生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)作為環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)和市政基礎設施的結合肾寡,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾減量化顶掉,還在能源回收方面起著重要作用铸老。垃圾焚燒發(fā)電技術已經(jīng)非常成熟甘有,而我國的垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)的固廢處理向資源利用和可持續(xù)發(fā)展的轉(zhuǎn)型期良稽。加強垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化及綜合利用技術的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
1.我國垃圾焚燒發(fā)電的制約因素
中國垃圾焚燒發(fā)電技術處于起步階段硫搏,有許多方面需要改進: 第一,隨季節(jié)的變化和地區(qū)的差異沼头,可燃垃圾的質(zhì)量和數(shù)量變化很大签孤,加上低熱值和高水分含量滤愕,導致發(fā)電波動大声碴,穩(wěn)定性差按冷。垃圾焚燒發(fā)電廠向電力公司供應剩余電力時,價格低廉般迈。第二乳环,需要國家政策支持,垃圾處理恋赎、焚燒以及鍋爐和發(fā)電設備的運營成本高,需要一次性投資了酌,自我收入低疾浓,有待進一步研究和改進垃圾焚燒發(fā)電技術。第三对嚼,市民在投入垃圾前未按要求對含有金屬夹抗、磚、煤灰纵竖、廢電池等大量可燃燒材料垃圾進行分類傾倒漠烧。有必要加大宣傳力度,加強源頭的分類和收集工作靡砌。第四已脓,致癌二惡英和能破壞大氣環(huán)境的NOX產(chǎn)生在燃燒后的垃圾煙氣中,為防止垃圾焚燒過程中對環(huán)境的二次污染通殃,有必要加大對去除煙氣中二惡英和NOX的研究度液。
2.垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化
2.1.垃圾焚燒系統(tǒng)優(yōu)化
2.1.1.一次風系統(tǒng)
燃燒用一次風從垃圾貯坑上方抽取,首先可以保持垃圾倉負壓画舌,防止臭氣外溢;其次由于垃圾自然發(fā)酵過程產(chǎn)生部分可燃氣體堕担,這部分氣體送至爐內(nèi)燃燒,有助于提高熱值。同時霹购,可以將吸熱后的爐膛冷卻風引入一次風佑惠,提高一次風溫。設計過程中贾瞪,一次風機選型往往與煙風系統(tǒng)匹配度較差菱脯,因此風機的風量、壓頭選擇要盡量與鍋爐實際需要接近菲痹,選用合適的裕量湘秀。《小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范》指出编毒,風機風量壓頭裕量為20%?30%军含,根據(jù)實際工程經(jīng)驗,裕量取20%即可滿足要求歹簸。另外孩砸,設計時選用冷風風機,即一次風預熱器放在風機下游搬洪,可以降低風機造價贸掰。
2.1.2.二次風系統(tǒng)
二次風取風口可以設置在出渣機上方,此處空氣溫度較高燃拥,既可以提高二次風溫度审胚,又能有效降低環(huán)境溫度。由于垃圾成分礼旅、熱值相對穩(wěn)定膳叨,垃圾揮發(fā)分物質(zhì)較少,因此二次燃燒占比較小痘系,結合工程實際情況菲嘴,二次風預熱器可以取消。
2.1.3.煙氣系統(tǒng)
采用煙氣再循環(huán)技術汰翠,從布袋除塵器出口引出少量煙氣龄坪,送回焚燒爐二次風入口附近,采用燃燒控制系統(tǒng)對再循環(huán)煙氣和二次風進行自動調(diào)節(jié)复唤,保證爐內(nèi)煙氣溫度和氧含量穩(wěn)定健田。煙氣再循環(huán)流量保持10%~20%,這樣在不增加二噁英的基礎上苟穆,既可減少引風機容量和功率約10%抄课,又能抑制部分NOx 的生成,降低尿素消耗量雳旅,同時帶來經(jīng)濟效益和環(huán)保效益跟磨。
2.2.輔機部分的優(yōu)化
由于垃圾發(fā)電裝機容量有限局硝,輔機功率也較小,鍋爐給水泵潭灯、凝結水泵等均可采用工頻電機焙逝。對于鍋爐給水泵,在出口母管設置電動調(diào)節(jié)閥话弹,與汽包水位年笋、蒸汽流量實現(xiàn)三沖量水位調(diào)節(jié)。對于凝結水泵味专,可以通過設置在再循環(huán)管道上的調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)水量雌她。余熱鍋爐汽水取樣裝置可以采用全人工取樣分析,即取消在線分析儀表数荤。經(jīng)過大量運行情況反饋政用,在線分析儀表不僅一次投資高,而且對環(huán)境要求較為苛刻阴戚,容易出現(xiàn)損壞或者測量數(shù)據(jù)偏差倘灸,最終數(shù)據(jù)還是通過人工分析得出。因此在設計中笋熬,取樣裝置僅保留高溫架热某,通水冷卻后,由人工定期取樣進行化驗分析胳螟。取消鍋爐連續(xù)排污擴容器昔馋,將鍋爐連排水通過單獨的管道送至定排擴容器中。
