垃圾發(fā)電技術(shù)開發(fā)報告1、前 言當(dāng)今世界，環(huán)境污染日益加劇，環(huán)境保護已成為國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分臨沂市是魯西南重要的商貿(mào)樞紐，近幾年來，隨著商貿(mào)批發(fā)市場規(guī)模的發(fā)展，城市人口迅速增加相應(yīng)的城市生活垃圾的數(shù)量也在急劇增加，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在每天產(chǎn)生城市生活垃圾約600噸左右，并以每年平均10%增長率遞增臨沂市政府把垃圾處理列為99年度市政府“為民十大工程”之一，決定投資5000萬元，在臨沂市城西北36公里處征地1500畝，用于城市生活垃圾的填埋一期工程先征地500畝，現(xiàn)在正在進行勘探、水文調(diào)查、基礎(chǔ)處理等前期工作城市生活垃圾的處理方法主要有填埋、堆肥、焚燒等填埋法方便易行，處理量大，是現(xiàn)在城市垃圾處理的一種主要方法，但是易造成二次污染，特別是垃圾中的一些有毒有害物質(zhì)填埋腐爛后，滲透到地下，引起地下水的污染，同時產(chǎn)生的一些有害氣體，造成環(huán)境的二次污染，并且需占用大量的土地焚燒法是最有效的方法，使城市垃圾處理基本上達到了減容化、無害化和能源化的目的垃圾焚燒后，一般體積可減少90%以上，重量減輕80%以上；高溫焚燒后還能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質(zhì)，可有效地控制二次污染垃圾焚燒后產(chǎn)生的熱能可用于發(fā)電供熱，實現(xiàn)了能源的綜合利用。

2 垃圾發(fā)電供熱技術(shù)的可行性分析城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在國外已有四十多年的歷史，最先利用垃圾發(fā)電的是德國和法國近幾十年來，美國在垃圾發(fā)電方面的發(fā)展也相當(dāng)迅速目前，美國擁有垃圾發(fā)電廠一百多座，發(fā)電總?cè)萘吭?20MW以上，單臺設(shè)備最大處理垃圾能力為552噸/日我國垃圾焚燒發(fā)電供熱技術(shù)起步較晚，現(xiàn)在還處于研究開發(fā)階段現(xiàn)已建立的部分垃圾發(fā)電站，基本上是引進國外的設(shè)備和技術(shù)我國第一座垃圾發(fā)電站是在深圳，引進的是日本三菱重工生產(chǎn)的兩臺爐排式垃圾焚燒爐，日處理垃圾150噸，配置500kW的汽輪發(fā)電機組來發(fā)電供熱1992年又上了一臺杭州鍋爐廠(引進日本三菱重工技術(shù))制造的垃圾焚燒爐，日處理垃圾150噸，配置1500kW汽輪發(fā)電機組在上海、天津等城市也相繼與法國、澳大利亞等國家合作建設(shè)垃圾發(fā)電廠引進的這些垃圾鍋爐基本上都是爐排爐，價格昂貴，而且在燃用低熱值、高水份的垃圾時，為了保證鍋爐的正常燃燒，達到需要的工藝參數(shù)，必須添加燃料油，運行成本較高，經(jīng)濟效益差發(fā)展適合我國國情的垃圾焚燒爐，實現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化，達到低污染和高效燃燒是眾多科研單位和生產(chǎn)廠家正在研究開發(fā)的課題流化床燃燒技術(shù)是本世紀(jì)六十年代迅速發(fā)展起來的一種新型清潔燃燒技術(shù)。

