工業(yè)爐論文垃圾焚燒爐熱能的合理利用

1、工業(yè)爐與保溫技術(shù)課程論文論文 名 稱 垃圾焚燒爐熱能的合理利用 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 專業(yè) 指 導(dǎo) 老 師 2013年 月 日摘要:隨著我國(guó)城市規(guī)模不斷擴(kuò)大和農(nóng)村城市化進(jìn)程加快，城市垃圾處理問(wèn)題已成為我國(guó)不容忽視的問(wèn)題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì):我國(guó)歷年堆存的垃圾已高達(dá)60 億t，且仍以10%的年增長(zhǎng)率增加，這些垃圾不僅占用大量土地，而且對(duì)環(huán)境和居民健康產(chǎn)生惡劣影響。本文首先對(duì)三種垃圾處理方式(填埋、堆肥和焚燒)進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為垃圾焚燒發(fā)電是最有效的垃圾減量化、無(wú)害化、資源化處理方式。其次比較主要焚燒爐技術(shù)，并闡明了我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)良好的政策扶持和發(fā)展現(xiàn)狀。最后針對(duì)我國(guó)垃圾焚燒安全和效率問(wèn)題，以

2、及垃圾焚燒廠投資成本高的問(wèn)題提出加強(qiáng)垃圾分類投放、分類處理和發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的焚燒技術(shù)與設(shè)備的建議，進(jìn)一步得出垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間廣闊的結(jié)論。關(guān)鍵詞:垃圾焚燒;爐排爐;流化床Abstract:With urban scale enlarging and rapid development of urbanization processmunicipal domesticwaste(MDW) treatment has become an noticeable problem. According to incomplete statistics，MDWshows sharp incre

3、ase of 10% per year and 600 billion tons waste has accumulated in China，which occupieslarge space，contaminates the environment，and threatens health of people. In the paper，firstly，three main MDW treatment approach were compared (landfill，compost and incineration)，and incinerationwas regarded as the

4、most effective way because of remarkable reduction，complete treatment，littlepollution as well as electricity generation. Secondly，main incinerators were compared，moreover，policiessupport and development of incineration were illustrated. At last，suitable suggestions were given，one was strengthen clas

5、sified rejection and disposal of MDW in order to increase efficiency and security，the other was development of incineration technology with independent intellectual property rights so as toreduce investment，in this way，there was enormous room for MDW incineration.Key words:Waste incineration;Grate f

6、urnace;Fluidized bed 垃圾焚燒爐熱能的合理利用一，行業(yè)簡(jiǎn)介1,地位和作用焚燒爐是常用于醫(yī)療及生活廢品、動(dòng)物無(wú)害化處理方面的一種無(wú)害化處理設(shè)備。其原理是利用煤、燃油、燃?xì)獾热剂系娜紵?，將要處理的物體進(jìn)行高溫的焚毀碳化，以達(dá)到消毒的目的。 垃圾焚燒爐，是焚燒生活垃圾的設(shè)備，生活垃圾在爐膛內(nèi)燃燒，變?yōu)閺U氣進(jìn)入二次燃燒室，在燃燒器的強(qiáng)制燃燒下燃燒完全，再進(jìn)入噴淋式除塵器，除塵后經(jīng)煙囪排入大氣。 隨著生產(chǎn)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的迅速崛起，我國(guó)已經(jīng)步入城市生活垃圾高產(chǎn)國(guó)的行列。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年中國(guó)城市垃圾的總產(chǎn)量為6900萬(wàn)t，其中上海全市垃圾產(chǎn)量為270萬(wàn)t（每天約7500 t），居全國(guó)

7、首位。1995年全國(guó)城市垃圾的總產(chǎn)量已達(dá)1億t.根據(jù)對(duì)418個(gè)大、中城市的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市的垃圾產(chǎn)量以每年10%的速度遞增，預(yù)計(jì)到2010年垃圾年產(chǎn)量將達(dá)約2億t.目前全國(guó)垃圾的歷年堆存量已達(dá)60多億t，侵占土地面積多達(dá)5億m2（合75萬(wàn)畝）。全國(guó)600多座城市中，有200多座已為垃圾山所包圍。上海市區(qū)1260 km2 范圍內(nèi)有50 m2 以上的垃圾堆近2000個(gè)，占地面積約7900畝。垃圾的長(zhǎng)期露天堆放對(duì)大氣環(huán)境、地下水和土壤等已經(jīng)造成了明顯的威脅和危害。因此，大力發(fā)展我國(guó)城市垃圾焚燒技術(shù)的研究和設(shè)備的開(kāi)發(fā)應(yīng)用勢(shì)在必行2行業(yè)現(xiàn)狀。 建設(shè)部最新統(tǒng)計(jì)資料介紹：截至2006年底，全國(guó)共建有生活垃

8、圾處理廠(場(chǎng))467座，處理能力8567萬(wàn)噸；填埋場(chǎng)372座，處理能力7103萬(wàn)噸，分別占80%和83%；焚燒廠69個(gè)，處理能力1138萬(wàn)噸，分別占15%和13%；堆肥廠26個(gè)，處理能力326萬(wàn)噸，分別占5%和4%；截至2006年底，焚燒處理量占全部垃圾處理總量的比例約為13%，與2005年相比，填埋下降2個(gè)百分點(diǎn)，堆肥下降1個(gè)百分點(diǎn)，而焚燒處理上升3個(gè)百分點(diǎn)；我國(guó)垃圾通過(guò)焚燒發(fā)電進(jìn)行處理的比重已接近國(guó)際平均水平。另外，一批焚燒廠在半年內(nèi)建成或即將建成投產(chǎn)：宜興垃圾焚燒項(xiàng)目、福州紅廟嶺垃圾發(fā)電廠、廈門市環(huán)衛(wèi)綜合處理廠、 天津青光垃圾焚燒發(fā)電廠、溫州蒼南垃圾發(fā)電廠、寧波鎮(zhèn)海垃圾焚燒發(fā)電廠、淄博垃

