关键词：城市生活垃圾；焚烧发电技术；工艺流程
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.178
0 引言
随着大中小城市的快速发展，城市垃圾也逐渐的增加，必须对城市垃圾合理的处理，减少给环境带来不良的影响。现如今，一般由3中处理方式，卫生填埋，高温堆肥和焚烧处理等。这3中方式，各有不同之处，填埋方法能够一次性处理较大的垃圾，方便快捷，但是对土地、空气和当地水质会造成不同程度的污染。堆肥方法，必须要求垃圾中含有一定量的有机质，不利于使得垃圾达到减量的目的，同时也要占用相对较多的土地面积。焚烧方法则是目前相对有效的处理方法，具有占地面积小，处理比较彻底，并且无害，可以使得城市垃圾处理达到减量化，无害化。
最近几年，我国垃圾焚烧发电技术发展发块，推广应用广泛，对城市垃圾处理有着积极的意义。
1 垃圾焚烧发电技术概述
1.1 基本流程
垃圾焚烧发电是一项高温热化学处理过程，其过程是把垃圾焚烧所产生的热量，对水进行加热，并且获得蒸汽，通过蒸汽推动汽轮机，使其带动发电机，进行发电，然后并网传输。一般完整的工艺流程主要有四部分组成：垃圾运输存储、垃圾焚烧、烟气尾部处理、汽轮机发电。
一般垃圾中的可燃烧部分，在高温下与氧气进行剧烈的化学反应，产生热量和固体残余物。由于我们的城市垃圾存在一定的水分，所以在电路运行之前，在垃圾中加入喷油，起到助燃的作用。一次的风机从垃圾中吸取空气，作为助燃的空气。在燃烧的时候，把高温烟气进行热量的回收利用，并且把加热的蒸汽传输到发电机组，从而实现发电。烟气通过尾气处理，达到净化要求后才能排出到空气中。最后焚烧留下的残余物经过一定的处理工序后，晕倒填埋场地进行填埋工作。垃圾焚烧处理均为内部密封式处理，不会对外部记性污染。
1.2 常见垃圾焚烧炉型
现在大多数使用的垃圾焚烧炉主要3种，机械式层燃炉排焚烧炉、循环流化床焚烧炉和旋转窑型焚烧炉。
在我国主要使用主要是前两者焚烧炉。
机械式炉排炉焚烧的技术相对成熟、在使用运行时候相对稳定安全、设备寿命较长，我们国家大中城市是这样的处理方式，也和西方国家的焚烧处理相似。选用此焚烧方式，一般是不需要对垃圾进行提前预处理，只要使得垃圾导入炉排，通过机械运动吧垃圾进行充分的搅拌均匀，再加上辅助燃油和氧气的助燃情况下，把垃圾进行干燥后充分燃烧。机械式炉排炉有平推式、逆推式和滚筒式三种形式。
流化床炉采用的是流态化技术，石英石作为热载体。对于焚烧低热量的垃圾，流化床炉相对适合，垃圾在炉内充分混合，从加热、干燥和燃烧在相对短的时间内完成，能够出巡较大热量，稳定性可靠。
1.3 垃圾焚烧发电优势
目前对于垃圾处理，大多数采用垃圾焚烧发电，因为它具有如下的优势：
（1）工艺相对固化稳定、所需要的场地面积较小，并且垃圾不需要进行分类和处理，直接可以进行焚烧，可以在相对靠近城市的地方建造场地，能够节约土地的同时，也可以降低运输垃圾的成本。
（2）降低存储空间。焚烧处理后的垃圾，直接体积能够明显的减少85%。
（3）处理过程相对速度快，处理量大，满足需求量。另外，垃圾焚烧发电厂在处理垃圾的同时，也进行了发电供应，创造了一定的价值和效益。
（4）保持环境清洁，高温焚烧后能够把垃圾的有害成分中的病菌消灭，对于保持人马居住环境也是一种非常有效的方式。
（5）实现城市垃圾资源化，通过焚烧技术，产生了新能源，焚烧垃圾在高温环境下，产生的热量被回收进行充分利用来进行蒸汽发电，产生电能。
2 垃圾焚烧发电存在问题
垃圾焚烧发电在垃圾处理方面有着非常大的优势和作用，但是在目前的发展过程中，也有一定的问题有待解决：
（1）目前在大中城市的焚烧发电公司，都是采用的国外先进的机器设备，在前期投入建造的成本相对较多，运营的压力较大，当前垃圾发电厂的投资成本一般在40-70万元/吨，在一定程度上阻碍了发电的营业收入。
（2）目前国内的垃圾处理能力不高，人民的环保意识没有达到相对的高度，很多垃圾的收集都是混合处理的，这样垃圾内容负责，很多不可燃垃圾也在里面，对垃圾的焚烧时候的稳定性也会在一定程度起着不利的影响。
（3）对于垃圾焚烧之后，在尾气里面存在部分的有害物质，必须进行控制，如果控制不到位，则很容易造成二次污染，我们需要按照国家标准进行尾气处理达标后，才能够进行正常排放。
（4）国家在垃圾焚烧发电产业链上的制度有待更加一部的完善，对于垃圾处理费用有待加强规范，目前垃圾焚烧企业还靠着国家政府的相应补贴和提高发电价格来维持整个发电厂的整个运行生产过程。
3 应对措施
3.1 提高先进技术和装备，降本增效
国内相关企业在引进先进技术和设备的同时，要深入研究焚烧工艺和设备的关键技术，再针对我国垃圾的特点，在我们处理垃圾焚烧过程中，及时的调整和优化工艺过程参数，最好可以开发具有自主产权的先进装备系统，满足我们的生产安全，性能可靠，高效率发电等现状的需求。
关键词：生产生活垃圾；垃圾焚烧工程；烟囱设计
随着我国城市人口数量的增加，生活垃圾也在不断增加。但是我国垃圾焚烧工程的发展现状，存在有部分不合理的设计，极大的影响着我国生活垃圾焚烧工程的发展，也不利于我国对于城市生活垃圾的处理。虽然生活垃圾的处理方式较为多样，但是垃圾焚烧为主要发展途径。而基于市场中对于垃圾焚烧工程的要求，急需要对焚烧工程中的烟囱设计进行改进研究。
1 对我国垃圾焚烧工程发展现状简要阐释
1.1 垃圾焚烧工程概念界定。对于城市生活垃圾的处理，有着较多的处理方式，但是发展最为时间长久并且传统的方式为垃圾焚烧法。而垃圾焚烧工程的建设，则是垃圾焚烧法的进一步发展，要求在进行生活垃圾焚烧处理的过程中，建设相关的焚烧厂以及相关焚烧设备，以此来将生活中的垃圾进行焚烧处理，促进城市环境优化建设，避免城市建设用地的浪费，最终还能够消灭部分垃圾中生存的病原体。在近几年，我国根据建设部要求，出台了有关于生活垃圾焚烧处理工程技术的法律法规，以此来规范垃圾焚烧工程发展，其中就包括有烟气净化系统的设定，要求烟囱设计中关注于二f英类以及重金属的去除、排烟系统设计等。
1.2 我国垃圾焚烧工程发展状况。我国垃圾焚烧工程发展到现阶段，处于一个高速发展的时代。在飞速发展的阶段，相对于西方发达国家来说，我国的垃圾焚烧工程还不算太成熟，因此在建设垃圾焚烧工程中，我国的垃圾焚烧设备大多数从发达国家引进的，在先进设备引进的基础上，我国自身对此类设备进行了自我消化和了解，以此来发明更为符合我国垃圾焚烧工程发展现状的设备。但是事实证明，依托于引进先进设备并不能够促使我国的垃圾焚烧工程不断发展，仅仅能带给我国阶段性的进步，因此如何创新垃圾焚烧设备，已经成为了我国现阶段的主要任务。此外，我国还需要不断深化垃圾焚烧工程理论，在理论和设备的全面进步的前提下，才能够最终实现我国垃圾焚烧工程整体的国产化，实现环境效益和经济效益的相统一。
2 现阶段中我国垃圾焚烧工程存在的较大问题研究
2.1 对于垃圾焚烧工程的不重视。对于城市生活垃圾处理来说，主要有物质利用、填埋法以及能力转换法三种方式。对于我国来说，更多的城市建设采用的为填埋法，即是将城市生活垃圾直接进行填埋，不进行二次处理或者是回收利用，一般来说，填埋法更加的快捷、成本低，因此我国整体上更加偏向于填埋法进行垃圾处理，一定程度上就会忽视于垃圾焚烧工程建设。但是，这样的填埋法对于城市长期发展来说，不利于垃圾的回收利用，以及能力转换资源等。
2.2 垃圾焚烧工程中烟囱设计的不合理现象。我国垃圾焚烧工程中存在的问题，除去国家的不重视外，在垃圾焚烧工程设计中也存在有部分缺陷，其中烟囱设计的不合理现象较为突出。在垃圾焚烧工程的烟囱设计中，我国较多的垃圾焚烧工程采用了结构简单的烟囱设计模式，在此基础上，这类型的烟囱的成本更低，施工也较为便捷，因此越来越多的垃圾焚烧厂倾向于此类烟囱。而这类型的烟囱其耐久性较差，在投入到垃圾焚烧的应用中，都会在较短时间内出现裂缝等问题，内部也会因此而产生腐蚀。众所周知的，烟囱建设高度越高，垃圾焚烧产生的尾气扩散效果也会越好，与此同时也会带来更多的建设费用。部分垃圾焚烧厂为了节约建设成本，会将烟囱高度一度降低，最终致使垃圾焚烧产生的尾气等有害气体聚集，消散较慢，最终造成更大的环境损害。
