生活垃圾焚燒發(fā)電焚燒爐的選型總結(jié)

1、 關(guān)于生活垃圾焚燒發(fā)電焚燒爐的選型總結(jié) 從專業(yè)技術(shù)角度對生活垃圾焚燒發(fā)電項目中的焚燒爐選型工作做一次全面總結(jié)：垃圾的焚燒過程，本質(zhì)上是質(zhì)量傳遞、熱傳遞、動量傳遞、化學(xué)反應(yīng)、結(jié)構(gòu)變化等物理化學(xué)反應(yīng)綜合在一起的一個復(fù)雜過程。從固體燃料燃燒理論的角度分析，固體燃料燃燒可定性的分為預(yù)熱、水份蒸發(fā)、升溫、揮發(fā)物析出、著火和固定碳燃燒等過程。伴隨這些過程的開始、發(fā)展、結(jié)束、交替，垃圾先吸取熱量，溫度上升，失去水份，局部分解析出可燃成份，然后著火燃燒，放出熱量。直到燃燼冷卻。垃圾的質(zhì)量隨著焚燒過程逐步減少，直到殘留灰渣。垃圾焚燒的影響主要有停留時間、燃燒溫度、湍流度和過量空氣系數(shù)。其中停留時間、燃燒溫度、湍

2、流度，通常被稱為“三T（即time、temperature、turbulence）”要素。垃圾在焚燒過程中要求適宜的燃燒溫度。燃燒溫度過低，會使垃圾燃燒不完全；二惡英分解溫度要求不低于850攝氏度。燃燒溫度愈高，反應(yīng)速度愈快，垃圾在焚燒爐內(nèi)的停留時間則可以縮短，但過高的燃燒溫度會加快焚燒爐的內(nèi)壁和爐內(nèi)機械結(jié)構(gòu)的腐蝕速度，會使灰渣熔結(jié)，影響爐壁的使用壽命及爐內(nèi)機械的運行。此外，還會促成氮氧化物的生成。所以燃燒溫度不宜過高。焚燒爐是垃圾焚燒處理工藝中的核心設(shè)備，它對整體工藝路線、焚燒效果、工程造價、經(jīng)濟效益等，都起至關(guān)重要的作用。為此，在焚燒爐型選擇上，務(wù)必十分慎重。目前國內(nèi)外應(yīng)用較多、技術(shù)比較成

3、熟的生活垃圾焚燒爐爐型主要有機械爐排爐、流化床焚燒爐、熱解焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐等四類。1、機械爐排爐機械爐排爐采用層狀燃燒技術(shù)，具有對垃圾的預(yù)處理要求不高，對垃圾熱值適應(yīng)范圍廣，運行及維護簡便等優(yōu)點。是目前世界上技術(shù)成熟、處理規(guī)模較大的生活垃圾焚燒爐。在歐美等國家得到廣泛使用，單臺處理量最大可以達1200t/d。機械式爐排爐是以機械式的爐排塊構(gòu)成爐床，靠爐排間的相對運動使垃圾不斷翻動、攪拌并推向前進。垃圾在爐排上通常經(jīng)過三個區(qū)段：預(yù)熱干燥段、燃燒段和燃燼段。垃圾在爐排上著火，熱量來自上方的輻射和煙氣的對流，以及垃圾層的內(nèi)部。爐排上已著火的垃圾通過爐排的特殊作用，使垃圾層強烈的翻動和攪動，引起垃

