李 軍，嚴(yán)圣軍，陳 竹，王占磊

(江蘇天楹賽特環(huán)保能源集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226600)

0 前言

生活垃圾焚燒發(fā)電是垃圾處理的“資源化”最有效的處理方式[1－4]。完整引進(jìn)外國(guó)技術(shù)，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況不斷改善，是滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要的捷徑[5－6]。比利時(shí) Waterleau往復(fù)式機(jī)械爐排爐技術(shù)是具有世界領(lǐng)先水平、在歐洲國(guó)家和地區(qū)有大量的應(yīng)用業(yè)績(jī)，為世界上最先進(jìn)的焚燒技術(shù)之一。江蘇天楹集團(tuán)通過(guò)引進(jìn)消化，實(shí)現(xiàn)全部國(guó)產(chǎn)化，通過(guò)生產(chǎn)制造出高效資源化垃圾焚燒爐，真正掌握了垃圾焚燒發(fā)電整套核心技術(shù)，并擁有再開(kāi)發(fā)能力，成功解決了中國(guó)生活垃圾水份大，熱值低的技術(shù)難點(diǎn)。

1 Waterleau技術(shù)的主要工藝路線

垃圾焚燒系統(tǒng)由垃圾進(jìn)料系統(tǒng)、爐排系統(tǒng)、焚燒爐系統(tǒng)、燃燒空氣系統(tǒng)、爐渣處理系統(tǒng)、自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)等組成[7－9]。垃圾落入料斗后進(jìn)入垃圾溜槽和推料機(jī)前端，通過(guò)推料機(jī)的往復(fù)動(dòng)作進(jìn)入垃圾焚燒爐。在經(jīng)過(guò)干燥、燃燒和燃盡三個(gè)階段后，垃圾中的有機(jī)物在高溫下完全燃燒，生成二氧化碳等氣體，并釋放熱量，該熱量通過(guò)余熱鍋爐吸收產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電[10－11]。

2 Waterleau焚燒爐排技術(shù)特點(diǎn)介紹

2.1 爐排型式比較及水平爐排的優(yōu)點(diǎn)

垃圾焚燒爐爐排是整個(gè)垃圾焚燒系統(tǒng)的核心。Waterleau采用獨(dú)特的水平順推三段式爐排結(jié)構(gòu)。表1列出了Waterleau垃圾焚燒爐與其他通用爐排型式的比較，顯示出水平順推爐排的顯著特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

2.2 三段式爐排的優(yōu)點(diǎn)

采用了獨(dú)特的三段式水平推動(dòng)式順推爐排，設(shè)計(jì)上充分考慮了垃圾的翻轉(zhuǎn)和攪拌效果，干燥爐排與燃燒爐排、燃燒爐排與燃盡爐排之間有近1.2 m的垂直落差，垃圾在跌落時(shí)能對(duì)結(jié)塊的垃圾起到較好的破碎作用，有效松解垃圾，改善空氣接觸，如圖1所示。

表1 爐排型式比較表

圖1 三段式與不分段爐排的比較

如圖2所示，每一行爐排片之間采用了獨(dú)特的左右側(cè)搭接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在每個(gè)爐排片的一側(cè)設(shè)有凸沿，爐排片的另一側(cè)設(shè)有與凸沿相對(duì)應(yīng)的止口。，這種設(shè)計(jì)極大降低了漏渣現(xiàn)象，減低了熱酌率。同時(shí)爐排片前部設(shè)置了彈性耐磨刮片，降低爐排片表面的磨損，提高了爐排的使用壽命。

2.3 模塊化的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)優(yōu)化焚燒爐爐膛結(jié)構(gòu)以及爐排設(shè)置、材質(zhì)和運(yùn)動(dòng)控制方式，創(chuàng)新性地采用單元模塊化爐排結(jié)構(gòu)，有利于不同處理能力焚燒爐的快速設(shè)計(jì)?？筛鶕?jù)垃圾處理量增減中間模塊組的數(shù)量，大部分零部件結(jié)構(gòu)相同，零部件種類(lèi)少，互換性好，可擴(kuò)展性程度高。同時(shí)制造維護(hù)成本低，大大提高了設(shè)計(jì)效率和車(chē)間制造能力，縮短設(shè)計(jì)制造周期。