2.3 垃圾焚烧过程中二恶英的产生。在上述中获知，垃圾焚烧工程中烟囱设计的不合理，会致使垃圾焚烧过程中产生尾气得不到较为快速的排放和稀释，因此就会致使垃圾焚烧中产生的尾气危害气体更为严重。在尾气中，包括有二f英。二f英是一种无味无色，并且具备有毒性的气体，其稳定性较强，熔点较高，能够溶于绝大部分的有机溶剂中，因此很容易促使体内二f英的累积，最终致使中毒现象，危害着人类的身体健康状况。
3 对于垃圾焚烧工程中烟囱设计的改进措施
3.1 垃圾焚烧烟囱工艺设计。为了促使我国垃圾焚烧工程中的烟囱设计更加的科学和合理化，就需要对烟囱设计进行较大的改进。首先，需要从垃圾焚烧烟囱的工艺设计出发，以此来确保垃圾焚烧烟囱符合整个工程的要求，减少有害气体危害人类身体健康状况。而烟囱的主要作用就是将垃圾焚烧过程中产生的有害气体等，进行最大限度地排放和稀释，其工艺设计主要包括有：烟囱的高度、烟囱的排气筒管道、烟气温度以及排气管的组合形式等。在对烟囱高度的设计中，最为主要的是要求烟囱高度符合国家对其制度的标准，不能够为了节约投资资本就一味的降低烟囱高度，表1为烟囱设计的最低标准。而对于烟囱的排气筒管道直径设计则需要符合垃圾焚烧工程中尾气的排放量，这样才能够较大程度上进行尾气的扩散和稀释。在已知排放速度的情况下，利用以下公式就那些排气筒管径。
3.2 垃圾焚烧烟囱结构设计。除去对垃圾焚烧烟囱进行工艺设计的改进外，还需要从烟囱的结构设计进行优化措施的采取。我国的垃圾焚烧工程中，一般采用的结构方式为组合式烟囱结构，大致分为：混合式烟囱。而混合式的烟囱结构不一定都适用于垃圾焚烧工程，部分垃圾焚烧厂在使用混合式烟囱中，会由于混合式的结构出现部分构件不受力的情况，而在此状况中，会由于承受风力作用下产生涡流，不利于尾气排放和稀释，并且还会出现烟囱受损的现状，最终致使烟囱使用年限较短。因此在结构设计中，要求符合垃圾焚烧厂的整体发展，采取适用于自身垃圾焚烧设计的结构形式，集中式烟囱、组合式烟囱以及独立式烟囱交替使用。
3.3 垃圾焚烧烟囱防护设计。对于垃圾焚烧工程来说，烟囱的使用年限直接影响着整个垃圾焚烧厂的投入成本，只有在做好垃圾焚烧烟囱防护设计的情况下，才能够促使垃圾焚烧使用的烟囱受到更好的防护，这样才能够促使烟囱的使用年限得以增加。在烟囱防护设计中，需要考虑到诸多的影响因素：自然因素，包括有大自然中的风霜雨雪等自然物质对于烟囱的拍击而造成的外部受损；尾气因素，包括有垃圾焚烧中产生的腐蚀性气体等对烟囱内部的腐蚀和侵害。在烟囱内部较可能的采用钢化玻璃技术，避免腐蚀性气体的侵害，外部则可以采用混凝土设计，增强其稳定性和坚固性。基于此，才能够做好垃圾焚烧烟囱的防护工作。
4 结语
综上所述，垃圾焚烧的过程中，烟囱的设计是至关重要的。只有在做好垃圾焚烧烟囱防护设计的情况下，才能够促使垃圾焚烧使用的烟囱受到更好的防护，这样才能够促使烟囱的使用年限得以增加。同时也能更加环保。
参考文献
（烟台市环境卫生管理处，山东 烟台 264000）
【摘 要】近年来城市生活垃圾正明显的泛滥于全世界，如何采取有效措施来处理这些垃圾变的愈来愈重要，我国的垃圾产量惊人，但垃圾焚烧处于起步阶段，介于其对节约资源，改善环境的重要意义，生活垃圾焚烧是十分必要的。
关键词 垃圾焚烧；残渣；飞灰
1 焚烧概念
焚烧是人们常见的一种对生活垃圾进行处理的方法，焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应，其好处就在于让垃圾的体积得到最快的缩减，以达到无害化处理的目的。垃圾焚烧后，释放出热能，同时产生烟气和固体残渣。烟气要净化，残渣要消化，这是焚烧处理必不可少的工艺过程。
通过焚烧可以使可燃性固体废物氧化分解，达到去除毒性、回收能量及获得副产品的目的。几乎所有的有机性废物都可以用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物，如果有机物是有毒有害物质，一般也最好采用焚烧法处理。焚烧法适用于处理可燃物较多的垃圾。采用焚烧法，必须注意不造成空气的二次污染。
2 焚烧特点
焚烧处理工艺的优点是处理量大，减容性好，无害化彻底，焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化，能将大量有害的废料分解，并转化成无害的物质。其缺点较为明显，如生产成本高，垃圾焚烧灰渣处理难度大。
3 焚烧技术
垃圾焚烧技术：国内外垃圾焚烧技术主要有三大类： 旋转燃烧技术（ 也称回转窑式） 、炉排炉层状燃烧技术和循环流化床燃烧技术。
3.1 旋转燃烧技术
旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑， 其内壁可采用耐火砖砌筑， 也可采用管式水冷壁， 用以保护滚筒。它是通过倾斜筒体连续、缓慢地转动， 利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部， 然后靠垃圾自重落下， 由于垃圾在筒内翻滚并与空气充分接触， 完成着火、燃烧和燃尽三个阶段。回转窑过去主要用于处理有毒有害的医院垃圾和化工废料。
3.2 炉排炉层状燃烧技术
层状燃烧技术发展较为成熟， 这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高、对垃圾热值适应范围广、运行及维护简便等优点， 许多国家采用这种燃烧技术。为使垃圾燃烧过程稳定， 层状燃烧关键是炉排。
垃圾在炉排上通过三个区段： 预热干燥段、燃烧段和燃尽段。
3.3 循环流化床燃烧技术
循环流化床燃烧是20 世纪80 年展起来的一种清洁燃烧技术。对于垃圾采用循环流化床燃烧方式， 我国科研工作者做了大量的工作， 流化床燃烧技术目前已趋于发展成熟。
4 灰渣处理
4.1 残渣处理
炉排中燃尽的炉渣只有原来体积的10%左右，它掉落到除渣机中，通过水的降温，液压式除渣机将冷却后的炉渣沥干后送入皮带输送机，在皮带输送机的转换端头加装多级除铁器，利用磁铁将金属铁分拣出来，为进一步提高分拣效果，工厂中一般在炉渣输送过程中配置振动装置和破碎装置，加大分拣力度。精细分选后的灰渣，通过传送带送入灰渣储坑，运出工厂。由于燃烧后的灰渣属于密实的、不腐败的无菌物质，因此，主要用于铺路或填海的材料，也可将垃圾焚烧炉残渣制成建筑材料。
4.2 飞灰
目前，国内外垃圾焚烧发电厂烟气处理系统普遍使用的工艺流程如下：首先，从余热锅炉出来的烟气流经洗涤塔，将喷进洗涤塔里的石灰浆和氯化氢酸性气体进行充分的接触、反映、去除。其次，垃圾焚烧的烟气飘进袋式除尘器，这些烟尘都被收集下来，从除尘器出来的符合环保标准的烟气经烟囱排入大气。再者，工作人员通过向烟气中加活性炭，重点吸附烟气中的二恶英和气态汞等重金属。国内外开发应用于焚烧飞灰无害化和稳定化处理的方法可以归结为高温处理、湿式化学处理与固定稳定化三种。此外，还有生物浸出提取、高温热分离等方法。
飞灰一般经稳定化处理后，送至填埋场填埋，以后随着科技的进步很有可能广泛用于建筑材料，肥料和土壤改良剂，吸附物等。
5 结束语
随着我国城市的发展，城市垃圾的产生量逐年增加，垃圾焚烧处理也越来越普遍，如何利用好垃圾焚烧技术，处理好焚烧后产生的炉渣和烟气更是迫在眉睫。目前，垃圾焚烧是生活固体废弃物处理的有效措施，掌握垃圾焚烧炉设计和制造技术尤为重要，炉渣和飞灰的有效资源化利用有着很好的现实意义。
参考文献
［1］张益,赵由才.生活垃圾焚烧技术[M].北京:化学工业出版社,2000.