4、圾底部的燃燒。連續(xù)的翻動和攪動，也使垃圾層松動，透氣性加強，有利于垃圾的燃燒和燃燼。正常運行時，爐溫維持在800950，垃圾進入爐內(nèi)與熱空氣接觸、升溫、干燥、著火、燃燼。一般情況下，燃燒發(fā)出的熱量可以維持爐溫，在垃圾熱值偏低的情況下，需要噴入燃料油作為輔助燃料。爐排爐的優(yōu)點：1)單臺爐的處理量大，國內(nèi)目前已有 800t/d 焚燒爐在運行。2)進料口大，一般不需要破碎，適合我國未分類收集的生活垃圾。3)在爐內(nèi)分布均勻，料層穩(wěn)定，燃燒完全。運行時可視爐內(nèi)垃圾焚燒狀況調(diào)整。4)可調(diào)節(jié)爐排轉(zhuǎn)速，控制垃圾在爐內(nèi)的停留時間，使其燃燼。5)由于鼓風(fēng)機壓頭小，風(fēng)機所需功率小，故動力消耗少。6)因為垃圾在爐排上

5、燃燒，而且不摻燃煤，所以煙氣中粉塵含量低，減輕了除塵器的負擔(dān)，降低了運行成本。該技術(shù)最大的優(yōu)點是穩(wěn)定、可靠，應(yīng)用時間久。爐排爐的缺點：1)由于活動爐排和固定爐排等關(guān)鍵部件由耐熱合金鋼制造，所以設(shè)備造價較高。2)由于燃燒速度慢，爐床的負荷小，所以爐子的體積較大，廠房面積增大，且爐體的熱損失增加。2、流化床焚燒爐流化床技術(shù)在70年前便已被開發(fā)，之后在20世紀60年代用來焚燒工業(yè)污泥，在70年代用來焚燒生活垃圾，80年代在日本得到一定的普及，市場占有率達10%以上，但在90年代后期，由于煙氣排放標準的提高和自身的不足，在生活垃圾焚燒上的應(yīng)用有限。在國內(nèi)，近些年來流化床焚燒爐得到了一定程度的應(yīng)用，但該

6、爐型多用于日處理垃圾500t以下規(guī)模的垃圾處理項目，且存在一定爭議，有待進一步完善。流化床爐的爐內(nèi)沒有運動的爐排，取而代之的是一塊固定的多孔布風(fēng)板，同時在爐內(nèi)加入一定量的砂粒作為熱媒?？諝庥刹硷L(fēng)板下方經(jīng)風(fēng)帽進入爐膛，調(diào)節(jié)空氣量使砂粒處于流化（沸騰）狀態(tài)。正常運行時爐溫維持在850950之間。垃圾進入爐內(nèi)與砂粒接觸而升溫、干燥、著火、燃盡，同爐排爐一樣靠垃圾燃燒放出的熱量保持爐溫，點火時使用燃料油（柴油），在垃圾熱值偏低時，補充燃煤來維持燃燒達到設(shè)計工況。流化床爐的優(yōu)點：1)流化床可以使垃圾與空氣充分接觸，所以，垃圾不僅燃燒速度快而且燃燒完全，焚燒殘余物的熱灼減率低，可以達到3%的效果。2)能夠

7、保證爐溫均勻，不至出現(xiàn)局部過熱或熔融堵塞。3)以砂子作為載熱體，熱容量大，焚燒強度高，單位爐床面積的垃圾處理量大。4)流化床爐的爐體體積小，熱損失小，廠房尺寸較小。5)飛灰是球形的，不易附在鍋爐壁上。6)結(jié)構(gòu)簡單，爐內(nèi)無運動部件，故噪音小，維修方便。流化床爐的缺點：1)對垃圾有嚴格的破碎預(yù)處理要求，否則容易發(fā)生故障。2)受進料的限制，單臺焚燒爐的處理能力比爐排爐小，一般處理規(guī)模在 300500t/d 左右。3)由于流化風(fēng)機需要較高的壓頭（風(fēng)機壓頭一般在 20000Pa 左右），故風(fēng)機所需功率較大，動力消耗也隨之增大。4)由于飛灰量比較大，煙氣對過熱器管束等受熱面的磨損也較大。5)穩(wěn)定燃燒需要的

