垃圾焚烧发电技术

主要进口炉排炉
日本JFE超级往复炉排炉： 确保充分的炉排面积。 通过大落差壁产生垃圾跌落 以提高搅拌效果。 利用烟气辐射热加强炉内垃 圾的干燥（配备中间隔板的 最佳化设计)。 实现垃圾层厚度最优化的控 制(炉排每段均采用独立的 驱动机构)。 采用具有优秀的垃圾给料性 能的给料系统。 在燃烧段采取有效措施防止 炉膛结焦。
第三部分： 生活垃圾焚烧发电工艺
垃圾焚烧技术总体工艺
垃圾焚烧趣味工艺流程（炉排炉）
炉型比较
技术成熟，进口国产均有 较多业绩，燃烧稳定。 投资高，管理水平高 垃 圾 焚 烧 炉 炉 型 选 择 技术角度 燃烧彻底，余热利用效果好 需要预处理，可有效控制 污染物，防止二次污染 环保部环发[2008]82号文 关于掺烧煤比例和 污染物控制方面的规定 发改委发改价格[2012]801号 关于上网电价结算的规定
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垃圾焚烧发电
目录
1 2 3 4 4 3 第一部分：生活垃圾焚烧发电技术概述
第二部分：生活垃圾产量及基本特性
第三部分：生活垃圾焚烧发电工艺 第四部分：生活垃圾焚烧发电工程设计 第五部分：生活垃圾焚烧发电工程实例
第一部分： 生活垃圾焚烧发电技术概述
概述
垃圾焚烧发电项目建设意义 ：
垃圾焚烧发电项目为处理当地产生的生活垃圾，做到 垃圾减量化，无害化和资源化。在处理垃圾的同时，还可 协同处理城市污水处理厂产生的市政污泥。通过该类项目 的建设彻底全面的解决当地废弃物的处理问题
关于垃圾焚烧发电国家政策支持
《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建 2012 年国家发展改革委发布《关于完善垃圾焚烧发 设规划》中明确指出：到 2015年，全国城镇生活 2008年环境保护部、国家发展和改革委员会、国家 电价格政策的通知》（发改价格 [2012]801号）规定： 垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的 2005 年 2 月通过的《可再生能源法》明确指出： 能源局 发布《关于进一步加强生物质发电项目环境 以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目，均先按其入 35% 以上，其中东部地区达到 48%以上。 “国家支持可再生能源并网发电”。并将城市生活 影响评价管理工作的通知》（环发 [2008]82号）对垃 厂垃圾处理量折算成上网电量进行结算，每吨生活垃 垃圾列为一种生物质燃料。 圾折算上网电量暂定为 280千瓦时，并执行全国统一垃 圾焚烧发电技术、经济、环保等提出进一步要求。 圾发电标杆电价每千瓦时0.65元（含税，下同）；其 余上网电量执行当地同类燃煤发电机组上网电价。
主要进口炉排炉
日立造船VON ROLL剪切刀机械炉排炉 采用Von Roll L型炉排，炉排的动作具有剪 切垃圾的作用； 提供均匀的一次风；通过提高一次风的温 度，使低热值垃圾也能稳定燃烧； 设置剪切刀，通过剪切刀的作用，可以破 碎块状垃圾和搅动垃圾，使垃圾层均匀； 根据焚烧炉上部的结构形式，最大限度利 用辐射热烘干垃圾； 采用有余量的炉膛容积，确保烟气完全燃 烧所需的停留时间； 采用鼻状结构和二次风喷嘴的最优化配置， 确保烟气和二次风充分混合，实现完全燃 烧； 采用热流体模拟，解析上述焚烧炉的形状， 使之最优化，通过自动燃烧控制，实现稳 定的燃烧
2.热值确定方法 量热计测定 经验公式估算
生活垃圾产生量与性质
垃圾渗沥液：
1.产量： 根据国内焚烧厂的统计数据，垃圾渗沥液产量一 般为垃圾处理量的1~12%，最高达到25%。 渗沥液产生集中在5~11月，夏季最多，冬季最少
生活垃圾产生量与性质
2.典型渗沥液水质
成分 BOD5 CODcr 范围 60~45000 2000~80000 成分 pH 总硬度 范围 3.7~8.5 200~10000 成分 Cu Ni 范围 0.1~9.0 0.01~0.8
佳
多 少
佳
无 中
较佳
无 多
高 高
中 中
较低 中
烟气净化工艺
半干法脱酸塔加布袋除尘器流程
喷雾干燥吸收塔
气体悬浮式吸收塔
增湿灰吸收法
循环灰吸收法