9、圾焚燒發(fā)電廠、昆明西郊垃圾焚燒發(fā)電廠一期、成都市第一垃圾發(fā)電廠等項(xiàng)目。其中80%的焚燒廠是在近5年建設(shè)的，若干從事焚燒廠投資或供貨的龍頭企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始形成，可見(jiàn)，垃圾焚燒發(fā)電在我國(guó)正處于快速發(fā)展階段。目前國(guó)內(nèi)對(duì)垃圾焚燒處理工藝的適用性認(rèn)識(shí)存在較大的差導(dǎo)，針對(duì)垃圾焚燒發(fā)電處理城市生活垃圾，主要有爐排爐和流化床兩種工藝?，F(xiàn)階段，我國(guó)適合用哪種工藝，建設(shè)部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家環(huán)?？偩秩齻€(gè)主管政府部門之間尚存在很大的分歧。但是，目前來(lái)看，爐排爐在市場(chǎng)的聲音明顯要強(qiáng)于流化床，甚至有建設(shè)部的專家認(rèn)為流化床焚燒處理工藝根本不適合用于目前我國(guó)的生活垃圾處理，在國(guó)內(nèi)對(duì)流化床處理工藝造成了很壞的市場(chǎng)環(huán)境。截止目前為止

10、，國(guó)內(nèi)爐排爐與流化床焚燒廠細(xì)分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的情況統(tǒng)計(jì)情況如下：垃圾焚燒廠爐型分類統(tǒng)計(jì)類 型數(shù)量規(guī)模比例爐排爐引進(jìn)設(shè)備焚燒廠303123545%引進(jìn)技術(shù)焚燒廠760509%國(guó)產(chǎn)爐排焚燒廠10668510%流化床流化床焚燒廠282457036%合 計(jì)7568540100%爐排爐與流化床焚燒廠的規(guī)模之比約為43970：24570（6337），數(shù)量之比約為47：28（6436）在我國(guó)全國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)“十一五”規(guī)劃指出，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、生活垃圾熱值符合條件、土地資源緊張的城市，可加大發(fā)展焚燒處理技術(shù)；新增城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施479項(xiàng)，其中垃圾焚燒廠82座，占17.1%，平均單座焚燒廠的日

11、處理能力約為810噸。并且“十一五”期間，計(jì)劃城市生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到70%，城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃總投資為589億元 ，而“十五”期間的總投資為198億元，對(duì)比可看出，我國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)上的投資增幅是非常明顯的。垃圾焚燒發(fā)電屬于可再生能源發(fā)電當(dāng)中的生物質(zhì)發(fā)電，根據(jù)可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法(發(fā)改價(jià)格20067號(hào)) 生物質(zhì)發(fā)電電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加補(bǔ)貼電價(jià)組成，補(bǔ)貼電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)0.25元。同時(shí)國(guó)家針對(duì)垃圾發(fā)電還采取多項(xiàng)優(yōu)惠政策予以保護(hù)：一是發(fā)電量全部收購(gòu)；二是免除了增值稅的征收，并在所得稅上享受減

12、免政策；三是國(guó)家會(huì)以垃圾處理補(bǔ)貼的方式向企業(yè)支付服務(wù)費(fèi)，即所謂的垃圾處置費(fèi)?；谝陨蠂?guó)家政策的大力支持，我們有理由相信，我國(guó)垃圾焚燒處理比例將繼續(xù)穩(wěn)步提高，2010年有望達(dá)到18%。結(jié)合市場(chǎng)目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)，接下來(lái)一段時(shí)期，采用BOT等方式建設(shè)焚燒廠將逐步占據(jù)主導(dǎo)，20082015年將迎來(lái)我國(guó)焚燒發(fā)展的黃金期二,主要生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)裝置 1,主要生產(chǎn)工藝流程生活垃圾由垃圾車定期運(yùn)入電廠，經(jīng)設(shè)在廠區(qū)內(nèi)的地磅進(jìn)行計(jì)量后，自動(dòng)卸入垃圾堆庫(kù)。生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，垃圾經(jīng)橋式抓斗起重機(jī)轉(zhuǎn)卸到爐前垃圾料斗，經(jīng)垃圾給料機(jī)連續(xù)均勻送入焚燒爐內(nèi)。同時(shí)粒度合格的輔助燃料煤，經(jīng)計(jì)量后由輸煤皮帶送入爐前鋼制大煤斗，通過(guò)爐前皮帶

13、稱重式給煤機(jī)計(jì)量后送入爐膛內(nèi)燃燒。爐膛整體由膜式水冷壁組成，在下部布置有水冷布風(fēng)板及風(fēng)帽。燃燒空氣分為一、二次風(fēng)，預(yù)熱后的一次風(fēng)經(jīng)風(fēng)帽小孔進(jìn)入密相區(qū)使燃料開(kāi)始燃燒，并將物料吹離布風(fēng)板。二次風(fēng)由床層上方的二次風(fēng)口分層送入爐膛。煙氣經(jīng)懸浮段碰撞爐頂防磨層，部分粗物料返回密相區(qū)，煙氣只攜帶細(xì)物料離開(kāi)爐膛進(jìn)入高溫旋風(fēng)筒分離器。進(jìn)入高溫旋風(fēng)筒分離器的煙氣經(jīng)旋風(fēng)筒分離后，細(xì)物料通過(guò)返料器返回爐膛后循環(huán)燃燒。分離后含少量飛灰的干凈煙氣通過(guò)上排氣口流經(jīng)過(guò)熱器及尾部受熱面后排出鍋爐本體。鍋爐混燒的垃圾和煤渣經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的爐渣，從布置的排渣口放出，直接落至冷渣器，經(jīng)冷卻后運(yùn)至渣庫(kù)，外運(yùn)用于制磚。鍋爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔?/p>

