新建生活垃圾焚燒發電工程中若干技術問題分析

張 冰

（攀枝花市城市管理局攀枝花市園林綠化處 四川攀枝花 617000）

新建生活垃圾焚燒發電工程中若干技術問題分析

張 冰

（攀枝花市城市管理局攀枝花市園林綠化處 四川攀枝花 617000）

生活垃圾是現代城市病的重要表現，解決生活垃圾的主要方式以填埋、焚燒為主，其中焚燒發電技術是重要的解決途徑，同時也是實現城市現代化建設，提供城市運轉動力的重要方式，可謂一舉兩得，就其發展空間及經濟效益而言值得廣泛應用。攀枝花市屬于我國經濟發展速度較快城市行列，城市化發展的增速必然引來過重的生活垃圾問題，攀枝花市通過建設爐排爐焚燒線，進而提升垃圾焚燒效率，通過垃圾焚燒發電廠在解決生活垃圾問題的同時提供動能，但也存在一些技術問題，如管道腐蝕及積灰、管道磨損、自動化難度高、二次污染等問題。

生活垃圾；焚燒；發電工程；技術問題

引言

隨著我國經濟的高速發展，人民的生活水平越來越高，城市中的生活垃圾也在逐年增量，增量比率呈翻倍趨勢，這就造成了非常嚴重的環境問題，同時導致了垃圾圍城現象。根據國家權威機關不完全統計結果，我國城市生活垃圾的儲藏量已經達到了6.0×109t，侵占國家土地面積超過5×108m2。環境惡化速度超過了國家經濟發展速度，給國家及人民帶來了非常嚴重的負面影響，每年需要投入國家城市垃圾治療的投資占全年GDP的8%左右，尤其是經濟相對發達的城市，這一占比更加明顯。現階段，解決該問題的有效手段是建立焚燒發電站，不僅可以有效緩減垃圾圍城問題，更可以提供城市能源動力，但同時潛在的技術問題也是阻礙這一前行步伐的因素之一，必須深入探討，具體分析如本文所述。

1 爐排爐垃圾燃燒機理

爐排爐垃圾燃燒的工作原理相對普通鍋爐要復雜，主要的流程分為加熱干燥、熱分解、焚燒及燃盡等環節。具體見下圖1：

圖1 爐排爐垃圾焚燒流程

加熱干燥階段主要是從爐排下面進行高溫空氣干燥、垃圾表面接觸高溫空氣干燥、垃圾中部分垃圾燃燒干燥、爐壁干燥等。在熱分解的時候垃圾有機可燃物發生分解或聚合反應，既有放熱反應也有吸熱反應。在燃燒的時候會包含分解燃燒、表面燃燒及蒸發燃燒等多個綜合的過程。燃盡階段保證了燃燒段傳送過來的固定碳與燃燒爐渣中剩余部分進行完全燃燒。

2 爐排爐垃圾焚燒發電工程需要注意的問題

2.1 管道腐蝕及積灰

經過爐排爐焚燒處理所產生的煙氣非常復雜，包括 C、H、N、S、CI等，其中 C、H、O 元素含量最高，而焚燒垃圾所產生的煙氣中含有大量的S與CI，因此所排放出的氣體中含有SO2、NO2等具有腐蝕性物質，這就會與焚燒爐的對流受熱面產生非常強烈的腐蝕反應，其中最為嚴重的腐蝕是氯腐蝕。煙氣中的酸性氣體會在尾部受熱面發生低溫腐蝕反應，也會引起腐蝕效應。爐排爐煙氣的處理主要采用循環懸浮式半干法煙氣脫硫技術。爐內積灰主要成分以CaSO4為主，其中也含有等量的氯，主要成分為CaCI2。此外，積灰中許多氯物質的存在形式多以不溶于水的化合物形態存在，氯物質附著在焚燒爐爐管壁上會加速管道腐蝕，而積灰也會阻礙傳熱效應，影響煙氣的正常流通，從而降低設備的使用壽命，加劇設備耗損提高作業成本。

2.2 管道磨損

城市中的生活垃圾包含大量的不可燃燒無機物，混合輔助燃燒的煤炭多選用劣質煤，燃燒的過程中還需要加入石灰粉等不可燃燒物質，這就增加了爐排爐內受熱面的損耗度，相比較常規供熱鍋爐而言，其損耗會非常快。

