城市生活垃圾特性及其对焚烧处理质量的影响

王炜岚

（上海浦城热电能源有限公司御桥生活垃圾焚烧发电厂，上海 201204）

城市生活垃圾特性及其对焚烧处理质量的影响

王炜岚

（上海浦城热电能源有限公司御桥生活垃圾焚烧发电厂，上海 201204）

分析了城市生活垃圾的热值、水分、种类分布、灰分等各种特性对垃圾焚烧发电热效率的影响及其解决方法。

城市生活垃圾；垃圾热值；焚烧处理

1 城市生活垃圾特性分析及其对焚烧处理的影响

1.1 垃圾热值低

1.1.1 垃圾全年平均热值低

垃圾全年平均热值低是指低于设计垃圾热值。设计时取样垃圾热值为5 000～7 500 kJ/kg，而根据实际运行数据得出，全年的平均热值只是维持在3 700～4 600 kJ/kg的水平，远远达不到设计热值。造成此差距的原因是由于垃圾采样时受季节、气候、采样区域等条件限制，故得出一个较高热值，并据此主要决定了焚烧系统的设备设计规范，进而直接影响到投产后的运行调节。

1.1.2 热值分布不均

1）受气候影响。夏天，垃圾存储24 h以上，垃圾表面水分容易淅出并由渗沥液排水系统排出。环境温度高（30℃以上）垃圾自行发酵，且产生一定的沼气助燃，此时垃圾热值高、易燃，且燃烬率高，渣细，烟气指标好，减轻了烟气处理的负荷，经济性也高。冬天，水分处于冰、霜状，垃圾中的水分不易淅出，也不易被渗沥液系统排出。气温低不利于垃圾的发酵，垃圾在进入炉膛后，原本应该烘干段的却成了解冻段，不易点燃造成炉温低，炉蓄热量低，新进入的垃圾更不易烘干点燃。如此恶性循环，易造成烟气中二恶英的生成。如仅靠点油枪喷油助燃，虽能救一时之急，但会增加烟气中硫的成分，增加烟气处理的负担。另外，江南地区特殊的梅雨季节，一定时期内降雨量大也是造成垃圾含水率高、热值低的主要原因之一。

2）受地理环境影响。城市居民平均生活水平的高低直接决定了垃圾热值的高低。如东部沿海发达城市的生活垃圾热值比中西部欠发达地区的生活垃圾热值高。而城乡结合部的生活垃圾中因混合了部分农作物垃圾（如麦杆、麦秸）其热值又较市区单一的生活垃圾热值高。而宾馆、航空垃圾、医疗卫生垃圾（棉布、纱布类多）热值又明显高于居民生活垃圾，但这些所占垃圾量的比例很小，对提高生活垃圾整体热值并不十分明显。

1.2 垃圾含水率高

城市生活垃圾以蔬菜、果皮类为主，故垃圾含水率远大于设计值。且渗沥液中的漂浮物常堵塞出水管道，加剧了这一现象。含水率越高的垃圾越容易引起垃圾进料口的搭桥，或者是滑料而引起炉膛进料不均匀。而水分的多少直接影响炉膛温度，进而影响烟气排放质量。

1.3 垃圾种类分布不均

由于经常有一些建筑垃圾倾入，如水泥块、柏油筒等不能被燃烧，且体大坚硬，经常造成炉排卡涩、变形，出渣机堵塞等故障，直接影响设备安全。

生活垃圾组分变化很大，夏天瓜果蔬菜类多（水分多、不易燃烧），临近年底，随着市民弃旧纳新，破衣服、棉被、鞭炮屑等相应多一些（热值高、易燃烧）。又如园林植物类、塑料饭盒类、玻璃制品、橡胶制品等，由于树叶枝干等木材类热值高，但不易燃烬，故对燃烧时间要求高；塑料类易点燃，但一烧即化，易造成后续进料跟不上，垃圾断层；玻璃、橡胶类，燃烧后会产生熔融状物体，易粘连炉排，堵住风口。

1.4 垃圾灰分多

与燃煤相比，垃圾中的灰分偏多，直接造成了烟道和热交换器管道间的积灰严重，降低了热交换效果。在运行中也经常会塌灰，造成炉膛负压瞬间波动，甚至影响安全运行。同时，烟气中的飞灰含量大，积聚在尾部烟气处理系统中布袋除尘器的布袋上，造成布袋两边压差大，增加了引风机的负荷，不利于炉膛负压运行。垃圾的积灰因其腐蚀性比煤灰严重得多，故造成大量测温元件、传感器、取样管等腐蚀、变形以及传送数据偏差大，增加了实际运行工况的分析、判断难度。

2 改善和提高热效率的方法

2.1 从政策、环境源头上给予一定保障

对于诸如建筑垃圾混入生活垃圾的现象，可通过依靠各级政府职能部门协商并加强政府职能部门监督、管理的力度，从源头着手控制管理，在生活垃圾进入垃圾仓前就进行分类，在垃圾进仓以后，在垃圾仓进行垃圾搅拌时若发现有大块建筑垃圾及时清除，避免其进入炉膛而影响到燃烧运行。