14、經(jīng)受熱面熱交換產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，最后接入蒸汽母管用于發(fā)電。煙氣經(jīng)余熱鍋爐進(jìn)入煙氣凈化主系統(tǒng)，煙氣凈化主系統(tǒng)由反應(yīng)塔、袋式除塵器、引風(fēng)機(jī)和煙道管組成。凈化后的煙氣中煙塵和有害成分降低到符合環(huán)境允許的排放濃度后，通過(guò)煙囪排入大氣。2,垃圾焚燒爐的結(jié)構(gòu)組成和工作原理垃圾焚燒爐由垃圾前處理系統(tǒng)，焚燒系統(tǒng)，煙霧生化除塵系統(tǒng)及煤氣發(fā)生爐（輔助點(diǎn)火焚燒）四大系統(tǒng)組成，集自動(dòng)送料、分篩、烘干、焚燒、清灰、除塵、自動(dòng)化控制于一體。1、主要系統(tǒng)介紹 整套處理系統(tǒng)由下列幾部分組成：助燃系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、集塵器系統(tǒng)，電控系統(tǒng)。2、進(jìn)料方式由于本焚燒爐屬于特制，采用人工投料的方式。手動(dòng)將動(dòng)物尸體放入焚燒爐內(nèi)。安全起見(jiàn)，投料應(yīng)

15、在火勢(shì)微弱的時(shí)候進(jìn)行。進(jìn)料口設(shè)操作平臺(tái)，方便投送物料操作及維修。3、助燃系統(tǒng)助燃系統(tǒng)主要設(shè)備為燃?xì)馊紵髦枷到y(tǒng)的作用是點(diǎn)火開(kāi)爐和輔助物料焚化(當(dāng)物料熱值較低時(shí)，不能維持自身的燃燒時(shí))，天燃?xì)馊剂虾涂諝庠谌紵魅紵^內(nèi)混合燃燒并可以通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒空氣和燃燒頭獲得最佳的燃燒參數(shù)，燃燼氣體在燃燒頭內(nèi)再循環(huán)，可以使污染物，尤其是氮氧化物（NOx）的排放降到最低。具有全自動(dòng)管理燃燒程序、火焰檢測(cè)、自動(dòng)判斷與提示故障等功能。燃燒器能在程控器的控制下，進(jìn)行自動(dòng)點(diǎn)火。燃燒器具有自動(dòng)點(diǎn)火、滅火保護(hù)、故障報(bào)警等功能和火焰強(qiáng)度大，燃燒穩(wěn)定，安全性好，功率調(diào)整大等特點(diǎn)。燃燒器可以手動(dòng)調(diào)節(jié)空氣流量從而改變火焰大??；內(nèi)置

16、調(diào)壓閥，保證出口氣壓穩(wěn)定；同時(shí)也可通過(guò)調(diào)整供氣壓力來(lái)調(diào)節(jié)燃?xì)饬康拇笮　?、焚燒系統(tǒng)（1）爐本體爐本體是由耐火材料、保溫材料、絕熱材料砌筑在爐排上部的腔體，外包鋼板以防煙氣泄漏并使?fàn)t本體表面溫度小于50。在爐本體側(cè)面設(shè)有檢修門，輔助點(diǎn)火燃燒器也在側(cè)面。爐本體設(shè)有操作臺(tái)。在爐膛內(nèi)煙氣從下向上沖刷物料，將物料中的水分烘干，使物料及時(shí)著火而且前后拱耐火材料蓄熱又輻射物料，從而保證了物料燃燒溫度。延長(zhǎng)了煙氣的停留時(shí)間，使物料及飛灰中的有機(jī)物燃燒完全，提高了有害物質(zhì)的銷毀率。爐本體以高溫耐火材料做襯，中間是隔熱材料，外層是保溫材料，可減少爐本體的熱損失，提高焚燒效率；外表用鋼板作保護(hù)層，防止漏風(fēng)；采用的耐

17、火材料是我司與建筑材料科學(xué)研究院共同開(kāi)發(fā)的一種耐酸性煙氣腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度的耐火材料。（2）影響焚燒爐性能的因素作為一個(gè)焚燒系統(tǒng)，最主要的指標(biāo)是焚燒裝置有害物的銷毀率，影響銷毀率的主要有以下幾個(gè)因素：焚燒溫度、滯留時(shí)間，擾動(dòng)和空氣過(guò)量系數(shù)。1焚燒溫度焚燒溫度是指廢物中的有害成份在高溫下氧化、分解、直至破壞達(dá)到的溫度。一般來(lái)說(shuō)提高焚燒溫度有利于廢物有害物質(zhì)的破壞并可抑制黑煙的產(chǎn)生，但溫度過(guò)高不僅加大燃料耗量，還增加了煙氣中氮氧化物的含量。因此，在保證銷毀率的前提下采用適當(dāng)?shù)臏囟容^為合理。廢物中的有害微生物在70100左右大部分不能生存，處理一般短鏈有機(jī)物的焚燒溫度在700800，所以在本方案中

