1、1青光生活垃圾焚烧发电厂技改节能分析摘要 以焚烧的方式处理生活垃圾在国内尚属于新兴的垃圾处理方式。这种生活垃圾处理方式由于具有减重大、处理效率高、土地占用少、污染范围少、污染程度少等优点越来越受到各地的欢迎。 天津市青光生活垃圾焚烧厂由于存在较多设计缺陷导致在日常生产中频繁发生设备停顿，影响生活垃圾处理任务的顺利实施。2010 年该厂进行设备改造，对现有设备及设计方案进行改造。 本文从设备运行情况出发，分析总结了该厂 2010 年技术改进情况。 关键词：垃圾焚烧；节能；运行周期。 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号： 1 引言 目前中国城市生活垃圾的处理方式多以填埋为主，至 200
2、5 年全国历年垃圾堆存量高达 60 亿吨，占用耕地 5 亿平方米1。垃圾中有机物在填埋状态下将发生厌氧分解，产生甲烷并排放到大气中，是大气温室气体的重要来源之一。据估计全球垃圾填埋处理释放的甲烷总量为2.01077.0107t/a，约占人为甲烷排放总量的 6%20%2，甲烷的温室效应增温潜能（GWP）相当于同质量二氧化碳的 21 倍3。 以焚烧的方式处理生活垃圾可以将生活垃圾中的有机质转化为二氧化碳，避免了其变为甲烷所产生过高的温室效应潜能。总的来说，生活2垃圾焚烧处理具有：占地面积小、场地选择易、处理时间短、减量化显著无害化较彻底以及余热可回收等特点4。 2 项目背景 天津市青光生活垃圾焚烧
3、发电厂是一家以焚烧方式无害化处理生活垃圾的企业，采用循环流化床垃圾焚烧炉系统解决方案。该项目始建于2005 年，2008 年建成，2009 年通过了天津市北辰区发改委的竣工验收。该厂目前日处理生活垃圾 600 吨，设有 300t/d 流化床垃圾焚烧锅炉二台、6MW 纯凝汽轮发电机组二台以及相应的烟气净化设施。 3 焚烧工艺现状 原工艺为垃圾运输车辆经称重，进入卸料平台，将垃圾倾倒入垃圾储池。抓吊将混装生活垃圾通过松散送料系统送入垃圾焚烧炉、产生的烟气经过处理达标后排入大气、飞灰作为危废处理、炉渣综合利用、电能并入华北电网。焚烧炉、汽轮机、发电机整套系统采用分布式控制系统进行计算机控制，即 DC
4、S 控制系统；每套焚烧设备均具有两条垃圾投料线位于进煤口左右两侧。 3.1 发现问题 由于焚烧系统复杂，工艺流程设置不合理导致生产出力不足。2009 年实际运行小时数为 4948h（设计 8000h） 、处理垃圾量123700t（339t/d，为设计的 56.5%） 、消耗煤炭 34570 吨。 在运行中从焚烧炉的 DCS 显示器可以明显看到投料一侧炉床温度处于 670750区间，而另一侧处于 860左右。同时发现在锅炉运行至1518 天时，如果垃圾投料速度达到 7t/h，则焚烧炉流化状态将在 2 天3内失去稳定并因结焦而停运检修。停运后发现炉膛内生成大量焦块，直径约 5 厘米至 12 厘米，
5、在进料口有更为集中的趋势，尾部烟道积灰严重。经锅炉专工分析，是焦块破坏了焚烧炉流化状态，导致焚烧炉被迫停炉。3.2 垃圾堆酵 据天津市城市生活垃圾检测中心出具的生活垃圾检测报告显示，该垃圾处理厂 2010 年 2 月份的一次在其厂内垃圾储池内进行采样的生活垃圾成分如下： 表 1 垃圾池内生活垃圾物理成分分析表（单位：%） 表 2 垃圾池内生活垃圾发热量及三成分分析表 从上表可以看出生活垃圾热量低仅为 989kcal/kg，水分高达57.01%，且检测时间为 2 月份，该时间段无雨雪天气。根据 2010 年 9 月的一份生活垃圾检测报告显示生活垃圾中水分含量达到 63.28%。 经过对机械炉排式
6、垃圾焚烧炉的工艺特点分析，发现在自然条件下对生活垃圾进行堆存发酵可取得良好效果。通过对比炉排炉垃圾焚烧处理工艺，我们发现除主要焚烧设备的差异外，其垃圾前处理工艺是两体系的主要差别。 为验证堆酵效果，在垃圾池内北侧分离出约 8 米宽的面积用于专门4储存运送来的生活垃圾，通过垃圾检测中心的检测反应出垃圾在堆酵 0至 5 天的时间范围内其热值、含水率变化情况。 通过图 1 可以明确反映出垃圾在不同时间段内热值和含水率的变化情况。该图为 2010 年 9 月份进行的实验分析。 添加剂 在确认炉内焦块主要成分是玻璃后，我们考虑玻璃属于非晶体，无固定熔点，是 Na2OCaO6SiO2 的混合物，可以用生成
7、晶体的方式将其破坏，从而降低形成焦块的可能性。 考虑流化床垃圾焚烧炉需煤炭助燃，在运行中我们加入直径 1 厘米左右的石灰石（碳酸钙含量80%） ，试验期间加入量为 20Kg/h，以人工方式间断混合垃圾一同入炉。两种物质分别使用一个运行周期，从使用效果来看，我们在例行停炉检修中在炉膛内发现焦块数量、直径均有显著下降。 3.4 实验结果 堆酵 5 天后的生活垃圾含水率降低 30.77%，热值提高 52.99%。对炉温的冲击有明显降低，炉温波动范围从原先的 670已经达到 740800之间。配合炉内添加石灰石，设备运行周期有了显著提高。 设备运行周期自原先平均运行 18 天，提升至 26 天；炉床结
8、焦从原先第 15 天出现延长至第 23 天出现且密度直径均有显著下降。垃圾日处理能力从 336 吨/天提升至 600 吨/天，达到并超过了设计处理能力。 经过 2010 年的技改，2012 年焚烧炉运行时间 7132 小时，年处理生活垃圾 18.14 万吨，消耗煤炭 33600 吨。运行时间提高到 2009 年的5144%，垃圾处理量提高到 2009 年的 147%，综合产品能耗较 2009 年降低12211 吨标煤。 4 论文结论 通过垃圾堆酵及添加石灰石颗粒，是一次在不进行设备投资的前提下大幅度优化生产工艺的方案。经实践确认可以达到以下目的： 显著提高垃圾单位热值； 显著节约助燃燃料使用量
9、； 减少焚烧炉炉温波动，减少焦块的形成，延长设备运行时间。 【参 考 文 献】 1 李晓敏.城市生活垃圾资源化途径之一垃圾焚烧发电J.环境科学与管理,2005 年 12 月,第 30 卷第 6 期,75-76 页. 2 Intergovernment Panel on Climate Change.The supplementary repot to the IPCC scientific assessment,published for the intergovernmental panel on climate change (IPCC),world meteorological organization/united nations environment programM.Cambridge:Cambridge University Press,1992. 3 王明星.大气化学M.北京气象出版社,1999. 4 徐海云.生活垃圾焚烧处理技术发展分析J.中国环保产业, 2010.09.