8、熱值為 20002500kcal/kg，通常必須加煤等輔助燃料。6)垃圾和砂子在爐內(nèi)呈流化狀態(tài)，加上補充燃煤，所以煙氣中的粉塵含量較大，除塵器負擔(dān)加重，飛灰量增多，隨之處理費用增加。7)燃燒空間溫度沒有爐排爐高，過高容易結(jié)焦。8)穩(wěn)定性差，最大連續(xù)運行時間比爐排爐少10%左右。3、熱解焚燒爐熱解焚燒爐是指在缺氧或非氧化氣氛中以一定的溫度（500600）分解有機物，有機物將發(fā)生熱裂解過程，使之變成熱分解氣體（可燃混合氣體）；再將熱分解氣體引入燃燒室內(nèi)燃燒，從而分解有機污染物，余熱用于發(fā)電、供熱。熱解技術(shù)使用范圍廣，可用來處理多種垃圾。但是，由于受到垃圾特性的影響，后續(xù)熱解氣的特性（熱值，成分等）

9、也不穩(wěn)定，所以燃燒控制難，灰渣難以燃燼，且環(huán)保不易達標。此技術(shù)在加拿大和美國部分小城市得到少量應(yīng)用。另外，在歐洲和日本，熱解爐多應(yīng)用旋轉(zhuǎn)窯，流化床等爐型，然后加上燃燒熔融爐，將灰渣完全燃燼且熔融為玻璃質(zhì)灰渣。此技術(shù)得到部分應(yīng)用，但是其要求垃圾熱值較高，工廠建設(shè)成本較高，且運行成本約為機械爐排的兩倍以上。靜態(tài)熱解爐的優(yōu)點如下：1)與其它焚燒爐相比，占地面積小、廠房高度較低。2)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。3)無需對垃圾進行分選。靜態(tài)熱解爐存在的主要問題是：1)當垃圾熱值偏低或含水量過高時，須加入較多的輔助燃料。2)易受垃圾特性的影響而使燃燒難以控制，灰渣難以燃燼。3)環(huán)保不易達標，運行成本可達爐排爐

10、的 2 倍以上。4)熱解-氧化控制范圍小，對控制系統(tǒng)的可靠性要求及管理水平比機械爐型高。4、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的燃燒機理與水泥工業(yè)的回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)邊翻轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的改變調(diào)節(jié)垃圾在窯內(nèi)的停留時間?；剞D(zhuǎn)窯常用于成分復(fù)雜、有毒有害的工業(yè)廢物和醫(yī)療垃圾，在生活垃圾焚燒中應(yīng)用較少。回轉(zhuǎn)式焚燒爐的主要優(yōu)點：1)機械零件少，故障率低，可以長時間連續(xù)運行，運行和維修的費用較低。2)焚燒過程中，廢物在爐內(nèi)能得到充分的攪拌

11、、翻滾，與空氣混合效果好，湍流好，爐內(nèi)不存在因廢物分布不均勻或料層太厚而產(chǎn)生廢物未燒到的死角。3)對燃料的適應(yīng)性廣，可焚燒不同性質(zhì)的廢棄物?；剞D(zhuǎn)式焚燒爐的主要缺點：1)爐身較長，單臺爐子和焚燒鍋爐間所占面積較大，與同樣處理能力的固定床式焚燒爐相比，一次性建設(shè)費用稍高。2)保溫效果不如固定床爐，熱損失稍高，所需補充的燃料較多。對日益嚴格的環(huán)保要求，垃圾焚燒必需滿足以下要求：1）垃圾焚燒處理達到穩(wěn)定的著火與燃燒；2）必須平穩(wěn)、安全運行；3）確保達到環(huán)保標準，并與后續(xù)煙氣凈化配套；4）維護方便、操作簡便；針對本項目除滿足上述要求外，還需符合以下要求：5）垃圾的充分翻轉(zhuǎn)和攪動；6）爐床的干燥區(qū)、燃燒區(qū)