18、爐體溫度能夠滿足此類廢物的焚燒溫度。2滯留時(shí)間滯留時(shí)間是指廢物中有害成份在焚燒條件下發(fā)生氧化、分解，最后完成無(wú)害化物質(zhì)所需的時(shí)間，停留時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響焚燒的銷毀率，也決定爐膛的具體尺寸。影響滯留時(shí)間的因素很多，如焚燒溫度、空氣過(guò)剩系數(shù)和空氣在爐內(nèi)同廢物的混合程度等。為保證廢物及燃燒產(chǎn)物全部分解，廢物在焚燒爐內(nèi)600左右停留約1小時(shí)左右。3擾動(dòng)為使廢物及燃燒產(chǎn)物全部分解，必須加強(qiáng)空氣與廢物、空氣與煙氣的充分接觸混合，擴(kuò)大接觸面積，使有害物在高溫下短時(shí)間內(nèi)氧化分解焚燒爐有獨(dú)特的供風(fēng)系統(tǒng)，且有足夠的風(fēng)壓以加強(qiáng)系統(tǒng)與廢物和煙氣的混合程度。4過(guò)?？諝庀禂?shù)物料燃燒所需空氣量是由理論空氣量和過(guò)剩空氣量?jī)刹?/p>

19、分組成。兩者的總和決定了焚燒過(guò)程中的氧氣濃度，而過(guò)?？諝饬繘Q定了最后煙氣中的含氧量。爐膛中的氧氣濃度、物料及煙氣同氧的混合程度嚴(yán)重影響著物料的燃燒速度和燒凈率過(guò)量空氣量過(guò)大可提高燃燒速度和燒凈率，但會(huì)增大輔助燃料量、鼓風(fēng)量、引風(fēng)量以及尾氣處理規(guī)模，是不經(jīng)濟(jì)的反之，過(guò)量空氣量太小，則燃燒不完全，甚至產(chǎn)生黑煙，有害物質(zhì)分解不徹底一般空氣過(guò)剩量取理論空氣值的3050% 。5、尾氣處理系統(tǒng)集塵器系統(tǒng)本方案都采用離心式除塵器旋風(fēng)除塵器，對(duì)焚燒后的煙氣進(jìn)行除塵。集塵系統(tǒng)分別由三部份組成：集塵圓筒、倒錐和排氣風(fēng)管組成。集塵系統(tǒng)的作用是將焚燒物料產(chǎn)生的煙氣中含有的顆粒粉塵收集在一起，便于集中清理，同時(shí)，可減少

20、對(duì)大氣的污染，起到凈化環(huán)境的作用。 集塵系統(tǒng)工作原理： 焚燒物料產(chǎn)生的煙氣中含有的顆粒粉塵在引風(fēng)機(jī)強(qiáng)大的吸力作用下到達(dá)旋風(fēng)除塵器（俗稱集塵桶）。旋風(fēng)除塵器是利用離心降落原理從氣流中分離出顆粒粉塵的設(shè)備。旋風(fēng)除塵器上半部份為圓錐形，當(dāng)含塵氣體從圓筒上側(cè)的進(jìn)氣管的切線方向進(jìn)入時(shí)，獲得旋轉(zhuǎn)逆動(dòng)，分離出粉塵后從圓筒頂?shù)呐艢夤芘懦?，粉塵顆粒自錐形底落入集塵圓筒中。6、電控系統(tǒng)配電柜包括：全套設(shè)備的供電主電源、單臺(tái)設(shè)備的分供電控開(kāi)關(guān)；全套設(shè)備和單臺(tái)設(shè)備的起停控制以及保護(hù)回路、報(bào)警等；操作面板等采用集中控制，其中有些設(shè)備為了操作觀察的方便設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)控制。實(shí)現(xiàn)了所有設(shè)備的手動(dòng)操作的功能和控制柜面板操作，實(shí)現(xiàn)了

21、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)視、報(bào)警等功能，提高了系統(tǒng)控制的可靠性。 最重要的功能，保證了對(duì)不同的物料，在不同的燃燒過(guò)程中的優(yōu)化控制，從而保證了物料的充分燃燒和排除煙氣的質(zhì)量。對(duì)于燃燒機(jī)的優(yōu)化控制還降低了燃燒機(jī)的用油量，使運(yùn)行成本大幅降低。操作步驟1、注入燃料，接通電源，啟動(dòng)助燃開(kāi)關(guān)，爐內(nèi)溫度達(dá)到自燃溫度，將病害畜禽肉尸及其產(chǎn)品投入爐內(nèi)，關(guān)閉助燃開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)自燃開(kāi)關(guān)，病害肉體保持自燃狀態(tài)不能剖割的病害畜禽尸體整體投入焚燒爐中，啟動(dòng)自燃開(kāi)關(guān)，尸體自燃至完全碳化為止。2、整尸焚毀：不能剖割的病害畜禽尸體整體投入焚燒爐中，啟動(dòng)自燃開(kāi)關(guān)，尸體自燃至完全碳化為止。3、肉尸分割焚毀：允許分割的病害肉品分割后投入焚燒爐中，啟

22、動(dòng)自燃開(kāi)關(guān)，肉塊自燃至完全碳化為止。4、臟器焚毀：病害畜禽臟器整體投入焚燒爐中，啟動(dòng)助燃開(kāi)關(guān)，使臟器在助燃狀態(tài)下燃燒至完全碳化為止。5、焚燒后的碳化物需要選擇地點(diǎn)（遠(yuǎn)離水源地和居民區(qū)）進(jìn)行掩埋，徹底杜絕病菌的傳播。焚燒爐的使用需要考慮環(huán)保的要求：尾氣排放需要達(dá)到無(wú)黑煙、無(wú)異味、無(wú)大顆粒粉塵等有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。流化床爐的工作原理：爐體是由多孔分布板組成，在爐膛內(nèi)加入大量的石英砂，將石英砂加熱到600以上，并在爐底鼓入200以上的熱風(fēng)，使熱砂沸騰起來(lái)，再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰，垃圾很快被干燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕，繼續(xù)沸騰燃燒，燃盡的垃圾比重較大，落到爐底，經(jīng)過(guò)水冷后，用分選設(shè)備將粗

