垃圾焚烧电站设计及设备选择应注意的问题

'2009年6月吉林电力Jun．2009第37卷第3期(总第202期)JilinElectricPowerVo1．37No．3(Ser．No．202)垃圾焚烧电站设计及设备选择应注意的问题MattersNeedingAttentiononDesignandEquipmentSelectionforMSWIncinerationPowerPlant马刚，马云龙(1．北京中核东方控制系统工程有限公司，北京100176；2．吉林省电力勘测设计院，吉林长春130022)摘要：简要介绍了垃圾焚烧电站的发展过程及建设的必要性。针对国内垃圾焚烧处理电站设计过程中遇到的问题，结合长春市生活垃圾综合处理电站设计，提出必须规范垃圾焚烧电站设计行业标准及内容深度，实行归口设计；在设备选择方面，应机炉容量匹配，并选择合适的汽车衡载质量和垃圾渗沥液系统及除尘装置。关键词：垃圾电站；设计标准；设备选择中图分类号：TM619文献标识码：B文章编号：1009—5306(2009)03—0028—03目前，我国的垃圾处理率为709／6左右，现行垃率革命，我国城市垃圾若科学处理和利用，则每年产圾处理的主要方法有填埋、堆肥、焚烧等，而利用垃值可达2500亿元人民币。可见垃圾产业大有发展潜圾焚烧电站处理垃圾，是国际上实现无害化、减量力，生活垃圾可以说是目前世界上唯一不断增长的化、资源化的最有效措施。我国各大中城市已运行或潜在资源，被称为有希望的第四产业。建设中的垃圾焚烧电站达几十座。本文就长春市生目前，围绕垃圾处理形成的产业链和面临的市活垃圾综合处理电站工程及吉林市等垃圾焚烧电站场有：再生资源回收利用市场，垃圾设备制造市场，前期准备、施工图设计及对国内外主要垃圾焚烧电垃圾处理设施的设计市场，垃圾处理的施工市场等。站调研过程中遇到的一些问题作以分析，并提出解垃圾处理设计市场暂按全国的1／4城市计算需要建设垃圾处理电站约166座。设备制造市场也大有可决措施。为，国外主要发达国家设备制造已相当完善，而国内垃圾卸料、储存灰渣收集、沥滤液处理、垃圾焚烧及1垃圾焚烧电站建设的必要性利用系统、烟气处理系统等未形成产业链，有关设备生产厂家各自按不同要求发展。这表明与垃圾处理1．1垃圾处理的状况和垃圾电站有关的产业设计、设备制造、施工和回收目前，我国城市人口近4亿人，每年产生垃圾约利用等市场前景广阔。1．5×10。t，并且以每年约10的速度增长。长春市1．3垃圾焚烧电站的发展过程每天产生的垃圾约3800t，而长春市生活垃圾综合有关垃圾焚烧电站的设计、施工、设备制造、运处理电站一期工程日处理垃圾能力仅为520t，二期行管理，国外已进入非常成熟阶段，而我国目前处于建成后为1200t，其余大部分仍需在垃圾填埋场简由发展向成熟转换阶段。城市生活垃圾清洁焚烧发易堆放填埋，已占用数百公顷土地，全国用于垃圾堆电在国外已有近5O年的历史，主要焚烧技术掌握在存占用的土地面积超过5×10hm，形成了大部分少数发达国家手里，各国根据不同情况采取不同的城市被垃圾所包围的局面，因此，垃圾已成为目前必处理方式。我国第一座垃圾焚烧电站于1988年l1须解决的问题。月在深圳市建成投产，焚烧炉为引进日本三菱重工1．2市场及发展前景的2台马丁式垃圾焚烧炉，日处理垃圾量500t，配垃圾回收和再利用是21世纪人类最主要的效置500kW汽轮发电机组发电和供热。收稿日期：2009—03-25作者简介：马刚(1982一)。男，硕士研究生，从事核电站控制系统专业技术工作。·28· 2009年6月Jun．2009第37卷第3期(总第202期)Vo1．37No．3(Ser．No．202)近年来。国内众多生产企业和高校联合，通过引和明确。进、吸收、自主开发和创新，生产了多台(套)垃圾焚2．3归口管理垃圾焚烧电站设计烧电站设备。运行结果表明，国内垃圾焚烧设备技术近年来很多设计部门积极参与国内垃圾焚烧电基本满足发展需求。站的建设。