生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟停爐判定依據(jù)存在問題及啟停爐過程關(guān)鍵因素分析
近年來，隨著我國生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)快速發(fā)展,配套適用的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定亟待進(jìn)一步補(bǔ)充完善,如生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟停爐判定依據(jù)等。針對不同規(guī)模生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟爐、停爐過程運(yùn)行實際情況，探討了現(xiàn)有啟停爐判定依據(jù)存在的問題，并結(jié)合啟爐、停爐過程爐溫變化、進(jìn)料門開關(guān)、爐排動作、輔助燃燒器運(yùn)行、主蒸汽輸送等關(guān)鍵因素，提出了解決建議，以利于生活垃圾焚燒行業(yè)提升標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營水平。
2017年環(huán)境保護(hù)部(現(xiàn)為生態(tài)環(huán)境部)發(fā)布的《關(guān)于生活垃圾焚燒廠安裝污染物排放自動監(jiān)控設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)有關(guān)事項的通知》 要求國內(nèi)具備規(guī)模的生活垃圾焚燒發(fā)電廠污染物排放自動監(jiān)測數(shù)據(jù)與國家環(huán)保監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)，并按照《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》對聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的生活垃圾焚燒爐運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記，其中包括生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐等狀態(tài)。到了2019年，相關(guān)部門正式著手研究生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟爐、停爐過程判定依據(jù)。
1 焚燒爐啟停爐
1.1 定義
現(xiàn)行的《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活垃圾焚燒爐啟爐過程為自投入生活垃圾開始，直至達(dá)到額定焚燒量;生活垃圾焚燒爐停爐過程為自生活垃圾停止投入開始，直至剩余生活垃圾完全燃燒。
1.2 現(xiàn)行參考判定方法
生活垃圾焚燒發(fā)電廠污染物排放自動監(jiān)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)的啟爐、停爐狀態(tài)的現(xiàn)行判定依據(jù)，主要參考《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》，即通過生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測氧量、流速、煙溫等數(shù)據(jù)進(jìn)行輔助判定。
1.2.1 氧量判定
依據(jù)生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測含氧量數(shù)據(jù)判定：氧量從生活垃圾焚燒爐正常運(yùn)行數(shù)值(<19%)逐漸上升，當(dāng)數(shù)值>19%時，即判定為停爐狀態(tài);氧量從生活垃圾焚燒爐停止運(yùn)行數(shù)值(>19%)逐漸下降，當(dāng)數(shù)值<19%時，即判定為啟爐狀態(tài)。
1.2.2 流速判定
依據(jù)生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測流速數(shù)據(jù)判定：流速從生活垃圾焚燒爐正常運(yùn)行數(shù)值(>2m/s)逐漸下降，當(dāng)數(shù)值<2m/s時，即判定為停爐狀態(tài);流速從生活垃圾焚燒爐停止運(yùn)行數(shù)值(<2m/s)逐漸上升，當(dāng)數(shù)值>2m/s時，即判定為啟爐狀態(tài)。
1.2.3 煙溫判定
依據(jù)生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)判定：煙溫從生活垃圾焚燒爐正常運(yùn)行數(shù)值(>40℃)逐漸下降，當(dāng)數(shù)值<40℃時，即判定為停爐狀態(tài);煙溫從生活垃圾焚燒爐停止運(yùn)行數(shù)值(<40℃)逐漸上升，當(dāng)數(shù)值>40℃時，即判定為啟爐狀態(tài)。
1.2.4 人工判定
依據(jù)生活垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行操作人員實際操作經(jīng)驗判定，人工判定生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐狀態(tài)。