23、渣、細(xì)渣送到廠外，少量的中等爐渣和石英砂通過(guò)提升設(shè)備送回到爐中繼續(xù)使用。3，能源消耗結(jié)構(gòu)及能源利用水平從十九世紀(jì)下半葉開(kāi)始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家已著手設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)垃圾焚燒設(shè)備。當(dāng)時(shí)應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)和設(shè)備的主要目的是：（1）在高溫下進(jìn)行垃圾的無(wú)害化處理，滅除細(xì)菌以及病原體；（2）產(chǎn)生可加以利用的灰渣；（3）避免由于燃燒而產(chǎn)生的煙塵和氣味；（4）將垃圾中含有的能量轉(zhuǎn)換為蒸汽、電能或者熱水加以利用；（5）以盡可能低的成本進(jìn)行垃圾的焚燒處理，而且設(shè)備操作和工作條件合理；（6）焚燒所有無(wú)法利用的可燃廢棄物。世界上第一臺(tái)固體廢棄物焚燒設(shè)備誕生在第二次技術(shù)革命時(shí)期的歐洲。十九世紀(jì)下半葉，英國(guó)的Paddington已經(jīng)

24、發(fā)展成為一座人口密集的工業(yè)化城市。1870年，一臺(tái)垃圾焚燒爐在Paddington市投入運(yùn)行。當(dāng)時(shí)的垃圾水分和灰分均很大，故其發(fā)熱量低而難以焚燒，因此這臺(tái)焚燒爐的運(yùn)行狀況不良，不久即停止運(yùn)營(yíng)。針對(duì)垃圾品質(zhì)低劣、焚燒困難的問(wèn)題，先是采用雙層爐排（下?tīng)t排上為強(qiáng)烈燃燒的煤層），進(jìn)而在1884年試圖將垃圾與煤混燒，以改善垃圾燃料的燃燒特性。然而兩種嘗試均未獲得令人滿意的結(jié)果，而且由于煙囪低矮，使得附近的環(huán)境受到刺激性煙氣的污染。為了解決刺激性煙氣和炭黑污染的問(wèn)題，首先采取的措施是將焚燒溫度提高到700，后來(lái)又進(jìn)一步提高到8001100。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知曉燃燒空氣量和投入方式對(duì)煙氣溫度的影響，因此相繼采用

25、了加高煙囪、配置送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)等措施，以增加通風(fēng)量和滿足焚燒過(guò)程對(duì)燃燒空氣量的需求。煙囪加高后，同時(shí)也解決了煙氣中刺激性有害物質(zhì)的擴(kuò)散問(wèn)題。由于垃圾的種類和成分隨著地域和季節(jié)的不同而可能發(fā)生很大的變化，垃圾焚燒設(shè)備必須具有良好的燃料適應(yīng)性。在這方面，當(dāng)時(shí)所采取的技術(shù)措施是在焚燒爐中增設(shè)垃圾干燥區(qū)以及采用燃燒空氣預(yù)熱。三，工業(yè)爐（窯）的熱工制度1工業(yè)爐（窯）的工藝要求（1）焚燒爐產(chǎn)品應(yīng)符合本技術(shù)要求的規(guī)定，并按經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖紙和技術(shù)文件進(jìn)行生產(chǎn)，且符合JB/T10249的規(guī)定。爐本體設(shè)計(jì)壽命不低于15年。 2）焚燒爐爐體外觀應(yīng)嚴(yán)整規(guī)矩，無(wú)明顯凹凸疤痕或破損；漆面光潔、牢固、無(wú)明顯掛漆、漆粒；

26、表面處理件表面光滑、厚薄均勻，無(wú)銹蝕。（3）在垃圾額定低位熱值與下限低位熱值范圍內(nèi)，垃圾焚燒爐應(yīng)保證垃圾額定處理能力，并應(yīng)適應(yīng)全年內(nèi)垃圾特性變化的要求。（4）焚燒爐采用的耐火材料、隔熱材料應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。耐火材料的技術(shù)性能應(yīng)能滿足焚燒爐燃燒氣氛的要求，并能夠承受焚燒爐工作狀態(tài)的交變熱應(yīng)力。（5）焚燒爐宜采取連續(xù)焚燒方式，并保證生活垃圾焚燒處理量在額定處理量70110的范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)能穩(wěn)定運(yùn)行。 （6）各爐門應(yīng)啟閉靈活、嚴(yán)密輕巧。（7）焚燒爐必須設(shè)置煙氣凈化系統(tǒng)、煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)和應(yīng)急處理安全防爆裝置。煙氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合CJJ90-2002的規(guī)定。煙氣

27、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能在線顯示煙氣排放狀況；自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)檢測(cè)控制焚燒系統(tǒng)的各項(xiàng)主要工藝參數(shù)，并顯示焚燒爐燃燒溫度和爐膛壓力等表征焚燒爐運(yùn)行工況的參數(shù)。（8）焚燒爐排氣煙囪應(yīng)符合GB18485的規(guī)定。煙囪應(yīng)按GB/T161571996的規(guī)定，設(shè)置永久采樣孔，并安裝用于采樣和測(cè)量的設(shè)施。（9）采用余熱回收的焚燒爐應(yīng)根據(jù)余熱回收方式，配置余熱利用設(shè)備，并符合CJJ902002的規(guī)定。（10）焚燒爐應(yīng)配置助燃系統(tǒng)，保證垃圾熱值較低時(shí)能維持正常燃燒。（11）焚燒爐宜設(shè)置垃圾滲濾液噴入裝置等滲濾液處理措施，避免二次污染。 2 熱工制度的主要內(nèi)容將爐膛分為密相區(qū)和稀相區(qū)計(jì)算( 過(guò)渡區(qū)納入稀相區(qū)計(jì)算) ,