［2］何晶晶,宋立群,等.垃圾焚烧炉渣的性质及利用前景[J].中国环境科学,2003.
［3］倪静,赵由才.城市生活垃圾焚烧飞灰的处理与综合利用[J].环境卫生工程,2006.
8月底，随着自然之友、自然大学等18家民间环保组织向德国复兴信贷银行发出公开信，要求公众参与由其投资的南宫垃圾焚烧发电厂项目，有关垃圾焚烧的争议再次成为公共话题。
垃圾是放错了地方的资源。根据规划，“十二五”期间，中国将建设垃圾发电厂200多个，面对这样一个上千亿元的产业，如今却正在遭遇资源和公众参与的双重困境。垃圾发电将如何突围？
“北京式”分类
垃圾只有进行了分类，才具备了发电的基础，然而，目前的垃圾分类依然流于形式，造成了“上游资源”的严重匮乏。
站在一个小型的垃圾回收站的大门前，一股刺鼻的恶臭扑面而来。一辆环卫垃圾车正在进行垃圾装车作业。接连三辆环卫垃圾车来了又走，都是将所有的垃圾一股脑的全部装车拉走，完全不见有任何分类操作的痕迹。
一位环卫工人告诉《能源》杂志记者，所有的垃圾都是运送到垃圾转运站再进行分类处理。垃圾在垃圾转运站会被分为有机物和无机物，可利用和不可利用。垃圾随后就会被运往填埋场、焚烧厂、堆肥厂等地。
在转运站，垃圾将会经过粗分、筛选、风选、多项处理、再风选、再筛选等工序层层分类。不同类别的垃圾会分离出来，然后被送往不同的处理终端。
在走访多家转运站后，记者发现并不是所有转运站都能全数做到有效的垃圾分类。这意味着依旧会有许多的垃圾会不经分类而被处理。而严格地按照“餐厨垃圾、厨余垃圾、可回收物、其它垃圾”类别，从垃圾投放阶段就开始进行的垃圾分类在北京除了个别试点社区之外，也是再无二家。
记者实地走访了作为处理终端的南宫堆肥厂，尽管进入该厂的垃圾经过转运站筛选，仍是夹杂着大量废塑料、废纸屑、一次性筷子的混合垃圾，甚至可见废电池、废旧药品等应严禁进入堆肥生产线的有害垃圾，厂区周围也是恶臭环绕。
“北京的垃圾分类只是集中在了最终端的分类处理，这无疑大大降低了垃圾分类的效果和效率”，自然大学垃圾学院负责人陈立雯女士不无感慨地向《能源》杂志记者说道。在她看来，垃圾分类是一项系统性的工程，它包括垃圾分类投放，分类收集，分类运输和分类处理。由于北京的垃圾分类不彻底也直接导致了许多不适合焚烧的垃圾进入了焚烧的过程，从而产生大量的有害物质也影响了垃圾焚烧的效率。
最直观的例子就是，投入焚烧炉中的垃圾由于有着大量的厨余垃圾没有分类出来，导致垃圾中的水分含量过高，垃圾极难被点燃。发电厂不得不投入煤或者油来作为引燃物，无端增加了一笔成本支出。
事实上，对于政府决策者而言，垃圾焚烧发电作为一种城市生活垃圾处理方式之一，拥有良好的社会收益，对于投资者而言，其经济收益更是丰厚可观。
4月10日，发改委了《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》，垃圾焚烧发电执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元，且垃圾焚烧发电上网电价高出当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的部分，实行两级分摊。当地省级电网负担每千瓦时0.1元；其余部分纳入全国征收的可再生能源电价附加解决。
0.65元的这一价格高于国内很多地方入户电价，这对于垃圾焚烧发电厂来说意味着巨大的利益空间。扣除消耗，每吨生活垃圾燃烧可以产生的电量是300度到450度之间，北京市目前唯一运行的高安屯垃圾焚烧发电厂年发电量是2.2亿度。那么一年的上网电价就1.4亿元。
除了上网电价的收益之外，垃圾焚烧发电厂还有来自政府补贴的每吨150元垃圾处理费，高安屯目前日消耗垃圾1600吨，计算下来一年也有8760万元的垃圾处理费收益。高安屯的总投资是9亿元人民币，在不计算日常运营成本的情况下，高安屯仅需四年左右的时间就可以收回成本。按照国家规定，垃圾焚烧发电厂的运营期是25年，这无疑是一项蓝筹投资选择。
公众参与缺失
高额的利润足以让投资者趋之若鹜，而解决“垃圾围城”的社会效益又催促着政府为其放行。但是，城市是否拥有完整有效的垃圾回收处理系统？公众是否能够有效参与到垃圾焚烧项目的审批？垃圾焚烧厂的排放是否满足排放标准？
这些都成了悬而未决的遗留问题，如果最终集聚，进而引发成为，最终将会成为未来垃圾焚烧发电项目的“定时炸弹”。2009年的广州番禺生活垃圾焚烧发电厂选址问题，引爆了大规模的抗议浪潮，一度成为社会舆论的焦点。
事实上，垃圾焚烧历来存在争议，但最终化解争议的始终是制度弹性和技术进步，其中增加透明度是消除公众担忧的关键所在。
90年代以来，随着垃圾焚烧的负面效果不断显现。世界范围内掀起了一股反对浪潮，日本的垃圾焚烧厂规模和数量不断缩小，更极端的例子是美国，70年代旧金山曾爆发大规模的反对垃圾焚烧发电厂的抗议活动。尽管这并没有终结美国的垃圾焚烧，但是90年代以后美国几乎没有新建过垃圾焚烧发电厂。
尽管如此，垃圾发电并非落后产能或是被淘汰的技术，在很多国家特别是欧洲国家，垃圾焚烧发电依然是处理生活垃圾的重要手段。
无论是欧洲的大干快上，还是美国的谨小慎微，抑或是日本的“去而复返”，发达国家在处理垃圾焚烧发电厂问题时，总是能够实现透明化的决策和最高程度的公众参与。从制度上限定垃圾焚烧发电的环保标准，让公众切身参与到垃圾焚烧发电项目的筹备和建设中去，这才保证了无论是哪一种垃圾焚烧发电政策，都能够以最小的阻力推行下去。
反观中国，尽管2003年《中华人民共和国环境影响评价法》公布已有近十年，国内垃圾焚烧发电厂也一直按照相关法规都完成了环评，但是实际上无论是环保组织还是公民个人，都没有能够按照国家的法律规定取得环评报告的信息。
“垃圾焚烧电厂预计处理的是哪些种类的垃圾？规模有多大？环评报告的结果是怎样的？这些信息都是应该公开，但从来没公开。”陈立雯说道，“每个垃圾焚烧发电厂项目开工之前，公众只能得到一个该项目已经通过环评的结果，而所有具体的数字都像谜一样困扰着我们。”
此前，陈立雯曾经参与到四川一个垃圾焚烧项目中，和公众沟通路径不畅的问题至今让其印象深刻。政府决策者在没有举行听证或是其他征求公众意见的方式的情况下，将四个垃圾焚烧厂建设在了城市的东南西北四个方向。
关键词：生活垃圾；焚烧处理技术；现状分析；发展情况
中图分类号： R124.3 文献标识码： A
