城市垃圾焚燒爐

城市垃圾焚燒爐是指對城市生活、生產產生的垃圾進行焚燒處理的裝置。基本流程：垃圾沿下料裝置下落到給料裝置平台，給料裝置將垃圾推送至焚燒爐進行焚燒，垃圾在焚燒爐燃燒後排出爐渣。垃圾焚燒技術較複雜、技術含量高。垃圾焚燒爐是垃圾發電廠的核心設備。垃圾焚燒爐的種類主要分為循環流化床爐和爐排爐兩大類。垃圾焚燒工藝也因爐型的不同而有所區別。

基本介紹

• 中文名：城市垃圾焚燒爐
• 外文名：Municipal waste incinerator
• 主要類型：循環流化床爐和爐排爐等
• 構造：爐體、迴轉烘乾裝置、燃燒室等
• 作用：焚燒垃圾、發電等
• 特點：技術較複雜、技術含量高

背景介紹

城市生活垃圾又稱城市固體廢棄物，是指城市居民在日常生活或為城市日常生活提供服務的活動中所產生的固體廢物。城市生活垃圾成分複雜、性質多變，並且受到垃圾產生地的地理位置、氣候條件、能源結構、社會經濟水平、居民消費水平、生活習慣等方面因素的影響。經濟的快速發展和城市化進程的加快，使得城市數量不斷增多、規模不斷擴大，隨之面來的是城市生活垃圾數量的急劇增長。據統計，全世界每年產生垃圾450億t，我國城市生活垃圾的產量已達到1.5億t，且以每年8%-10%的速度遞增，如不及時處理，將極大的污染環境，影響城市景觀，危害人們健康。同時還將侵占大量可貴的土地資源。據統計，我國垃圾的歷年堆積量以達60多億t，侵占土地達5000km²。

城市垃圾處理的主要方法有填埋、堆肥和焚燒三種。隨著我國城市化進程的加速，焚燒法處理生活垃圾，以其占地少、見效快、無害化程度高、能夠利用熱能等特點，正在國內得到越來越廣泛的套用。單就垃圾焚燒發電項目而言，目前，我國已有28個省、自治區和直轄市的大中小型城市建成了約140座垃圾焚燒發電廠。據專家統計，至2020年，我國將新增垃圾發電裝機容量330萬千瓦。

主要構造

垃圾焚燒爐是一種生活垃圾焚燒爐，它包括有爐體、迴轉烘乾裝置、圓錐形勻料裝置、燃燒室、出煙口、出渣裝置、進風系統、煙氣處理裝置、煙囪、微電腦。其特點是爐體上部設定有迴轉烘乾裝置、該裝置能將生活垃圾連續翻轉、烘乾成鬆散乾燥的垃圾向爐體輸送。

該烘乾裝置出口由下料彎頭從爐頂中央伸入爐膛內，在下料彎頭的正下方爐膛內設定有圓錐形勻料裝置，本勻料裝置能將垃圾均勻、鬆散地供給爐膛燃燒界面。

本焚燒爐還與微電腦相連線，並由微電腦控制各有關部位的運行。本焚燒爐能在不加輔助燃料的情況下連續焚燒不經分揀的生活垃圾，自動化程度高，焚燒產量和質量高。本焚燒爐結構緊湊、安全可靠、製造成本和運行成本都較低。

生活垃圾焚燒爐採用高溫燃燒，二次加氧，自動卸渣的高新技術措施，達到排污的監控要求。目前，在世界上及我國常用的焚燒爐設備主要有以下幾種。

垃圾焚燒技術在國外的套用和發展已有幾十年的歷史，比較成熟的爐型有脈衝拋式爐排焚燒爐、機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、迴轉式焚燒爐和CAO焚燒爐。

類型及特點

目前，世界上焚燒爐的種類較多，主要為四大類型：爐排型垃圾焚燒爐、流化床垃圾爐、迴轉窯垃圾焚燒爐和垃圾熱解氣化焚燒爐。下面對這四種爐型的技術特點分別進行了分析。

爐排爐型焚燒爐

機械爐排爐技術作為世界主流的垃圾焚燒爐技術，技術成熟、可靠，套用前景廣闊，發展空間較大。這種焚燒爐因為具有對垃圾的預處理要求不高，對垃圾熱值適應範圍廣，運行及維護簡便等優點，是目前在處理城市垃圾中使用最為廣泛的焚燒爐。該類型焚燒爐型式很多，主要有固定爐排、鏈條爐排、滾動爐排、傾斜順推往復爐排、傾斜逆推往復爐排等。

為使垃圾燃燒過程穩定，爐排型焚燒關鍵是爐排。爐排分為預熱段、燃燒段、燃燼段，段與段之間可以有垂直落差，也可沒有落差。垃圾在爐排上著火，熱量不僅來自上方的輻射和煙氣的對流，還來自垃圾層內部。在爐排上已著火的垃圾在爐排的特殊作用下，使垃圾層強烈地翻動和攪動，引起垃圾底部開始著火，連續的翻動和攪動使垃圾層鬆動，透氣性加強，有助於垃圾的著火和燃燒。