28、再將密相區(qū)和稀相區(qū)均勻地分為若干塊小的計(jì)算區(qū), 模型的解是各物理量在各個(gè)計(jì)算區(qū)的平均值。密相區(qū)看作是鼓泡床, 稀相區(qū)的顆粒由氣體從密相區(qū)夾帶而來(lái)。爐膛內(nèi)包含3 種顆粒, 即碳顆粒、灰顆粒、脫硫劑顆粒, 每種顆粒的篩分共分成9檔。密相區(qū)和稀相區(qū)以干燥床下邊緣為物理分界, 在密相區(qū)和稀相區(qū)的每個(gè)計(jì)算單元內(nèi)列出能量方程、質(zhì)量守恒方程, 然后聯(lián)立求解。在進(jìn)行能量平衡方程的傳熱計(jì)算時(shí), 傳熱系數(shù)依據(jù)垃圾焚燒爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)取1830 Wm- 2 K- 1 , 分離器的分離效率取垃圾焚燒爐的熱態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。3 熱工制度擬定的原則垃圾在爐排- 循環(huán)床復(fù)合垃圾焚燒爐的熱解過(guò)程是一個(gè)快速過(guò)程, 影響因素有垃圾的形態(tài)、

29、尺寸、床溫、一次風(fēng)量、表觀速度、顆粒溫度等, 而這些因素又隨爐內(nèi)位置不斷變化。垃圾在焚燒爐中的熱解問(wèn)題歸結(jié)為: 1) 在一定給料率條件下總的燃料熱解析出量和熱解析出成份; 2) 各種揮發(fā)分成份在爐內(nèi)的分布比例。提出熱解計(jì)算模型時(shí), 假定: 1) 垃圾和煤在焚燒爐內(nèi)均勻混合, 熱解規(guī)律按照混合燃料的熱解規(guī)律考慮; 2) 只考慮溫度對(duì)垃圾熱解程度的影響, 垃圾在循環(huán)流化床中有足夠的時(shí)間充分熱解; 3) 垃圾的應(yīng)用基水分在干燥過(guò)程中完全析出; 4) 熱解中間產(chǎn)物焦油經(jīng)二次熱解完全裂解; 5)熱解的氣體產(chǎn)物為H2O、CO、CO2、H2、N2 和CxHy , CxHy 被視為各種碳?xì)浠衔锏幕旌衔? 6

30、)忽略生物質(zhì)中的氮元素與其他元素的結(jié)合所生成的產(chǎn)物, 并且假定N 以氮?dú)獾男问结尫? 7) 熱解后扣除灰分的那部分物質(zhì)稱為碳合物Cx 。垃圾揮發(fā)分總的熱解量V ( T ) 可簡(jiǎn)化為 7V( T )V* = 1 - ex p - A 0ex p -ERT. ( 3)上式中的參數(shù)A 0 和E 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合, 本文取A 0= 1. 54 104, E/ R = 8 742 K ( E = 7. 26104Jmol - 1) , V* = VarWfuel, T 為爐內(nèi)計(jì)算域平均溫度。根據(jù)假定, 求出垃圾熱解產(chǎn)生的各種氣體的量為V m = V ( T ) - VN2 km. ( 4)式中: V N2

31、為N2 的熱解釋放率, 模型中認(rèn)為燃料中的N 全部熱解釋放成N2 ; km 為分別對(duì)應(yīng)H2O、CO、CO2、H2、CxHy 的值, 文 6 根據(jù)熱解試驗(yàn)確定其值分別為0. 5、0. 152、0. 388、0. 004、0. 056。相應(yīng)地可求出碳合物的量WC= Wfuel - mVm - Wfuel( Aar + Mar ) . ( 5) 式中m 為表示物質(zhì)的下標(biāo)。CxHy 的熱值、燃燒生成的CO2、H2O 和消耗的氧氣化學(xué)計(jì)量比由質(zhì)量平衡和能量平衡計(jì)算。4 主要熱工制度（溫度，壓力，曲線，分布）計(jì)算了焚燒爐內(nèi)物料濃度和空隙率, 根據(jù)物料濃度和空隙率計(jì)算了焚燒爐內(nèi)的壓降。爐膛出口壓力在- 20

32、- 100 Pa 之間波動(dòng), 布風(fēng)板風(fēng)室壓力在7. 58. 0 kPa 之間波動(dòng)。調(diào)整衰減指數(shù)a, a= 1. 0時(shí), 壓降與運(yùn)行結(jié)果符合較好, 計(jì)算值與工業(yè)測(cè)試值的比較見(jiàn)圖2a。取a= 1. 0 作為本文氣體成分模型計(jì)算基礎(chǔ)。取不同a 值時(shí), 模型計(jì)算與工業(yè)測(cè)試的結(jié)果比較見(jiàn)圖2b?？梢钥闯? a= 1. 0 時(shí)爐膛稀相區(qū)中計(jì)算的物料濃度與實(shí)測(cè)的物料濃度吻合較好。在密相區(qū)內(nèi), 由于爐膛正壓較大, 不便采用文 2 的方法測(cè)試,因而未進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。圖2模型計(jì)算結(jié)果與工業(yè)測(cè)試數(shù)據(jù)比較3. 4氣體成分與實(shí)測(cè)結(jié)果的比較設(shè)計(jì)焚燒爐出口過(guò)量空氣系數(shù)A= 1. 6, 當(dāng)垃圾從干燥床進(jìn)入密相區(qū)時(shí), 偶爾有爆燃現(xiàn)