增强了设计多元化和竞争活力，但不同行业设计部门由于自身行业的限制，设计方式或多或2垃圾焚烧电站设计的有关问题少会受到一些影响。城市管理及历史的原因，垃圾的收集、转运、处理等设施建设属于市政部门，其建设程序按其行业2．1规范垃圾焚烧电站设计行业标准的有关规定执行。原来的垃圾处理方式也主要是堆垃圾焚烧电站设计标准规范及相关的标准规范放和填埋，利用也只是堆肥，技术相对比较单一，没目前还没有全面形成，已执行的标准规范存在较明有附加产品，只有投入(政府财政拨款)没有产出，而显的差异。从2000年开始，我国发布实施了一系列垃圾焚烧发电是将垃圾作为资源，通过清洁焚烧转标准，其中包括：GWKB3-2000{生活垃圾焚烧污化成电能或热能，有一定的经济回报，转化的电力须染控制标准》；CJ／T1O6—1999《城市生活垃圾产量上网既与电力系统发生关系，必然要服从电力行业计算及预测方法》；中华人民共和国建设部、中华人的管理方式和运行模式，服从电网的调度，因此垃圾民共和国国家发展计划委员会共同批准的建标焚烧发电项目由市政部门运作和管理就会显得力不[2001]213号《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建从心。设标准》；CJJ90-2002{生活垃圾焚烧处理工程技另外，从垃圾焚烧发电技术的角度来看，与常规术规范》。目前电站部分设计仍参照GB5OO49—火力发电技术的不同之处只是在于燃料的不同。对1994{d~型火力发电厂设计规范》。有些标准规程尚电力系统而言，对焚烧炉和烟气净化处理等装置的需进一步健全完善。认知不存在技术上、知识上的障碍，而发电部分更是2．2规范垃圾焚烧电站工程设计的内容深度电力系统的专长。目前，许多设计单位如电力设计院、市政设计同时应该看到，垃圾焚烧处理又是一个跨行业院、机械设计院、核工业设计院等都在进行垃圾焚烧的系统工程。市政环卫部门在垃圾的收集、转运、分电站的工程设计，有些已建成投产。由于行业不同，拣等垃圾预处理方面有着丰富的经验，垃圾电站的所要求的文件深度和内容范围均有所不同，如在可安全稳定运行与垃圾适时的供应是分不开的，因此研阶段，电力行业对建厂的外部条件要求较高，需要需要电力或其他行业设计部门以及市政环卫部门密落实垃圾及助燃煤的量及来源、水源、出线、厂址地切配合，相互协调。质条件及水文、灰场、电价等，并取得有关部门的文件。对机组型式、主要和辅助工艺系统的拟定和描述等不做太详细的论述，对经济评价部分，也不要求出3设备选择损益表和资金流量表。而其他行业的要求正好相反，其对工艺系统的拟定和描述及经济分析部分要求较3．1机炉容量选择高，对建厂条件的落实却较浅，电力行业经过几十年国内常规电厂机炉容量选择是以汽轮机为中规范化建设，积累了大量的经验，因此在不同的设计心，保证汽轮发电机组满负荷运行，锅炉蒸发量一般阶段侧重点不同。目前国内尚无针对垃圾焚烧电站大于汽轮机额定进汽量1O％左右，青岛捷能动力集的初可研、可研、初设报告的编制内容深度规定，这团公司生产的常规6Mw中温中压汽轮机额定进就势必造成在设计时掌握的尺度不一，共同点不一汽量为28．5t／h，通常配套锅炉蒸发量为35t／h，此致。设计单位需按不同行业意见修改。另外，由于行时配置的汽轮机满负荷运行，锅炉只能带8O左右业不同，系统设计也不同，如电力行业按热力系统、负荷运行，这种方式只能体现锅炉年利用时间的变燃烧系统、烟气净化系统、化学水处理系统等工艺系化，而不影响发电量这一主要指标。统划分，而市政行业按主车间、辅助车间等功能区划国外衡量垃圾焚烧电站的主要指标是垃圾处理分。因此，有必要对编制范围和内容深度等加以规范能力，而发电量是在保证垃圾处理量的前提下完成·29· 2009年6月吉林电力Jun．2009第37卷第3期(总第202期)JilinElectricPowerVo1．37No．3(Ser．No．202)的，经济效益不是根本目的，主要考虑的是环保效成熟，无二次污染，各项指标能达到排放标准，但价益，所以机炉容量匹配均按1009／6配置，既充分发挥格高，系统复杂。