1 前言

隨著城(cheng)市(shi)(shi)經(jing)濟建設的(de)(de)持續發(fa)展(zhan)(zhan)和(he)市(shi)(shi)民生活(huo)(huo)水平的(de)(de)不斷(duan)提高 ,城(cheng)市(shi)(shi)生活(huo)(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)源源不斷(duan)地(di)大量(liang)產生 ,對垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)處理(li)(li)(li)不當 ,可(ke)能會(hui)造成嚴(yan)重的(de)(de)大氣污(wu)染、水污(wu)染和(he)土(tu)壤污(wu)染 ,并將占用大量(liang)的(de)(de)土(tu)地(di)。生活(huo)(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)已成為一個(ge)污(wu)染環境(jing)、影響人們生活(huo)(huo)和(he)經(jing)濟發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)社(she)會(hui)問(wen)題。如何經(jing)濟、有效地(di)進行垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)處理(li)(li)(li) ,是廣大環保工作者(zhe)和(he)環保行業亟待解決的(de)(de)問(wen)題。我國各地(di)城(cheng)市(shi)(shi)生活(huo)(huo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主要采取衛生填(tian)埋、焚(fen)燒和(he)堆(dui)肥三種(zhong)處理(li)(li)(li)方(fang)法。垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒方(fang)法與(yu)其(qi)他(ta)方(fang)法比(bi)較 ,能更好(hao)地(di)達(da)到垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)處理(li)(li)(li)減量(liang)化、資源化和(he)無(wu)害化的(de)(de)治理(li)(li)(li)目標。垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒處理(li)(li)(li)具有以下(xia)顯著的(de)(de)優點:

(1)工藝(yi)簡單、運行可靠 ,余熱(re)鍋爐、蒸(zheng)汽動(dong)力循(xun)環(huan)、熱(re)電(dian)聯產等集(ji)成(cheng)(cheng)技(ji)術成(cheng)(cheng)熟可靠;

(2)處理垃圾(ji)速度(du)快 ,處理量大(da);

(3) 垃圾焚燒后(hou)減容量(liang)大 ,減容率(lv)為 70 %～ 90 % ,灰渣可制磚或鋪路 ,還能從中(zhong)回收少(shao)量(liang)的金屬 ,可有效(xiao)遏制垃圾堆存量(liang)的迅速增(zeng)長;

(4)在高溫焚燒過程中 ,垃圾攜帶(dai)的大(da)量(liang)病(bing)原體(ti)被(bei)滅除(chu) ,具有(you)改善(shan)城市衛生環境的積極意義(yi);

(5)實現垃圾中化學能(neng)向高品位電(dian)能(neng)轉換 ,變(bian)廢(fei)為寶(bao) ,具有可觀的經濟效益。

因此(ci) ,垃(la)圾焚燒處理在國外獲得了廣泛的應用。

2 我國城市垃圾的特點

隨著(zhu)生產(chan)的(de)(de)飛速發展和(he)經濟(ji)的(de)(de)迅速崛起 ,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)已(yi)經步入城(cheng)市(shi)(shi)(shi)生活垃(la)(la)圾(ji)(ji)高產(chan)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)行列。據統計(ji) , 1990 年(nian)中國(guo)(guo)(guo)(guo)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)垃(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)總(zong)產(chan)量(liang)(liang)(liang)為 6900 萬(wan)(wan) t ,其中上海全(quan)(quan)市(shi)(shi)(shi)垃(la)(la)圾(ji)(ji)產(chan)量(liang)(liang)(liang)為 270 萬(wan)(wan) t (每天約(yue) 7500t ) ,居全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)首位。1995 年(nian)全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)垃(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)總(zong)產(chan)量(liang)(liang)(liang)已(yi)達(da)(da) 1 億(yi) t。根據對(dui) 418 個大、中城(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)(de)調查統計(ji) ,我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)(de)垃(la)(la)圾(ji)(ji)產(chan)量(liang)(liang)(liang)以每年(nian) 10 %的(de)(de)速度遞增 ,預(yu)計(ji)到 2010 年(nian)垃(la)(la)圾(ji)(ji)年(nian)產(chan)量(liang)(liang)(liang)將達(da)(da)約(yue) 2 億(yi) t。目前全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo)垃(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)歷年(nian)堆存量(liang)(liang)(liang)已(yi)達(da)(da) 60 多(duo)(duo)(duo)億(yi) t ,侵占土(tu)地(di)面積多(duo)(duo)(duo)達(da)(da) 5 億(yi) m2 (合(he) 75 萬(wan)(wan)畝(mu)) 。全(quan)(quan)國(guo)(guo)(guo)(guo) 600 多(duo)(duo)(duo)座城(cheng)市(shi)(shi)(shi)中 ,有(you) 200 多(duo)(duo)(duo)座已(yi)為垃(la)(la)圾(ji)(ji)山所包圍。上海市(shi)(shi)(shi)區 1260km2 范圍內有(you) 50m2 以上的(de)(de)垃(la)(la)圾(ji)(ji)堆近(jin) 2000 個 ,占地(di)面積約(yue) 7900 畝(mu)。垃(la)(la)圾(ji)(ji)的(de)(de)長(chang)期露天堆放對(dui)大氣(qi)環境、地(di)下水和(he)土(tu)壤等已(yi)經造成了明(ming)顯(xian)的(de)(de)威脅和(he)危害(hai)。