各科研设计单位、设备厂家、运营商的实际运营经验结合 表明：烟气净化工艺以半干法脱酸塔+布袋除尘器+活性 炭喷射的组合工艺为最佳方案。
余热利用工艺
汽轮发电机组选型
主要国产炉排炉
三峰卡万塔SITY2000逆推式炉排炉： 单台焚烧炉垃圾处理量 120~720t/h 适合中国垃圾高水分、低热值的 特点 焚烧性能良好，灰渣未燃烬率 0.7~2%，烟气中飞灰含量 <3g/m3 运行过程燃烧参数稳定，炉排空 气冷却高效
主要国产炉排炉
上海康恒/无锡华光： 在燃烧炉排的中间位置设置 了一组剪切刀，有效地压碎、 切断、扯碎和破碎块状垃圾。 垃圾在炉排之间的落差段处 跌落时能对结块的垃圾起到 较好的破碎作用。 选用烟气空气预热器，该装 置能把一次风温度最高加热 至300℃，有效保证垃圾的 充分干燥和完全燃烧。 二次风喷嘴组在前后拱处交 错设置，产生强烈湍流，使 还原性气体完全燃烧，抑制 二恶英的生成。
SS
氨氮 TP 挥发性脂肪酸
200~1000
0~1700 1~500 0~26000
颜色
氧化还原电位 Cr Hg
黄~熏灰色
80~320 100~4000 0~0.032
As
Cd Pb Mn
0.1~0.5
0~0.13 0.07~12.3 0.47~3.86
本表中氧化还原电位单位为mV，pH无量纲，其余单位均为mg/L
生活垃圾产生量：
影响生活垃圾产量基本要素：人口 依据建设部统计数据： 中小城市生活垃圾产量为1.0kg/人•天 大城市生活垃圾产量约为1.1~1.3kg/人•天
生活垃圾产生量与性质
生活垃圾性质： 1.物理分类 一般分类：三大类九小类 有机物：厨余、纸类、木竹、橡塑、纤维 无机物：玻璃、金属、渣土砖瓦 其他
生活垃圾产生量与性质
生活垃圾性质： 2.元素分析和工业分析 元素分析需包含：C、H、O、S、N、Cl 工业分析一般包含：W、A、QL（低位热值）
生活垃圾物理化学性质分析依据： 《生活垃圾采样和分析方法》CJ/T313-2009
生活垃圾产生量与性质
典型的生活垃圾元素与水分、灰分范围：
元素名称 符号 范围 元素名称 符号 范围
项目运作基本模式 ：
BOT模式，即与政府签订特许经营协议，获得垃圾处 理的特许经营权，建设方在特许经营权范围内处理废物， 获得政府处理费补贴，同时享受国家规定的上网电价。
国内垃圾焚烧厂建设情况
截至2010年年底，我国生活垃圾焚烧发电厂总数 达101座，焚烧总规模达96010t/d。 其中：炉型采用炉排炉的焚烧厂74座，焚烧规模 为74730t/d 炉型采用循环流化床焚烧炉的焚烧厂21 座，焚烧规模为162710t/d 采用其他炉型的焚烧厂约6座
垃圾焚烧发电发展趋势
机械炉排炉的主流化 焚烧系统 焚烧设备的国产化 单机焚烧规模大型化 半干法+袋式除尘主流化 烟气净化系统
垃 圾 焚 烧 发 电 发 展 趋 势
更加严格的环保标准
机组参数向中温次高压发展 余热利用系统 余热利用向热电联产发展
第二部分： 生活垃圾产量及基本特性
生活垃圾产生量与性质
主要进口炉排炉
日本田熊SN机械炉排炉 采用足够的炉排面积，设置两个阶梯， 使垃圾在炉内翻滚并燃烧 具有较高的炉内通风能力，供气管不 受垃圾层厚度的影响，它与各炉体组 合，来均衡地提供空气 高耐久力：在每个炉条后有鳍状物， 用来提高炉条降温效率，这样可以阻 止炉条燃烧。炉条采用特殊难熔的铸 钢来制造 燃烧过程采用四个驱动单位：一个在 干燥阶段，二个在燃烧阶段，再一个 在燃烬阶段。通过调整各独立驱动单 位的速度，能控制垃圾和灰层的厚度 我院设计的天津双港垃圾焚烧发电厂采用 此炉排，3X400t/d
碳
氢 氧 硫
C
H O S
10~22%
1~3% 8Βιβλιοθήκη Baidu15% 0.1~0.6%
氮
氯 灰分 水分
N
Cl A W
0.5~1.5%
0.1~1.0% 10~25% 40~60%
生活垃圾产生量与性质
垃圾热值：
1.实现垃圾自身持续稳定燃烧的入炉垃圾热值的要求： 深圳市政环卫综合处理厂运营经验：≧3600kJ/kg 欧洲垃圾焚烧工程公司认为： ≧5860kJ/kg，此时实现焚烧热灼减率 ≦3%。CO含量达到40mg/Nm3的严格标准的下线热值 世行指出的垃圾焚烧工程投资指导意见认为：垃圾平均低位热值 ≧7000kJ/kg，且任何季节≧6000kJ/kg