33、象。當(dāng)爆燃時(shí), 過(guò)量空氣下降, 因而在計(jì)算時(shí)取A為1. 3 和1. 6,以此考慮爆燃和正常燃燒時(shí)工況。模型計(jì)算的O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)沿爐膛高度的分布與工業(yè)測(cè)試的對(duì)比見(jiàn)圖2c, CO 體積分?jǐn)?shù)分布與工業(yè)測(cè)試的對(duì)比見(jiàn)圖2d。可見(jiàn), 工業(yè)測(cè)試的O2、CO2、CO 體積分?jǐn)?shù)比較分散, 計(jì)算曲線能反映出氣體成分的變化趨勢(shì), 并且工業(yè)測(cè)試的O2 和CO2 濃度基本上被包絡(luò)在A為1. 3 和1. 6 的計(jì)算曲線內(nèi)。模型計(jì)算的氣體體積分?jǐn)?shù)分布可幫助分析、指導(dǎo)焚燒爐的設(shè)計(jì)。四，爐墻結(jié)構(gòu)及保溫技術(shù)1,爐墻結(jié)構(gòu)形式2,耐火材料的選擇(1) 含氧化鉻磚由于具有優(yōu)異的抗渣侵蝕性能仍將繼續(xù)用于垃圾焚燒爐爐襯，但其高的密

34、度和強(qiáng)度導(dǎo)致材料的韌性差，因此材料的抗結(jié)構(gòu)剝落性差，在材料中引入微裂紋的方法可平衡材料抗侵蝕性和抗剝落性的差距。(2) 大部分的垃圾焚燒爐均設(shè)有水冷結(jié)構(gòu)，SiC澆注料由于具有高的熱導(dǎo)率因此是理想的砌筑材料。其在垃圾焚燒爐其他部位的使用也將成為垃圾焚燒爐用耐火材料無(wú)鉻化的重要方向。(3)垃圾焚燒爐用耐火材料的無(wú)鉻化將繼續(xù)成為研究熱點(diǎn)。3,爐墻保溫措施及節(jié)能方法1） 生活垃圾在爐內(nèi)燃燒過(guò)程中，分解出濃度較高的氯化物、堿性金屬、焦硫酸鹽和與腐蝕相關(guān)的一些重金屬及低熔點(diǎn)的混合物，在高溫?zé)煔夂徒饘俟鼙跍囟容^高的條件下，其綜合作用主要在過(guò)熱器位置對(duì)金屬受熱面產(chǎn)生高溫腐蝕；2） 管壁上灰垢中含有硫酸鹽，與管

35、壁表面氧化鐵作用形成堿金屬?gòu)?fù)合硫酸鹽，對(duì)金屬管壁具有強(qiáng)烈的腐蝕性。據(jù)有關(guān)資料，壁溫在600 700 時(shí)腐蝕最為嚴(yán)重；3） 煙氣中攜帶的粉塵及顆粒物，引起受熱面金屬管壁沖刷磨損和腐蝕磨損；4） 垃圾組分的不定性和熱值波動(dòng)大的特點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致垃圾焚燒鍋爐燃燒溫度和工質(zhì)參數(shù)在較大范圍內(nèi)波動(dòng)，會(huì)加速受熱面金屬的疲勞，產(chǎn)生疲勞裂紋，外部腐蝕性氣體侵蝕裂紋間隙，會(huì)加速管壁腐蝕。五，工業(yè)爐熱能的合理利用1,節(jié)能相關(guān)政策，標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)程1. 發(fā)電量全額收購(gòu)中華人民共和國(guó)可再生能源法(中華人民共和國(guó)主席令第三十三號(hào)) 第十四條規(guī)定:電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購(gòu)其電

36、網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。2. 上網(wǎng)售電享受優(yōu)惠電價(jià)發(fā)改委可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法( 發(fā)改價(jià)格2006 7 號(hào)) 第七條規(guī)定2006 年及以后建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電廠，網(wǎng)電價(jià)實(shí)行政府定價(jià)的，電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)由各省( 自治區(qū)、直轄市)2005 年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加補(bǔ)貼電價(jià)組成。補(bǔ)貼電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為0. 25 元/kWh。發(fā)電項(xiàng)目自投產(chǎn)之日起，15 年內(nèi)享受補(bǔ)貼電價(jià)。3. 稅費(fèi)減免財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局關(guān)于部分資源綜合利用產(chǎn)品增值稅政策的補(bǔ)充通知(財(cái)稅200425 號(hào)文件)第二條規(guī)定:城市生活垃圾用量占發(fā)電燃比例達(dá)80%以上者，實(shí)行增值稅即征

37、即退的優(yōu)惠政策;關(guān)于企業(yè)所得稅若干優(yōu)惠政策的通知( 財(cái)稅1994001 號(hào))第一條規(guī)定:資源綜合利用的電廠自經(jīng)營(yíng)之日起免征所得稅。4.垃圾處置補(bǔ)貼發(fā)改委已明確表態(tài)將全面推行垃圾處理收費(fèi)制度。不僅擴(kuò)大垃圾處理費(fèi)收取范圍，提高征收效率，而且收取標(biāo)準(zhǔn)可補(bǔ)償垃圾處理企業(yè)收集、運(yùn)輸、處理成本，并合理盈利。2,節(jié)能的途徑和方法(1) 加強(qiáng)垃圾分類投放、分類處理。(2) 發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)垃圾焚燒技術(shù)和設(shè)備目前，焚燒爐的國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)已明顯體現(xiàn)，但大型千噸級(jí)焚燒爐均需依賴進(jìn)口，企業(yè)投資大，運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)重，應(yīng)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，仔細(xì)研究焚燒爐的工藝和熱工參數(shù)，根據(jù)我國(guó)垃圾成分多變和熱值低位波動(dòng)的特點(diǎn)對(duì)焚