12、和燃燼區(qū)的合理分配；7）對垃圾成份波動的適應(yīng)性強；8）一、二次風(fēng)溫及風(fēng)量的合理配置；9）分室供風(fēng)燃燒、均勻配風(fēng)和相對低氧燃燒；10）熱膨脹得到合理解決；11）煙氣在850以上停留2 秒和渣熱灼減率3%以下通過以上比較，針對垃圾焚燒必須滿足的要求，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(shù)成熟，國內(nèi)外大部分垃圾焚燒廠均采用該爐型，國內(nèi)也有不少成功的先例。機械爐排爐更能夠適應(yīng)國內(nèi)垃圾高水分、低熱值的特性，確保垃圾的完全燃燒。操作可靠方便，對垃圾適應(yīng)性強，不易造成二次污染。經(jīng)濟性高，垃圾不需要預(yù)處理直接進入爐內(nèi)，運行費用相對較低。設(shè)備壽命長，穩(wěn)定可靠，運行維護方便，國內(nèi)已有成熟的技術(shù)和設(shè)備

13、。機械爐排爐的關(guān)鍵設(shè)備是焚燒爐排，各種爐排爐的最大區(qū)別也在于爐排的結(jié)構(gòu)型式和運動方式，國內(nèi)幾種應(yīng)用較廣的型式有：逆推式爐排爐、順推式爐排爐及往復(fù)翻動式爐排爐等。著名的日本三菱、比利時西格斯（SEGHERS）、法國ALSTOM（SITY2000 焚燒技術(shù)已被德國馬丁公司收購）、德國DBA、日本田熊、丹麥VOLUND、瑞士VON-ROLL 等均開發(fā)、制造出適應(yīng)中國高水分、低熱值垃圾的大型爐排爐，如：廣州李坑一期、深圳清水河、中山長青等垃圾焚燒發(fā)電廠（日本三菱逆推式爐排爐）、深圳鹽田、南山及寶安老虎坑等垃圾焚燒發(fā)電廠（比利時西格斯傾斜往復(fù)階梯式爐排爐）、上海御橋生活垃圾焚燒廠（法國阿爾斯通SITY2

14、000 傾斜逆推式爐排爐）、上海江橋生活垃圾焚燒廠（德國DBA 液壓順推往復(fù)式爐排爐）、寧波楓林生活垃圾焚燒發(fā)電廠（德國諾爾階梯順推爐排爐）、北京高安屯垃圾焚燒發(fā)電廠、天津雙港生活垃圾焚燒發(fā)電廠（日本Takuma 階梯往復(fù)順推式爐排爐）、徐州垃圾焚燒發(fā)電廠（國產(chǎn)二段式爐排爐）。國產(chǎn)爐排爐生產(chǎn)廠家單位充分吸收了國內(nèi)外同類型垃圾焚燒爐排爐成熟、先進技術(shù)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，自行開發(fā)設(shè)計出新型垃圾焚燒設(shè)備二段式垃圾焚燒爐。該焚燒爐第一段是逆推爐排，由固定爐排片和活動爐排片組成，活動爐排片在縱向作往復(fù)運動，逆推爐排面呈25傾斜布置，固定爐排片和活動爐排片以交錯方式配置，末端設(shè)有調(diào)節(jié)料層厚度的擋板。垃圾在該段上實現(xiàn)干燥、著火燃燒。第二段是順推爐排，爐排面呈水平布置，固定爐排片和活動爐排片以交錯方式配置。該爐排為燃燼爐排。兩段爐排之間有約800mm 的階段落差。該公司還有將第二段水平順推爐排改為傾斜順推爐排技術(shù)。二段式爐排的主要特點:1）采用逆推爐排和順推爐排相組合，可使垃圾燃燒更可靠，更完全。通過逆推爐排的逆向運動，使新加入的垃圾與灼熱層內(nèi)的垃圾混合在一起，可在短時間內(nèi)