垃圾焚烧炉的处理能力，同时合理利用汽轮发电机3．4除尘装置选择组的发电能力，锅炉和汽轮发电机的利用时间基本GWKB3-2000中7．3条规定“生活垃圾焚烧上相同，这点与国内机炉容量选择有所不同，这是垃炉除尘装置必须采用袋式除尘器”及9．1．1条规定圾焚烧电站设计时机炉容量匹配选择需要注意的。“焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、3．2汽车衡载质量选择贮存和运输”，而CJJ9O-2OO2中7．3．2条规定“烟按照CJJ9O-2oo2中5．2．3条“汽车衡规格应气净化系统的末端设备应优先选用袋式除尘器，并按垃圾车最大满载重量的1．7倍、称量精度2Okg应设置除尘器旁路”及7．3．3条规定“静电除尘器不确定”的要求选择汽车衡。长春市生活垃圾综合处理宜在200400C工作条件下应用”和7．6．12条规电站汽车衡载质量选择是根据长春市环卫部门使用定“飞灰应进行浸出毒性鉴别，并应按危险废物处垃圾运输车辆的实际情况，按上限选择30t汽车理”表明，本规范要求优先选用袋式除尘器，静电除衡。长春市垃圾低位发热量在3076～4605kJ／kg尘器在200400C的温度外工作条件下可以应用，之间，垃圾焚烧炉按低位发热量为4546kJ／kg设即对除尘设备的形式有了其他选择的余地。7．6．12计，当垃圾低位发热量在3762～4546kJ／kg时，可条要求除尘器飞灰应进行浸出毒性鉴别，如有浸出以掺入不大于质量比为2O的煤助燃。每天助燃煤毒性则按危险废物处理，设置飞灰固化车间，采取收耗量30t左右，助燃煤由汽车运输并利用垃圾汽车集后掺加水泥混合固化的处理方法；如未浸出毒性衡计量，考虑运输成本，运煤汽车载质量均在4O～则按普通炉渣处理。50t，加上汽车自身质量总质量可达6Ot，所以将飞灰毒性是随垃圾质变化的，如能控制重金属30t改为60t汽车衡。国内掺烧助燃煤的其他垃圾和含氯化合物等的进入量，可减少飞灰中重金属含电站也存在这个问题，选择汽车衡时应充分考虑。量，控制炉膛温度、流速及停留时间可有效地控制烟3．3垃圾渗沥液系统的选择气污染物的排放浓度和二恶英含量。除考虑上述因a．垃圾渗沥液收集井容量的选择。垃圾存储坑素，燃用处理后的垃圾和调整运行手段及合理的燃有效容量为焚烧炉3～5天额定负荷的焚烧量，垃圾烧组织，使除尘器飞灰基本上能达到国家有关标准，坑下部四周设有集液沟，将垃圾渗沥液集中汇人收不同的净化装置和飞灰收集、贮存对电站布置及工集井内，渗沥液量平均为额定垃圾焚烧量的3～程投资等有很大影响，水泥使用量又对电站运行成109／6，垃圾渗沥液收集井容量为8h的最大渗沥液收本有很大的影响。设计部门应根据建设情况合理选集量，并考虑垃圾坑地面上进料斗周边清扫沟及垃择除尘器和飞灰收集、贮存装置。圾坑上部四周设有消防喷淋管、药物喷淋管的工作水量可能出现的最大量，不考虑雨水或其他杂水进4结束语入量，垃圾渗沥液收集井容量按此选择。b．垃圾渗沥液污水泵型号及运行方式的选择。垃圾焚烧处理是一项涵盖多学科、多行业的综应选择2台带搅拌和切割功能的污水泵，1台运行，合技术，应由有关行业和研究设计部门共同制定策1台备用。运行方式为当焚烧炉炉膛温度为800～略开发研究，通过行业管理整体协调，大力拓宽垃圾840C时，由污水泵加压雾化喷入垃圾焚烧炉内高的综合利用和垃圾电站的合理发展。而且城市建设温区燃尽，低于800C时垃圾渗沥液污水泵停运，焚应优先推荐使用垃圾焚烧电站技术，借鉴国内外实烧炉燃烧处理污水量的能力为不超垃圾量的1O9，6，践经验和成熟工艺系统，选择合适的先进设备，积极当垃圾渗沥液污水量过大时，应选择其他方式处理促进垃圾焚烧电站的建设和发展，保护人类赖以生或排入临时垃圾渗沥液箱。存的环境。总的说来，国内处理垃圾渗沥液的系统和设备目前都在研究完善之中，而国外进El的液体废物处(编辑田淑华)理器及电凝聚污水处理系统等，自动化程度高，技术·3O·'