38、燒過(guò)程進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)整，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全高效的垃圾焚燒爐及煙氣處理設(shè)備，保證垃圾安全穩(wěn)定燃燒，高效發(fā)電。3,能效潛力分析及節(jié)能技術(shù)措施1 爐排爐焚燒技術(shù)2 熱解爐焚燒技術(shù)3 流化床焚燒技術(shù)4,節(jié)能量的計(jì)算及經(jīng)濟(jì)效益分析垃圾焚燒發(fā)電是最有效的垃圾減量化、無(wú)害化、資源化處理手段，對(duì)解決“垃圾圍城”這一難題具有積極作用，且符合我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，正逐漸成為大中型城市主要垃圾處理方式。隨著垃圾分類投放、分類處理的規(guī)范化和國(guó)產(chǎn)化焚燒爐技術(shù)水平的提高，垃圾焚燒安全性將不斷提高，焚燒發(fā)電的投資運(yùn)營(yíng)成本將進(jìn)一步降低，焚燒發(fā)電效率也有較大提升空間，客觀上為垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。加之

39、國(guó)家政策的良好引導(dǎo)和大力支持，我國(guó)的垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會(huì)有更加廣闊的發(fā)展空間。六，垃圾焚燒爐的運(yùn)作管理1, 垃圾焚燒爐工業(yè)爐的安裝及烘爐2, 垃圾焚燒爐工業(yè)爐的啟動(dòng)和運(yùn)行1.主要運(yùn)行保證條件：一次風(fēng)溫度：200270； 二次風(fēng)溫度：50230； 公共風(fēng)室風(fēng)壓：2500Pa； 各風(fēng)室（一次空氣室）最低風(fēng)壓：1200Pa； l 燃燒過(guò)量空氣系數(shù)：1.61.9； l 正常運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)壓力：O到-30Pa； l 鍋爐額定連續(xù)蒸發(fā)量：21.5 t/h； l 過(guò)熱器出口壓力：4.1MPa； l 過(guò)熱器出口溫度：400： l 給水溫度：130； 2. 鍋爐的啟動(dòng) 1 鍋爐點(diǎn)火檢查及全部點(diǎn)火準(zhǔn)備工作完畢后，匯

40、報(bào)值長(zhǎng)，待值長(zhǎng)下達(dá)點(diǎn)爐命令后，進(jìn)行點(diǎn)火操作； 2 各閥門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)正確； 3 引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)；4 一次風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)；5 MFT保護(hù)風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)；6 點(diǎn)火；7 升壓；8 鍋爐幷氣； 3, 垃圾焚燒爐工發(fā)生事故的處理遇到下列情況，鍋爐機(jī)組應(yīng)立即停止運(yùn)行： 1 鍋爐滿水，水位超過(guò)汽包水位計(jì)的上部可見(jiàn)水位； 2 鍋爐缺水，經(jīng)“叫水”操作后，仍看不見(jiàn)水位； 3 爐管爆破，汽包不能維持正常水位時(shí)； 4 爐墻裂縫，有倒塌危險(xiǎn)或爐架、橫梁燒紅時(shí)； 5 燃料在煙道內(nèi)燃燒，排煙溫度不正常升高時(shí)（核對(duì)不是表計(jì)失靈）； 6 就地水位計(jì)全部損壞失靈； 7 鍋爐燃料管線爆破或著火，威脅設(shè)備和人身安全時(shí)； 8 壓力超過(guò)安全門動(dòng)

41、作壓力時(shí)，安全門拒動(dòng)作，同時(shí)對(duì)空排汽無(wú)法開(kāi)啟時(shí)。4, 垃圾焚燒爐的停爐保養(yǎng)1 司爐接到停爐命令后，逐步轉(zhuǎn)移負(fù)荷。同時(shí)解除各項(xiàng)自動(dòng)，解除自動(dòng)保護(hù)停爐，當(dāng)垃圾燃燼使?fàn)t膛溫度下降較快時(shí)，投燃燒器； 2 根據(jù)負(fù)荷情況及時(shí)調(diào)整好給水量，減溫水量，保持汽溫、水位正常； 3 推料器保持較大行程，推料平臺(tái)垃圾已全部推凈停止推料后，爐排上的垃圾通過(guò)三驅(qū)調(diào)節(jié)燃燒，降至650以下投入燃燒器,確保爐排上的垃圾燃燼； 4 減少二次風(fēng)變頻至關(guān)閉風(fēng)門擋板，減低一次風(fēng)變頻至關(guān)閉風(fēng)門擋板，適當(dāng)減低引風(fēng)機(jī)變頻； 5 停燃?xì)?，逐個(gè)沖洗燃燒器噴嘴干凈后停運(yùn)，關(guān)閉鍋爐燃?xì)饪傞T； 6 主汽溫度降低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)關(guān)小減溫水甚至關(guān)閉減溫水； 7 鍋爐參數(shù)達(dá)不到汽機(jī)要求時(shí)，報(bào)告值長(zhǎng)聯(lián)系汽機(jī)關(guān)閉主汽隔離門，同時(shí)開(kāi)啟過(guò)熱器集箱對(duì)空排汽門和疏水門，適時(shí)關(guān)閉暖風(fēng)器高低壓進(jìn)汽門； 8 二次風(fēng)機(jī)停運(yùn) 8.1 把變頻降至零； 8.2 單擊“停止”鍵，二次風(fēng)機(jī)停運(yùn)； 8.3 關(guān)閉風(fēng)機(jī)入口擋板。 9 一次風(fēng)機(jī)停