垃圾焚燒工藝方案材料論證

1、垃圾焚燒工藝方案論證1.1、焚燒爐爐型選擇目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多、技術(shù)比較成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 1 1、機(jī)械爐排爐機(jī)械爐排爐釆用層狀燃燒技術(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)是目前世界最常用、處理量最 大的城市生活焚燒爐。在歐美等先進(jìn)國(guó)家得到廣泛使用，其單臺(tái)最大規(guī)模 可達(dá)1200t/d,技術(shù)成熟可靠。垃圾在爐排上通過(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，熱量不僅來(lái)自上方的輻射和煙氣的 對(duì)流，還來(lái)自垃圾層的內(nèi)部。爐排上已著火的垃圾通過(guò)爐排的特殊作用 下，使垃圾層強(qiáng)烈的翻

2、動(dòng)和攪動(dòng)，引起 垃圾底部的燃燒。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。1. 1.2.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年代應(yīng)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 相當(dāng)?shù)?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，但該爐型多用于日處理垃圾500t以下 規(guī)模的處理項(xiàng)目，且存在一定爭(zhēng)議，有待于進(jìn)一步宀雜7U 口 流化床焚燒爐的焚燒機(jī)理與燃煤流化床相似，利用床料的大熱容量 來(lái)保證垃圾的著

3、火燃燼，床料一般加熱至600 C左右，再投入垃圾，保持 床層溫度在850 Co流化床焚燒爐可以對(duì)任何垃圾進(jìn)行焚燒處理，燃燒十 分徹底。但對(duì)垃圾有嚴(yán)格的破碎預(yù)處理要求，容易發(fā)生故障。另外，國(guó)內(nèi) 大部分流化床均需加煤才能焚燒。1. 1 3、熱解焚燒爐熱解焚燒爐是指在缺氧或非氧化氣氛屮以一定的溫度（500 L600C）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）也不穩(wěn)定，所以燃燒控制難，灰渣

4、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)部分小城市得到一些應(yīng)用，但是先進(jìn)地區(qū)不予釆 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) 得到先進(jìn)國(guó)家的部分應(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。1. 1.4.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)壁釆用耐火材料砌筑，也可釆用管式水 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

5、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，在當(dāng)前垃圾焚燒屮應(yīng)用 較少。1 2、生活垃圾焚燒爐型比較項(xiàng)目機(jī)械爐排爐流化床斐燒爐熱解焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐爐床及爐體特點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)爐 排，爐排面 積較大，爐 膛體積較大固定式爐 排，爐排面 積和爐膛體 積較小，多為立式固 定爐排，分 兩個(gè)燃燒室無(wú)爐AR靠爐體的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)垃圾移動(dòng)垃圾預(yù)處理不需要rrn x熱值較低時(shí)需要不需要設(shè)備占地大小中中灰渣熱灼減率易達(dá)標(biāo)原生垃圾在連續(xù)助燃下可達(dá)標(biāo)原生垃圾不易達(dá)標(biāo)原生垃圾不易達(dá)標(biāo)垃圾爐內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)較短最長(zhǎng)長(zhǎng)過(guò)量空氣系數(shù)大中小大項(xiàng)目機(jī)械爐排爐流化床斐燒爐熱解焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐單爐最人

6、處理量1200t/d500t/d200 t/d500t/d垃圾燃燒空氣供給易根據(jù)工況調(diào)節(jié)較易調(diào)節(jié)不易調(diào)節(jié)不易調(diào)節(jié)對(duì)垃圾含水量的適應(yīng)性可通過(guò)調(diào)整 干燥段適應(yīng) 不同濕度垃圾爐溫易隨垃圾含水量的變化而波動(dòng)可通過(guò)調(diào)節(jié) 垃圾在爐內(nèi) 的停留時(shí)間 來(lái)適應(yīng)垃圾的濕度可通過(guò)調(diào)節(jié) 滾筒轉(zhuǎn)速來(lái) 適應(yīng)垃圾的濕度對(duì)垃圾不均勻性的適應(yīng)性可通過(guò)爐排撥動(dòng)垃圾反轉(zhuǎn)，使其均勻化較重垃圾迅 速到達(dá)底部，不易燃 燒完全難以實(shí)現(xiàn)爐 內(nèi)垃圾的翻 動(dòng)，因此大 塊垃圾難于燃燼空氣供應(yīng)不易分段調(diào) 節(jié)，因此大塊 垃圾不易燃 燼煙氣中含塵量較低高較低高燃燒介質(zhì)不用載體需石英砂不用載體不用載體燃燒工況控制較易不易不易不易項(xiàng)目機(jī)械爐排爐流化床斐燒爐熱

