開發(fā)垃圾發(fā)電技術(shù) 實(shí)現(xiàn)熱電持續(xù)發(fā)展

1、.：.；開發(fā)渣滓發(fā)電技術(shù) 實(shí)現(xiàn)熱電繼續(xù)開展1 前 言當(dāng)今世界，環(huán)境污染日益加劇，環(huán)境維護(hù)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)可繼續(xù)開展的重要組成部分。臨沂 市是魯西南重要的商貿(mào)樞紐，近幾年來(lái)，隨著商貿(mào)零售市場(chǎng)規(guī)模的發(fā) 展，城市人口迅速添加。相應(yīng)的城市生活渣滓的數(shù)量也在急劇添加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，如今每天產(chǎn)生 城市生活渣滓約600噸左右，并以每年平均10%增長(zhǎng)率遞增。臨沂市政府把渣滓處置列為99年 度市政府“為民十大工程之一，決議投資5000萬(wàn)元，在臨沂市城西北36公里處征地1500畝 ，用于城市生活渣滓的填埋。一期工程先征地500畝，如今正在進(jìn)展勘探、水文調(diào)查、根底 處置等前期任務(wù)。城市生活渣滓的處置方法主要有填埋、堆肥、熄

2、滅等。填埋法方便易行，處置量大 ，是如今城市渣滓處置的一種主要方法，但是易呵斥二次污染，特別是渣滓中的一些 有毒有害物質(zhì)填埋腐爛后，浸透到地下，引起地下水的污染；同時(shí)產(chǎn)生的一些有害氣體呵斥環(huán)境的二次污染，并且需占用大量的土地。熄滅法是最有效 的方法，使城市渣滓處置根本上到達(dá)了減容化、無(wú)害化和能源化的目的。渣滓熄滅后，普通 體積可減少90%以上，分量減輕80%以上；高溫熄滅后還能消除渣滓中大量有害病菌和有毒物 質(zhì)，可有效地控制二次污染。渣滓熄滅后產(chǎn)生的熱能可用于發(fā)電供熱，實(shí)現(xiàn)了能源的綜合利 用。2 渣滓發(fā)電供熱技術(shù)的可行性分析城市生活渣滓熄滅發(fā)電技術(shù)在國(guó)外已有四十多年的歷史，最先利用渣滓發(fā)電的是

3、德國(guó)和法國(guó) ，近幾十年來(lái)，美國(guó)和日本在渣滓發(fā)電方面的開展也相當(dāng)迅速。目前，日本擁有渣滓發(fā)電廠 一百多座，發(fā)電總?cè)萘吭?20MW以上，單臺(tái)HYPERLINK g.tgnet/GroupIndex.aspx?no=yhscd設(shè)備最大處置渣滓才干為552噸/日。我國(guó)渣滓熄滅發(fā)電供熱技術(shù)起步較晚，如今還處于研討開發(fā)階段?，F(xiàn)已建立的部分渣滓發(fā)電 站，根本上是引進(jìn)國(guó)外的設(shè)備和技術(shù)。我國(guó)第一座渣滓發(fā)電站是在深圳，引進(jìn)的是日本三菱 重 工消費(fèi)的兩臺(tái)爐排式渣滓熄滅爐，日處置渣滓150噸，配置500kW的汽輪發(fā)電機(jī)組來(lái)發(fā)電供熱 。1992年又上了一臺(tái)杭州鍋爐廠(引進(jìn)日本三菱重工技術(shù))制造的渣滓熄滅爐，日處置渣滓1

4、5 0噸，配置1500kW汽輪發(fā)電機(jī)組。在上海、天津等城市也相繼與法國(guó)、澳大利亞等國(guó)家協(xié)作 建立渣滓發(fā)電廠。引進(jìn)的這些渣滓鍋爐根本上都是爐排爐，價(jià)錢昂貴，而且在燃用低熱值、 高水份的渣滓時(shí)，為了保證鍋爐的正常熄滅，到達(dá)需求的工藝參數(shù)，必需添加燃料油，運(yùn)轉(zhuǎn) 本錢較高，經(jīng)濟(jì)效益差。開展適宜我國(guó)國(guó)情的渣滓熄滅爐，實(shí)現(xiàn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，到達(dá)低污染和 高效熄滅是眾多科研單位和消費(fèi)廠家正在研討開發(fā)的課題。流化床熄滅技術(shù)是本世紀(jì)六十年代迅速開展起來(lái)的一種新型清潔熄滅技術(shù)。他利用爐內(nèi)燃料 的充分流動(dòng)、混合，到達(dá)高效熄滅。我國(guó)在利用流化床熄滅技術(shù)燃用低熱值燃料方面處于國(guó) 際領(lǐng)先程度。特別是浙江大學(xué)熱能工程研討所多年來(lái)

