對垃圾焚燒爐與余熱鍋爐配置一些問題的探討
隨著我國經濟生活水平的發展和不斷提高，城市生活垃圾的處理在目前已經成為關乎民生的一件大事。目前我國多數城市生活垃圾處理方式仍然采用的是傳統的填埋和極少數城市采用很不成熟的生化堆肥處理方式。這些城市生活垃圾處理方式存在很多的不足，同樣已經面臨許多困難。如填埋場地選擇的限制，就是有了合適的場地也容易造成場地周圍的地下水資源二次污染和周圍環境的污染，垃圾的填埋產生沼氣并給大氣造成十分嚴重的污染等。就我們所知目前我國境內采用的垃圾生化堆肥來處理城市生活垃圾規模和真正意義上成功的項目幾乎沒有。目前國內城市生活垃圾處理模式呈現出三大特點：一是垃圾量大，生活垃圾產量據不完全統計已超過1．5億噸，隨著我國持續的經濟高速發展，城市人口的快速的增加，城市生活垃圾的產量也在較大量的產生增加；二是垃圾組份復雜，其主要組成分為幾大類，即可腐有機物、可燃有機物、無機物、不可燃物（如金屬、陶瓷）等；三是地域性垃圾的熱值差別大。它與這個城市地區主要的民用燃料、經濟發展和生活水平有著密切關系。
為此許多有一定經濟實力的地方政府采用“無害化、減量化、資源化、垃圾焚燒爐+發電”的處理方法，取得了較好的社會和經濟綜合效益，使當地城市的生活垃圾的環境污染得到比較好的解決，并利用國家鼓勵的相關政策，保證了垃圾處理企業有一定經濟收益。
國外垃圾焚燒處理技術起步較早，已發展了近百年，生活垃圾處理技術工藝和設備已較為成熟。目前國外普遍流行的焚燒方式主要有三種形式：層燃方式、流化懸浮燃燒方式和沸騰懸浮燃燒方式。用于垃圾焚燒處理的常見焚燒爐型有：機械爐排焚燒爐，熱解焚燒爐，旋轉窯焚燒爐和流化床焚燒爐等。從焚燒方式看循環流化床有很多優點，但在用于處理我國低熱值城市生活垃圾時存在不少問題。如：入爐垃圾需要分揀；要求入爐垃圾熱值較高；為了提高垃圾熱值穩定焚燒，還需要添加一定比例（≮20%）的輔助燃料，因此在使用過程中是審慎采用地；旋轉窯焚燒爐主要適宜處理危險廢物，且容量較小，在城市垃圾的處理中應用不多；用熱解氣化爐來焚燒處理生活垃圾是一種新型的燃燒技術，它具有燃燒充分，熱效率高，爐渣熱灼量減少，煙氣污染指標易控制等優點，但單爐處理能力受爐膛直徑的限制而較難提高。目前使用較多，運行較為穩定，并得到國家推薦“垃圾焚燒目前宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術”。單爐處理容量最大的是機械式爐排爐，常用的有三菱-馬丁爐排、滾筒爐排、西格斯爐排等，其最大特點是入爐垃圾不需分揀，適應中國目前高水分、低熱值城市生活垃圾的現狀。另外單爐日處理垃圾容量大是其他爐排無法可比的優勢。
我國內幾種常見焚燒爐的有關比較
進口與國產焚燒爐型的特性比較
目前在垃圾焚燒爐排爐方面主要是引進進口爐排和采用國產爐排兩種方式，其中李坑一期的三菱－馬丁爐排爐，重慶三峰集團引進的馬丁爐排，深圳能源有限公司引進的西格斯爐排較為成功，國產爐排主要是在吸收和消化了國外先進爐排的技術基礎上，結合中國的高水分、低熱值的生活垃圾做了一定修改而設計，具有自主知識產權和專利技術的爐排爐。主要代表的生產廠家有浙江溫州偉明集團，杭州新世紀能源環保工程有限公司等，且這類爐排爐在國內已經有相當一定的市場占有率，并且是較成功范例。
經過長時間實踐的運行檢驗，進口焚燒爐和國產爐排爐均存在一些設計或工藝上的不足。
主要表現在：
1、對熱值低、水分高、成分復雜的中國城市垃圾適應性不好
美國、日本等西歐發達國家，其經濟水平和生活水平均較高，垃圾中的可燃燒的有機成分較高，且政府已經有了垃圾分類的法律、法規。國民素質也較高。生活垃圾經過分類收集，進入焚燒廠的成分相對簡單，生活垃圾熱值高（一般都在1600kcal／kg以上），水分含量低，這類的生活垃圾比較適合于各種類型的焚燒爐焚燒處理，設計師在設計焚燒爐時也大多是針對這樣的生活垃圾熱值高設計和制造的，實際運行焚燒處理效果較好。而在中國各地區，甚至是沿海發達城市所產生的垃圾中櫥余垃圾多，熱值低，水分高、灰分少，成分復雜，這樣的垃圾實際與發達國家二十世紀七十年代左右的垃圾比較接近，我國城市垃圾熱值通常在1000－1500kcal／kg左右，因此將二十世紀九十年代發達國家先進的焚燒爐直接引進處理中國城市生活垃圾，是不太不適宜的，有點水土不服。
2、垃圾焚燒爐和余熱鍋爐的匹配問題