7、解焚燒爐回轉(zhuǎn)窯焚燒爐Lm z * 厶 I亠亠t=i/ rd1 二 1亠亠p=t1, 2 /AB厶士，1運(yùn)行業(yè)績(jī)最多較少少生活垃圾很少工業(yè)垃圾較多綜合評(píng)價(jià)對(duì)垃圾的適 應(yīng)性強(qiáng)，故 障少，處理 性能和環(huán)保 性能好，成 本較低需前處理且 故障率較高，國(guó)內(nèi)-般 加煤才能焚 燒，環(huán)保不易 達(dá)標(biāo)。沒(méi)有熔融焚 燒爐的熱解 爐，灰渣不可 燃燼熱灼減 率咼，環(huán)保不 易達(dá)標(biāo)要求垃圾熱 值較咼（2500kcal /kg以上），且、/L您仃成本較咼對(duì)本工程的應(yīng)用性合適不合適不合適不合適通過(guò)上表比較，機(jī)械爐排爐相對(duì)其它爐型有以下幾個(gè)特占.八、機(jī)械爐排爐技術(shù)成熟，尤其大型焚燒廠幾乎都釆用該爐型，國(guó)內(nèi) 目前生活垃圾的焚燒處理

8、幾乎全部釆用爐排式焚燒爐，有大量成功運(yùn) 行的先例。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)已有部分配套 的技 術(shù)和設(shè)備。根據(jù)國(guó)家建設(shè)部、國(guó)家環(huán)?？偩?、科技部發(fā)布的城市生活 垃圾 處理及污染防治技術(shù)政策要求，并指岀：“目前垃圾焚燒宜采用以爐 排爐為基礎(chǔ)的成熟技術(shù)，審慎釆用其它爐型的焚燒爐”?；谝陨蠋c(diǎn)理由，推薦選用機(jī)械爐排爐作為某縣郊區(qū)生活 垃圾 焚燒廠焚燒爐爐型。1 3、爐型簡(jiǎn)介一日本日立造船技術(shù)日立造船（原瑞士 Vo

9、n Roll母公司）目前是世界上最大的 垃圾 焚燒爐供應(yīng)商，自從1937年在荷蘭建造第一座焚燒廠起到2012年承接 英國(guó)單爐1013t/d的兩條焚燒線，日立造船的垃圾焚燒業(yè)務(wù)遍布全球， 作為行業(yè)的先驅(qū)者一直引領(lǐng)垃圾焚燒技術(shù)的向前發(fā)展。日立造船爐排的特點(diǎn)為三段順推往復(fù)式運(yùn)動(dòng)爐排，由一排固定爐排和一排 活動(dòng)爐排交替安裝而成，爐排運(yùn)動(dòng)方向與垃圾運(yùn)動(dòng)方向一致，其運(yùn)動(dòng)速度 可以任意調(diào)節(jié)，以便根據(jù)垃圾性質(zhì)及燃燒工況調(diào)整垃圾在爐排上的停留時(shí) 間。干燥段和燃燒段爐排在爐內(nèi)呈15。傾角布置，燃盡段爐排在爐內(nèi)呈水 平布置，爐排移動(dòng)角度為水平向上18o,垃圾不斷地翻轉(zhuǎn)和攪拌，與空氣 實(shí)現(xiàn)較充分的接觸，使垃圾燃燒完全