一、生活垃圾的特点
1.1 垃圾产量
我国人口多，因此，在日常生活中产生的生活垃圾量大。现在，我国每天产生的生活垃圾是非常巨大的，这样就导致很多的城市在发展过程中陷入了垃圾包围之中，垃圾的过多出现导致城市土地面积也在不断减少，因此，垃圾处理已经成为了城市发展过程中对城市生活质量影响最大的因素之一。
1.2 生活垃圾的主要成分
生活垃圾在成分上是非常复杂的，其中含有很多的有机物，在长期存放过程中会发生化学反应产生大量的细菌，在有机酸溶解金属的情况下会产生重金属污染物。通常生活垃圾是可以分为可降解的有机物，例如蔬菜、纸张、木制品；固体永久性废弃物，例如砖瓦；工业产品废弃物，例如塑料和橡胶等。
1.3 影响垃圾产生量的主要因素
垃圾产量的不断增多，会导致城市在发展过程中出现产业结构、消费结构以及消费水平和城市市政管理水平出现很大的变化，现在，人们在环保意识方面也发生了很大的变化，因此，在对垃圾进行处理的时候对垃圾回收率以及垃圾产生量进行控制。现在，城市在发展过程中，城市化速度在不断增快，因此，在城市发展过程中垃圾产量也在不断增多，对城市用电也有很大影响。
二、焚烧处理技术的现状分析
焚烧是城市生活垃圾处理的有效途径之一，是指一定量的过剩空气与固体废弃物在焚烧炉内进行氧化反应。将垃圾用焚烧法处理后，剩余残渣量只有原垃圾量的5％～20％，在此过程中还可消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物，比较适合于可燃物含量较高的生活垃圾。由于焚烧并不是资源化利用的方法，因此只有对于那些没有回收利用价值、可以回收热能的废物进行焚烧才科学合理。
固体永久性废物在进行处理的时候，不仅仅能够利用填埋法进行处理，同时也能使用焚烧的方式来进行处理，焚烧处理过程是分为三个阶段的，分别是干燥、燃烧和烧透。在进行焚烧处理的时候，要保证温度不会低于 1100度，在温度低于这个温度的情况下会产生对环境有害的气体，因此，在进行焚烧的过程中要对温度进行很好的控制。在焚烧方式上也要进行必要的研究。因此，在进行垃圾焚烧的时候，要对焚烧的方式进行控制。
我国垃圾焚烧技术研究始于20世纪80年代中后期。深圳市于1985年从日本引进2台日处理能力为150t的垃圾焚烧炉，成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。据建设部资料统计：截至2006年底，全国共有生活垃圾焚烧厂69个，处理能力1138万t。焚烧处理量占垃圾处理总量的比例约为13％，与2005年相比，上升了3％。
随着焚烧市场的扩大化，国产焚烧炉应运而生，一些国产焚烧炉厂家相继诞生，并建设了一些中小规模的垃圾焚烧设施。我国国产焚烧炉的建设情况见表1
表1
一般情况下焚烧1t城市固体废弃物可以产生约400～700kW・h的电力。从烟气中回收热量用于蒸汽发电或者供热。既达到了垃圾减量化、无害化处理，又实现了资源再利用。20世纪50年代，德国和法国率先将垃圾焚烧发电技术应用实际，而我国首次引进垃圾焚烧发电技术的也是深圳市第一座现代化垃圾焚烧厂。由于其投资和运营成本高，而且焚烧过程的气体（如二恶英）和灰烬可能会造成二次污染，近年来，垃圾焚烧法在国内外已开始进入萎缩期。焚烧排放的烟气成分如表2所示。
表2
由表5可以看出，在焚烧中二恶英及呋喃类物质严重超标，垃圾在燃烧过程中产生的二恶英占二恶英产生总量的95％以上，对于二恶英的控制尤为重要。焚烧前要进行垃圾分类处理，将含氯物质分拣出来，减少氯源及金属催化剂进入焚烧炉；在焚烧过程中添加含硫、氮物质抑制二恶英的生成；对于已经生成的，通过添加活性炭或者SCR系统将二恶英消耗掉或者尾气除尘处理。现代的垃圾焚烧炉都配有良好的烟尘净化装置，减轻对大气的污染。
尽管如此，目前仍有超过15个国家和地区，对垃圾焚烧实施了部分禁令。我国垃圾焚烧技术比较落后，其中存在的问题集中在以下方面：①各地垃圾成分复杂，由于厨余垃圾的大量混入导致垃圾热值降低，在燃烧过程中出现燃烧不充分的问题；②由于燃料中含有大量的硫、氟、氯等，在燃烧过程中会产生硫酸、氟化氢、氯化氢等酸性气体，腐蚀焚烧炉。
三、垃圾焚烧处理的优势
3.1占地面积小、生命周期长
填埋和堆肥场地一般需要十几hm2以上，大型的需要几十hm2，占地面积非常大，特别对经济发达土地资源紧张的城市更不适合。另外填埋场地生命周期一般在10-12年之间，周期较短结束后需要重新找地新建。而焚烧场地按处理量同等情况下约为填埋和堆肥场地的2/5，大大节约了土地资源，就是说建一填埋场的面积至少可以建两个以上的垃圾焚烧厂。同时垃圾焚烧厂设计使用寿命一般在30年以上，有的甚至达到50年可以在几十年的期间内处理周边生活垃圾，对城市发展及规划起到很大作用，很灵活。
3.2运行成本低
生活垃圾堆肥处理运行成本估算如表3所示
表3
生活垃圾填埋处理运行成本估算如表4所示
表4
生活垃圾焚烧处理运行成本估算如表5所示。
表5
从以上表格数据对比中不难看出垃圾焚烧处理运行费用比填埋及堆肥费用要低得多。
3.3环境效益分析
我国目前的城市生活垃圾处理做常用的为卫生填埋和堆肥，垃圾焚烧技术的应用只占2%，而采用焚烧工艺处理城市生活垃圾可以从垃圾中回收大量的金属和热能，不仅避免了因垃圾长期堆放而产生臭水臭气的问题，同时通过对焚烧烟气的技术处理能是烟气中污染物含量达到国家规定的标准，排放到大气中后不会对大气产生进一步的危害，是城市生活垃圾的较为理想的处理方式。
3.4经济效益分析
生活垃圾焚烧技术由于其具有诸多优点给我们的生活带来很大的经济效益。 ①无害化程度高，通过焚烧处理生活垃圾能为市民营造一个良好的空气环境，对人体的健康成长有很大的帮助。②资源化效果好，生活垃圾经过焚烧过程获得以高温烟气形式的热能，通过余热锅炉将能量传递给水，使水转变为蒸汽，可用来进行余热发电、供热和电热联产。③适应能力强，焚烧过程对生活垃圾要求低。④减容减量效益明显。
四、垃圾焚烧处理技术的发展、焚烧发电厂的建设将进一步加快
