生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)作為環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)和市政基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾減量化，還在能源回收方面起著重要作用。垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而我國的垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)的固廢處理向資源利用和可持續(xù)發(fā)展的轉(zhuǎn)型期。加強垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化及綜合利用技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1.我國垃圾焚燒發(fā)電的制約因素

中國垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)處于起步階段，有許多方面需要改進(jìn): 第一，隨季節(jié)的變化和地區(qū)的差異，可燃垃圾的質(zhì)量和數(shù)量變化很大，加上低熱值和高水分含量，導(dǎo)致發(fā)電波動大，穩(wěn)定性差。垃圾焚燒發(fā)電廠向電力公司供應(yīng)剩余電力時，價格低廉。第二，需要國家政策支持，垃圾處理、焚燒以及鍋爐和發(fā)電設(shè)備的運營成本高，需要一次性投資，自我收入低，有待進(jìn)一步研究和改進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)。第三，市民在投入垃圾前未按要求對含有金屬、磚、煤灰、廢電池等大量可燃燒材料垃圾進(jìn)行分類傾倒。有必要加大宣傳力度，加強源頭的分類和收集工作。第四，致癌二惡英和能破壞大氣環(huán)境的NOX產(chǎn)生在燃燒后的垃圾煙氣中，為防止垃圾焚燒過程中對環(huán)境的二次污染，有必要加大對去除煙氣中二惡英和NOX的研究。

2.垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化

2.1.垃圾焚燒系統(tǒng)優(yōu)化

2.1.1.一次風(fēng)系統(tǒng)

燃燒用一次風(fēng)從垃圾貯坑上方抽取，首先可以保持垃圾倉負(fù)壓，防止臭氣外溢;其次由于垃圾自然發(fā)酵過程產(chǎn)生部分可燃?xì)怏w，這部分氣體送至爐內(nèi)燃燒，有助于提高熱值。同時，可以將吸熱后的爐膛冷卻風(fēng)引入一次風(fēng)，提高一次風(fēng)溫。設(shè)計過程中，一次風(fēng)機選型往往與煙風(fēng)系統(tǒng)匹配度較差，因此風(fēng)機的風(fēng)量、壓頭選擇要盡量與鍋爐實際需要接近，選用合適的裕量。《小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》指出，風(fēng)機風(fēng)量壓頭裕量為20%?30%，根據(jù)實際工程經(jīng)驗，裕量取20%即可滿足要求。另外，設(shè)計時選用冷風(fēng)風(fēng)機，即一次風(fēng)預(yù)熱器放在風(fēng)機下游，可以降低風(fēng)機造價。

2.1.2.二次風(fēng)系統(tǒng)

二次風(fēng)取風(fēng)口可以設(shè)置在出渣機上方，此處空氣溫度較高，既可以提高二次風(fēng)溫度，又能有效降低環(huán)境溫度。由于垃圾成分、熱值相對穩(wěn)定，垃圾揮發(fā)分物質(zhì)較少，因此二次燃燒占比較小，結(jié)合工程實際情況，二次風(fēng)預(yù)熱器可以取消。

2.1.3.煙氣系統(tǒng)

采用煙氣再循環(huán)技術(shù)，從布袋除塵器出口引出少量煙氣，送回焚燒爐二次風(fēng)入口附近，采用燃燒控制系統(tǒng)對再循環(huán)煙氣和二次風(fēng)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，保證爐內(nèi)煙氣溫度和氧含量穩(wěn)定。煙氣再循環(huán)流量保持10%~20%，這樣在不增加二噁英的基礎(chǔ)上，既可減少引風(fēng)機容量和功率約10%，又能抑制部分NOx 的生成，降低尿素消耗量，同時帶來經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

2.2.輔機部分的優(yōu)化

由于垃圾發(fā)電裝機容量有限，輔機功率也較小，鍋爐給水泵、凝結(jié)水泵等均可采用工頻電機。對于鍋爐給水泵，在出口母管設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥，與汽包水位、蒸汽流量實現(xiàn)三沖量水位調(diào)節(jié)。對于凝結(jié)水泵，可以通過設(shè)置在再循環(huán)管道上的調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)水量。余熱鍋爐汽水取樣裝置可以采用全人工取樣分析，即取消在線分析儀表。經(jīng)過大量運行情況反饋，在線分析儀表不僅一次投資高，而且對環(huán)境要求較為苛刻，容易出現(xiàn)損壞或者測量數(shù)據(jù)偏差，最終數(shù)據(jù)還是通過人工分析得出。因此在設(shè)計中，取樣裝置僅保留高溫架，通水冷卻后，由人工定期取樣進(jìn)行化驗分析。取消鍋爐連續(xù)排污擴容器，將鍋爐連排水通過單獨的管道送至定排擴容器中。