5、進(jìn)展廢棄物(如洗煤泥、煤矸石、城市 生活渣滓等)的研討開發(fā)和運(yùn)用。勝利開發(fā)出異重流化床城市生活渣滓熄滅技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高 效清潔熄滅。采用流化熄滅技術(shù)熄滅渣滓的優(yōu)點(diǎn)主要表如今以下幾個(gè)方面：a 操作方便，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。由于流化床床料為石英沙或爐渣，蓄熱量大，因此防止了床的急 冷急熱景象，熄滅穩(wěn)定。渣滓的枯燥、著火、熄滅幾乎同時(shí)進(jìn)展，無(wú)需復(fù)雜的調(diào)整，熄滅控 制容易，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和延續(xù)熄滅。b 設(shè)備壽命長(zhǎng)。爐內(nèi)沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)用壽命長(zhǎng)。c 可采用全面的防二次污染的措施。對(duì)熄滅時(shí)產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)展處置，在不添加太多投 資的前提下，可將NOX、SO2等氣體排放控制在國(guó)家規(guī)范以下，爐渣呈干態(tài)排出，便于爐 渣

6、的綜合利用。d 流化床熄滅爐由于爐內(nèi)熄滅強(qiáng)度和傳熱強(qiáng)度高，一樣渣滓處置量的流化床熄滅爐和爐排 爐相比體積要小，故而投資小，順應(yīng)于大型化開展。e 燃料順應(yīng)性廣，可熄滅高水分、低熱值、高灰分的渣滓，床內(nèi)混合均勻，燃盡度高，使 渣滓容積大大減少，特別順應(yīng)于渣滓熱值隨季節(jié)變化很大的特點(diǎn)。因此，流化床渣滓熄滅是一種綜合性能優(yōu)越的熄滅方式，尤其適宜我國(guó)渣滓熱值低、成分比 較復(fù)雜的國(guó)情。隨著我國(guó)人民生活程度的提高，城市生活渣滓中無(wú)機(jī)物含量將大幅度下降， 有機(jī)物、紙、塑料等高熱值廢棄物成份逐漸上升，使之具備了能源化利用的能夠。當(dāng)城市生 活渣滓隨著季節(jié)變化或影響過(guò)低時(shí)，為保證供電或供熱，可將渣滓與輔助燃料(如原

7、煤、廢 油等)在同一爐內(nèi)混燒。目前，城市生活渣滓流化床熄滅發(fā)電新技術(shù)已運(yùn)用到商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的熱電工程上。1998年浙江 大學(xué)熱能研討所與杭州錦江集團(tuán)將結(jié)合開發(fā)的此項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到余杭熱電廠，把余杭熱電廠原 有的一臺(tái)35t/h鏈條鍋爐改造為渣滓流化床熄滅爐，燃用杭州市部分地域的城市生活渣滓。 鍋爐經(jīng)改造后，單臺(tái)爐日處置渣滓150250噸，同時(shí)補(bǔ)充部分輔助燃料-原煤，以保證熱 電廠的正常供熱和發(fā)電。余杭熱電廠的渣滓熄滅爐至今已運(yùn)轉(zhuǎn)十個(gè)月，運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。其運(yùn)轉(zhuǎn)情況如下：渣滓熄滅爐 運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和目的均到達(dá)了HYPERLINK job.tgnet/Sub06.aspx設(shè)計(jì)要求，保證了發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)

8、轉(zhuǎn)；最長(zhǎng)延續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)間超越一個(gè)月；平均每小時(shí)熄滅渣滓約7噸，最大量可到達(dá)11噸/小時(shí)；對(duì)渣滓成分、熱值 隨季節(jié)性變化和順應(yīng)性好。經(jīng)過(guò)以上的分析闡明，在我國(guó)開展渣滓發(fā)電，在技術(shù)上曾經(jīng)有了很大的突破，特別是近幾年 來(lái)循環(huán)流化床熄滅技術(shù)開展迅速，為渣滓熄滅技術(shù)的開展發(fā)明了有利的條件。目前，我國(guó)各 地?zé)犭姀S循環(huán)流化床鍋爐的數(shù)量正在大幅度上升，并向大型化開展，運(yùn)轉(zhuǎn)操作和管理程度在 不斷提高，并趨于成熟，對(duì)渣滓流化床熄滅爐的推行運(yùn)用又發(fā)明了較好的環(huán)境。3 方案的選擇 渣滓熄滅發(fā)電工程建立方案確實(shí)定，應(yīng)從本地的實(shí)踐情況出發(fā)，結(jié)合城市開展程度而定。國(guó) 外的技術(shù)比較成熟，但HYPERLINK g.tgnet/