據(ju)各城(cheng)市生(sheng)活垃(la)(la)圾的分析統計資料(liao) ,目前我國部分城(cheng)市生(sheng)活垃(la)(la)圾的現狀如(ru)下:

垃(la)(la)圾(ji)平均含水率:50 %～55 %;垃(la)(la)圾(ji)平均容重(zhong): 0124～014t / m3 ; 收到(dao)基垃(la)(la)圾(ji)平均低(di)位發(fa)熱(re)值:3174～4187kJ / kg (750～1000kcal/ kg) 。一般認為 ,當垃(la)(la)圾(ji)的(de)(de)發(fa)熱(re)值大于 3349kJ / kg 時 , 可(ke)直(zhi)接燃(ran)燒。我國(guo)大城(cheng)市(shi) ,尤其(qi)是東部地區經濟相對發(fa)達(da)一些(xie)城(cheng)市(shi)的(de)(de)垃(la)(la)圾(ji)可(ke)燃(ran)質(zhi)含量和熱(re)值已基本達(da)到(dao)可(ke)直(zhi)接燃(ran)燒的(de)(de)水平 ,具(ju)備建設焚燒垃(la)(la)圾(ji)發(fa)電站(zhan)的(de)(de)基本條件。

3 生活垃圾焚燒余熱鍋爐的開發、設計

重(zhong)慶某公(gong)司在(zai)重(zhong)慶市建設一座垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒(shao)處(chu)理廠 ,該項目日(ri)處(chu)理垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)量 1200t。該公(gong)司委(wei)托(tuo)筆者所在(zai)公(gong)司采(cai)用引進德國(guo)馬(ma)丁公(gong)司的垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒(shao)技術(shu)為其開發設計垃(la)(la)圾(ji)(ji)(ji)焚(fen)燒(shao)及余(yu)熱鍋爐。

3.1 設計參數

垃圾處(chu)理量:600t / d ;焚燒鍋爐臺(tai)數:2 臺(tai);額(e)(e)定蒸(zheng)發量:58139t / h ;額(e)(e)定蒸(zheng)汽出(chu)口壓力:40MPa ;額(e)(e)定蒸(zheng)汽出(chu)口溫(wen)(wen)度:400 ℃;鍋爐設(she)計壓力:419MPa ;鍋爐給水溫(wen)(wen)度:140 ℃。

