垃圾電廠焚燒系統技術特點分析

于國富

（廣東天安項目管理有限公司，廣東廣州510663）

1 工程概況

廣州市第三資源熱力電廠位于廣州市黃埔區九龍鎮福山村，總占地面積76 728 m2，平面布置結合項目的工藝流程、設備布置和物流方向要求，并充分結合現場的地形條件，按節約用地、布局緊湊又便于施工和生產管理的原則，同時適當利用道路和綠化帶合理布局各功能分區。

2 焚燒系統技術特點

2.1 垃圾儲存和輸送系統

垃圾收貯系統主要功能為計量、收集及暫時貯存垃圾，主要包括下列設備設施：地磅（不在本次范圍內）、卸料平臺、垃圾傾卸門、垃圾儲存坑。垃圾經物流入口后由園區電子汽車衡進行稱重，在地衡前后均設有檢視緩沖區。垃圾車經坡道駛入主廠房卸料大廳，大廳內南北兩側各設9個垃圾傾卸門，每個密封門前設有白色斑馬線標志；在每個卸料門前設置高度為300 mm的車擋。垃圾儲存坑為密閉的，并具有防滲防腐抗浮功能的鋼筋混凝土池，可存儲5～7天以上額定垃圾焚燒量。每個垃圾池上方設3臺17 t垃圾吊車，統一導軌布置，垃圾池側上方布置吊車控制室，在儲存坑墻及其周邊操作人員視力死角處設攝像頭，垃圾儲存坑兩側配置維修平臺，維修平臺上方設有檢修用的電動葫蘆；垃圾儲存坑中間位置上方設置有垃圾吊整體檢修電動葫蘆。

2.2 垃圾焚燒系統

垃圾焚燒系統主要由焚燒爐、余熱鍋爐系統組成，本項目焚燒爐為獨立配置，共6臺爐。垃圾由垃圾吊車從垃圾池吊入料斗后進入落料槽，根據燃燒控制的指令，使用液壓式推料器按設定的速度將垃圾推入爐內，通過爐排的運動，可將垃圾不斷攪動并將其推向前進。爐渣通過出渣機、振動輸送機、溜槽等設備，最后送至灰渣池。操作員可通過設置在焚燒爐后端的攝像頭，在中控室工業電視上監控垃圾燃燒狀態。焚燒爐內墻采用耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的材料制作，爐排周圍采用極耐磨的碳化硅材料及耐腐蝕剛玉莫來石，其他部位采用可塑耐火材料。余熱鍋爐為焚燒爐獨立配置，為單鍋筒自然循環臥式鍋爐，共6臺。為控制氮氧化物的排放，第一煙道上預留了爐內選擇性非催化還原脫氮系統（SNCR）的接口及濃縮液回噴接口。鍋爐設有水冷系統、過熱系統、汽水系統、除灰渣系統、風煙系統、燃燒系統、排汽（氣）系統和疏水系統等。

2.3 啟動和輔助燃燒系統

焚燒爐燃燒系統的燃料為0#柴油，由廠供油站通過油泵及管道輸送至鍋爐啟動、輔助燃燒器。啟動、輔助燃燒器由點火器、燃料閥單元、燃燒空氣單元、風機、程控器及附件組成。該系統能使整個爐膛從冷態均勻加熱至約850℃，以滿足鍋爐投料燃燒。燃燒系統設就地MCC、控制柜和介質調整裝置，并提供泄漏報警保護裝置等設備，燃燒器可實現就地/DCS操作，操作員能夠對燃燒器進行點火、停止和緊急停止的操作。

2.4 垃圾熱能利用系統

本項目配置4臺25 MW汽輪發電機，并配套相應發電機組，發電機出口電壓為10.5 kV。汽輪機設有四級非調整抽汽，分別向空氣預熱器、除氧器、低壓加熱器等供汽。汽機排汽進入空冷凝汽器被冷卻為凝結水，當汽輪機停機或故障時，主蒸汽可通過汽機旁路，經減溫減壓后排入空冷凝汽器，使焚燒爐在汽輪發電機組不發電時仍能繼續全量焚燒垃圾。當汽機負荷低，抽汽壓力不能滿足空氣預熱器和除氧器用汽需要時，可通過一組減溫減壓器將主蒸汽轉換成所需參數的蒸汽取代抽汽向這些設備供汽。排汽裝置下部熱井中的凝結水由凝結水泵經軸封加熱器、過冷器、低壓加熱器等設備加熱后進入除氧器。汽水損失由除鹽水系統補充。當機組檢修或事故停機時，主蒸汽經減溫減壓后，送至空冷凝汽器進行冷卻，其凝結水送至除氧器。發電機型號為QF-25-10.5，額定電壓10.5 kV，額定功率25 MW，采用無刷勵磁系統，發電機采用強制空氣冷卻系統。