圖2 焚燒爐爐排及模塊安裝

當(dāng)單臺(tái)焚燒爐規(guī)模較大時(shí)，焚燒爐爐排將顯著加寬，增加了焚燒爐工作時(shí)爐排燃燒工況左右不一致的可能，因此若仍然由液壓缸整體同步推動(dòng)，則會(huì)惡化燃燒狀況。因此如圖3所示，當(dāng)單臺(tái)焚燒爐規(guī)模大于400 t/日，采用爐排左右側(cè)分開(kāi)控制的方式，可有效防止?fàn)t排寬度過(guò)大情況下左右側(cè)燃燒不一致?tīng)顩r。

圖3 單臺(tái)焚燒爐左右側(cè)驅(qū)動(dòng)軸分別控制示意圖

3 一次風(fēng)預(yù)熱特點(diǎn)介紹

3.1 各風(fēng)系統(tǒng)介紹

為了防止惡臭的擴(kuò)散，一次風(fēng)分別從垃圾坑和推料器的上方抽取，經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器加熱到合適的溫度，同時(shí)匯合被空冷墻加熱過(guò)的爐墻冷卻風(fēng)提高一次風(fēng)溫度，從各爐排底部以足夠的壓力供給爐內(nèi)。

二次風(fēng)是為了使可燃性氣體完全燃燒，防止?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生異常高溫、提供合適的氧濃度及適當(dāng)混合可燃性氣體。

3.2 不同一次風(fēng)空氣預(yù)熱方式的比較

表2 一次風(fēng)預(yù)熱方式比較表

4 濱州項(xiàng)目的實(shí)例

濱州生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目占地66 660 m2，總投資約4億元，設(shè)計(jì)一期日處理生活垃圾800 t(2×400)。采用Waterleau焚燒爐技術(shù)。根據(jù)項(xiàng)目年處理生活垃圾量26.7萬(wàn)t計(jì)算，可實(shí)現(xiàn)年上網(wǎng)電量7480萬(wàn)kWh，年節(jié)約標(biāo)煤約7萬(wàn)t，相當(dāng)于減排17.6萬(wàn)t二氧化碳，減排12 470 t COD，節(jié)能減排效益尤為明顯。

5 結(jié)論

隨著我國(guó)城市的發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的提高，妥善處理垃圾已成為當(dāng)務(wù)之急。本文通過(guò)引進(jìn)消化具有世界領(lǐng)先水平、在歐洲國(guó)家和地區(qū)廣泛應(yīng)用的比利時(shí)Waterleau往復(fù)式機(jī)械爐排焚燒爐制造技術(shù)，借助于水平往復(fù)式爐排、空冷耐火磚結(jié)構(gòu)、自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾處理的高效焚燒處置，達(dá)到了固廢處理零排放，廢水、廢氣的排放指標(biāo)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，避免了填埋、堆肥等對(duì)土地資源的浪費(fèi)，對(duì)地下水源的污染，與同類(lèi)產(chǎn)品相比有處置效率高、排放污染物少、設(shè)備性能穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。

[1]張益，趙由才.城市生活垃圾焚燒技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[2]白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]孫自棟，盛德仁.垃圾焚燒能源化技術(shù)分析及其應(yīng)用研究[J].熱力發(fā)電，2010，39(6):1 －4.

[4]方源圓，周守航，閻麗娟.中國(guó)城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2010，28(1):76－80.

[5]解海衛(wèi)，張艷，張于峰.城市生活垃圾焚燒處理工藝的研究[J].可再生能源，2010，28(5):76－79.

[6]張益，趙靜.生活垃圾焚燒技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].建設(shè)科技，2009(1):52 － 54.

[7]關(guān)瑩.城市生活垃圾焚燒技術(shù)概述[J].電站系統(tǒng)工程，2010(2):74－75.

[8]劉乃寶，孫倩.城市生活垃圾焚燒鍋爐的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].工業(yè)鍋爐，2010(3):22－25.

[9]馬鐵信.垃圾焚燒發(fā)電自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].節(jié)能技術(shù)，2009，27(1):58 －61.

[10]劉效洲.城市垃圾典型組分燃燒特性研究[J].節(jié)能技術(shù)，2011，29(3):248 －251.

[11]孫向軍，龍吉生.滿足EU2000標(biāo)準(zhǔn)的垃圾焚燒廠煙氣處理工藝探討[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，15(5):1 －3.