眾所周知：垃圾焚燒爐很重要的部件是爐排，目前我國焚燒爐排大多是進口的，而余熱鍋爐國內設計與制造都比較成熟。目前情況通常的做法是采用進口爐排和國產余熱鍋爐相配套。那么垃圾焚燒爐垃圾熱值設計點選取與余熱鍋爐的設計的選取是個比較敏感的問題，怎樣使垃圾焚燒爐與余熱鍋爐的最佳配置，是設計部門的一個關鍵問題。垃圾焚燒發電廠的原料是城市生活垃圾，城市生活的熱值通常在1000－1500kcal／kg左右范圍變化的，而不像燃料電廠在設計時，只考慮采用哪個地方的燃料煤，是有個相對固定燃料煤的的供應點，因此在燃煤電廠設計時的熱值設計值是相對穩定的。垃圾焚燒發電廠在設計時，為了更好的注意到焚燒爐與余熱鍋爐配套問題，也要考慮到生活垃圾的熱值隨著生活水平的提高而變化，因此垃圾電廠在設計時要考慮垃圾熱值不能太低又要考慮垃圾熱值設計不能太高設計值，因此就有了MRC設計熱值的問題。設計單位通常是根據經驗估算今后5年當地人民生活水平發展大概的垃圾熱值來作為設計點來設計。若設計點選取不合理，這樣會造成焚燒爐和余熱鍋爐的不完全匹配。如垃圾設計熱值點取的過高，當處理日前我國低位熱值生活垃圾時，為了保證余熱鍋爐達到設計容量（出力），勢必將加大垃圾處理量或添加其它輔助燃料才能保證爐膛溫度在850℃以上并可保證煙氣停留時間達到2秒鐘以上，才可以達到垃圾焚燒爐與余熱鍋爐較好的匹配效果和國家環保排放要求，勢必造成垃圾焚燒爐長期超負荷運行，且余熱鍋爐才能達到設計能力，這樣對垃圾焚燒爐是非常不利的。如果垃圾熱值設計點取得過低，為保證余熱鍋爐達到設計容量，確保爐膛溫度在850℃以上且保證煙氣停留時間達到2秒鐘以上，焚燒爐勢必會造成減少垃圾處理量，而垃圾焚燒爐長期處于低負荷運行，浪費了垃圾焚燒爐容量。作為有經驗的焚燒爐和余熱鍋爐的設計商，通常采用的做法是估計當地生活垃圾十年后的垃圾熱值（假設熱值）作為MRC設計點。這樣可以照顧到垃圾焚燒爐與余熱鍋爐配置問題，得到一個比較好的處理。
3、進口設備噸垃圾投資成本高。
據不完全統計，目前國內利用國外先進焚燒技術建造的焚燒廠普遍存在建設工程投資大，折合噸工程投資約55萬元－75萬元，引進技術與國內技術加上國內制造的設備噸工程投資通常在40萬元左右。
如引進進口設備建一座垃圾電廠基本上需要幾個億，除了部分發達城市能夠承受外，許多地區目前還是無法接受，不論是政府投資還是采用BOT還是BOO的形式，都需要一筆不菲的投資，一般的中小城市的經濟能力是無法承受的。
國產設備雖然造價較適中，但由于目前剛剛處于起步階段，部分工藝和設計需要不斷完善和修正。有關關鍵零部件（爐排）加工和制造方面還是一時難以達到先進國家的工藝水準要求。
所以當建一座垃圾電廠外部條件具備（項目可研和環境評價已經得到政府批準）的時候，投資方首先應考察各地同類型垃圾電廠，根據成功的例子,確定選擇好適合我國低位熱值和高水分的垃圾的爐型，然后根據當地的垃圾平均熱值，合理的選擇配套余熱鍋爐，此點至關重要，既要考慮目前垃圾熱值較低情況下的正常運行，又要考慮隨著當地經濟水平的發展，人民生活水平提高后，垃圾熱值也會相應提高的長遠規劃。當鍋爐的額定蒸發量確定以后，就可以合理的匹配發電機組，更好的提高機組熱效率。
結束語：
根據建設部、國家環境保護總局、科技部的“城建[2000]120號《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》6.2、垃圾焚燒目前宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術，審慎采用其他爐型的焚燒爐。禁止使用不能達到控制標準的焚燒爐”。爐排爐經過10多年在南方數省實踐運行表明城市生活垃圾處理實際效果顯著，其環境監測結果均能達到國家環保排放指標，經過多次環保監測其結果表明，能比較好的滿足環保排放指標的要求。在北方由于冬季的雨雪時間比較長（每年的11月中旬到次年的3月中下旬）多達到150天，冬季的雨雪天生活垃圾中含有大量的冰雪，那么垃圾的水分特別多，垃圾熱值肯定是＜1000kcal／kg這個范圍的,若采用我國專有的循環流化床垃圾焚燒爐我個人認為可能比較適應，因為這種焚燒爐可以添加輔助燃料達到20%，垃圾與燃料煤的混合燃料可以在爐內有個比較好的燃燒。但是這類焚燒爐是屬于“審慎采用其他爐型的焚燒爐”。
總之，垃圾焚燒發電在我國還處于一個起步不久的階段，隨著我國經濟發展水平的不斷提高以及面對資源日益緊缺的狀況，垃圾處理和再生能源的綜合再利用將是一個發展趨勢。各地垃圾電廠的迅速增長也是必然的，不斷完善垃圾焚燒發電廠設備的合理選型及其配套設施是一個新的課題。
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