3.2 總體說明

焚燒(shao)(shao)(shao)爐(lu)(lu)采用德(de)國馬丁(ding)(MARTIN) 公司 ———原法國阿(a)爾斯通(tong)公司(ALSTOM)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逆推式爐(lu)(lu)排焚燒(shao)(shao)(shao)技(ji)術 ,日處理垃圾量最大可達 1260t ,每天 24h 連(lian)續運行 ,年(nian)運行時(shi)間不(bu)(bu)低(di)于(yu) 8000h。配(pei)兩臺(tai) 12MW 純凝(ning)汽(qi)輪發(fa)電機組 ,日發(fa)電量 30 余萬 kWh。鍋(guo)爐(lu)(lu)為(wei)頂支吊(diao)結(jie)構。鍋(guo)爐(lu)(lu)給(gei)水(shui)(shui)通(tong)過(guo)給(gei)水(shui)(shui)操縱臺(tai)進入(ru)省煤器(qi)(qi) ,從省煤器(qi)(qi)出(chu)來后進入(ru)鍋(guo)筒。為(wei)保(bao)證在(zai)(zai)任何(he)工況下(xia)省煤器(qi)(qi)進口(kou)處管(guan)壁溫(wen)度不(bu)(bu)低(di)于(yu)露點(dian)溫(wen)度 ,以避免低(di)溫(wen)腐(fu)蝕。在(zai)(zai)鍋(guo)筒內裝(zhuang)設有給(gei)水(shui)(shui)加(jia)熱器(qi)(qi)。鍋(guo)筒中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)通(tong)過(guo)布置在(zai)(zai)煙(yan)道外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)受(shou)熱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)降管(guan)分配(pei)至水(shui)(shui)冷壁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)集箱。接下(xia)來 ,水(shui)(shui)進入(ru)水(shui)(shui)冷壁吸收從燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)煙(yan)氣中釋放的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱量 ,在(zai)(zai)水(shui)(shui)冷壁中 ,水(shui)(shui)被加(jia)熱形成汽(qi)水(shui)(shui)混(hun)合(he)物。然后 ,汽(qi)水(shui)(shui)混(hun)合(he)物匯集到(dao)鍋(guo)爐(lu)(lu)上部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)集箱后再引入(ru)鍋(guo)筒 ,在(zai)(zai)其中進行汽(qi)水(shui)(shui)分離。鰭片式全膜式壁結(jie)構使得水(shui)(shui)冷壁的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外包覆在(zai)(zai)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)服務期限內不(bu)(bu)需要任何(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)維(wei)護。

3.3 垂(chui)直(zhi)水冷壁(第(di)一、第(di)二和第(di)三煙道)

如上所述 ,焚燒(shao)爐膛上部布置三個膜式壁(bi)煙(yan)道(dao)(dao) , 第(di)(di)一、第(di)(di)三煙(yan)道(dao)(dao)煙(yan)氣向上流動(dong) ,第(di)(di)二(er)煙(yan)道(dao)(dao)煙(yan)氣向下流動(dong)。膜式壁(bi)由管子(zi)和鰭片焊接而成 ,四周的(de)(de)(de)(de)膜式壁(bi)從上到下組(zu)成一個密封的(de)(de)(de)(de)煙(yan)室。水冷(leng)壁(bi)管的(de)(de)(de)(de)兩端與不同(tong)的(de)(de)(de)(de)供給集(ji)(ji)箱(xiang)(xiang)和匯集(ji)(ji)集(ji)(ji)箱(xiang)(xiang)相接。第(di)(di)一煙(yan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)后墻也是第(di)(di)二(er)煙(yan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)前(qian)墻 ,同(tong)樣 ,第(di)(di)二(er)煙(yan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)后墻也是第(di)(di)三煙(yan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)前(qian)墻。在它們的(de)(de)(de)(de)上部或(huo)下部留有(you)一個由拉稀(xi)管形成的(de)(de)(de)(de)煙(yan)窗。在空煙(yan)道(dao)(dao)下面的(de)(de)(de)(de)灰(hui)斗有(you)耐火內襯。

3.4 對流受熱面

蒸(zheng)發管束(shu)(shu)(shu):第(di)一級(ji)蒸(zheng)發管束(shu)(shu)(shu)布置(zhi)在(zai)第(di)三煙(yan)道(dao)的(de)(de)進口 ,由碳鋼管束(shu)(shu)(shu)組成 ,上(shang)下帶有(you)集箱并(bing)與側面(mian)集箱相(xiang)接 ,由于它(ta)位于高溫過熱器之前(qian) ,可(ke)以起到保護高溫過熱器的(de)(de)作用(yong)。第(di)二(er)級(ji)蒸(zheng)發管束(shu)(shu)(shu)布置(zhi)在(zai)第(di)三煙(yan)道(dao)的(de)(de)出口 ,一方面(mian)可(ke)以彌(mi)補蒸(zheng)發受熱面(mian)的(de)(de)不足(zu) ,另(ling)一方面(mian)可(ke)以防止省(sheng)煤器沸騰。

高溫過(guo)熱器(qi):高溫過(guo)熱器(qi)位(wei)于第一級(ji)蒸發(fa)管束后 ,由一片片低合金(jin)管屏組成(cheng) ,管屏與進口、出口集箱(xiang)相連。