9、GroupIndex.aspx?no=yhscd設(shè)備的價(jià)錢昂貴，投資太大，普通中小城市難以接受。采用國(guó)內(nèi)的技 術(shù)和設(shè)備，投資小，很適宜我國(guó)的國(guó)情。普通來(lái)說(shuō)，在一個(gè)城市是新建一座渣滓熄滅發(fā)電廠 ，還是利用現(xiàn)有的熱電廠進(jìn)展改造，應(yīng)進(jìn)展可靠的分析和研討。筆者以為，利用現(xiàn)有的小熱 電廠進(jìn)展改造將比新建一座更有利，分析如下：王云翠等：開發(fā)渣滓發(fā)電技術(shù) 實(shí)現(xiàn)熱電繼續(xù)開展熱電技術(shù) 2000年第1期(總第65期)a 新建一座渣滓發(fā)電廠，在整體規(guī)劃和HYPERLINK g.tgnet/GroupIndex.aspx?no=gaoceng構(gòu)造上能夠合理些，但投資較大，如新建一座日處 理渣滓300500噸中型渣滓發(fā)

10、電廠，要建335t/h鍋爐+26MW汽輪發(fā)電機(jī)組，需投資1.4 1.5億元。投資大，產(chǎn)出低，工程經(jīng)濟(jì)效益低下。b 熱電廠在現(xiàn)有的根底上進(jìn)展改造，可以利用原有的生活HYPERLINK info.tgnet/Pic/List/17.1.6/辦公設(shè)備及消費(fèi)廠區(qū)和配套設(shè)備 ，節(jié)省投資，見效快。同時(shí)，進(jìn)展改造也可以有兩個(gè)方案；一是在熱電廠廠地允許的情況下 ，建新的渣滓熄滅爐和發(fā)電機(jī)組，那樣機(jī)組分布較合理，但在目前電力需求趨于飽和的情況 下 ，新機(jī)組發(fā)電并網(wǎng)比較困難；原有的鍋爐進(jìn)展改造，配套熱電廠現(xiàn)有的機(jī)組，比較容易操作 ，可以節(jié)省大量的投資，實(shí)施容易，能起到事半功倍的效果。臨沂熱電廠位于臨沂市西南部的工

11、業(yè)區(qū)內(nèi)?，F(xiàn)有335t/h鏈條鍋爐+175t/h循環(huán)流化床鍋 爐和1C6+1B6+1C12中溫中壓汽輪發(fā)電機(jī)組。供熱主管線長(zhǎng)20余公里，主要為50余家工 業(yè) 消費(fèi)用戶和機(jī)關(guān)賓館居民采暖供熱。現(xiàn)有的兩臺(tái)35t/h鏈條爐需求燃用優(yōu)質(zhì)煙煤，雖 經(jīng) 幾次改造，但是效果不大。鍋爐效率低，經(jīng)測(cè)試鍋爐熱效率為78%，面臨著被淘汰的能夠。 假設(shè)把鏈條爐改呵斥流化床渣滓熄滅爐，可以處理臨沂市的渣滓處置問題，同時(shí)提高鍋爐的 熱效率，順應(yīng)時(shí)代的開展，對(duì)我廠經(jīng)濟(jì)效益將有很大的改觀。因此，我們選擇了利用原有鍋 爐進(jìn)展改造的方案。4 鍋爐改造方案 4.1 鍋爐本體改造鍋爐改造維持原爐膛中上部及尾部煙道不變，將爐膛下部爐排及

12、渣斗撤除，使?fàn)t下部改為流 化床密相熄滅區(qū)，密相區(qū)內(nèi)布置傾斜埋管。埋管采用加裝鰭片和噴涂方式防止磨損。爐體水 冷壁內(nèi)側(cè)敷有耐火層，防止磨損。鍋爐本體外部的汽水管道系統(tǒng)不變。添加了流化風(fēng)室及布 風(fēng)板、風(fēng)帽，阻力大大添加，原有風(fēng)機(jī)壓頭不能滿足要求，所以選用高壓頭送風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī) 也需改型。在爐膛出口設(shè)置分別器和返料器，經(jīng)分別器分別下的顆?？蓪?shí)現(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)，添加 其停留時(shí)間，這樣大大提高熄滅效率，且尾部受熱面的磨損程序大大減輕。4.2 渣滓處置系統(tǒng)生活渣滓由汽車運(yùn)至廠內(nèi)渣滓儲(chǔ)存?zhèn)}，在廠內(nèi)渣場(chǎng)位置建一座半地下的全密封的渣滓?guī)臁Ｅc如今的輸煤棧HYPERLINK g.tgnet/GroupIndex.aspx?