2.2 在系统设备硬件上给予改善

1）为了有效降低垃圾中的水分，应尽可能地使垃圾中的水分淅出，这就需要足够的储存空间和时间，同时应对渗沥液系统进行改造，增加渗沥液系统排水能力，并使垃圾存储阶段水分大大降低。

2）为了有效缓解垃圾热值不均匀的问题，应在垃圾仓内对各种垃圾进行充分搅拌，使其热值均匀有利于燃烧，同样需要有足够的垃圾仓空间。但垃圾仓空间的大小、深度又受到如厂房建设规划用地面积、厂内道路建设设计配套、垃圾吊电线电缆等很多因素的限制。

3）为了适应水分多、热值低、燃烬率低的垃圾燃烧，只有通过尽可能地延长燃烧时间使垃圾充分燃烧，可在设计时适当加长炉排尺寸、放低炉排角度以换取燃烧时间，但设备尺寸的改变同样受到锅炉整体结构尺寸、烟道体积、热容积等很多因素的制约。

4）对于改善积灰严重的问题，通过对吹灰系统设备的改造（吹灰角度、吹灰时间的改变）可以大大提高吹灰效果，减轻积灰程度，提高热交换效果。同时增加对布袋除尘器的气压冲刷、提高冲刷气压、及时清除，尽可能地减少布袋上的积灰，以利于炉膛负压运行。

2.3 通过运行调节方式等给予提高

2.3.1 增加预热风量

增加进入炉膛的热一次风量，以提供更多的热一次风来烘干预热垃圾。但是，随着送风量的增加也必然会增加锅炉引风机的负荷，使设备长期在高负荷下运行，影响设备使用寿命和系统运行稳定。同时对炉膛内保持微负压运行状态的燃烧环境也会造成扰动影响。

2.3.2 堆厚垃圾料层

为了进一步烘干垃圾，往往将炉排上的垃圾料层堆得比设计厚（设计值为0.5～0.8 m），再配合调节合适的炉排运行速度。

1） 炉排运行速度慢。垃圾烘干透，燃烬率高，但负荷波动大，负荷曲线往往表现为在低位平稳较长时间（烘干段），然后快速上升（燃烧段），随后又较快回落（燃烬段），如此周而复始。但这样的燃烧方式不稳定，工况扰动比较大，会影响过热器、炉管、炉墙壁等设备寿命。

2）炉排运行速度快。可在较高负荷段平稳运行，波动小，其缺点是因炉排运行速度快，造成垃圾料层只烧透表面垃圾，垃圾燃烬率低、锅炉热效率低，还易造成炉出渣机堵塞，而引起被迫降低锅炉负荷甚至停炉抢修。故炉排运行速度的调节需要长时间的运行积累，方能摸索出一个最佳经验数值以应对各种状态的垃圾。

但垃圾料层堆较厚（0.8～1.2 m） 虽能有效提高负荷、提高热效率，但也造成了炉排负载过重，炉排轴承磨损、变形、液压动力机构损坏，缩短了设备使用寿命。更严重的是增加了垃圾烘干的时间，必然会使火焰中心下移。炉排两侧墙上都有炉墙冷却风口，有效保护炉侧墙保温材料，但随着火焰中心下移，炉排尾部温度高，炉墙后拱未设计安装冷却风口，故容易造成炉墙后拱处保温材料损坏、开裂、脱落，严重影响锅炉安全运行。

2.3.3 其他运行经验

在实际的运行调节中，还有其他一些小诀窍，如快速铺料法、扑火法、闷锅法、风箱法等，但需结合实际运行工况、垃圾状态、系统设备等情况综合而定。

3 结束语

生活垃圾的特性会随着社会的发展、城市结构的变化、人民生活水平和习惯的改变而改变，环境排放指标的要求也会越来越高。在垃圾焚烧处理领域，要从提高垃圾燃烬率、提高热效率等方面着手，我们的政策就会越来越有利于行业的发展、设备会越来越先进、技术会不断地进步、从业人员的技能水平会不断地提高，环境质量也会得到不断改善。

Characteristics of Municipal Domestic Waste and Its Influence over Incineration Effect

Wang Weilan
（Yuqiao Domestic Waste Incineration Plant,Shanghai Pucheng Thermal Power Co.,Ltd,Shanghai 201204）

The influence of characteristics of municipal domestic waste over thermal efficiency of waste incinerationpower generation was analyzed,such as waste heat value,water content,species distribution,and ash content.And its solution was put forward.

municipal domestic waste；waste heat value；incineration treatment

X705

B

1005－8206（2012） 01－0050－03

2011-09-01

王炜岚（1975—），工程师，主要从事热能动力技术管理工作。

（责任编辑：张艺）