10、。其特點(diǎn)是：1. 壓損大可提供均勻燃燒的空氣，是的燃燒工況非常復(fù)雜穩(wěn)定不易 受垃圾熱值變化的影響。2. 幾乎沒(méi)有漏渣污染物排放少。3. 可連續(xù)運(yùn)送且松散垃圾,2個(gè)段差更容易翻滾破碎垃圾。4. 可防止?fàn)t排片溫度過(guò)高。5 爐排的前后運(yùn)動(dòng)有自我清潔作用。某老港和廈門島內(nèi)垃圾焚燒爐等經(jīng)驗(yàn)證明三段順推往復(fù)式運(yùn)動(dòng)爐排 適合于國(guó)內(nèi)高水分、高灰份垃圾的特性。圖41日立造船爐排結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.4、焚燒生產(chǎn)線的配置按照垃圾焚燒工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒廠 運(yùn)行的 經(jīng)驗(yàn), 焚燒生產(chǎn)線數(shù)量一般為24條。根據(jù)某縣生活垃圾焚燒廠總處理規(guī)模 800t/d的要求，本工程只對(duì)2和3條焚燒線兩個(gè)方案 進(jìn)行比較。即單臺(tái)爐 處理能

11、力分別為400t/d和267t/do從技術(shù)可行性考慮，單臺(tái)爐處理能力為267t/d和400t/d的焚燒系 統(tǒng)屬于同一技術(shù)層次，不存在大的技術(shù)差別，在國(guó)內(nèi)都有成功運(yùn)行的經(jīng) 驗(yàn)，對(duì)國(guó)內(nèi)垃圾的適應(yīng)程度基本一致，因此在兩種方案在技術(shù)上都可行。從設(shè)備維修時(shí)對(duì)焚燒廠處理能力和汽輪機(jī)工作穩(wěn)定性的影響考慮, 焚燒線數(shù)量越多，設(shè)備備用性越好，故障和檢修對(duì)焚燒廠的影響越小。也有助于汽輪機(jī)組工況的穩(wěn)定。從投資角度考慮，在總處理規(guī)模確定的條件下，在技術(shù)可行的情況 下，全廠釆用焚燒線數(shù)量越少，單臺(tái)垃圾焚燒爐規(guī)模越大，焚燒廠引進(jìn)設(shè) 備數(shù)量和金額也就越少，因此，采用大規(guī)模的焚燒爐能夠有效的減少單位 投資成本和一次性投資。從

12、土建方面考慮，2臺(tái)焚燒爐配置還能夠有效減 少占地面積和土建投資費(fèi)用。在焚燒處理規(guī)模一定的情況下，焚燒線數(shù)量越少，則維 修、操作、 管理更為方便，所需運(yùn)行人員比較少，由于設(shè)備相對(duì)較少，全廠故障率也 隨之降低。原材料與能耗較少。某縣郊區(qū)生活垃圾焚燒廠焚燒線配置方案比較見(jiàn)表錯(cuò)誤！未找到引 用源。1表錯(cuò)誤!未找到引用源。1焚燒線配置方案比較表比較項(xiàng)目方案_ (400t/dX2)方案二(267t/dX3)一次性投資低高處理費(fèi)用低高備用性一般好人員配備較少較多占地面積較小較大I通過(guò)綜合比較，選用單臺(tái)處理能力250t/d的焚燒爐較為適宜，焚燒 生產(chǎn)線數(shù)量為2條，主要從以下幾點(diǎn)考慮：1、選用單臺(tái)處理能力為25

