新建生活垃圾焚烧发电工程中若干技术问题分析

张 冰

（攀枝花市城市管理局攀枝花市园林绿化处 四川攀枝花 617000）

新建生活垃圾焚烧发电工程中若干技术问题分析

张 冰

（攀枝花市城市管理局攀枝花市园林绿化处 四川攀枝花 617000）

生活垃圾是现代城市病的重要表现，解决生活垃圾的主要方式以填埋、焚烧为主，其中焚烧发电技术是重要的解决途径，同时也是实现城市现代化建设，提供城市运转动力的重要方式，可谓一举两得，就其发展空间及经济效益而言值得广泛应用。攀枝花市属于我国经济发展速度较快城市行列，城市化发展的增速必然引来过重的生活垃圾问题，攀枝花市通过建设炉排炉焚烧线，进而提升垃圾焚烧效率，通过垃圾焚烧发电厂在解决生活垃圾问题的同时提供动能，但也存在一些技术问题，如管道腐蚀及积灰、管道磨损、自动化难度高、二次污染等问题。

生活垃圾；焚烧；发电工程；技术问题

引言

随着我国经济的高速发展，人民的生活水平越来越高，城市中的生活垃圾也在逐年增量，增量比率呈翻倍趋势，这就造成了非常严重的环境问题，同时导致了垃圾围城现象。根据国家权威机关不完全统计结果，我国城市生活垃圾的储藏量已经达到了6.0×109t，侵占国家土地面积超过5×108m2。环境恶化速度超过了国家经济发展速度，给国家及人民带来了非常严重的负面影响，每年需要投入国家城市垃圾治疗的投资占全年GDP的8%左右，尤其是经济相对发达的城市，这一占比更加明显。现阶段，解决该问题的有效手段是建立焚烧发电站，不仅可以有效缓减垃圾围城问题，更可以提供城市能源动力，但同时潜在的技术问题也是阻碍这一前行步伐的因素之一，必须深入探讨，具体分析如本文所述。

1 炉排炉垃圾燃烧机理

炉排炉垃圾燃烧的工作原理相对普通锅炉要复杂，主要的流程分为加热干燥、热分解、焚烧及燃尽等环节。具体见下图1：

图1 炉排炉垃圾焚烧流程

加热干燥阶段主要是从炉排下面进行高温空气干燥、垃圾表面接触高温空气干燥、垃圾中部分垃圾燃烧干燥、炉壁干燥等。在热分解的时候垃圾有机可燃物发生分解或聚合反应，既有放热反应也有吸热反应。在燃烧的时候会包含分解燃烧、表面燃烧及蒸发燃烧等多个综合的过程。燃尽阶段保证了燃烧段传送过来的固定碳与燃烧炉渣中剩余部分进行完全燃烧。

2 炉排炉垃圾焚烧发电工程需要注意的问题

2.1 管道腐蚀及积灰

经过炉排炉焚烧处理所产生的烟气非常复杂，包括 C、H、N、S、CI等，其中 C、H、O 元素含量最高，而焚烧垃圾所产生的烟气中含有大量的S与CI，因此所排放出的气体中含有SO2、NO2等具有腐蚀性物质，这就会与焚烧炉的对流受热面产生非常强烈的腐蚀反应，其中最为严重的腐蚀是氯腐蚀。烟气中的酸性气体会在尾部受热面发生低温腐蚀反应，也会引起腐蚀效应。炉排炉烟气的处理主要采用循环悬浮式半干法烟气脱硫技术。炉内积灰主要成分以CaSO4为主，其中也含有等量的氯，主要成分为CaCI2。此外，积灰中许多氯物质的存在形式多以不溶于水的化合物形态存在，氯物质附着在焚烧炉炉管壁上会加速管道腐蚀，而积灰也会阻碍传热效应，影响烟气的正常流通，从而降低设备的使用寿命，加剧设备耗损提高作业成本。

2.2 管道磨损

城市中的生活垃圾包含大量的不可燃烧无机物，混合辅助燃烧的煤炭多选用劣质煤，燃烧的过程中还需要加入石灰粉等不可燃烧物质，这就增加了炉排炉内受热面的损耗度，相比较常规供热锅炉而言，其损耗会非常快。