2.5 煙氣凈化系統

每臺焚燒爐對應配套設置一套煙氣凈化系統，爐內設脫硝（SNCR）系統，爐后設半干法反應器（旋轉噴霧塔）、活性炭及熟石灰干粉噴射系統、袋式除塵器，在煙囪之前設置一個引風機，在煙筒上設有煙氣在線監測系統。該系統可實現就地、遠程操作。

2.6 自動控制系統

本工程采用以微機為基礎的集散型控制系統（DCS），全部重要參數上傳到中央控制室。以DCS為核心構成的控制系統負責完成對6臺垃圾焚燒爐和余熱鍋爐、6臺爐的煙氣凈化系統、4臺汽輪發電機組及其輔助系統（主要包括化學水處理、汽水取樣、加藥系統、循環水加藥系統等）的監控，包括模擬量控制系統（MCS）、順序控制系統（SCS）、汽機數字電液調節系統（DEH）、汽輪機緊急跳閘系統（ETS）、汽機安全監視系統（TSI）、電氣監控系統（ECS）等，控制系統由過程控制站、工程師站、操作員站、歷史數據站、通信網絡、現場儀表等構成，控制站采用雙機熱備結構。通信系統為雙纜冗余，部分重要輸入輸出考慮冗余，參與保護的參數實現三取二，確保安全、可靠。

2.7 供（配）電方案

由于用電負荷主要集中于焚燒廠房及汽機廠房，廠用電配電主要采用放射式配電方式，10 kV廠用電負荷由10 kV配電柜直接供電，低壓廠用大型電動機，一般55 kW及以上由低壓配電柜直接配電，就地裝設事故急停按鈕，其余小容量設備在廠房內按功能區域分別設置就地動力分配電箱進行配電，具體見設計圖紙。

根據用電負荷計算，第三資源熱力電廠內低壓自用電19 500 kVA。焚燒廠分別設4個低壓配電室，分別是主控廠房高低壓配電室1個，內設高壓開關柜、4臺2 500 kVA低壓廠用變壓器、2臺2 000 kVA低壓變壓器及低壓配電裝置；焚燒廠房配電室對稱布置，內設高壓開關柜、3臺1600kVA和1臺2000kVA低壓廠用變壓器及低壓配電裝置；爐前設配電室，內設高壓開關柜、2臺2 000 kVA低壓廠用變壓器及低壓配電裝置。

焚燒廠房對稱布置，每側分別設置柴油發電機間及相應的保安配電室，為全廠提供保安電源。

變壓器選用低耗節能產品。各廠內變壓器均互為備用，當任何一臺廠用工作變壓器故障跳閘時，備用變壓器自動投入，由備用變壓器承擔故障變壓器的所有負荷。

本項目設800 kW柴油發電機組為事故應急保安電源。保安電源和正常電源之間設置電氣及機械聯鎖并帶自投自復裝置，確保兩電源不同時投入。當汽輪發電機組故障停止運作時，能在15 s內自動啟動反送電程序對中央控制室、冷卻系統、鍋爐給水泵、DCS系統、消防系統等重要負荷供電，主要保障機組安全停爐停機負荷。保安負荷主要有：一臺鍋爐給水泵、汽機交流潤滑油泵、通信電源、計算機監控系統電源、自動化控制系統和調節裝置、電動執行裝置、消防動力負荷、火災自動報警系統、重要區域照明負荷等。

部分易燃易爆場所，用電設備及控制回路采用防爆電器，并且按照規程要求安裝防雷接地保護系統。

設直流配電裝置及不間斷電源配電系統，為全廠的繼電保護、控制、信號、通信、事故照明和發電機事故直流油泵等提供直流電源。

2.8 輸（送）電系統

擬在廠區紅線內設一座110 kV升壓站。110 kV母線采用單母線分段接線，主要設備可采用GIS成套設備。110 kV主變壓器采用4臺SZ-31500/110電力變壓器，上網電力從主廠房內10 kV配電裝置經4路電纜接入110 kV升壓站主變壓器。

本項目汽輪發電機組額定發電功率為4×25 MW，廠內自耗電計算負荷約占18%。汽輪發電機組所發電能，除了供廠內自用外，其他全部上網售電。

3 結語

綜上所述，垃圾電廠焚燒系統在垃圾處理的全過程中起到了至關重要的作用，是生活垃圾處理連續、安全、穩定進行的重要保障，其能更好地解決焚燒生產運行中特殊情況下的垃圾處理矛盾。在焚燒系統的選擇上，應選用可靠經濟的技術方案，從而提高生產系統運行的連續性、可靠性。