13、0t/d的焚燒線設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用低，廠房建 筑面積小，有利于減少工程建設(shè)費(fèi)用。2、由于某縣城市用地緊張，尤其是建設(shè)生活垃圾焚燒廠的土地很難 找到，并且征地費(fèi)用高，選用2X250t/d的配置，能夠減少征地費(fèi)用。3、從運(yùn)行管理的方便性考慮，選用2條焚燒線，便于對(duì)全 廠進(jìn)行 集中控制。4、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較低，能耗少。全廠檢修周期短。5、操作人員少，勞動(dòng)強(qiáng)度低。當(dāng)有單臺(tái)爐臨時(shí)檢修的情況下，可釆取以下必要的措施避免 對(duì)焚燒 廠正常運(yùn)行的沖擊：加大垃圾坑容量，使其具有一定的緩沖能力；另外一 臺(tái)焚燒爐在110%負(fù)荷下運(yùn)行；合理安排檢修進(jìn)度，在檢修前先基本清空 垃圾倉(cāng)內(nèi)的垃圾。通過(guò)以上措施，在單臺(tái)焚燒爐短期檢修的情

14、況下，不會(huì) 對(duì)全廠的運(yùn)行產(chǎn)生影響。1 5、余熱鍋爐過(guò)熱蒸汽參數(shù)的確定在垃圾焚燒熱能回收過(guò)程屮，由于垃圾所含鹽分、塑料 成分 較高, 燃燒氣體產(chǎn)物屮含有大量的氯化氫等腐蝕性氣體和灰分，因此選擇合適的 過(guò)熱蒸汽參數(shù)對(duì)全廠發(fā)電效率和過(guò)熱器壽命都有著重要的意義。目前國(guó)際通常釆用的過(guò)熱器出口蒸汽參數(shù)有中溫中壓(4MPa, 400 C)和次高溫高壓(15MP* 450。，兩種參數(shù)比較如表錯(cuò)誤!未找到引用源。2表 錯(cuò)誤!未找到引用源。2過(guò)熱蒸汽參數(shù)比較表比較內(nèi)容中溫中壓(4MPa,400 C)次高溫高壓(1.5MP*450 C)鍋爐出力100%97%鍋爐換熱面積100%111%受壓件重量100%126%余熱

15、鍋爐投資100%140%維護(hù)費(fèi)用100%310%（按20年計(jì)）發(fā)電機(jī)出力100%108%售電量100%111%總收入（按20年計(jì)）102%100%過(guò)熱器材合金鋼耐高溫耐腐蝕合金鋼質(zhì)過(guò)熱器壽命長(zhǎng)較短技術(shù)成熟性成熟較成熟國(guó)產(chǎn)化率完全能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化剛實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化使用業(yè)績(jī)較多有一定的業(yè)績(jī)表03兩種蒸汽參數(shù)下幾種過(guò)熱器材質(zhì)的性價(jià)比蒸汽溫度450 C400 C材質(zhì)碳鋼SUS310鐐合金碳鋼SUS310材料腐蝕速度(mm/a)2.51.00.51.20. 3材料壽命(a)1362.55價(jià)格100%800%4000%100%800%由于垃圾焚燒廠以無(wú)害化處理生活垃圾為主要目的，對(duì) 外售 電主 要目的是回收能源降低焚燒廠運(yùn)行費(fèi)用、減少垃圾收費(fèi)補(bǔ)貼。因此，應(yīng) 確保焚燒廠穩(wěn)定、安全、環(huán)保的運(yùn)行。從上表可以看出，對(duì)于同一種過(guò) 熱器材質(zhì)，采用屮溫屮壓參 數(shù)(4MPa, 400 C)的鍋 爐過(guò)熱器使用壽命 相對(duì)較長(zhǎng)且成本較低，國(guó)內(nèi)加工能力相對(duì)較強(qiáng)；而次高溫高壓參數(shù)(1 5MPa, 450 C)鍋爐過(guò)熱器需使用耐腐蝕的合金鋼才能達(dá)到合理的使用 壽命和性能，而該合金鋼價(jià)格昂貴，勢(shì)必造成鍋爐成本的大幅增加，若 采用碳鋼或不銹鋼的話，過(guò)熱器腐 蝕較快，只能維持13年，勢(shì)必造 成過(guò)熱器的頻繁更換，加大維修和維護(hù)的工作量，無(wú)法確保焚燒廠穩(wěn)定 的運(yùn)行。同時(shí)，