機械爐排爐的技術特點如下：

（1）由於鼓風壓力小，風機裝機容量小，動力消耗小。

（2）由於煙氣粉塵量相對其他型式焚燒爐而言較小，除塵器的負荷和運行成本相對降低。

（3）主要燃料為生活垃圾。點火及輔助燃料為油，不摻燒煤。（4）進爐垃圾不需預處理。

（5）焚燒爐內垃圾為穩定燃燒，燃燒較為完全，爐渣熱酌減率較低。

（6）設備年運行時間可達8000h以上。

（7）垃圾需要連續焚燒，不宜經常起爐和停爐。

由於垃圾焚燒技術較複雜、技術含量高，我國目前的大型機械爐排爐焚燒廠建設主要依靠引進國外先進焚燒爐，北京、上海等大中城市均主要採用引進國外先進爐排爐焚燒技術。部分中等城市開始套用國產機械爐排爐。

流化床焚燒爐

流化床焚燒爐不設運動爐體和爐排。流化床底設空氣分布板，使用石英砂作為熱載體。垃圾均勻定量地加入到700℃～750℃的砂子流態化床中，進行熱解氣化和部分燃燒隨後被燃燼，不燃物和焚燒殘渣隨砂子一起通過爐底的排渣口進入篩分機分離出大顆粒不燃物排出爐外。中等顆粒的渣和石英砂，通過提升機送入爐內循環使用。

流化床垃圾焚燒爐優點：

（1）流化床適用性廣，生活垃圾、污水廠污泥、煉油廠的渣油與焦油、低品位煤、林產工業廢物、農業廢棄物等都可用流化床焚燒技術處理。

（2）從燃燒理論上講，流化床可使可燃垃圾與空氣充分接觸，所以不僅燃燒速度快，而且燃燒完全，即灼減率小（<2%）。

（3）過剩空氣係數低，並採用分級送風，減少NOx的生成量。

（4）流化床內無轉動的機械設備，故製造簡單，造價較低。

流化床垃圾焚燒爐不足之處:

（1）為了保證入爐垃圾的充分流化，對入爐垃圾的尺寸要求較為嚴格，要求垃圾在入爐前進行一系列篩選及粉碎等處理，使其顆粒尺寸均勻化，一般破碎至15cm以下，易造成惡劣的工作環境。同時較多的輔機故障率高，動力消耗大。

（2）空氣鼓入壓力高，焚燒爐本體阻力大，動力消耗相對較高。（3）流態化焚燒導致煙氣粉塵含量高，煙氣淨化系統負荷增大，除塵的費用隨之提高。

（4）需要摻加燃煤輔助燃燒。但根據國家有關政策，對摻煤部分的發電量不享受電價優惠。在目前煤價較高的情況下，摻煤影響企業的經濟效益。同時，國家要求關停小火電的現行政策對流化床焚燒爐不支持。

（5）由於砂體不斷翻動，對耐火內襯磨損大；同時，煙氣流速高，對焚燒爐的沖刷和磨損嚴重。因此，焚燒爐運行可靠性相對較低，廠家保證年運行小時數7200小時，實際運行小時數一般低於7000h。

迴轉窯焚燒爐

迴轉窯焚燒爐技術的燃燒設備主要是一個緩慢旋轉的迴轉窯。它是通過爐本體滾筒連續、緩慢轉動，利用內壁耐高溫抄板將垃圾由筒體下部在筒體滾動時帶到筒體上部，然後靠垃圾自重落下。迴轉窯式垃圾燃燒裝置設備費用低，廠用電耗與其他燃燒方式相比也較少，但焚燒低熱值、高水分的垃圾時有一定的難度。

迴轉窯焚燒爐對垃圾成份適應性強，廣泛套用於銷毀工業廢物和焚燒複雜的乾、濕混合垃圾，如污泥等。迴轉式焚燒爐既有爐排爐直接處理垃圾（不需預處理）和流化床焚燒爐物料與空氣充分接觸完全燃燒的優點，又避免了爐排爐的爐排需經常更換造成維護費用較高的缺點，但迴轉爐處理量小。

垃圾熱解氣化焚燒爐（CAO）

垃圾熱解氣化焚燒爐（ControlledAirOxidation可控空氣氧化技術，簡稱CAO技術），是一種控制空氣燃燒技術。CAO系統可分為加熱乾燥、熱解氣化、殘碳燃燒、可燃氣燃燒等4個區域。CAO第1燃燒室中，通入少量空氣，在一定溫度下，垃圾長時間停留，部分氣化，部分分解，部分燃燒。灰渣和不能熱分解的物體（如金屬、玻璃等）經過自動清灰系統排出爐外。產生的可燃煙氣進入上部的第2燃燒室，再配以空氣，在超過1000℃的高溫下經過2s的充分燃燒後排出。這些高溫氣體可以引入餘熱鍋爐回收熱量，之後採用NaOH鹼液淨化，達標排放。