我国先后建设了50多座垃圾焚烧发电厂,焚烧处理所占比例从2%增加到13%。焚烧发电技术逐渐成为主要的垃圾处理手段。焚烧发电BOT模式(建造-运营-移交)从性质上分析,介于公有公营与私有私营模式之间,通常由政府部门把特许权授予某一法人(国内、国外、合资的企业/公司,企业/公司的性质或国有或私有)从事基础设施或系统的融资和建设,并赋予该法人在一定期限内(如10～30a)以商业化方式经营该设施的权利,期满后把该设施移交给政府部门。BOT的特点是:投资法人需要在特许经营权期限内回收投资,还本利息,并取得期望的商业利润;政府需支付一定的垃圾处理补贴费。从目前我国垃圾焚烧厂的建设运营经验来看,政府加强对BOT项目的监管显得尤为重要。在特许经营协议中,应明确焚烧飞灰、渗沥液处理等项目边界条件,以规避政府政治的社会风险。垃圾焚烧发电厂BOT项目建设的基本范围一般是在项目用地的红线范围内,跨越红线的设施一般包括输变电设施、废水处理设施、炉渣处理设施、飞灰处理设施等。
结束语
随着我国经济总量的高速发展，垃圾堆积量也在急剧增长，现已高达60亿吨，已占用可耕地面积高达5亿平方米，仅此一项，直接经济损失就达80亿元人民币。据统计，目前我国大中小城市日产垃圾近1吨，而且，每年还在以2%~5%的速度增长。数量巨大的人口消费和日益扩展的城市规模，已使我国成为世界上垃圾包袱最重的国家之一，各种难以及时处理的工业垃圾、城市生活垃圾和医疗垃圾已对人们的生存环境构成巨大的威胁。勿用置疑，垃圾焚烧处理技术具有广阔的应用前景，会带来具大的社会与经济效益。
参考文献：
关键词：循环流化床；纯烧；城市生活垃圾；工程
中图分类号：TK09 文献标识码：A
城市生活垃圾的妥善处理是当今世界各国的重要环保课题。随着我国经济的发展、城镇人口的增长和居民生活水平的不断提高，城镇生活垃圾产生量迅速增加，生活垃圾的处理已成为影响我国经济发展和环境治理的重要因素，也是我国城镇化进程中必须面对的问题。
垃圾焚烧处理是目前城市生活垃圾进行无害化、减量化和资源化处理最彻底最有效的技术方法。循环流化床垃圾焚烧技术具有燃烧剧烈、分解彻底、对垃圾种类适应性好及燃烧污染物排放低等优势，比较适合我国城市生活垃圾高水分低热值的特性。
1 技术背景
城市生活垃圾焚烧处理技术，国内外广泛应用的技术主要有二种：层状燃烧技术和流化床燃烧技术。
层状燃烧技术主要采用炉排形式实现焚烧，是应用较早、较为成熟的焚烧技术，主要包括固定炉排、链条炉排、往复炉排等。其中往复炉排炉焚烧技术在垃圾分类收集系统完善的欧美等发达国家得到广泛使用。采用层燃技术的炉排焚烧炉适合焚烧低水份高热值的垃圾，具有烟气含尘量低、动力消耗相对少等优点。但炉排炉因层状燃烧的特性所致，床层中下部温度较低整体燃烧速度缓慢，容易产生热解不彻底现象，炉渣中常夹带有未燃烬有机物，不适合燃烧高水份、高灰分、低热值的生活垃圾，更难以实现单独焚烧或掺烧市政污泥。
自上世纪八十年代以来循环流化床燃烧技术迅速发展成熟，由于其具有热强度均匀稳定、燃料适应广泛、环境排放特性优良等优点，在燃煤发电行业中正在全面取代其它燃烧技术。上世纪末国内垃圾焚烧开始起步，垃圾分类收集又尚未实施，中国科学院、浙江大学、清华大学等科研机构根据国内当时的垃圾特性相继开发出循环流化床垃圾焚烧技术，通过掺烧一定量燃煤来保证垃圾安全稳定焚烧。随着经济社会发展，我国对环境保护和节约土地资源逐步重视，本世纪以来国家资源综合利用和环境保护政策逐步完善，各地政府强化了垃圾源头管理，进行垃圾分类收集运输，进焚烧厂的垃圾水分得到了控制热值有较大提高。特别是东部经济发达的城市环卫收集运输的生活垃圾进厂的平均热值从650kcal/kg（2721 kJ/kg）左右提升至750kcal/kg（3140 kJ/kg）以上，为我们进行循环流化床纯烧城市生活垃圾的技术研究提供了基础。
2 建模与分析
2008年，杭州市共处置213.90万吨，日均清运生活垃圾5844.19吨，全年生活垃圾热值在3238.9kJ/kg左右，全年平均含水率57.4%，杭州主城区垃圾热值已达3952kJ/kg。我们就低位热值3238.9kJ/kg的原生生活垃圾，进行建模计算与理论分析。
根据杭州一垃圾焚烧处理厂提供的垃圾燃料数据分析表（见表1），采用伯勒（Bole）锅炉性能设计计算软件V1.03，先进行炉膛完全绝热焚烧时建立计算模型，来获得焚烧的有关理论数据。
计算模型以1t/h垃圾在完全绝热炉膛焚烧为基础，入炉垃圾低位热值3238.9kJ/kg，过剩空气系数取1.5，入炉垃圾及进口空气的温度均取25℃。
样本垃圾绝热燃烧工况模拟的数据见图1，图中三个画面依次为烟气侧（炉膛输出烟气参数）、燃料侧（入炉垃圾元素、热值参数）、空气侧（炉膛输入空气参数）。
从模拟计算中看出，燃烧1t/h的样本城市生活垃圾，助燃空气1439Nm3/h，燃烧产生约2263Nm3/h烟气量，绝热炉膛出口烟温879℃。烟气温度已高于城市生活垃圾安全焚烧的国家规范要求温度850℃，具备设计纯烧方案的基础条件。
假定纯烧此类垃圾，按800t/d规模设计循环流化床焚烧炉方案：炉膛烟气流速控制在4m/s左右，燃烧温度≮900℃，烟气有效停留时间≮4.5s，确定焚烧炉膜式水冷壁炉膛结构主要尺寸。炉膛截面5070mm×4630mm，炉膛有效高度24m，炉膛内侧衬30mm厚硅酸铝耐火纤维板加80mm厚耐火耐磨可塑料，炉膛有效截面约4.8m×4.4m，炉墙面积F=461.2m2，炉膛容积V=440.2m3，炉内有效辐射层厚度为：s=3.6V/F=3.436m=3436mm。硅酸铝耐火纤维板导热系数约为0.156W/（m・k），耐火耐磨可塑料（Al2O3/Fe2O3），导热系数约为3.7W/（m・k），炉膛水冷壁内壁温及炉膛内烟温分别以256℃和900℃计，则1小时内炉膛水冷壁吸收能量约为1384kWh（合4982400kJ）。根据炉膛水冷壁吸收的功率，计算出炉膛水冷壁在通常火焰高度系数0.45时的壁面热有效系数为0.0112。
将数据输入计算模型：样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中常温空气（25℃）助燃工况数据见图2，图中三个画面依次为烟气侧（炉膛输出烟气参数）、燃料侧（入炉垃圾元素、热值参数）、空气侧（炉膛输入空气参数）。
从模拟计算中看出，样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中燃烧，垃圾焚烧量33.34t/h，助燃空气47974Nm3/h，燃烧产生约76218Nm3/h烟气量，绝热炉膛出口烟温843℃，炉膛烟气流速4.1m/s，炉膛烟气停留时间5.09s。烟气流速与停留时间满足设计参数，但关键参数燃烧温度不满足规范要求，须对设计方案进行优化。