它利用爐內(nèi)燃料的充分流動、混合，達到高效燃燒我國在利用流化床燃燒技術(shù)燃用低熱值燃料方面處于國際領(lǐng)先水平特別是浙江大學(xué)熱能工程研究所多年來進行廢棄物(如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等)的研究開發(fā)和應(yīng)用成功開發(fā)出流化床城市生活垃圾焚燒技術(shù)，可實現(xiàn)高效清潔燃燒采用流化燃燒技術(shù)焚燒垃圾的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：a操作方便，運行穩(wěn)定由于流化床床料為石英沙或爐渣，蓄熱量大，因而避免了床的急冷急熱現(xiàn)象，燃燒穩(wěn)定垃圾的干燥、著火、燃燒幾乎同時進行，無需復(fù)雜的調(diào)整，燃燒控制容易，易于實現(xiàn)自動化和連續(xù)燃燒b設(shè)備壽命長爐內(nèi)沒有機械運動部件，使用壽命長c可采用全面的防二次污染的措施對焚燒時產(chǎn)生的有害物質(zhì)進行處理，在不增加太多投資的前提下，可將NOX、SO2等氣體排放控制在國家標(biāo)準(zhǔn)以下，爐渣呈干態(tài)排出，便于爐渣的綜合利用d流化床焚燒爐由于爐內(nèi)燃燒強度和傳熱強度高，相同垃圾處理量的流化床焚燒爐和爐排爐相比體積要小，故而投資小，適應(yīng)于大型化發(fā)展e燃料適應(yīng)性廣，可燃燒高水分、低熱值、高灰分的垃圾，床內(nèi)混合均勻，燃盡度高，使垃圾容積大大減少，特別適應(yīng)于垃圾熱值隨季節(jié)變化很大的特點因此，流化床垃圾焚燒是一種綜合性能優(yōu)越的焚燒方式，尤其適合我國垃圾熱值低、成分比較復(fù)雜的國情。

隨著我國人民生活水平的提高，城市生活垃圾中無機物含量將大幅度下降，有機物、紙、塑料等高熱值廢棄物成份逐漸上升，使之具備了能源化利用的可能當(dāng)城市生活垃圾隨著季節(jié)變化或影響過低時，為保證供電或供熱，可將垃圾與輔助燃料(如原煤、廢油等)在同一爐內(nèi)混燒目前，城市生活垃圾流化床焚燒發(fā)電新技術(shù)已應(yīng)用到商業(yè)化運營的熱電項目上1998年浙江大學(xué)熱能研究所與杭州錦江集團將聯(lián)合開發(fā)的此項技術(shù)應(yīng)用到余杭熱電廠，把余杭熱電廠原有的一臺35t/h鏈條鍋爐改造為垃圾流化床焚燒爐，燃用杭州市部分地區(qū)的城市生活垃圾鍋爐經(jīng)改造后，單臺爐日處理垃圾150～250噸，同時補充部分輔助燃料--原煤，以保證熱電廠的正常供熱和發(fā)電余杭熱電廠的垃圾焚燒爐至今已運行十個月，運行狀況良好其運行情況如下：垃圾焚燒爐運行穩(wěn)定，各項技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)均達到了設(shè)計要求，保證了發(fā)電機組的正常運行；最長連續(xù) 運行時間超過一個月；平均每小時焚燒垃圾約7噸，最大量可達到11噸/小時；對垃圾成分、熱值隨季節(jié)性變化和適應(yīng)性好通過以上的分析說明，在我國發(fā)展垃圾發(fā)電，在技術(shù)上已經(jīng)有了很大的突破，特別是近幾年來循環(huán)流化床燃燒技術(shù)發(fā)展迅速，為垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

目前，我國各地?zé)犭姀S循環(huán)流化床鍋爐的數(shù)量正在大幅度上升，并向大型化發(fā)展，運行操作和管理水平在不斷提高，并趨于成熟，對垃圾流化床焚燒爐的推廣應(yīng)用又創(chuàng)造了較好的環(huán)境3 方案的選擇垃圾焚燒發(fā)電項目建設(shè)方案的確定，應(yīng)從本地的實際情況出發(fā)，結(jié)合城市發(fā)展水平而定國外的技術(shù)比較成熟，但設(shè)備的價格昂貴，投資太大，一般中小城市難以承受采用國內(nèi)的技術(shù)和設(shè)備，投資小，很適合我國的國情一般來說，在一個城市是新建一座垃圾焚燒發(fā)電廠，還是利用現(xiàn)有的熱電廠進行改造，應(yīng)進行可靠的分析和研究筆者認(rèn)為，利用現(xiàn)有的小熱電廠進行改造將比新建一座更有利，分析如下：a新建一座垃圾發(fā)電廠，在整體布局和結(jié)構(gòu)上可能合理些，但投資較大，如新建一座日處理垃圾300～500噸中型垃圾發(fā)電廠，要建3×35t/h鍋爐+2×6MW汽輪發(fā)電機組，需投資1.4～ 1.5億元投資大，產(chǎn)出低，項目經(jīng)濟效益低下b熱電廠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進行改造，可以利用原有的生活辦公設(shè)施及生產(chǎn)廠區(qū)和配套設(shè)備，節(jié)省投資，見效快同時，進行改造也可以有兩個方案；一是在熱電廠廠地允許的情況下，建新垃圾焚燒爐和發(fā)電機組，那樣機組分布較合理，但在目前電力需求趨于飽和的情況下，新機組發(fā)電并網(wǎng)比較困難；對原有的鍋爐進行改造，配套熱電廠現(xiàn)有的機組，比較容易操作，可以節(jié)省大量的投資，實施容易，能起到事半功倍的效果。