凝汽器采用一次投資少、運行穩(wěn)定可靠的射水抽氣器及射水泵系統(tǒng)，代替常規(guī)的水環(huán)真空泵組。對于夏季射水箱置換的熱水，可通過管道泵輸送至冷卻塔水池循環(huán)使用，保證工業(yè)新水不浪費。

2.3.高參數(shù)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的運用

目前，國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電廠的主蒸汽常用參數(shù)主要為中溫中壓參數(shù)(溫度400 ℃，壓力4.0 MPa，可以有效防止過熱器等受熱面管高溫腐蝕)，隨著政府對垃圾焚燒發(fā)電補貼的減少，垃圾焚燒廠更加注重通過提高發(fā)電效率來提高利潤，而提高垃圾焚燒發(fā)電的效率就需要提高發(fā)電蒸汽參數(shù);另外，隨著國民生產(chǎn)水平提高，垃圾源頭分類逐步完善，垃圾熱值逐年增加，這些也為電廠高蒸汽參數(shù)技術(shù)提供了有利的技術(shù)條件。生活垃圾焚燒所產(chǎn)生的煙氣復(fù)雜多變，其中含水量達(dá)50%，煙氣具有很大的腐蝕性，高溫高壓鍋爐的過熱器工作在非常惡劣的工況下，發(fā)生故障的概率較大。因此，這就需要垃圾在前端處理能夠充分實現(xiàn)資源化、燃料化;同時垃圾的存放也要更加科學(xué)和規(guī)范，垃圾中的水分對運行的影響至關(guān)重要。

3.資源高效綜合利用

3.1.垃圾發(fā)電與附近燃煤、燃?xì)鈾C組耦合

垃圾發(fā)電產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)較低，如果項目建設(shè)地點附近有高溫高壓以上參數(shù)的燃煤或者燃?xì)鈾C組，可以將這部分蒸汽引入高參數(shù)鍋爐內(nèi)進(jìn)行過熱，以提高蒸汽品質(zhì)，然后送回垃圾發(fā)電機組發(fā)電;也可以將這部分蒸汽作為高參數(shù)熱力系統(tǒng)的一部分。

3.2.飛灰固化利用

垃圾焚燒后產(chǎn)生灰渣和飛灰，飛灰中含有堿金屬及二噁英等有害物質(zhì)，直接排放必然會污染環(huán)境，因此需要進(jìn)行固化處理[15]。焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰通過斗提機輸送至飛灰倉，散裝水泥罐車通過氣力輸送將散裝水泥吹送至水泥料倉;飛灰穩(wěn)定化站設(shè)有螯合劑制備槽和螯合劑存儲槽;各倉下設(shè)電子計量秤，飛灰和水泥按設(shè)定比例稱量后送至混合攪拌機;混合攪拌機對物料攪拌混合，并按比例均勻加入螯合劑溶液和水。水泥、螯合劑和加濕水的添加比例分別接近飛灰質(zhì)量的10%、2%和30%，穩(wěn)定化產(chǎn)物滿足GB16889—2008《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求后，由運輸車輛運至填埋場進(jìn)行填埋處置。

3.3.爐渣回收利用

生活垃圾焚燒爐產(chǎn)生的爐渣主要由熔渣、玻璃、陶瓷、金屬、可燃物等不均勻混合物組成，爐渣的主要成分為Si、Al、Ca，可運出廠外回收金屬、制磚等綜合利用。

3.4.排污水梯級回收利用

循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的排污水，僅含鹽量及懸浮物增加，無其他污染物，可用于廠內(nèi)對水質(zhì)要求不高的用水點，例如卸車平臺沖洗用水、爐渣冷卻、鍋爐排污冷卻水、凈化系統(tǒng)消耗水、廠區(qū)綠化、道路澆灑及車輛沖洗等處。循環(huán)系統(tǒng)排污水的再次利用可有效減少工業(yè)新水的用量，還可減少廠區(qū)外排污水量，是既節(jié)水又環(huán)保的有效措施。餐廚垃圾處理廢水和污泥處理廢水均排至滲濾液處理站。滲濾液處理后出水達(dá)到敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水標(biāo)準(zhǔn)，回送至冷卻塔補水。滲濾液濃水可以回噴至焚燒爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，避免污染環(huán)境。