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生活垃圾焚燒發(fā)電工程中焚燒爐選型分析

更新時(shí)間:2018-10-18 10:56 來源:價(jià)值工程 作者: 何新淵 閱讀:2687 網(wǎng)友評(píng)論0

對(duì)城市生活垃圾的資源化、無害化利用及垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了簡介,分別對(duì)垃圾焚燒發(fā)電工程中機(jī)械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、熱解焚燒爐、回轉(zhuǎn)空焚燒爐的技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析,為城市生活垃圾焚燒發(fā)電工程中焚燒爐爐型選擇提供一定的參考。  

隨著我國社會(huì)的發(fā)展,人民生活水平有了很大提高,城市生活垃圾以年均10%的增長率迅速增加。全國有約三分之一的城市存在垃圾圍城的現(xiàn)象,并且這一現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。大量的城市生活垃圾已對(duì)城鎮(zhèn)周邊的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。城市生活垃圾的處理與處置已成為制約我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。  

1垃圾資源化利用  

當(dāng)前城市生活垃圾無害化處理方式主要包括焚燒處理、高溫堆肥、衛(wèi)生填埋。在我國,城市里的生活垃圾填埋場占比例較大,此方法填埋處理量大、方便易行,但是對(duì)大氣、河流、土壤、地下水等容易造成二次污染。  

堆肥處理法由于其對(duì)垃圾中的有機(jī)質(zhì)含量要求較高,同時(shí)該方法使垃圾減量化程度很低,仍然需要占用大量的土地資源,世界范圍內(nèi)應(yīng)用的比例相對(duì)較少。焚燒法是處理生活垃圾最有效的方法,該方法占地面積少,屬于較為徹底的垃圾無害化處理方式,讓城市垃圾處理基本實(shí)現(xiàn)了資源化、無害化和減量化。  

2垃圾焚燒發(fā)電  

垃圾焚燒發(fā)電是高溫焚燒收集的生活垃圾,產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成高溫蒸汽,高溫蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化、減量化。在整個(gè)生產(chǎn)工藝流程方面,垃圾電廠和普通燃煤或燃油電廠基本一致,唯一的區(qū)別在于燃料不同,垃圾電廠的燃料是垃圾,而普通燃煤電廠的燃料是煤。垃圾發(fā)電廠系統(tǒng)的組成部分主要包括儲(chǔ)料和上料系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、焚燒系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、自動(dòng)化控制和在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。  

3垃圾焚燒發(fā)電工程中焚燒爐比較分析  

焚燒爐的選型對(duì)于垃圾焚燒發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行都有至關(guān)重要的影響。當(dāng)前市場上應(yīng)用最廣泛、技術(shù)也相應(yīng)成熟的生活垃圾焚燒爐爐型主要有流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、熱解焚燒爐、機(jī)械爐排爐四種。  

3.1機(jī)械爐排焚燒爐  

機(jī)械爐排爐是當(dāng)前世界上處理量最大、運(yùn)用范圍最廣、使用頻率最高的城市生活焚燒爐型,其采用層燃燃燒技術(shù),具有運(yùn)行及維護(hù)簡便、對(duì)垃圾熱值適應(yīng)范圍廣、垃圾的預(yù)處理要求不高等優(yōu)勢(shì)。垃圾在爐排需要通過兩個(gè)燃燒區(qū)段,其著火時(shí)的熱量主要來自上方的福射和煙氣對(duì)流W及垃圾層內(nèi)部兩個(gè)方面;在爐排上垃圾著火后,由于爐排具有特殊作用,可將垃圾層不斷的翻攢,從而使垃圾底部燃燒;且通過不斷的翻攢,還能夠起到增強(qiáng)透氣性、助燃及燃盡等作用。  

3.2流化床焚燒爐  

流化床的工作原理是:將很多爐渣或者砂子鋪設(shè)在爐的內(nèi)部,爐內(nèi)溫度升高至600℃以上,投入垃圾后需將床層溫度保持在850℃。將經(jīng)過破碎和分類等步驟處理后的垃圾投放到燃燒爐中,然后同時(shí)燃燒和翻騰混合摻燒比小于20%的煤粉與爐渣或砂子,如此一來由于砂子的導(dǎo)熱性能好,且其處于沸騰狀態(tài),將使得垃圾被迅速燃燒。  