臨沂熱電廠位于臨沂市西南部的工業(yè)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有3×35t/h鏈條鍋爐+1×75t/h循環(huán)流化床鍋爐和1×C6+1×B6+1×C12中溫中壓汽輪發(fā)電機組供熱主管線長20余公里，主要為50余家工業(yè)、生產(chǎn)用戶和機關(guān)賓館居民采暖供熱現(xiàn)有的兩臺35t/h鏈條爐需要燃用優(yōu)質(zhì)煙煤，雖經(jīng)幾次改造，但是效果不大鍋爐效率低，經(jīng)測試鍋爐熱效率為78%，面臨著被淘汰的可能如果把鏈條爐改造成流化床垃圾焚燒爐，可以解決臨沂市的垃圾處理問題，同時提高鍋爐的熱效率，適應(yīng)時代的發(fā)展，對我廠經(jīng)濟效益將有很大的改觀因此，我們選擇了利用原有鍋爐進行改造的方案4 鍋爐改造方案 4.1、鍋爐本體改造鍋爐改造維持原爐膛中上部及尾部煙道不變，將爐膛下部爐排及渣斗拆除，使?fàn)t下部改為流化床密相燃燒區(qū)，密相區(qū)內(nèi)布置傾斜埋管埋管采用加裝鰭片和噴涂方式防止磨損爐體水冷壁內(nèi)側(cè)敷有耐火層，防止磨損鍋爐本體外部的汽水管道系統(tǒng)不變增加了流化風(fēng)室及布風(fēng)板、風(fēng)帽，阻力大大增加，原有風(fēng)機壓頭不能滿足要求，所以選用高壓頭送風(fēng)機引風(fēng)機也需改型在爐膛出口設(shè)置分離器和返料器，經(jīng)分離器分離下的顆?？蓪崿F(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)，增加其停留時間，這樣大大提高燃燒效率，且尾部受熱面的磨損程序大大減輕。

4.2、垃圾處理系統(tǒng)生活垃圾由汽車運至廠內(nèi)垃圾儲存?zhèn)}，在廠內(nèi)渣場位置建一座半地下的全密封的垃圾庫與現(xiàn)在的輸煤棧橋并行建一條密封的耐腐蝕的垃圾輸送皮帶垃圾儲存?zhèn)}內(nèi)設(shè)有破碎機，單梁吊車并設(shè)有電磁去鐵器、污水泵等垃圾運至庫內(nèi)，經(jīng)垃圾爐前處理系統(tǒng)送入爐內(nèi)預(yù)處理系統(tǒng)一方面可打碎特大垃圾及塑料袋、木板、玻璃瓶、磚塊石塊等雜物，同時也可使垃圾均勻入爐，破碎后的垃圾用吊車抓到輸送帶上，送到爐前，經(jīng)往復(fù)式給料機送入爐內(nèi)采用吸風(fēng)管將垃圾坑內(nèi)散發(fā)的臭氣吸至爐內(nèi)，進行燃燒脫臭，不讓垃圾臭氣彌散垃圾中的污水收集在坑底廢液池內(nèi)，然后經(jīng)泵噴射至爐內(nèi)流化床段上方焚燒，使其充分裂解，減少污染4.3、焚燒系統(tǒng)因垃圾焚燒爐是鏈條爐改造的，用石英砂或爐渣作床料每小時燃燒垃圾6～9噸垃圾進入焚燒爐后，與熾熱的床料混合焚燒，由于流化床良好的橫向混合特性，可確保床內(nèi)焚燒能保持穩(wěn)定運行焚燒爐內(nèi)設(shè)計溫度和煙氣停留時間分別為850℃和3秒左右，并保持強烈混合，使有害成分在爐膛內(nèi)充分裂解和破壞高溫?zé)煔鈴臓t膛出口至過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、煙氣處理裝置和電除塵器，最后經(jīng)煙囪排入大氣由于垃圾熱值受來源、氣候、季節(jié)等因素的影響很大，為達到高效低污染焚燒的目的，用煤充當(dāng)輔助燃料。