2 存在問題
(1)煙氣凈化設(shè)施屬于生活垃圾焚燒爐輔助工藝設(shè)施，煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)僅反映煙氣排放狀態(tài)。僅用煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)的氧量、流速、溫度等數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確反映生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐狀態(tài)。
(2)生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐屬于一個運(yùn)行過程，現(xiàn)行參考判定方法暫未明確啟爐、停爐過程的起始點與終止點，僅表示運(yùn)行狀態(tài)切換點。
(3)生活垃圾焚燒爐切換至停止?fàn)顟B(tài)初期，受煙氣管道內(nèi)余熱影響，煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測溫度易維持在>40℃的狀態(tài)，我國南方地區(qū)夏季環(huán)境溫度高時尤為明顯。
(4)生活垃圾焚燒爐煙氣均通過煙囪抬升排放，煙囪存在自然拔風(fēng)。當(dāng)生活垃圾焚燒爐切換至停止?fàn)顟B(tài)時，煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測流速數(shù)據(jù)易受煙囪自然拔風(fēng)影響。
(5)《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定生活垃圾焚燒廠啟爐、停爐過程中，4h內(nèi)污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，該4h暫無法準(zhǔn)確界定。
(6)人工判定存在誤差。各生活垃圾焚燒廠運(yùn)行操作人員的個人經(jīng)驗及認(rèn)知水平存在差異，判定啟爐、停爐過程存在偏差，且人工判定存在環(huán)保責(zé)任風(fēng)險。
3 生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐過程關(guān)鍵因素分析
3.1 生活垃圾焚燒爐膛計算溫度
《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：生活垃圾焚燒爐啟爐過程，爐膛計算溫度(850℃，2s)必須>850℃時投料;生活垃圾焚燒爐停爐過程，剩余垃圾燃盡前，爐膛計算溫度(850℃，2s) 也必須>850℃。由此可知生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐過程中，爐膛計算溫度(850℃，2s)為重要判定依據(jù)之一。
生活垃圾焚燒發(fā)電廠實際運(yùn)行過程中，爐膛計算溫度(850℃，2s)變化曲線就是運(yùn)行狀態(tài)判定的重要依據(jù)(見圖1)。
《關(guān)于生活垃圾焚燒廠安裝污染物排放自動監(jiān)控設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)有關(guān)事項的通知》規(guī)定，若生活垃圾焚燒爐無爐膛計算溫度(850℃，2s)，可用與國家環(huán)保監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)的生活垃圾焚燒爐爐膛中部、上部各3個爐溫數(shù)值的算術(shù)平均值替代。
3.2 生活垃圾焚燒爐進(jìn)料門開關(guān)
根據(jù)生活垃圾焚燒廠實際運(yùn)行情況，生活垃圾焚燒爐啟爐過程，起始點為向生活垃圾焚燒爐內(nèi)投入生活垃圾，可通過生活垃圾焚燒爐進(jìn)料門首次打開信號進(jìn)行判定。
但是目前也有部分生活垃圾焚燒發(fā)電廠烘爐階段常采用生活垃圾對生活垃圾焚燒爐進(jìn)料口下降管段進(jìn)行物理密封。這一方面為防止?fàn)t堂前端被熱灼傷，另一方面為防止因進(jìn)料門關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致爐膛內(nèi)漏冷風(fēng)，影響爐膛升溫效率。該部分生活垃圾焚燒發(fā)電廠在烘爐階段現(xiàn)有運(yùn)行方式未調(diào)整前，生活垃圾焚燒爐進(jìn)料門首次打開信號不可作為生活垃圾焚燒爐啟爐過程起始點判定依據(jù)。
生活垃圾焚燒爐停爐過程，終止點為生活垃圾焚燒爐停止投入生活垃圾，可通過生活垃圾焚燒爐進(jìn)料門關(guān)閉信號進(jìn)行判定。
3.3 生活垃圾焚燒爐排動作
根據(jù)現(xiàn)有典型生活垃圾焚燒爐爐型，爐膛內(nèi)爐排分為干燥段、燃燒段、燃盡段(見圖2)。生活垃圾從進(jìn)料口進(jìn)入爐膛干燥段爐排后，開始焚燒生活垃圾的啟爐過程，干燥段爐排必須動作，以均勻推進(jìn)生活垃圾焚燒。但是也有部分生活垃圾焚燒發(fā)電廠烘爐階段會試啟動爐排，以驗證爐排是否能正常運(yùn)行。
3.4 鍋爐主蒸汽閥門開關(guān)