2.3 自动化难度高

新建城市种的生活垃圾焚烧发电锅炉所选用的炉排炉其风烟系统及灰渣系统相比较常规锅炉而言更为复杂，不同型号的锅炉其燃烧调整方式也存在非常明显的差异，控制模板相对复杂，且燃料也非常不稳定，因此如果实施自动化控制的难度系数相比较普通锅炉较难[1]。

2.4 二次污染

生活垃圾焚烧发电虽然可以将固体垃圾转变为其它形态，加速其分解过程，可以达到“三化”标准，但其所产生的的有害气体、液体、粉层、重金属等都会对区域环境造成二次污染，如果技术运用不当甚至会加重污染程度。最严重的是剧毒二恶英物质，在垃圾焚烧过程中极易产生。生活垃圾中还存在大量的重金属，如铜、铬、贡、砷等，经过焚烧处理后的垃圾其重金属会散布在烟灰、炉渣、飞灰中，随着空气流动直接进入大气中，因此，垃圾焚烧发电工程的重点是控制与防治二次污染问题，尤其是应对重金属污染与二恶英等毒害物质的防控。

3 炉排炉垃圾焚烧发电工程的技术防控措施

3.1 降低腐蚀及积灰措施

对于炉排炉来说，炉排的分布及燃烧室的尺寸对于燃烧功能的发挥影响很大。在设计燃烧室当中，一定要注意防止垃圾从炉排漏出，避免炉床垃圾的结垢。另外要对锅炉金属表面进行特殊处理，或涂抹高温涂层，降低表面残缺率，提高其抗冲击力能力。科学设定吹灰方式与频率，定期清理受热面积灰，同时监测积灰中的氯含量，一旦超标应立刻处理。垃圾焚烧之前应该在其中添加熟石灰，中和其中的酸性物质，从而控制烟气中的排酸量。

3.2 防磨措施

锅炉的磨损量与烟气的流速呈正比，经过测算，烟气速度每增加一倍，磨损量就增加十倍，因此，在设计锅炉时应该选定科学的烟气流速，防止锅炉磨损。在锅炉的尾部烟道中，为了防止受热面磨损，应该加设防磨装置，或者锅炉壁管应该选用高厚度壁管，增加抗磨损度，保证受热面的受用寿命。受热面应该选用扩展受热面，如鳍片式，这样可以显著降低受热面的磨损度。

3.3 二次污染控制

生活垃圾焚烧过程中最主要的问题就是二次污染问题，垃圾焚烧发电的核心技术要点，应该保持垃圾焚烧的整个过程都在1000℃以上，锅炉中的烟气停留时间应该超过2秒，烟气中的含氧量应超过6%，保证有机物的充分燃烧[2]。垃圾回收后应首先做分类处理，尽量不燃烧含氯制品，保证充分燃烧，降低烟气中的含碳量。烟气净化应该选用冷却处理方法，扼杀二恶英产生所需要的温度条件，烟气排放口应该使用袋式除尘器，进行烟气过滤。

结语

综上所述，新建生活垃圾焚烧发电工程可以显著改善城市生活环境，同时为城市运转带来动力，是一种值得肯定并大力发展的技术，但在工程项目实施过程中还存在一些技术问题，如设备损耗、现代化管理及二次污染等问题，应该以此为切入点进行改善，才能更好的推动城市发展，提高城市管理工作的科学化。

[1]方源圆，周守航，阎丽娟．中国城市垃圾焚烧发电技术与应用[J]．节能技术，2010，01（11）：76-80．

[2]王亦楠．我国大城市生活垃圾焚烧发电现状及发展研究[J]．宏观经济研究，2010，11（07）：12-23．

[3]丁路跃，胡斯翰．浅论生活垃圾焚烧电厂渗滤液的零排放[J]．广州化工，2016，04（05）：109-111+188．

张冰（1966.7-），男，研究生，四川射洪县人，高级工程师，主研固废，四川省住建厅市容环卫专家，四川省市政市容协会专家库专家，四川省环境学会固废委员会专家委员。