流化床焚燒爐的優(yōu)勢(shì)是燃燒徹底、適用性高、處理范圍廣等,其劣勢(shì)是故障發(fā)生率高、對(duì)垃圾的破碎預(yù)處理要求較高等。近年來,盡管我國部分地區(qū)開始應(yīng)用流化床焚燒爐,但由于其正常焚燒加煤是必要條件,使得其一直未得到更廣泛的應(yīng)用,也因?yàn)槿绱,將其?yīng)用在垃圾焚燒上一直存在爭議,還需進(jìn)一步加強(qiáng)。  

3.3熱解焚燒爐  

熱解法的基本原理是:在隔絕空氣情況下,在特制的熱解裝置中加熱垃圾,通過分解其有機(jī)質(zhì),生成燃?xì)狻V笤賹⑸傻娜細(xì)鈱?dǎo)入到內(nèi)燃機(jī)或者燃?xì)忮仩t中燃燒,進(jìn)而達(dá)到有機(jī)污染物分解的目的,并將其應(yīng)用在供熱或發(fā)電領(lǐng)域。熱解技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是適用于多種垃圾處理、使用范圍廣等,其劣勢(shì)是容易受到垃圾特性的影響、后續(xù)熱解氣的特性不穩(wěn)定等。該方法是一種新的垃圾焚燒方法,在近10-20年之間內(nèi)才被研發(fā)出來。一般來說,這種爐型的結(jié)構(gòu)較為簡單,成本投入較低,未來其應(yīng)用空間巨大,當(dāng)前被應(yīng)用最多的國家是加拿大和美國。  

3.4回轉(zhuǎn)窯焚燒爐  

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的燃燒機(jī)理與水泥工業(yè)的回轉(zhuǎn)窯相類似,主要由一傾斜的鋼制圓筒組成,筒體內(nèi)壁采用耐火材料砌筑,也可采用管式水冷壁,用保護(hù)滾筒。自入口處,垃圾進(jìn)入筒體;垃圾隨筒體進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn),并同時(shí)向前運(yùn)動(dòng);在筒內(nèi),垃圾完成干燥、著火、燃燒、燃盡過程。  

在反應(yīng)過程中,焚燒爐可根據(jù)筒體的轉(zhuǎn)速改變,調(diào)節(jié)垃圾在窯內(nèi)的停留時(shí)間。對(duì)于成分較為復(fù)雜、具毒害性質(zhì)的工業(yè)廢棄物及醫(yī)療垃圾,回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的處理效果較佳,但該爐型的應(yīng)用范圍具有局限性。  

3.5優(yōu)缺點(diǎn)比較  

①回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的優(yōu)勢(shì)是殘灰顆粒小、可高溫安全燃燒、適用中小容量、垃圾攪拌及干燥性佳等,其劣勢(shì)為連續(xù)傳動(dòng)裝置復(fù)雜,焚燒熱值較低,燃料的種類受到限制,對(duì)于含水分高的垃圾時(shí)有一定的難度,爐內(nèi)的耐火材料易損壞等。  

②與直燃系統(tǒng)相比,垃圾氣化系統(tǒng)總體環(huán)境影響明顯更優(yōu),煙氣和飛灰中二噁英排放優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn),氣化熔融爐中的高溫將飛灰的比例有效降低了,殘?jiān)盥袂,被進(jìn)行了金屬分離處理,大大降低了整體環(huán)境影響,滲透過程中重金屬濃度均符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。不足之處在于由于我國垃圾氣化系統(tǒng)的研究和應(yīng)用還處于初步階段,與垃圾直燃工程相比,其發(fā)電效率還有待提高。  

③機(jī)械爐排焚燒爐和流化床焚燒爐的優(yōu)點(diǎn)是具有適應(yīng)焚燒低熱值、高水分的垃圾,單爐處理量較大,宜于燃燒組分復(fù)雜的城市生活垃圾,可有效遏制二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生,在我國的垃圾焚燒行業(yè),得到了廣泛應(yīng)用。  

爐排爐的弊端是爐床負(fù)荷小、煙氣處理系統(tǒng)較復(fù)雜、產(chǎn)汽量低、燃燒效率較低、投資高、技術(shù)復(fù)雜等。流化床垃圾焚燒爐的劣勢(shì)是磨損量大、煙氣粉塵含量高、需要配比一定量的煤、入爐垃圾需要破碎、動(dòng)力消耗大、單臺(tái)處理能力相對(duì)較小等。  

4結(jié)語  

城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)已成為我國城市解決垃圾出路問題的新趨勢(shì),在實(shí)際工程應(yīng)用中,如何恰當(dāng)?shù)倪x擇焚燒爐,對(duì)垃圾電廠的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行都有著較為重要的影響。工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)垃圾特性及工程實(shí)際情況優(yōu)先考慮環(huán)保、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定的焚燒爐。

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