生活垃圾焚燒發(fā)電廠實際運(yùn)行過程中，生活垃圾焚燒爐完成啟動過程，至運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，鍋爐主蒸汽閥門開啟，向汽輪機(jī)側(cè)供蒸汽，推動汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)組運(yùn)行發(fā)電。
目前，絕大部分生活垃圾焚燒發(fā)電廠均配置有汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)組。實際運(yùn)行過程中，汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)行成為生活垃圾焚燒廠正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要標(biāo)志之一。
3.5 生活垃圾焚燒爐輔助燃燒系統(tǒng)啟停
生活垃圾焚燒爐輔助燃燒系統(tǒng)為生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐過程輔助爐膛內(nèi)生活垃圾穩(wěn)定焚燒的重要設(shè)備之一，輔助燃燒原料以零號柴油或天然氣為主。
根據(jù)逾10座生活垃圾焚燒發(fā)電廠實際運(yùn)行經(jīng)驗，生活垃圾焚燒爐啟爐過程，為保證爐膛計算溫度(850℃，2s)≥850℃，從投入生活垃圾開始，必須啟動輔助燃燒系統(tǒng)，待生活垃圾燃燒穩(wěn)定后，停止輔助燃燒系統(tǒng)。生活垃圾焚燒爐停爐過程，為保證爐膛計算溫度(850℃，2s)≥850℃，從停止投入生活垃圾開始，必須啟動輔助燃燒系統(tǒng)，待爐膛內(nèi)剩余生活垃圾燃燒完全后，停止輔助燃燒系統(tǒng)。
4 判定建議
綜合上述生活垃圾焚燒爐啟停爐關(guān)鍵因素分析及各生活垃圾焚燒發(fā)電廠啟停爐判定依據(jù)存在的問題，結(jié)合各生活垃圾焚燒發(fā)電廠實際運(yùn)行情況，建議判定依據(jù)如下。
4.1 啟爐過程判定依據(jù)
(1)當(dāng)生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時，判定為啟爐過程的起點：
① 生活垃圾焚燒爐爐膛計算溫度(850℃，2s)首次>850 ℃。
② 煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測正常監(jiān)測，氧量數(shù)值<19%。
③ 生活垃圾焚燒爐進(jìn)料門首次開啟。
④ 生活垃圾焚燒爐停爐后，爐膛干燥段爐排首次動作。
(2)當(dāng)生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時，判定為啟爐過程的終點：
① 生活垃圾焚燒爐爐膛輔助燃燒系統(tǒng)停止運(yùn)行。
② 生活垃圾焚燒爐爐膛計算溫度(850℃，2s)或與國家環(huán)保監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)的生活垃圾焚燒爐爐膛中部、上部各3個爐溫數(shù)值的算術(shù)平均值>850℃且持續(xù)10min。
③ 煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測正常監(jiān)測，氧量>19%。
④ 鍋爐主蒸汽門打開，汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)組啟動。
4.2 停爐過程判定依據(jù)
(1)當(dāng)生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時，判定為停爐過程的起點：
① 生活垃圾焚燒爐爐膛輔助燃燒系統(tǒng)啟動。
② 生活垃圾焚燒爐進(jìn)料門關(guān)閉。
(2)當(dāng)生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時，判定為停爐過程的終點：
① 生活垃圾焚燒爐爐膛輔助燃燒系統(tǒng)停止運(yùn)行。
② 生活垃圾焚燒爐爐膛計算溫度(850℃，2s)或與國家環(huán)保監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)的生活垃圾焚燒爐爐膛中部、上部各3個爐溫數(shù)值的算術(shù)平均值<850℃。
③ 煙氣凈化設(shè)施末端煙氣在線監(jiān)測正常監(jiān)測，氧量>19%。
5 結(jié)語
未來，隨著生活垃圾焚燒成為我國生活垃圾處理主流產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，民眾關(guān)注度不斷提高，相關(guān)環(huán)保監(jiān)管工作勢必日趨嚴(yán)峻。作為環(huán)保企業(yè)，生活垃圾焚燒發(fā)電廠必須緊跟時代步伐，嚴(yán)格按照污染物排放自動監(jiān)控數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)工作要求，規(guī)范運(yùn)行流程，提升標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營水平，履行企業(yè)環(huán)保主體責(zé)任。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