经分析，确定不作其它结构参数修改，通过提高助燃空气温度来保证安全燃烧温度。拟将空气温度预热至180℃。将数据输入计算模型：样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中预热空气（180℃）助燃工况数据见图3，图中三个画面依次为烟气侧（炉膛输出烟气参数）、燃料侧（入炉垃圾元素、热值参数）、空气侧（炉膛输入空气参数）。
从模拟计算中看出，样本垃圾在800t/d焚烧炉方案中以180℃预热空气助燃，垃圾焚烧量33.34t/h，助燃空气47974Nm3/h，燃烧产生约76218Nm3/h烟气量，炉膛出口烟温906℃，炉膛烟气流速4.33m/s，炉膛烟气停留时间4.8s。燃烧温度、烟气流速、停留时间均满足规范或设计参数。具备开发纯烧炉型的技术条件。
若热风温度提高至180℃，则炉膛出口烟温可达906℃，见图3所示。入炉焚烧的垃圾进行短暂堆酵以适当降低水分，如果城市生活垃圾经中转站压缩转运，且在入炉焚烧时再进行短暂堆酵，则入炉焚烧处理的垃圾水分可降低5%以上，炉膛出口温度还将提高。当然，如果当地的生活垃圾热值明显较高，采用循环流化床垃圾焚烧炉来焚烧处理垃圾时，则不再建议在垃圾库内堆酵，甚至在进行锅炉热力计算时适当降低锅炉炉膛的绝热程度，否则容易导致炉膛出口烟温超温。在保证垃圾焚烧炉炉膛出口温度的前提下，再对垃圾进行“均质化”破碎处理，使得入炉垃圾燃烧更加连续，并充分发挥循环流化床焚烧特性，则能实现循环流化床纯烧生活垃圾的工程应用。
3 纯烧垃圾的技术工艺
我们通过对天津、山东、浙江、福建等省份的一二线城市生活垃圾取样分析、建模计算提出当入炉垃圾水分不高于50%时，低位热值达到800kcal/kg（3349kJ/kg），水分不高于60%时低位热值达到950kcal/kg（3977kJ/kg），可实现循环流化床纯烧垃圾。
3.1 湍沸复合循环流化床垃圾焚烧技术
湍沸复合循环流化床垃圾焚烧技术是实现纯烧城市生活垃圾的新型流化床技术，其基本原理是入炉高水分垃圾在湍流床内部分水分气化，进入沸腾床时热量负贡献大幅降低，使沸腾床面、密相区、燃烧室中上部的温度能保持稳定均衡，在高温循环灰作用下经高温一二次热风助燃气固可燃成分充分燃烧。
湍沸复合循环流化床垃圾焚烧炉结构示意图见图4，该技术先后获得国家知识产权局的发明专利证书和实用新型专利证书，并在杭州乔司和嘉兴步云垃圾焚烧炉技术改造项目中获得成功。
3.2 绝热炉膛结构
循环流化床垃圾焚烧锅炉的主要目标是焚烧处理垃圾，在保证“3T+E”的燃烧原则中，Time是高温烟气的停留时间，Turbulance是进料垃圾与空气的充分混合，还有的Temperature就是要求保证炉膛的燃烧温度应在850℃以上。
我们认为常规燃煤循环流化床锅炉炉膛沸腾床及密相区为了防止磨损，一般敷设100mm左右的耐火耐磨浇注料，而在密相区上部直到炉膛出口下部约1米处的水冷壁部分，则基本不打浇注料以吸收炉内辐射热，控制炉膛上部温度，循环灰除了达到充分燃烧的目的外起到将密相区的可燃物与燃烧热向炉膛上部输送的作用，使整个炉膛温度稳定均衡。而循环流化床垃圾焚烧炉的循环灰热能输送作用恰恰相反。
通过分析我们提出，针对国内多数城市的生活垃圾设计循环流化床焚烧炉纯烧生活垃圾时炉膛应采用基本绝热炉膛。筑炉工艺大致为在炉膛内侧，在水冷壁管内先衬一30mm厚绝热层，可采用硅酸铝耐火纤维板，再浇注一层厚80mm耐火耐磨浇注料，以维持炉膛合理的燃烧温度确保垃圾在炉内稳定燃烧。要考虑到绝热层长期运行逐渐失效的因素，在热力计算时炉膛壁面热有效系数取较高值0.08。生活垃圾平均低位热值较高的地区，通过可靠的计算可在炉膛上部适当降低绝热程度甚至部分水冷壁完露。
3.3 提高一二次热风温度
从本文前述的垃圾绝热焚烧的锅炉软件模拟与理论分析可知，如其他条件不变，当进炉风温为25℃时其理论燃烧绝热炉膛温度达879℃，当炉膛采用膜式水冷壁并存在一定传热系数的状况下，炉膛温度下降为843℃。此时将入炉热风温度提高至180℃时，炉膛温度上升至906℃。考虑到装备材料造价工程项目设计中推荐入炉热风温度控制在200―250℃。
4 工程应用
杭州锦江绿色能源有限公司（杭州乔司垃圾焚烧电厂）于2008年底启动整体升级技改工程，垃圾焚烧炉采用杭州能达华威公司的湍沸复合流化床垃圾焚烧专利技术，因垃圾平均低位热值接近980kcal/kg（4100kJ/kg），设计前充分计算分析，保留了部分水冷壁，焚烧原生垃圾时无需堆酵、无需掺烧辅助燃料，平均日焚烧处理垃圾达到800吨。2009年10月经浙江省经信委组织专家认证，垃圾焚烧发电机组已达到可再生能源发电标准。
2009年5月，嘉兴市绿色有源有限公司2#垃圾焚烧炉进行技术改造，因当地垃圾热值稍低，设计时炉膛全敷设耐火绝热层，日焚烧处理800吨，运行中不掺烧燃煤。
5 运行管理
循环流化床纯烧城市生活垃圾的技术成功应用于杭州、嘉兴二个垃圾焚烧电厂，并专门针对垃圾给料系统与底渣排出系统进行了技术改进。技改后焚烧电厂注重日常生产管理，保证焚烧炉密封均匀进料，炉膛温度压力稳定，排渣均匀顺畅烧蚀率低于1%。
6 技术展望
针对循环流化床焚烧炉存在电能消耗和飞灰比例偏高的不足尚有进一步研究提高的空间：
①采用机械挤压脱水、堆酵脱水、物理干化等手段减少水分气化与排烟热损失。
②减少沸腾床水气化负荷以缩减布风板面积，减小一次风量与循环倍率，降低电耗。
③通过自动分选、机械破碎等方式减小物料几何尺寸，使入炉物料均质化以减小流化风量、小孔风速与空板阻力，减小一次风量、风压，降低电耗。
④采用高温二次分离减小飞灰比例，减少危险废弃物产生量。
结语
循环流化床作为一种新兴的洁净燃烧技术通过短短的十几年发展，已实现纯烧原生生活垃圾，这是行业政策与市场引导的结果，也是负责任的科技工作者与企业经营者努力的结果。城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理的全面实现，需要政府、企业、大众的参与支持，自源头至末端共同控制，才能使我们有一个可持续发展的环境。
参考文献
[1]陈旭东，湍沸复合循环流化床垃圾焚烧炉[P].中国专利：ZL 2009 1 0097419.2.
