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(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中的焚燒爐選型工作做一次全面總結(jié)：垃圾的焚燒過(guò)程，本質(zhì)上是質(zhì)量傳遞、熱傳遞、動(dòng)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(gè)復(fù)雜過(guò)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(guò)程。伴隨這些過(guò)程的開(kāi)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(guò)程逐步減少，直到殘留灰渣。垃圾焚燒的影響主要有停留時(shí)間、燃燒溫度、湍流度和過(guò)量空氣系數(shù)。其中停留時(shí)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(guò)程中要求適宜的燃燒溫度。燃燒溫度過(guò)低，會(huì)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(shí)間則可以縮短，但過(guò)高的燃燒溫度會(huì)加快焚燒爐的內(nèi)壁和爐內(nèi)機(jī)械結(jié)構(gòu)的腐蝕速度，會(huì)使灰渣熔結(jié)，影響爐壁的使用壽命及爐內(nèi)機(jī)械的運(yùn)行。此外，還會(huì)促成氮氧化物的生成。所以燃燒溫度不宜過(guò)高。焚燒爐是垃圾焚燒處理工藝中的核心設(shè)備，它對(duì)整體工藝路線、焚燒效果、工程造價(jià)、經(jīng)濟(jì)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(guó)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(jī)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(jī)械爐排爐機(jī)械爐排爐采用層狀燃燒技術(shù)，具有對(duì)垃圾的預(yù)處理要求不高，對(duì)垃圾熱值適應(yīng)范圍廣，運(yùn)行及維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。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(guó)家得到廣泛使用，單臺(tái)處理量最大可以達(dá)1200t/d。機(jī)械式爐排爐是以機(jī)械式的爐排塊構(gòu)成爐床，靠爐排間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使垃圾不斷翻動(dòng)、攪拌并推向前進(jìn)。垃圾在爐排上通常經(jīng)過(guò)三個(gè)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(lái)自上方的輻射和煙氣的對(duì)流，以及垃圾層的內(nèi)部。爐排上已著火的垃圾通過(guò)爐排的特殊作用，使垃圾層強(qiáng)烈的翻動(dòng)和攪動(dòng)，引起垃

4、圾底部的燃燒。連續(xù)的翻動(dòng)和攪動(dòng)，也使垃圾層松動(dòng)，透氣性加強(qiáng)，有利于垃圾的燃燒和燃燼。正常運(yùn)行時(shí)，爐溫維持在800950，垃圾進(jìn)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(diǎn)：1)單臺(tái)爐的處理量大，國(guó)內(nèi)目前已有 800t/d 焚燒爐在運(yùn)行。2)進(jìn)料口大，一般不需要破碎，適合我國(guó)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(yùn)行時(shí)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(shí)間，使其燃燼。5)由于鼓風(fēng)機(jī)壓頭小，風(fēng)機(jī)所需功率小，故動(dòng)力消耗少。6)因?yàn)槔跔t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(fù)擔(dān)，降低了運(yùn)行成本。該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定、可靠，應(yīng)用時(shí)間久。爐排爐的缺點(diǎn)：1)由于活動(dòng)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(jià)較高。2)由于燃燒速度慢，爐床的負(fù)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(kāi)發(fā)，之后在20世紀(jì)60年代用來(lái)焚燒工業(yè)污泥，在70年代用來(lái)焚燒生活垃圾，80年代在日本得到一定的普及，市場(chǎng)占有率達(dá)10%以上，但在90年代后期，由于煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)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(guó)內(nèi)，近些年來(lái)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(xiàng)目，且存在一定爭(zhēng)議，有待進(jìn)一步完善。流化床爐的爐內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的爐排，取而代之的是一塊固定的多孔布風(fēng)板，同時(shí)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(jìn)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(yùn)行時(shí)爐溫維持在850950之間。垃圾進(jìn)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(diǎn)火時(shí)使用燃料油（柴油），在垃圾熱值偏低時(shí)，補(bǔ)充燃煤來(lái)維持燃燒達(dá)到設(shè)計(jì)工況。流化床爐的優(yōu)點(diǎn)：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(dá)到3%的效果。2)能夠

