃圾分类。
2、垃圾焚烧处理应该属于社会公益事业，不宜于采用完全市场化的运营模式，应由政府主导。
3、对于操作人员的素质及实时监测，应从以下两方面进行改进：（1）加强针对操作人员和现场管理人员的专业培训，定期抽查考试。不以一次培训结果论资格。（2）将焚烧厂的在线监测数据公示，接受民众监督。在线监测仪器统一实行年检制度。
4、对于焚烧厂的监管应建立专门的运行监管机构，配备专业的技术人员。
5、对于垃圾焚烧的基础数据，应对全国范围内的代表性焚烧炉进行检测，得到不同炉型的污染物排放因子；对不同运行年限的焚烧厂周围的土壤、植被和人群进行抽样检查，评估焚烧厂的环境与健康影响。
6、对于公众的参与，应由媒体、民间组织加强对公众的环境教育，客观科学的传达垃圾焚烧与二噁英的相关知识，消除公众产生的盲目恐惧心理。并将垃圾焚烧厂建设过程的“公众参与”内容提前到项目立项之时，且贯穿于整个垃圾焚烧厂的运营过程。
7、为了保证焚烧厂选址的公平性，必须考虑对周边的“小众”进行合理的补偿。建立长效的补偿机制，是处理焚烧厂与周边居民关系的根本保障。
只有切实做到以上以上方面，才能彻底打消公众的积极性，得到周围群众的支持并切实做到垃圾焚烧的无害化处理。
　　主要参考文献：
【1】 孙毅.生活垃圾焚烧炉型的选择[J].水泥科技，2008.5.
【2】 刘阳生 我国垃圾焚烧存在的问题
【3】 黄创艺 垃圾焚烧炉机械炉排改造技术探讨 合作经济与科技 2010.16