关于城市垃圾焚烧发电与环保节能问题的探讨

李晶/牡丹江市郭家沟生活垃圾处理场

关于城市垃圾焚烧发电与环保节能问题的探讨

李晶/牡丹江市郭家沟生活垃圾处理场

我国环境污染日益严重，已成为影响经济社会发展的重要因素。泛滥成灾的生活垃圾，迫使人们积极采取措施，科学合理的加以处理和利用。焚烧垃圾可以使垃圾的容积减少90%，重量减轻75%以上，而且不会形成二次污染，焚烧垃圾发电是使之资源化、无害化、减量化的有效方法。资源化：垃圾焚烧后，热量用于发电，做到废物综合利用。据有关统计资料显示，我国目前城市垃圾若按平均低位热值2900kj/kg估算，相当于1400万吨标煤。如其中的1/4用于焚烧发电，年发电量可达60亿千瓦时，相当于安装了1200MW火电机组的发电量。无害化：垃圾在高温下焚烧，可进行无菌和分解有害物质，且尾气经净化处理达标后排放，较彻底地无害化。减量化：垃圾焚烧后的残渣，只有原来容积的10%-20%，从而延长了填埋场的使用寿命，缓解了土地资源紧张。

因此，兴建垃圾焚烧发电厂有利于城市的环境保护，尤其是对土地资源和水资源的保护，同时资源可以综合利用，实现可持续发展。

一、垃圾焚烧发电技术分析

垃圾焚烧发电是把各种垃圾收集后进行分理，对燃烧值较高的进行高温焚烧（也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机物），在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热能转化为高温蒸汽，推动涡轮机转动，使发电机产生电能。1吨垃圾可发电300千瓦时，厦门垃圾焚烧发电厂每天燃烧400吨垃圾，日发电量可达12万千瓦时；让400吨垃圾经过焚烧发电后变成80吨左右可作为制造道路用地砖的渣滓，不可回收成分减少到1%-3%；真正做到了在垃圾焚烧发电过程中的渣、气、水均不再产生二次污染。

二、垃圾焚烧发电供热原理

城市需要处理的垃圾由运输车运至发电厂，经地磅称重后，开到卸料平台，卸入垃圾池。垃圾池容积较大，可堆放3天以上的焚烧量，垃圾在池内发酵脱水后，由垃圾吊抓斗机将垃圾抓入给料斗，经推料器推入焚烧炉排，在焚烧炉本体内燃烧。在开始点炉时，需助燃装置喷油助燃，一旦起动完毕，送风机经过蒸汽式空气预热器送入炉排下部成为热风，即可使垃圾充分燃烧，助燃装置随即停用。送风机的入口与垃圾池连通，这样可将垃圾池的异味送入燃烧温度约800-900℃的焚烧炉内进行热分解，变为无臭气体。燃烧完的灰渣落入出渣装置，由输渣机送入渣池。在输渣机上部配有调湿机，使分离出来的灰渣在厂内自动加入适量的水分，使之成为湿灰渣运出，不致向四周飞扬。燃烧的火焰及高温烟气，经过单炉膛双汽包

自然循环锅炉，从而产生过热蒸汽，并为汽轮发电机组提供汽源。烟气经过锅炉后再通过脱硝装置、脱硫装置、机械式集尘器及布袋除尘器后，由引风机将烟气引入烟囱排向大气。此时排入大气的含尘量可控制在0.1g/Nm3以下。工厂的排水在进入市政排水管网之前，还应设置排水处理装置进行预处理。运载垃圾的汽车一般还需有自动洗车装置，冲洗干净之后再出厂。锅炉、汽轮发电机组正常运行时，由中央控制室进行集中控制与监视。汽轮机排出的蒸汽进入冷凝器，通过凝结水泵进入除氧器，再通过给水泵进入锅炉。冷凝器还需要大量冷却水通过循环水泵送入，这样汽轮机的排汽通过冷凝器就凝结成水，同时形成真空，其它常规系统同热电厂。