国内主要投资垃圾焚烧发电项目的公司
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 公司名称 光大环保 天津泰达 深能源 上海环境 绿色动力 江苏天楹 重庆三峰卡万塔 杭州锦江集团 代表工程 光大苏州一、二期；光大常州；光 大江阴；光大济南等 天津双港；天津贯庄；扬州泰达； 大连泰达等 宝安老虎坑一、二期；深圳南山等 上海老港；成都洛带；山东威海 （在建）；南京江北（在建） 常州项目；海宁项目；平阳项目； 乳山项目等 江苏如东；江苏启东；江苏海安等 福州红庙岭；重庆同兴；安徽六安 （在建）等 山东菏泽；山东淄博；河南郑州、 安徽芜湖等 主要炉排特点 以西格斯炉排为主 以西格斯、日立造船、日 本田熊炉排为主 以西格斯炉排为主 以日立造船炉排为主 以绿色动力三驱动炉排为 主 以上海康恒炉排为主 以自主开发sity2000炉排为 主 以异重流化床焚烧炉为主
循 环 流 化 床 特 点
需要对垃圾进行前处理，可掺烧一定比例的燃煤
燃料适应性强，燃烧彻底，有效控制污染物的排放 焚烧炉结构紧凑，金属消耗量少，投资较低
主要进口炉排炉
吉宝西格斯SHA多级顺推炉排炉： 主要针对亚洲国家垃圾的高水份、低热值的特点开发 Seghers炉排分为5段，每段都有各自的液压调节机构，每组炉排 的速度和频率可单独控制 ； 燃烧空气为分级送风，可根据炉排上的燃烧情况分别调节 ； 前后炉顶的型式(配有专用喷嘴)及折焰角位置使其能对第一组件 (干燥区)产生足够的热辐射，加快干燥和点火的过程
利用垃圾焚烧余热锅炉产生的过热蒸汽, 供凝汽式汽轮发电机组发电 中温中压参数/中温次高压参数
余 热 利 用
机组参数
运行方式
采取“机随炉”运行
系统设计
采取母管制，设计主蒸汽大旁路，保证停机不停炉
余热利用工艺
A.如果只从发电角度考虑，选择两炉一机方案合适。因为： （1）节约投资，包括设备购置和土建费用 （2）减少辅助设备数量，从而减少厂用电率，可以多发电 （3）减少运营管理的难度 在只需要达到发电目的的前提下，目前国内建设垃圾焚烧厂两炉一机的配 置较为常见。 B.如果需要满足供热要求，实现热电联产，选择两炉两机合适。因为： （1）由于要满足热负荷要求，在一台机组故障的情况下，另一台机组可以 实现供热要求 （2）如果只配置一台机组，则就要备用减温减压器，造成了能源的浪费 因此，在需要供热前提下，两炉两机的方案更为合适。原因是保障供热的 可靠性。 目前以我国大部分城市的垃圾特性来看，以垃圾焚烧实现热电联产较为困 难，一般选择纯凝机进行发电，因此扩大汽机容量，减少台数的装机较为 常见。 具体装机方案需要根据不同项目实际情况最终确定。
烟气净化工艺
烟气净化组合工艺比较
比较项目
粒状污染物 排放浓度(mg/m3) 硫氧化物 排放浓度(mg/m3) 布袋除尘器+ 湿式洗涤塔 <25 半干法脱酸塔+ 布袋除尘器 <10 干法脱酸塔+ 布袋除尘器 <30
<60
<30
<200
<50
<300
<80
氯化氢 排放浓度(mg/m3)
重金属及二恶英去除效果 二次污染物产生量： 污泥及废水 飞灰 经济因素： 建设投资 年运行费用*
主要国产炉排炉
绿色动力三驱动炉排炉：
三驱动逆推式炉排采用了自行开发的驱 动机构，对应干燥区、燃烧区和燃烬区 有三组独立的驱动装置（称之为“三驱 动”），可根据垃圾焚烧过程中各区垃 圾移送的实际需要进行单独联体调整、 控制炉排片的移动速度，互不干扰 通过自动燃烧控制系统将炉排各独立的 运动部件组合成一个有机的整体，能按 照认定的炉膛温度（或锅炉蒸发量）自 动完成垃圾从给料、干燥、燃烧、燃烬 到出渣的焚烧全过程，炉膛温度稳定， 波动幅度小，充分满足850℃、2秒的要 求，将二恶英的生成降至最低 炉排片采用经过实践验证过的特殊合金 制造，有着良好的耐高温、耐磨损和抗 腐蚀性能，能确保炉排片有较长的使用 寿命
机械炉排炉
循环流化床焚烧炉 政策角度
炉型比较
炉 排 炉 技 术 特 点 通过炉排的机械运动加强垃圾扰动，促进垃圾完全燃烧 垃圾不需破碎等预处理，对垃圾热值要求较高
两 种 主 要 炉 型 技 术 对 比
炉排加工精度和控制要求较高，炉排材料价格昂贵
投资较高，维护检修工作量大 高速气流驱动垃圾在炉膛内沸腾流动，促进完全燃烧