生活垃圾焚烧发电的发展现状和创新探索

冯波

摘 要：针对目前中国生活垃圾焚烧发电的产业政策及市场状况进行了介绍，并分析了国内外生活垃圾焚烧技术的情况，对生活垃圾焚烧发电技术的创新探索进行了重点分析。

关键词：生活垃圾；焚烧发电；创新探索

中图分类号：X705 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）16-0040-02

Abstract： This paper introduces the industrial policy and market situation of domestic solid waste incineration power generation in China， analyzes the domestic and foreign domestic solid waste incineration technology， and focuses on the innovation and exploration of the technology of domestic waste incineration power generation.

Keywords： domestic waste； incineration power generation； innovation and exploration

1 概述

上世纪六十年代开始，随着垃圾焚烧及烟气处理技术的进步，生活垃圾焚烧发电在欧洲、北美和日本得到发展和普及。中国第一座现代化垃圾焚烧发电厂为深圳清水河垃圾焚烧发电厂，1986年11月由深圳市政府引进日本三菱重工設备和技术建成。但直到2000年以后中国垃圾焚烧发电事业才真正起步，并迅速成长与发展。国务院印发的《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中披露：预计到2020年垃圾焚烧量将达到1.66亿吨，保守估算2016-2020年，垃圾焚烧发电行业新增市场规模将近千亿， 垃圾焚烧的市场非常巨大。

2 中国生活垃圾焚烧发电产业政策及市场状况

2.1 国家产业政策

近年来国家颁布了一系列鼓励生活垃圾焚烧发电行业发展的法规、政策和规划，使中国垃圾焚烧发电行业在过去十年得到快速发展，并将推动行业在“十三五”期间继续高速增长。2012年3月国家发改委颁布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》，规定全国执行统一垃圾焚烧发电标杆电价0.65元/度；2012年5月国务院颁布《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》，规定东部地区、经济发达地区和土地资源短缺、人口基数大的城市，要减少原生生活垃圾填埋量，优先采用焚烧处理技术，其他具备条件的地区，可通过区域共建共享等方式采用焚烧处理技术；2016年多部委颁布《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》进一步提出垃圾焚烧处理技术为城市生活垃圾处理的重要方式。

2.2 市场状况

中国是世界上生活垃圾产生量和处理量最大的国家。随着“十三五”期间稳定的城市化速率，垃圾焚烧市场还有巨大的空间有待挖掘。越来越多的生活垃圾采取焚烧方式处理，垃圾焚烧处理比例快速增长，到2020年生活垃圾焚烧占无害化比例达到50%，预计到2020年生活垃圾处理量达到3.31亿吨，垃圾焚烧量将达到1.66亿吨，需新增投资1752亿元，成长空间非常广阔。

3 国内外生活垃圾焚烧技术情况

国内目前已建成运营（包括在建）的生活垃圾焚烧厂有300座以上，分布在全国23个省（直辖市、自治区、行政区）上百个城市。生活垃圾焚烧厂采用的焚烧炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉、热解炉三种。目前机械炉排对垃圾适应性最强，是运行最可靠、技术最成熟、应用最广泛的主导炉型，在垃圾焚烧发电市场中所占比例最大。本文主要对国内外主流的机械炉排技术进行介绍。

3.1 国外机械炉排技术介绍

国外先进机械炉排焚烧技术主要有两大来源：一类是德国马丁逆推炉排炉技术，另一类是丹麦伟伦的顺推炉排炉技术，其他炉排技术基本是在这两类基础上发展起来的。经过多年兼并整合与优胜劣汰，国外目前的炉排技术主要有德国马丁、丹麦伟伦、日立造船、日本JFE、德国FBE、新加坡吉宝西格斯、日本荏原等技术。

3.2 国内机械炉排技术介绍

国内机械炉排焚烧技术包括以下两类：获得国外技术授权和国内自主研发掌握的焚烧技术。获得国外技术授权的代表公司有重庆三峰卡万塔环境产业有限公司（德国马丁公司Sity2000炉排技术转让与许可）、广环投和中科集团（丹麦伟伦公司Volund炉排技术转让与许可）、深圳能源环保有限公司（新加坡吉宝西格斯炉排技术授权）、无锡华光和上海康恒（日立造船VonRoll炉排技术授权）、天楹赛特（比利时waterleau炉排技术授权）。国内自主研发的代表公司有杭州新世纪和温州伟明（以马丁炉排为基础研制“逆推+顺推两段式”两段炉排技术）、光大国际（在西格斯炉排基础上，研发成功多级液压机械式炉排）、绿色动力（在马丁炉排基础上开发的一种新型逆推式炉排）。