关键词：垃圾焚烧;环保;运行技术;危害
收稿日期：20120406
作者简介：运嘉宁（1986—），男,天津人,助理工程师,主要从事垃圾焚烧电厂运行工作。中图分类号：TK229.91文献标识码：A文章编号：16749944(2012)05028503
1引言
随着我国社会经济的进一步发展,垃圾处理的问题也日益突出。据《人民日报》报道,我国600多座主要城市每年产生垃圾1.6亿t,人均垃圾年产量440kg,且以每年超过10%的速度增长,其中能够进行无害化处理的占66%,近1/3的垃圾只能进行简单填埋。这些城市已堆放或填埋各类垃圾80亿t,垃圾堆存累计侵占土地5亿m2,有2/3的城市被垃圾群包围。治理城市垃圾不仅是我国也是世界各国面临的重大环境问题。
采取垃圾焚烧方法可使生活垃圾减容85%以上,而且燃烧后的炉渣也是可再次利用的资源,因此垃圾焚烧处理能最大限度地延长现有垃圾填埋场的使用寿命。同时,由于人们生活水平的不断提高,生活垃圾中的可燃物、易燃物的含量大幅增长,提高了生活垃圾的热值,为发展生活垃圾焚烧技术提供了先决条件。而且,通过垃圾焚烧处理,也节约了其他不可再生能源［1］,为国家和社会的可持续发展做出了巨大的贡献。
二噁英类化合物的生成温度为180~400℃,分解温度在750℃,一般在800℃以上即可大量分解［2］。现代的垃圾焚烧炉一般都可以保证烟气温度在850℃持续2s以上,这样的高温环境足以让大多数二噁英分解,同时烟气净化系统进一步处理,理论上能够满足国家要求的合格排放标准。
我国东部地区垃圾的平均热值大约在4 200~5 000kJ/kg左右,进入焚烧炉时的垃圾热值还有不同程度的提高［3］。较高的热值为锅炉炉温和蒸发量的稳定打下了坚实的基础。目前,垃圾焚烧成本较高,但是在政府财政补贴的帮助下,垃圾焚烧处理还是有一定的利润空间的。而且在2011年3月23日,总理主持召开的国务院常务会议上,要求推广废旧商品回收利用、焚烧发电、生物处理等生活垃圾资源化利用方式［4］。所以有充足的理由认为,垃圾焚烧行业会取得进一步的发展。
2垃圾焚烧锅炉运行技术
综合国内多家垃圾电厂运行情况以及国外垃圾电厂的统计数据分析,炉排式锅炉所出现的运行问题集中体现在3个方面:第一是非计划停炉次数较多;第二是连续运行周期短;第三是炉温不稳定,波动较大。
2.1垃圾吊岗位原因
在垃圾焚烧发电厂,为了提高垃圾池的使用率,也为了更好地发酵垃圾,满足锅炉燃烧所需要的垃圾入炉量,必然要求垃圾吊车运行人员具备较高的工作强度，同时垃圾吊车磨损速度比较快。一般而言,垃圾吊主要负责以下几方面:将入厂垃圾抓放至发酵区合理堆放发酵并清理出不同发酵区之间的排水沟;翻松并混合不同发酵程度的垃圾,将之合理投入锅炉;清理转移垃圾池底部过于潮湿的垃圾至新垃圾发酵区［5］。
垃圾吊工作人员在高强度的工作条件下,极容易疲劳,如果垃圾吊设备质量和安装质量较差,再加上由于垃圾池内恶臭极重,检修和运行人员很少进去巡检,容易发生一些故障。比较典型的状况包括:垃圾吊电缆挂断破损、钢丝绳挂断破损、抓斗损坏、油缸漏油、行车轨道损坏、垃圾吊限位器故障、垃圾吊变频器故障等状况。这些状况都将导致垃圾吊不能运行,锅炉无法投入垃圾,即使勉强能投,也不能保证所投垃圾是合理的垃圾。这直接导致了锅炉运行的不稳定,甚至不得不压火停炉。
2.2推料器故障
垃圾焚烧炉一般包括进料斗、落料槽、推料器、炉排、炉排下灰斗和风室。而推料器作为锅炉运行承前启后的一环,作用显得尤为重要。在运行期间一旦发生故障则很难处理。因此,大多数垃圾焚烧发电(供热)厂家都会在启炉前对推料器做详细检查并做活动实验。但是,所做的活动实验是没有垃圾负荷,没有高温膨胀的。
其典型故障主要包括活动部件卡死、滚动部件或轴承损坏、推料器不同步、限位器故障。造成这些故障的原因有推料器严重超负荷运行、检修不到位、设备有质量缺陷、垃圾夹杂有过大过硬过重块状物、限位器脱落。
通过查阅历史运行日志,笔者发现很多台垃圾焚烧炉曾在启炉过程中因为推料器故障而不得不终止启炉。在正常运行时,也会因为推料器不动或行程故障导致无法及时向炉排提供垃圾,造成锅炉运行的起伏波动过大甚至不得不停炉。
2.3炉排故障
目前国内应用较多的炉排式焚烧炉有逆推式炉排焚烧炉、顺推式炉排焚烧炉、水平双向推动式炉排焚烧炉、滚筒式机械炉排焚烧炉、组合式炉排焚烧炉、两段式炉排焚烧炉、三驱动逆推式炉排焚烧炉,等等。因篇幅有限,笔者只就SLC-400-4.0/400两段式炉排焚烧炉进行分析,该型锅炉包括逆推炉排14级、顺推炉排6级,炉排片的材料为耐热铸钢,炉排传动采用的是液压驱动，其单列炉排结构见图1。
图1单列炉排实例
如图1所示,该型炉排结构是目前我国炉排炉应用最为广泛的炉排类型之一,其故障情况具有很强的代表性。
炉排发生的典型故障包括炉排行程故障、炉排动作卡涩、炉排风孔结焦堵塞、炉排片翘起并偏移、推力机械系统故障。故障原因为运行调整理念和方式错误、严重过负荷、检修水平不足、设备老化以及质量问题。
炉排作为垃圾焚烧炉最为昂贵的部件之一,它的磨损和故障率在生产成本中占有重大比重,甚至有可能因此而大量占用生产管理部的检修资金。而且,运行中的炉排一旦发生机械故障,即使是靠近入孔门的顺推炉排故障,也将带来极大的额外工作量,甚至不得不因为无法继续运行导致停炉。由于炉排的贵重程度,部分企业在停炉检查的时候对炉排非常认真地检查,但对风室内的炉排工字梁等活动部件以及风孔的畅通检查程度有所不足。
需要强调的是,目前炉排的故障多数都是由于停炉期间检修水平不足,锅炉运行人员调整不合理、运行理念错误导致的。以炉排风孔结焦堵塞故障为例,检修人员在停炉期间务必要认真清理,保证畅通。同时运行人员要保证运行期间一次风压合理,炉排温度正常。图2为炉排风孔堵塞后高温腐蚀的情况。
图2炉排高温腐蚀实例
2.4受热面积灰严重
受热面积灰是制约锅炉运行周期最严重的问题之一,通常情况下垃圾焚烧炉运行半个月左右的时候,在尾部烟道受热面即可观察到显著的积灰现象。其显著特征是蒸发器前烟气温度显著升高,在省煤器后的排烟温度基本不变的情况下,锅炉负荷严重降低。
积灰的形成和性质:正常的高温烧结灰,属于粘结性积灰。在锅炉运行时,炉排上的垃圾被下部风室的一次风通过风孔和炉排间隙向上吹,大量的挥发分和细小颗粒被带到了高温烟气中,为了保证烟气中的挥发分能够完全烧掉并增强烟气扰动,也为了保证烟气在800℃持续2s以上,投用的二次风使挥发分在第一燃烧室中上部再次燃烧,使烟气温度在受热面前温度一直比较高。所以说积灰主要是在各种管道迎风面形成,并沿着气流方向大量生长。由此可见,积灰的程度主要受两点影响:一是一次风量,决定了烟气流速、挥发分以及细小颗粒量;二是烟气温度,决定了烟气中的灰分是否会达到熔点温度,在受热面上烧结,图3为凝渣管的积灰图片。
图3凝渣管积灰实例
积灰一般呈土黄色,表层相对疏松,有很多的间隙,底层比较坚硬密实,具有很高的烧结强度。积灰整体呈梳状,硬而脆,一旦形成后一般吹灰器很难清除［6］。这种积灰会引起管束阻力不断地迅速增长,从烟道蒸发器前后的负压压差的数值能够很明显地看出，甚至会发现烟道几乎完全堵塞,最终被迫停炉。
2.5燃烧理念的影响
垃圾作为一种相对低热值的燃料,其运行理念主要体现在对不同类型的垃圾采用不同的调整方式。垃圾焚烧炉所烧的生活垃圾主要以热值来区分,细化起来有4大类,分别是春、夏、秋、冬4类垃圾。在每一类里又有5种不同的细化方式,分别是发酵时间、堆放层面、含水量、含灰量，以及垃圾的可燃成分的比例。其中又有极端天气造成入厂垃圾热值波动较大。所以统计起来,锅炉运行值班员要对至少20种垃圾采取不同的运行调整方式。
例如在冬季烧垃圾时,典型特征是含灰量大、发酵环境温度低、含水量较少。如果发酵时间不足,垃圾挥发分较少。部分锅炉运行值班员为了达到入炉能量的稳定,会增加炉排燃烧垃圾的厚度,而为了保证一次风能穿透垃圾,又需要加大一次风量。但是由于垃圾含灰量大,所需要的一次风量非常大。这样的结果主要有3点危害:一是一次风量变化特别大,需要不断地调整风室的风门和炉排速度,不利于锅炉值班员的调整,因为炉排炉反应的滞后性,任何调整都会在一段时间后表现得很明显,炉温和负荷非常难以有效掌握。二是较高的一次风,会造成烟气中的颗粒物非常多,造成受热面积灰加快,同时增加烟气净化系统负荷,降低锅炉运行周期,提高烟气净化物料消耗。三是增加推料器和炉排的负荷,笔者曾见过推料器连接件10mm厚的槽钢在运行期间被硬生生撕裂,因此推料器和炉排过负荷后果十分严重。
垃圾焚烧的调整理念以稳定运行为主,从源头把握好垃圾的质量,及时清理垃圾池导排沟、保证发酵时间(一般而言发酵时间夏季不少于3d,冬季不少于7d),在锅炉燃烧调整上以满足环保指标为前提,加强去现场看火,及时调整炉排速度和一次风量,一切调整以勤调整、微调整为主,合理布料,根据料层的穿孔程度进行一次合理风量配比。
燃烧理念的科学正确与否对垃圾焚烧日常运行的稳定和效率非常重要，直接表现在炉温和负荷的起伏波动,一旦调整得不及时,甚至需要投用喷油燃烧器才能调整过来。另外,燃烧理念对环保指标的影响可以说是决定性的,二噁英的分解大部分还是靠高温烟气来进行,环保是垃圾焚烧发电厂生存的根本，因此进一步推广科学燃烧理念至关重要。
2.6其他相关辅助设备故障
影响垃圾焚烧炉的长期运行的重要辅助设备主要包括一次风机、二次风机、引风机、冷渣机、冷渣机出渣的振动输送机、烟气处理系统。这些设备没有备用设备,其故障率对锅炉正常稳定的运行是致命性的。运行值班员和检修人员要对这些重要设备勤于巡检、认真巡检,严密注意油位、电机和轴承等温度。
2012年5月绿色科技第5期3结语
我国的垃圾大多数都没有经过分类,由于成分复杂,导致处理成本一直居高不下。目前国外发达国家已经在努力推广燃烧分类垃圾。分类过的垃圾在处理上能有更好的针对性。目前我国已经在部分城市开始试点垃圾分类处理,相信在不久的将来,我国的分类垃圾焚烧行业会普及到各大城市,为社会和自然的和谐相处做出巨大贡献。
参考文献：
［1］ 李建政.环境毒理学［M］.北京:化学工业出版社,2010.