13、no=qiao橋并行建一條密封的耐腐蝕的渣滓保送皮帶。渣滓儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)設(shè)有破碎機(jī)， 單梁吊車。并設(shè)有電磁去鐵器、HYPERLINK g.tgnet/GroupIndex.aspx?no=seweragebye污水泵等。渣滓運(yùn)至庫(kù)內(nèi)，經(jīng)渣滓爐前處置系統(tǒng)送入爐內(nèi)。 預(yù)處置系一致方面可打碎特大渣滓及塑料袋、木板、玻璃瓶、磚塊石塊等雜物，同時(shí)也可使 渣滓均勻入爐，破碎后的渣滓用吊車抓到保送帶上，送到爐前，經(jīng)往復(fù)式給料機(jī)送入爐內(nèi)。 采用吸風(fēng)管將渣滓坑內(nèi)分發(fā)的臭氣吸至爐內(nèi)，進(jìn)展熄滅脫臭，不讓渣滓臭氣彌散。渣滓中的 污水搜集在坑底廢液池內(nèi)，然后經(jīng)泵放射至爐內(nèi)流化床段上方熄滅，使其充分裂解，減少污 染。4.3 熄

14、滅系統(tǒng)因渣滓熄滅爐是鏈條爐改造的，用石英砂或爐渣作床料。每小時(shí)熄滅渣滓69噸。渣滓進(jìn)入 熄滅爐后，與熾熱的床料混合熄滅，由于流化床良好的橫向混合特性，可確保床內(nèi)熄滅能保 持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。熄滅爐內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和煙氣停留時(shí)間分別為850和3秒左右，并堅(jiān)持劇烈混合 ， 使有害成分在爐膛內(nèi)充分裂解和破壞。高溫?zé)煔鈴臓t膛出口至過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱 器、煙氣處置安裝和電除塵器，最后經(jīng)煙囪排入大氣。由于渣滓熱值受來(lái)源、氣候、季節(jié)等要素的影響很大，為到達(dá)高效低污染熄滅的 目的，用煤充任輔助燃料。點(diǎn)火采用床下自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)，經(jīng)預(yù)燃室進(jìn)入風(fēng)室，關(guān)入爐膛。整個(gè)除灰系統(tǒng)處于干式密封形狀，因此防止了廠區(qū)內(nèi)粉塵污染和污水污染，

15、排出的灰渣可綜 合利用。4.4 熱工控制系統(tǒng)熄滅爐采集了較全面的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，供渣滓熄滅爐運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)理、操作與檢測(cè)，主要參數(shù)有各主 要部分的溫度顯示與記錄，各主要部分的壓力顯示，主要管路的流量，爐膛含氧量。另外控 制系統(tǒng)除含有常規(guī)溫度、壓力、流量、遠(yuǎn)控、報(bào)警等功能外，還配套渣滓預(yù)處置及熄滅爐內(nèi) 重要部位的實(shí)時(shí)工業(yè)電視監(jiān)視。思索到渣滓的臟臭等特殊性，絕大多數(shù)的調(diào)理手段均集中 于主控室內(nèi)，使運(yùn)轉(zhuǎn)人員任務(wù)強(qiáng)度降低，提高了任務(wù)效率。4.5 鍋爐廠用電系統(tǒng)本期工程廠用電采用380伏電壓，利用原有的廠用電系統(tǒng)。本期工程不再添加低壓廠用變壓 器。4.6 環(huán)保措施渣滓流化床鍋爐是城市處理環(huán)保問題的重要設(shè)備，對(duì)維護(hù)環(huán)境

16、、減少污染起到了很大的作用 。渣滓處置實(shí)現(xiàn)了減量化、資源化、無(wú)害化，處理了困擾城市開展的一大難題，維護(hù)了人民 身心安康，美化了城市環(huán)境，提高了人民的生活質(zhì)量。渣滓流化床鍋爐本身亦采取了一系列 措施來(lái)處理產(chǎn)生的污染問題。4.6.1 建立全密封的渣滓?guī)?。將渣滓存放在渣滓?guī)熘校⒂梦L(fēng)管將渣滓坑內(nèi)分發(fā)的惡氣 送入爐內(nèi)做二次風(fēng)，運(yùn)轉(zhuǎn)熄滅脫臭；渣滓底部設(shè)有一廢液池，搜集HYPERLINK g.tgnet/GroupIndex.aspx?no=seweragebye污水，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定量后， 把污水放射到爐內(nèi)流化床段上方熄滅，運(yùn)用充分分解，減少污染。4.6.2 渣滓在渣滓?guī)熘薪?jīng)簡(jiǎn)單破碎后，經(jīng)一條全密封的皮帶送