點火采用床下自動點火系統(tǒng)，經(jīng)預(yù)燃室進入風(fēng)室、爐膛整個除灰系統(tǒng)處于干式密封狀態(tài)，因此避免了廠區(qū)內(nèi)粉塵污染和污水污染，排出的灰渣可綜合利用4.4、熱工控制系統(tǒng)焚燒爐采集了較全面的運行參數(shù)，供垃圾焚燒爐運行調(diào)節(jié)、操作與檢測，主要參數(shù)有各主要部分的溫度顯示與記錄，各主要部分的壓力顯示，主要管路的流量，爐膛含氧量另外控制系統(tǒng)除含有常規(guī)溫度、壓力、流量、遠(yuǎn)控、報警等功能外，還配套垃圾預(yù)處理及焚燒爐內(nèi)重要部位的實時工業(yè)電視監(jiān)視考慮到垃圾的臟臭等特殊性，絕大多數(shù)的調(diào)節(jié)手段均集中于主控室內(nèi)，使運行人員工作強度降低，提高了工作效率4.5、鍋爐廠用電系統(tǒng)本期工程廠用電采用380伏電壓，利用原有的廠用電系統(tǒng)本期工程不再增加低壓廠用變壓器4.6、環(huán)保措施垃圾流化床鍋爐是城市解決環(huán)保問題的重要設(shè)施，對保護環(huán)境、減少污染起到了很大的作用垃圾處理實現(xiàn)了減量化、資源化、無害化，解決了困擾城市發(fā)展的一大難題，保護了人民身心健康，美化了城市環(huán)境，提高了人民的生活質(zhì)量垃圾流化床鍋爐本身亦采取了一系列措施來解決產(chǎn)生的污染問題4.6.1、建立全密封的垃圾庫將垃圾存放在垃圾庫中，并用吸風(fēng)管將垃圾坑內(nèi)散發(fā)的惡氣送入爐內(nèi)做二次風(fēng)，運行燃燒脫臭；垃圾底部設(shè)有一廢液池，收集污水，當(dāng)達到一定量后，把污水噴射到爐內(nèi)流化床段上方焚燒，使用充分分解，減少污染。

4.6.2、垃圾在垃圾庫中經(jīng)簡單破碎后，經(jīng)一條全密封的皮帶送入爐內(nèi)爐內(nèi)設(shè)計溫度為850℃左右，煙氣停留時間為3秒左右，爐內(nèi)床料并保持充分混合，使有害成分在爐膛內(nèi)充分裂解、破壞、焚燒4.6.3、采取較全面的防止二次污染的措施，對焚燒時產(chǎn)生的有害的物質(zhì)進行了處理，可將NOX、SO2及HCl等氣體控制在國家標(biāo)準(zhǔn)之下為進一步凈化尾氣，在尾部安裝了脫除有害氣體的煙氣處理裝置爐渣呈干態(tài)排出，無渣坑廢水，亦不需處理重金屬污水的設(shè)備當(dāng)處理含硫或含氯高的垃圾時，基于流化床燃燒方式的優(yōu)點，采用爐內(nèi)加石灰石可脫除SO2和HCl4.6.4、由焚燒爐尾部排出的飛灰經(jīng)過電除塵器，飛灰濃度低于國家標(biāo)準(zhǔn)，排出煙囪整個系統(tǒng)處于干式密閉狀況，因此避免了廠區(qū)內(nèi)的粉塵污染和污水污染，排出的灰渣可綜合利用 5、垃圾焚燒發(fā)電項目的經(jīng)濟性分析熱電廠現(xiàn)有的三臺35t/h鏈條爐改造為流化床垃圾焚燒爐后，日處理垃圾能達到600噸，配置一臺C12MW的汽輪發(fā)電機組，原熱力系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)不變，新建垃圾處理系統(tǒng)項目經(jīng)濟性分析如下：整個改造工程需要投資4800萬元左右；銷售收入按設(shè)備的容量計算，銷售電、汽年收入約5360萬元；年運行費用約4100萬元；年銷售稅金及附加費約350萬元；年獲利潤約900萬元(包括所得稅)；。