［2］ 张益,赵由才.生活垃圾焚烧技术［M］.北京:化学工业出版社,2000.
［3］ 白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术［M］.北京:中国建筑工业出版社,2009.
［4］ 付龙,袁悦.主持召开国务院常务会议［N］.人民日报,2011-03-24.
关键词：垃圾焚烧发电厂；燃烧控制；方案
Abstract: with the quickening of the process of urbanization in our country, makes the city solid waste waste is more and more, and the production of rubbish in time continuously shortening, this is for the rubbish in the rapid processing, brought the very big trouble. To this, at present our country main use is the burning of the methods to deal with garbage. Because it has the huge when burnt, energy, and energy which can be used to power generation, which we have topic was analysed the burning garbage incineration power control plan, this article mainly from the three aspects of refuse incineration power plant of the combustion control scheme to a certain extent of the research and analysis, these three aspects respectively for the background and method, waste incineration process, waste incineration strategy to elaborate, now will research reports as follows.
Keywords: garbage burned power plant; Burning control; scheme
中图分类号：TM6文献标识码：A 文章编号：
最近几年，垃圾已成为城市最为头疼的一件事，对此，对于垃圾的无害化处理已经成为人们普遍关注的一个话题。目前，主要是通过对垃圾焚烧来将城市垃圾处理掉，而且焚烧垃圾时所产生的能量已经普遍运用到发电技术当中。不过由于垃圾在焚烧的时候，会产生有害物质，对此对其造成的环境影响也受到人们的普遍关注。
1研究背景和方法
1.1研究背景 本文的研究对象为我厂一期工程，设置3条500t/d的垃圾焚烧炉处理线，日处理城市生活垃圾1500t。垃圾焚烧系统配置3台垃圾焚烧炉，为西格斯多级空冷燃烧炉排，整个系统包括给料炉排、焚烧炉排（炉排包括五个组件，每个标准组件包括：2行翻动炉排片，2行滑动炉排片，2行固定炉排片，尾端组件包括：1 行翻动炉排片，3行滑动炉排片，2行固定炉排片）、液压装置、辅助和启动燃烧器、仪表和燃烧控制柜辅助系统等。余热锅炉由Seghers-Keppel公司设计，型号为UG-500-42.8/4.0/405-W，额定蒸发量42.8t/h，额定主汽温度405℃,额定主汽压力4.0MPa，位于焚烧炉的上部。同时设置二台型号为C12-3.8/1.4型中温、中压、单缸、冲动、调整抽汽冷凝式汽轮机组。我厂目前已经成为我国规模最大化的垃圾焚烧发电厂之一。我厂的控制范围主要有以下几个：焚烧炉，余热锅炉，汽轮机，除氧给水，减温减压，油系统，循环水系统。而这些系统又可以做的以下几个功能：数据的采集，模拟量的控制，顺序的控制，锅炉的安全联锁保护，汽机减温减压的控制，以及事故追忆等一系列功能。
1.2研究方法
1.3.1数据分析法：通过对我厂生产指标及生产数据的对比分析，通过对西格斯厂家技术文献的研究，以此获得客观而真实的数据，进而为我厂垃圾燃烧控制方案的分析工作提供很好的实际支持。
1.3.2参观访谈法：通过对西格斯在国内的同型号焚烧炉的垃圾焚烧电厂的参观访问和请教，我们与其内部高级管理人员进行一对一的实际交流，借由其专业的知识与丰富的经验，进一步完善此论文浅析垃圾焚烧发电厂的燃烧控制方案。
2垃圾焚烧炉的燃烧控制
2.1 垃圾焚烧的过程。
过程如下：1 将垃圾车拉来的垃圾倒入到已经有了特殊处理的垃圾坑中，在垃圾坑内经过充分发酵，脱水等环节。然后用垃圾吊将垃圾抓入焚烧炉给料斗中。2 垃圾由料斗经由溜槽滑到给料炉排上，直至料斗被填满为止。3给料炉排将平台上面的垃圾推到焚烧炉排上，垃圾在焚烧炉排上吸收炉膛内燃烧器的热辐射，将使垃圾中的水分进一步的蒸发，炉膛的温度也会进一步的升高。4 当炉膛内温度上升至450℃时， 炉膛内的垃圾开始慢慢燃烧，燃烧器也要慢慢退出。5 炉膛内的温度会一直上升，当炉膛的温度达到850℃及以上时，此时炉膛内燃烧旺盛，燃烧达最佳状态。6 当燃烧不好或垃圾热值不高时，炉膛温度会低于850℃，此时燃烧器会自动启动，维持炉膛温度在850℃以上2秒，保证二噁英的充分分解。
2.2燃烧过程是多输入，多输出的非线性系统。
所谓的燃烧过程是多输入，多输出的非线性系统，其实就是指，在垃圾焚烧的过程中，焚烧炉的安全性和焚烧温度，搅拌的混合程度，气体的停留时间，以及剩余氧量有着直接而紧密的关系。这4个因素相互之间相互影响，相互牵扯。如：垃圾焚烧的效率将会在一定程度上由焚烧的温度决定；垃圾的进料时间，以及帮助燃烧的空气供应量的速度将会在一定程度上决定剩余氧量；当焚烧物在焚烧炉的时间比较长的时候，此时需要略低于正常温度的燃烧温度，当焚烧物在焚烧炉的时间比较短的时候，此时需要略高于正常温度的燃烧温度。
2.3垃圾的焚烧策略。
2.3.1 自动燃烧的控制。
自动燃烧控制模式一般由剩余氧量控制。剩余氧量有四个控制点H、L、LL和LLL。当氧量达到L设置的数值时，停止焚烧炉排；当氧量达到LL设置的数值时，停止给料炉排；当氧量达到LLL设置的数值时，停止燃烧器运行；当氧量达到H设置的数值时，同时启动焚烧炉排和给料炉排。