低溫(wen)過(guo)(guo)熱(re)器(qi)(qi)(qi):低溫(wen)過(guo)(guo)熱(re)器(qi)(qi)(qi)位于高(gao)溫(wen)過(guo)(guo)熱(re)器(qi)(qi)(qi)之(zhi)后(hou) , 由一片片碳鋼(gang)管屏(ping)組成(cheng) ,管屏(ping)與進(jin)口(kou)(kou)(kou)、出口(kou)(kou)(kou)集(ji)(ji)箱(xiang)相連。低過(guo)(guo)與高(gao)過(guo)(guo)之(zhi)間有(you)噴(pen)水(shui)(shui)減溫(wen)裝置。省(sheng)煤器(qi)(qi)(qi):為提高(gao)整個余熱(re)鍋(guo)爐的(de)(de)(de)熱(re)效率 ,余熱(re)鍋(guo)爐裝備有(you)省(sheng)煤器(qi)(qi)(qi) ,分(fen)四級布置。省(sheng)煤器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是讓給水(shui)(shui)進(jin)入鍋(guo)筒之(zhi)前進(jin)行(xing)加熱(re)。省(sheng)煤器(qi)(qi)(qi)設有(you)進(jin)口(kou)(kou)(kou)和出口(kou)(kou)(kou)集(ji)(ji)箱(xiang) ,在出口(kou)(kou)(kou)集(ji)(ji)箱(xiang)和鍋(guo)筒之(zhi)間有(you)連接(jie)管 ,進(jin)口(kou)(kou)(kou)集(ji)(ji)箱(xiang)前有(you)混合給水(shui)(shui)。

3.5 清潔裝置

過熱器(qi)、蒸(zheng)發管屏和省(sheng)煤器(qi)受熱面(mian)的清潔采用(yong)燃(ran)氣脈沖吹(chui)灰(hui)器(qi)。吹(chui)灰(hui)系統(tong)包括必要的蒸(zheng)汽(qi)分氣動閥和調節系統(tong)。

3.6 鍋爐運行后(hou)的經濟效益和環境效益

這(zhe)兩臺垃(la)圾(ji)焚燒(shao)及余熱(re)鍋爐于 2005年(nian)3月28 日正式運行以來 ,出力全部達(da)到設(she)計要求。它們能讓(rang)每噸垃(la)圾(ji)發(fa)電(dian) 250～300kWh ,每天燃燒(shao) 1200t 垃(la)圾(ji) ,能把 1000t 的垃(la)圾(ji)燒(shao)成 200t 的渣(zha)滓 ,而(er)這(zhe) 200t 的渣(zha)滓又可制成道路用磚 ,不可回收成分減少到 1 %～3 %。真(zhen)正實現了對(dui)城(cheng)市生活(huo)垃(la)圾(ji)的無害化(hua)、資源化(hua)、減量化(hua)處理 ,具有極高的經(jing)濟效益(yi)和環保效益(yi)。

4 結束語

筆者所在公司長期(qi)致(zhi)力(li)(li)于垃圾(ji)焚(fen)燒鍋爐的研(yan)究(jiu)(jiu) ,深入(ru)研(yan)究(jiu)(jiu)垃圾(ji)處理技(ji)術。目前 ,該技(ji)術已能(neng)滿足(zu)國家(jia)對(dui)環(huan)(huan)(huan)境(jing)的各種要求 ,供應的設備能(neng)適合用戶的經(jing)濟(ji)承(cheng)擔能(neng)力(li)(li) ,又適合中國的垃圾(ji)特點。開發(fa)、設計、制造的這兩臺處理能(neng)力(li)(li)為 600t /天(tian)的垃圾(ji)焚(fen)燒及余熱鍋爐 ,具有出力(li)(li)足(zu)、熱效(xiao)(xiao)率高 ,經(jing)濟(ji)效(xiao)(xiao)益(yi)好 ,社會效(xiao)(xiao)益(yi)顯(xian)著 ,保(bao)護生態環(huan)(huan)(huan)境(jing)的優點 ,屬(shu)于環(huan)(huan)(huan)保(bao)節能(neng)型產品 ,值得大力(li)(li)推廣(guang)。

參考文獻

[1]官(guan)玉琪 ,等(deng). 國內外垃圾發電狀況(kuang)[J ] . 電力環境保(bao)護 , 1998 , (9) .

[2]孔水源 ,岑爾芬(fen).垃圾焚(fen)燒(shao)與熱電聯(lian)產的發展(zhan)前景[ EB ] . 中國能(neng)源網.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章