7、保證爐溫均勻，不至出現(xiàn)局部過(guò)熱或熔融堵塞。3)以砂子作為載熱體，熱容量大，焚燒強(qiáng)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(jiǎn)單，爐內(nèi)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，故噪音小，維修方便。流化床爐的缺點(diǎn)：1)對(duì)垃圾有嚴(yán)格的破碎預(yù)處理要求，否則容易發(fā)生故障。2)受進(jìn)料的限制，單臺(tái)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(jī)需要較高的壓頭（風(fēng)機(jī)壓頭一般在 20000Pa 左右），故風(fēng)機(jī)所需功率較大，動(dòng)力消耗也隨之增大。4)由于飛灰量比較大，煙氣對(duì)過(guò)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(bǔ)充燃煤，所以煙氣中的粉塵含量較大，除塵器負(fù)擔(dān)加重，飛灰量增多，隨之處理費(fèi)用增加。7)燃燒空間溫度沒(méi)有爐排爐高，過(guò)高容易結(jié)焦。8)穩(wěn)定性差，最大連續(xù)運(yùn)行時(shí)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(jī)物，有機(jī)物將發(fā)生熱裂解過(guò)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(jī)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(lái)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(dá)標(biāo)。此技術(shù)在加拿大和美國(guó)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(yùn)行成本約為機(jī)械爐排的兩倍以上。靜態(tài)熱解爐的優(yōu)點(diǎn)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(jiǎn)單，維修方便。3)無(wú)需對(duì)垃圾進(jìn)行分選。靜態(tài)熱解爐存在的主要問(wèn)題是：1)當(dāng)垃圾熱值偏低或含水量過(guò)高時(shí)，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(dá)標(biāo)，運(yùn)行成本可達(dá)爐排爐

10、的 2 倍以上。4)熱解-氧化控制范圍小，對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性要求及管理水平比機(jī)械爐型高。4、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的燃燒機(jī)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(hù)滾筒。垃圾由入口進(jìn)入筒體，并隨筒體的旋轉(zhuǎn)邊翻轉(zhuǎn)邊向前運(yùn)動(dòng)，垃圾的干燥、著火、燃燒、燃燼過(guò)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(shí)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?；剞D(zhuǎn)式焚燒爐的主要優(yōu)點(diǎn)：1)機(jī)械零件少，故障率低，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行和維修的費(fèi)用較低。2)焚燒過(guò)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(duì)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(diǎn)：1)爐身較長(zhǎng)，單臺(tái)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(fèi)用稍高。2)保溫效果不如固定床爐，熱損失稍高，所需補(bǔ)充的燃料較多。對(duì)日益嚴(yán)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(dá)到穩(wěn)定的著火與燃燒；2）必須平穩(wěn)、安全運(yùn)行；3）確保達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，并與后續(xù)煙氣凈化配套；4）維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)便；針對(duì)本項(xiàng)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(dòng)；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(duì)垃圾成份波動(dòng)的適應(yīng)性強(qiáng)；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(duì)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(guò)以上比較，針對(duì)垃圾焚燒必須滿足的要求，機(jī)械爐排爐相對(duì)其它爐型有以下幾個(gè)特點(diǎn)：機(jī)械爐排爐技術(shù)成熟，國(guó)內(nèi)外大部分垃圾焚燒廠均采用該爐型，國(guó)內(nèi)也有不少成功的先例。機(jī)械爐排爐更能夠適應(yīng)國(guó)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(duì)垃圾適應(yīng)性強(qiáng)，不易造成二次污染。經(jīng)濟(jì)性高，垃圾不需要預(yù)處理直接進(jìn)入爐內(nèi)，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低。設(shè)備壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，國(guó)內(nèi)已有成熟的技術(shù)和設(shè)備

13、。機(jī)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(yùn)動(dòng)方式，國(guó)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(dòng)式爐排爐等。著名的日本三菱、比利時(shí)西格斯（SEGHERS）、法國(guó)ALSTOM（SITY2000 焚燒技術(shù)已被德國(guó)馬丁公司收購(gòu)）、德國(guó)DBA、日本田熊、丹麥VOLUND、瑞士VON-ROLL 等均開(kāi)發(fā)、制造出適應(yīng)中國(guó)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(zhǎng)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(shí)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)產(chǎn)二段式爐排爐）。國(guó)產(chǎn)爐排爐生產(chǎn)廠家單位充分吸收了國(guó)內(nèi)外同類型垃圾焚燒爐排爐成熟、先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)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(dòng)爐排片組成，活動(dòng)爐排片在縱向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，逆推爐排面呈25傾斜布置，固定爐排片和活動(dòng)爐排片以交錯(cuò)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(shí)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(dòng)爐排片以交錯(cuò)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(diǎn):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(guò)逆推爐排的逆向運(yùn)動(dòng)，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(shí)間內(nèi)