三、垃圾焚烧发电的经济性分析

同常规燃煤发电相比，垃圾焚烧发电厂的装机容量都较小，而且由于腐蚀问题，目前垃圾焚烧发电的效率一般不超过15%，远低于燃煤发电的水平。如果垃圾热值为5000kj/kg，按15%的发电效率计算，那么100吨/日垃圾处理量配套的装机容量不超过1000kw，1000吨/日处理量的垃圾发电厂实际发电功率不超过9000kw，与燃煤电厂相比这个规模实在是太小

了，势必会导致运行成本的大幅度提高。由于电价无法同火电竞争，如果不依靠政府的财政补贴，垃圾电厂将不能维持运行，当然也就谈不上产生多少经济效益了。简单计算可知，采用焚烧发电方式处理垃圾，其成本在100元/吨以上。利用生活垃圾直接燃烧发电供热，技术成熟，工艺流程简单、合理，特别是选择150t/d焚烧炉及以下设备，从投资情况看更具有承受性。垃圾通过焚烧处理以后，容积减少90%，重量减轻75%以上，达到减容减量目的，同时少占用土地，且解决了地下水源、空气污染等问题，有效地改善了环境。经科学家计算，垃圾中的二次能源物质---有机可燃物所含热量多、热值高，每燃烧2吨垃圾可获得相当于燃烧1吨煤的热量，而且垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性，无气味，不会引发二次污染，明显减容减量。如果措施得当，利用1吨垃圾，可获得约300-400千瓦时的电能。我国年产垃圾近1.4亿吨，如将其1/3有效地用于发电，相当于每年节省煤炭2100万吨。

四、我国垃圾焚烧发电应用前景

中国是当今世界第二大能源消费国，到2025年，中国预计将成为世界上最大的能源消费和温室气体排放国家。中国的常规能源（煤炭、石油、天然气）存在枯竭的危机，而且由此而来的环境污染问题也急需得到控制。垃圾焚烧发电厂采用国际先进技术，将垃圾在高温下焚烧和熔融，可燃气体和余热被有效地利用来发电。而且，纸张、塑料和其他有机废物经焚烧后会被完全去除，对金属和玻璃的回收也比较容易。总之，垃圾焚烧发电既较好地解决了环境污染问题，又补充了电能的不足，具有明显的节能效益，符合垃圾处理产业化的国际潮流。

然而，作为一项社会公益性环保事业，目前垃圾发电厂的推广在我国仍然存在多种因素的制约。首先是资金的压力。垃圾发电厂投资巨大，每千瓦投资额基本相当于火力发电厂的5-6倍。如此巨额的投入，如果完全让政府来负担，压力太大。因此，应该容许民营资本、外资等多种形式的投资进入。其次，政府有关部门、电力、环保及社会各方都应转变观念，积极协调配合。此外，政府垃圾补偿费缺乏固定来源，有可能影响垃圾发电企业良性发展。

垃圾焚烧处理是目前国际上最普遍的垃圾处理方法，应用DCS控制整个垃圾焚烧过程、发电过程、尾气处理及控制过程，保证尾气处理达到排放标准。而我国的垃圾焚烧处理量仅占垃圾总量的1% -2%，应全面吸收国外先进经验，开发出适合我国国情的垃圾焚烧发电系统，投资可以大大降低，仅为完全引进的1/5左右。单纯依靠垃圾焚烧来解决问题的费用也还是相当巨大的，国家应在政策上给予扶持。

五、结论

1.城市生活垃圾焚烧发电供热是一项新兴的产业，它解决了城市垃圾造成的污染。与填埋、堆肥相比节省了大量土地，减少了二次污染，同时充分利用了可再生能源，发电供热，达到了对垃圾处理的减量化、无害化、资源化的目的，社会效益显著。

2.城市生活垃圾焚烧技术日渐成熟，已实现了垃圾焚烧炉设备全部国产化，并在重庆有示范工程。采用DCS控制可为垃圾焚烧发电厂的安全稳定运行提供可靠保证。我国的垃圾焚烧发电供热事业已初露端倪，并已纳入产业化轨道，其发展势头迅猛。