3.3 国内烟气净化技术介绍

目前为满足GB18485-2014国家标准的要求，国内烟气净化主流技术为“SNCR+半干法+干法+布袋除尘”；考虑到以后越来越严格的烟气要求，新建的部分厂为达欧盟2010标准或超低排放标准，烟气采用“SNCR+干法+活性炭喷射+布袋除尘器+SCR+湿法”或“SNCR+半干法+活性炭喷射+布袋除尘器+SCR+湿法”工艺路线。烟气净化核心技术来源主要包括两大途径：获取外部技术和自主研发。烟气净化国内引进技术的相对较少，目前主要有杭州新世纪早期引进丹麦尼鲁技术、苏州科德引进日本斯宾德株式会社的干法烟气技术、上海泰欣引进日立造船湿法净化技术等在国内进行推广；烟气净化引进技术除需要支付入门费与提成费，自身对于技术的改进和提升，需要与授权国外公司协商，并在知识产权上归属共享方面达成共识和做出协调。目前烟气处理技术发展了几十年，国内基本完全具备自主研发的能力，条件也非常成熟；除某些核心部件如旋转喷雾器需要高端机械加工的设备依赖进口外，其他设备均可以国内自主生产；目前如广州迪斯、无锡雪浪、安徽盛运等供应商的烟气净化技术均在国内大面积推广和应用。

4 生活垃圾焚烧发电技术的创新探索

4.1 核心设备具有自主产权，具备高一流的焚烧技术

生活垃圾焚烧发电在全球是一个成熟行业，有约百年的历史，而中国的生活垃圾焚烧发电技术在2000年以后才得到迅速发展。生活垃圾焚烧发电是一个高度复杂的系统，涉及热能、机械、电气、自控等多方面的知识，而且面对生活垃圾成分与特性不恒定这些因素，使得这个行业高度依赖技术和经验。普遍认为行业一流的焚烧技术需要满足以下条件，首先在全球是名列前茅的技术；其次核心设备具有自主产权；最后拥有大量成熟优质的工程实践经验。

4.2 工艺科学、具有先进性

垃圾焚烧发电技术除满足自主产权外，同时在设计时工艺科学、具有先进性。例如焚烧炉满足垃圾的充分燃烧，燃烧效率高，热灼减率低；炉排整体结构设置合理，使用寿命长；炉膛测温点完善、助燃系统和供风系统设计合理；炉膛设计有利于烟气的扰动，满足烟气在850度以上停留超过2秒；自动燃烧控制系统设置合理，自动化比例高；烟气净化排放指标优于最新国家标准要求；飞灰稳定化处理系统、运输防漏设施均具备先进性。

4.3 技术具有前瞻性

（1）炉排技术。炉排焚烧技术必须适合未来发展趋势。随着国民经济的发展，垃圾热值从目前低热值向高热值发展过渡；当前国内部分城市垃圾厂如上海、广州、深圳等入炉垃圾热值可达到1600Kcal/kg以上，所以炉排技术不但能适用于目前的垃圾特性，而且必须适用于以后高热值垃圾的发展方向。炉排核心技术的突破，以及大型化、模块化、高自动化、环保型的垃圾焚烧技术是未来的发展方向。如国内早期的单炉250-300t/d处理量向目前大规模的单炉500-1000t/d过渡；大型化、模块化、高自动化、环保型炉排技术是以后垃圾焚烧的发展重点方向。（2）余热锅炉技术。随着行业的发展，更显著的能源利用效率也被提上日程。采用智能燃烧控制系统，并优化炉膛和锅炉设计，提高锅炉的热效率；同时为追求更高的锅炉利用效率，余热锅炉的蒸汽参数也由传统的中温中压（4.0MPa、400℃）向中温次高压（6.4MPa、450℃）过渡，国内的广州李坑、武汉江北、湖北黄石等项目均采用了中温次高压的蒸汽参数。（3）烟气净化技术。针对目前的GB18485-2014国家标准，采用半干法+干法烟气净化技术可达到各项标准要求，但考虑到以后更严格的烟气排放指标，脱酸采取湿法、干法+湿法、或半干法+湿法的组合工艺；除尘采取布袋除尘或者布袋除尘+湿法的组合工艺；脱硝采取SCR或SNCR+SCR的组合工艺。近年来国内新建的部分焚烧厂设计时已考虑到更严格的烟气指标、排放达到欧盟2010标准或超低排放标准。

4.4 设备运行可靠稳定

焚烧厂采用的设备先进，安全可靠性高，设备故障率低，维修周期短；同时在焚烧厂管理方面要求焚烧厂安全管理制度完善，管理规范，具备相应的规范认证，对应的工作制度完善。

4.5 廠房外观布置合理

焚烧厂整体的外观具备高水平，厂区平面、竖向布置合理，物流顺畅；项目厂房VI整体有特色，外观观感色彩搭配比较好， 建筑造型及绿化与周围环境协调。

5 结束语

随着中国城市化水平的不断提高，各地建设生活垃圾焚烧厂的需求不断增长，垃圾焚烧市场的空间非常巨大；我国垃圾焚烧发电产业经过多年的发展，从早期主要引进国外进口技术设备，到目前消化吸收，基本达到主要部件完全国产化；随着国内垃圾特性的慢慢转变，以及越来越严格的烟气排放要求，焚烧技术必须适合未来发展趋势，更先进的生活垃圾焚烧技术将成为以后重点发展方向。

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