17、入爐內(nèi)。爐內(nèi)HYPERLINK job.tgnet/Sub06.aspx設(shè)計(jì)溫度為850 左右，煙氣停留時(shí)間為3秒左右，爐內(nèi)床料并堅(jiān)持充分混合，使有害成分在爐膛內(nèi)充分裂解 、破壞、熄滅。4.6.3 采取較全面的防止二次污染的措施，對(duì)熄滅時(shí)產(chǎn)生的有害的物質(zhì)進(jìn)展了處置，可將N OX、SO2及HCl等氣體控制在國(guó)家規(guī)范之下。為進(jìn)一步凈化尾氣，在尾部安裝了脫除有害 氣體的煙氣處置安裝。爐渣呈干態(tài)排出，無(wú)渣坑廢水，亦不需處置重金屬污水的HYPERLINK g.tgnet/GroupIndex.aspx?no=yhscd設(shè)備。當(dāng)處置含硫或含氯高的渣滓時(shí)，基于流化床熄滅方式的優(yōu)點(diǎn)，采用爐內(nèi)加石灰石可脫除SO

18、 2和HCl。4.6.4 由熄滅爐尾部排出的飛灰經(jīng)過(guò)電除塵器，飛灰濃度低于國(guó)家規(guī)范，排出煙囪。整個(gè) 系統(tǒng)處于干式密閉情況，因此防止了廠區(qū)內(nèi)的粉塵污染和污水污染，排出的灰渣可綜合利用 。5 渣滓熄滅發(fā)電工程的經(jīng)濟(jì)性分析 熱電廠現(xiàn)有的三臺(tái)35t/h鏈條爐改造為流化床渣滓熄滅爐后，日處置渣滓能到達(dá)600噸，配置 一臺(tái)C12MW的汽輪發(fā)電機(jī)組，原熱力系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)不變，新建渣滓處置系統(tǒng)。 工程經(jīng)濟(jì)性分析如下：整個(gè)改造工程需求投資4800萬(wàn)元左右；銷售收入按設(shè)備的容量計(jì)算，銷售電、汽年收入約5360萬(wàn)元；年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用約4100萬(wàn)元；年銷售稅金及附加費(fèi)約350萬(wàn)元；年獲利潤(rùn)約900萬(wàn)元(包括所得稅

19、)；工程投資回收期約5.5年；總投資利率約18.8%；總投資利稅率約26.2%；該工程在財(cái)務(wù)上是可行的。渣滓熄滅發(fā)電供熱工程是一項(xiàng)社會(huì)公益事業(yè)，主要表達(dá)了社會(huì)效益。同時(shí)熱電廠經(jīng)過(guò)技術(shù)改 造，設(shè)備更新?lián)Q代，獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，找到了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了熱電廠的可持 續(xù)開展。6 終了語(yǔ) 6.1 結(jié)論6.1.1 城市生活渣滓熄滅發(fā)電供熱屬一項(xiàng)新興的產(chǎn)業(yè)，它處理了城市渣滓呵斥的污染。與 填埋、堆肥相比節(jié)省了大量土地，減少了二次污染，同時(shí)充分利用了再生能源，到達(dá)了對(duì)垃 圾處置的減容化、無(wú)害化、資源化的目的，社會(huì)效益顯著。6.1.2 城市生活渣滓熄滅技術(shù)已日漸成熟，已實(shí)現(xiàn)了渣滓熄滅爐設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化，并有示 范工程，而且已顯示出它的可靠性、穩(wěn)定性。我國(guó)的渣滓熄滅發(fā)電供熱事業(yè)已初露端倪，并 已納入產(chǎn)業(yè)化軌道，其開展勢(shì)頭迅猛。據(jù)有關(guān)部門資料引見，北京、天津、武漢、長(zhǎng)沙、南 京、溫州、汕頭、珠海、中山等城市都有開展規(guī)劃。至2000年，全國(guó)將建有大中型渣滓發(fā)電 廠 35座，小型工廠1015座，至2021年，各地將建有各類渣滓能源工廠150200座。我省已 有荷澤、平度、棗莊等市渣滓發(fā)電廠已立項(xiàng)及設(shè)備訂6.1.3 熱電廠的原有鍋爐設(shè)備特別是35t/h鏈條爐效率低，要求煤種好，需求進(jìn)展更新改造 。改為渣