該爐型主要優點：設備結構簡單，維護較容易，動力消耗低；廠房高度低；熱解法煙氣中NOx含量相對較低。

該法不足之處主要為：CAO燃燒系統在一定程度上解決了城市垃圾的處理問題，垃圾不用分選就可以充分地分解和燃燒，但對於水分超過40%的垃圾，在不投油助燃時則不能穩定燃燒。設備處理能力較小，單台處理能力一般為150t/d以下；廠房占地面積大；熱量回收率低，焚燒後爐渣灼減率較高。熱解爐不能適應高水份、低熱值垃圾的處置，因此在我國廣泛套用垃圾熱解氣化焚燒爐技術還有一定困難。

標準體系

所謂城市垃圾焚燒爐標準體系是指由現行有效及預計應制定（或修訂）的關於城市垃圾焚燒爐的標準按其內在聯繫形成的科學的有機整體，是由相關標準組成的系統。

國內已制定的相關標準主要有12部（見下表），其中，國家標準3部，行業標準8部（包括住房和城鄉建設部頒標準6部，機械行業標準1部，國家環境保護總局標準1部），北京市地方標準1部。

標準名稱	適用範圍（主要內容）
GB/T 18750-2008生活垃圾焚燒爐及餘熱鍋爐	適用於以生活垃圾為燃料的生活垃圾焚燒爐及餘熱鍋爐的設計、製造、調試、驗收等，規定了生活垃圾焚燒爐及餘熱鍋爐的分類、型號、要求、試驗方法、檢查和驗收、標誌、油漆、包裝和隨機檔案。
GB 18485-2001 生活垃圾焚燒污染控制標準	適用於生活垃圾焚燒設施的設計、環境影響評價、竣工驗收以及運行過程中污染控制及監管管理。規定了生活垃圾焚燒廠選址原則、生活垃圾入廠要求、焚燒爐基本技術性能指標、焚燒廠污染物排放限值等要求。
GB/T 25032-2010 生活垃圾焚燒爐渣集料	適用於生活垃圾焚燒渣經處理加工製成的用於道路路基、墊層、底基層、基層及無筋混凝土製品的集料，規定了集料的定義、原料要求、試驗方法、檢驗規則等。
CJ 3036-1995 醫療垃圾焚燒環境衛生標準	適用於醫療垃圾焚燒處理，規定了醫療垃圾焚燒環境衛生標準值及監測方法。
CJJ 90-2009 生活垃圾焚燒處理工程技術規範	適用於焚燒方法處理垃圾的新建和改建工程的規劃、設計、施工及驗收，規定了術語、垃圾處理量及特性分析、焚燒廠總體設計、垃圾接收儲存與輸送、焚燒系統、煙氣系統、控制系統、給排水、消防、輔助設施、環保及衛生要求、工程施工及驗收等要求。
CJJ 128-2009 生活垃圾焚燒廠運行維護與安全技術規程	適用於採用爐排式垃圾焚燒鍋爐作為焚燒設備的垃圾焚燒廠的運行維護與安全管理，規定了垃圾接收、焚燒系統、餘熱利用系統、電氣系統、控制系統、煙氣淨化系統、污水處理系統、化學監督、公用系統、勞動安全衛生防疫和消防的要求。
CJJ/T 137-2010 生活垃圾焚燒廠評價標準	適用於新建及改擴建並正式投入運行滿一年以上的焚燒廠，及已建成並投入運行滿一年的分期工程進行評價。規定了具體的評價內容和評價方法。
CJ/T 20-1999 城市環境衛生專用設備	垃圾焚燒、氣化、熱解適用於城市生活垃圾焚燒廠、氣化廠、熱解廠專用設備的設計、製造、使用和管理等部門，規定了上述廠專用設備的術語及通用技術要求。
CJ/T 118-2000 生活垃圾焚燒爐	適用於以生活垃圾為燃料的生活垃圾焚燒處理量大於等於100t/d、不大於500t/d的生活垃圾焚燒爐的設計、製造、安裝、銷售、運行、維修等，規定了生活垃圾焚燒的分類、型號、技術要求、檢查和驗收、鑑定、標誌等。
HBC 33-2004 環境保護產品認定技術要求 生活垃圾焚燒爐	適用於處理能力大於等於50t/d的各種型式的生活垃圾焚燒爐，規定了生活垃圾焚燒爐的分類與命名、技術要求、檢驗方法、抽樣和檢驗規則等。
JB/T 10249-2001垃圾焚燒技術條件	適用於以水為介質的各種型式的垃圾焚燒鍋爐，規定了垃圾焚燒鍋爐的分類、型號、結構、性能、製造、安裝、試驗方法、驗收規則，以及標誌包裝等。
DB 11/ 502-2008 生活垃圾焚燒大氣污染物排放標準	適用於生活垃圾焚燒大氣污染物排放控制要求，規定了生活垃圾焚燒大氣污染物排放限量值、污染控制技術要求、污染監測方法等。