2.3 自動化難度高

新建城市種的生活垃圾焚燒發電鍋爐所選用的爐排爐其風煙系統及灰渣系統相比較常規鍋爐而言更為復雜，不同型號的鍋爐其燃燒調整方式也存在非常明顯的差異，控制模板相對復雜，且燃料也非常不穩定，因此如果實施自動化控制的難度系數相比較普通鍋爐較難[1]。

2.4 二次污染

生活垃圾焚燒發電雖然可以將固體垃圾轉變為其它形態，加速其分解過程，可以達到“三化”標準，但其所產生的的有害氣體、液體、粉層、重金屬等都會對區域環境造成二次污染，如果技術運用不當甚至會加重污染程度。最嚴重的是劇毒二惡英物質，在垃圾焚燒過程中極易產生。生活垃圾中還存在大量的重金屬，如銅、鉻、貢、砷等，經過焚燒處理后的垃圾其重金屬會散布在煙灰、爐渣、飛灰中，隨著空氣流動直接進入大氣中，因此，垃圾焚燒發電工程的重點是控制與防治二次污染問題，尤其是應對重金屬污染與二惡英等毒害物質的防控。

3 爐排爐垃圾焚燒發電工程的技術防控措施

3.1 降低腐蝕及積灰措施

對于爐排爐來說，爐排的分布及燃燒室的尺寸對于燃燒功能的發揮影響很大。在設計燃燒室當中，一定要注意防止垃圾從爐排漏出，避免爐床垃圾的結垢。另外要對鍋爐金屬表面進行特殊處理，或涂抹高溫涂層，降低表面殘缺率，提高其抗沖擊力能力。科學設定吹灰方式與頻率，定期清理受熱面積灰，同時監測積灰中的氯含量，一旦超標應立刻處理。垃圾焚燒之前應該在其中添加熟石灰，中和其中的酸性物質，從而控制煙氣中的排酸量。

3.2 防磨措施

鍋爐的磨損量與煙氣的流速呈正比，經過測算，煙氣速度每增加一倍，磨損量就增加十倍，因此，在設計鍋爐時應該選定科學的煙氣流速，防止鍋爐磨損。在鍋爐的尾部煙道中，為了防止受熱面磨損，應該加設防磨裝置，或者鍋爐壁管應該選用高厚度壁管，增加抗磨損度，保證受熱面的受用壽命。受熱面應該選用擴展受熱面，如鰭片式，這樣可以顯著降低受熱面的磨損度。

3.3 二次污染控制

生活垃圾焚燒過程中最主要的問題就是二次污染問題，垃圾焚燒發電的核心技術要點，應該保持垃圾焚燒的整個過程都在1000℃以上，鍋爐中的煙氣停留時間應該超過2秒，煙氣中的含氧量應超過6%，保證有機物的充分燃燒[2]。垃圾回收后應首先做分類處理，盡量不燃燒含氯制品，保證充分燃燒，降低煙氣中的含碳量。煙氣凈化應該選用冷卻處理方法，扼殺二惡英產生所需要的溫度條件，煙氣排放口應該使用袋式除塵器，進行煙氣過濾。

結語

綜上所述，新建生活垃圾焚燒發電工程可以顯著改善城市生活環境，同時為城市運轉帶來動力，是一種值得肯定并大力發展的技術，但在工程項目實施過程中還存在一些技術問題，如設備損耗、現代化管理及二次污染等問題，應該以此為切入點進行改善，才能更好的推動城市發展，提高城市管理工作的科學化。

[1]方源圓，周守航，閻麗娟．中國城市垃圾焚燒發電技術與應用[J]．節能技術，2010，01（11）：76-80．

[2]王亦楠．我國大城市生活垃圾焚燒發電現狀及發展研究[J]．宏觀經濟研究，2010，11（07）：12-23．

[3]丁路躍，胡斯翰．淺論生活垃圾焚燒電廠滲濾液的零排放[J]．廣州化工，2016，04（05）：109-111+188．

張冰（1966.7-），男，研究生，四川射洪縣人，高級工程師，主研固廢，四川省住建廳市容環衛專家，四川省市政市容協會專家庫專家，四川省環境學會固廢委員會專家委員。