凝汽器采用一次投資少旺隙、運行穩(wěn)定可靠的射水抽氣器及射水泵系統(tǒng)绒极,代替常規(guī)的水環(huán)真空泵組。對于夏季射水箱置換的熱水蔬捷,可通過管道泵輸送至冷卻塔水池循環(huán)使用,保證工業(yè)新水不浪費榔袋。
2.3.高參數(shù)垃圾焚燒發(fā)電技術的運用
目前周拐,國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電廠的主蒸汽常用參數(shù)主要為中溫中壓參數(shù)(溫度400 ℃,壓力4.0 MPa凰兑,可以有效防止過熱器等受熱面管高溫腐蝕)妥粟,隨著政府對垃圾焚燒發(fā)電補貼的減少,垃圾焚燒廠更加注重通過提高發(fā)電效率來提高利潤吏够,而提高垃圾焚燒發(fā)電的效率就需要提高發(fā)電蒸汽參數(shù);另外犀进,隨著國民生產(chǎn)水平提高,垃圾源頭分類逐步完善织扰,垃圾熱值逐年增加膊节,這些也為電廠高蒸汽參數(shù)技術提供了有利的技術條件。生活垃圾焚燒所產(chǎn)生的煙氣復雜多變,其中含水量達50%原拉,煙氣具有很大的腐蝕性嘀矢,高溫高壓鍋爐的過熱器工作在非常惡劣的工況下,發(fā)生故障的概率較大堵套。因此昵例,這就需要垃圾在前端處理能夠充分實現(xiàn)資源化、燃料化;同時垃圾的存放也要更加科學和規(guī)范端皮,垃圾中的水分對運行的影響至關重要锣裆。
3.資源高效綜合利用
3.1.垃圾發(fā)電與附近燃煤、燃氣機組耦合
垃圾發(fā)電產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)較低腰凫,如果項目建設地點附近有高溫高壓以上參數(shù)的燃煤或者燃氣機組泞驴,可以將這部分蒸汽引入高參數(shù)鍋爐內(nèi)進行過熱,以提高蒸汽品質(zhì)术瓮,然后送回垃圾發(fā)電機組發(fā)電;也可以將這部分蒸汽作為高參數(shù)熱力系統(tǒng)的一部分康聂。
3.2.飛灰固化利用
垃圾焚燒后產(chǎn)生灰渣和飛灰,飛灰中含有堿金屬及二噁英等有害物質(zhì)胞四,直接排放必然會污染環(huán)境恬汁,因此需要進行固化處理[15]。焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰通過斗提機輸送至飛灰倉辜伟,散裝水泥罐車通過氣力輸送將散裝水泥吹送至水泥料倉;飛灰穩(wěn)定化站設有螯合劑制備槽和螯合劑存儲槽;各倉下設電子計量秤氓侧,飛灰和水泥按設定比例稱量后送至混合攪拌機;混合攪拌機對物料攪拌混合,并按比例均勻加入螯合劑溶液和水导狡。水泥约巷、螯合劑和加濕水的添加比例分別接近飛灰質(zhì)量的10%、2%和30%旱捧,穩(wěn)定化產(chǎn)物滿足GB16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標準》要求后独郎,由運輸車輛運至填埋場進行填埋處置。
3.3.爐渣回收利用
生活垃圾焚燒爐產(chǎn)生的爐渣主要由熔渣枚赡、玻璃氓癌、陶瓷、金屬蛹拜、可燃物等不均勻混合物組成她蛉,爐渣的主要成分為Si、Al慰颊、Ca赚兰,可運出廠外回收金屬、制磚等綜合利用辱折。
3.4.排污水梯級回收利用
循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的排污水郎石,僅含鹽量及懸浮物增加逾辕,無其他污染物,可用于廠內(nèi)對水質(zhì)要求不高的用水點箫驻,例如卸車平臺沖洗用水芽茄、爐渣冷卻、鍋爐排污冷卻水绍挤、凈化系統(tǒng)消耗水章神、廠區(qū)綠化、道路澆灑及車輛沖洗等處籽榕。循環(huán)系統(tǒng)排污水的再次利用可有效減少工業(yè)新水的用量爷耀,還可減少廠區(qū)外排污水量,是既節(jié)水又環(huán)保的有效措施拍皮。餐廚垃圾處理廢水和污泥處理廢水均排至滲濾液處理站歹叮。滲濾液處理后出水達到敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水標準,回送至冷卻塔補水铆帽。滲濾液濃水可以回噴至焚燒爐內(nèi)進行燃燒咆耿,避免污染環(huán)境。