试论我国垃圾焚烧发电的现状及发展趋势

2016-11-22刘方生中国电力建设工程咨询有限公司100120

低碳世界 2016年30期

刘方生（中国电力建设工程咨询有限公司，100120）

试论我国垃圾焚烧发电的现状及发展趋势

刘方生（中国电力建设工程咨询有限公司，100120）

经济不断发展，人们的生活水平不断提高，对于电能的需求不断增加，各种新型的发电技术也层出不穷。垃圾焚烧发电是社会发展的一大重要产物，利用垃圾焚烧进行发电能够有效的防止垃圾泛滥，实现垃圾资源的循环无害的利用。但在实际利用垃圾焚烧发电过程中还存在着一定的问题，因此本文主要对我国垃圾焚烧行业发展现状以及垃圾焚烧发电使用的技术进行了分析，并提出了垃圾焚烧发电的主要趋势以及提高发电率的主要措施，以供相关人员参考。

垃圾焚烧；发电；现状；发展趋势

1 引言

现阶段，人们生产生活中产生的垃圾越来越多，若未能够正确的处理这些垃圾，则会污染到水资源、空气以及土壤，甚至传播一些疾病，对人类的健康以及居住环境产生严重的影响，因此，合理的处理生活垃圾，做好垃圾焚烧发电有着十分重要的意义。

2 我国垃圾焚烧行业发展现状

随着焚烧技术的不断发展和改进，我国焚烧垃圾行业得到了一定的发展。根据有关规定，我国生活垃圾焚烧处理设施在逐年增加，处理能力也在不断增加，年焚烧处理量逐年增长，从一定程度上减少了土地资源的占用率。例如：中国电力建设工程咨询有限公司总承包的安徽阜阳垃圾焚烧发电项目、合肥长丰垃圾焚烧发电项目、安徽定远垃圾焚烧发电项目、安徽临泉垃圾焚烧发电项目等一批项目，采用将部分锅炉主钢架放在灰渣库结构顶部，有效压缩了空间，减少了土地资源的占用率。在垃圾焚烧厂房设计中，往往会遇到管道庞大且复杂设备布置要求相对集中等困难，若沿用传统的设计方案，很有可能造成工程重复返工、资源浪费等，与绿色减排宗旨相背。上海老港再生能源利用中心建设项目运用了BIM技术进行施工设计，采用MagiCAD进行BIM三维建模，不仅解决管线碰撞、管线综合排布等BIM常规问题，还进行专业的水力计算，对系统运行进行模拟校核，在完成BIM模型的前提下出具施工图，节约成本数百万，实现了绿色施工和节能减排。其中垃圾焚烧发电的主要工艺流程见图1。

3 我国垃圾焚烧主要几种技术

3.1 机械式炉排炉式焚烧炉

垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域（垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用），直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合；高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽，同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出。该炉最大特点是单炉日处理垃圾容量大，入炉垃圾不需分拣，适应我国目前高水分、低热值城市生活垃圾的焚烧。其中，炉排上垃圾燃烧的进程和烟气温度分布具体见图2。

图1 垃圾焚烧发电的主要工艺流程图

3.2 流化床式焚烧炉

在垃圾燃烧处理过程中，将生活垃圾和流化载体按照一定的比例，输入到流化床，由其上部进入到焚烧炉体内，在流化载体的作用下，垃圾在炉体内不停地翻腾，并且循环往复地进行流动，将悬浮燃烧物进行很好地处理。这种垃圾处理方式地垃圾的预处理要求较高，对于有一定粘度的垃圾、半流体状态的垃圾很难进行技术上的处理，所以，这种垃圾处理技术在推广上受到了一定的限制。

图2 炉排上垃圾燃烧的进程和烟气温度分布

3.3 回转窑式焚烧炉

回转窑式焚烧炉由几部分组成，窑炉主体、进料口、垃圾接收贮存、余热回收、焚烧炉、二次污染控制，窑炉上有一个倾斜装置，在焚烧生活垃圾时，垃圾要从此处进入，达到回转窑，和空气混合，再翻转燃烧，燃烧后的灰烬会从下端排出。这种焚烧的方式对于垃圾的适应性较强，进料也较方便，而且它能够长时间不停地运转。但是，如果垃圾的发热量不高，含水率较高，那么燃烧就会不完全，窑体有较高的封闭性，所以处理量小，制造和运行的成本非常高，所以，普及和推广有些难度。

4 垃圾焚烧发电问题的应对措施

4.1 提高垃圾的热值

垃圾焚烧运行不稳定的重要因素是我国垃圾热值低，垃圾热值偏低的根本原因是垃圾含水量高。提高垃圾热值的重中之重是降低垃圾中的含水率。降低垃圾含水率、提高热值的最快速、有效办法就是大力推行干燥稳定技术，具体措施就是对混合垃圾进行为期5～7d的生物堆肥处理，由于重力的作用，多余的水分在堆放的过程中就会被滤走，另外一方面，垃圾的温度会因为微生物的活动最高可达到70℃。垃圾在经过几个星期的堆放后，含水率就会大大降低，与此相对的就是，垃圾的热量值大大增加，目前这项技术已经被广泛推广，像深圳、上海、广州等地的垃圾发电厂早已经运用这项技术。在垃圾的焚烧过程中掺杂一些劣质煤，进而提高垃圾在焚烧过程中产生的热量值，这种方法成本比较高，所以并不值得被大力推广，因此，实际上只有很少一部分的发电厂采用这个办法。

4.2 降低建设成本

垃圾发电厂的建设成本高的根本原因在于焚烧设备都是采用价格异常昂贵的进口设备。如果所有的垃圾焚烧发电设备都从国外进口，这无疑给垃圾发电厂带来巨大的经济压力。针对这个弊端，则提出了主要的设备从国外引进，辅之以其他设备从国内购买的方法，甚至采用全国产主设备。近些年国内焚烧设备厂家如雨后春笋一般发展势头迅速，设备基本能够实现国产化。因此，焚烧设备国产化不失为一条降低成本的有效方法。与此同时，设备之间的差异对焚烧设备生产厂家要求更高。焚烧设备生产厂家要积极研讨，争取制造出成本低但是功能相对较高的垃圾焚烧设备，进而创造出更大的经济效益。

4.3 减少有害物质的排放

在垃圾焚烧后产生的尾气中，一般会产生许多有害物质。消除有害物质的方法有很多种，减少塑料焚烧，采用垃圾分拣技术，还有许多其他的方法。由于垃圾的成分十分复杂，从经济适用的角度出发，多流体碱雾发生器烟气脱硫方法不失为一种有效方法，其进一步提高了脱硫吸收剂的反应活性，高效的减少垃圾焚烧炉尾部排出的烟气。采用SNCR脱硝及炉外烟气净化装置+活性炭吸附+袋式除尘器综合治理的方法，有效可靠减少有害物质的排放。

4.4 寻求垃圾焚烧发电的政策支持

对垃圾焚烧发电产业的发展，我国中央和地方政府给予了大力支持，在很多经济发展水平高的城市，地区财政一直很重视垃圾焚烧发电装置建设的投资。近几年，我国前前后后出台了许多具体政策，鼓励建立、完善垃圾焚烧发电项目。与此同时，国内的一些机构正在为可再生能源发展的研究工作以及其他相关的准备工作做充分的准备，垃圾焚烧发电也是其中极力被支持的一项措施。

当前，我国应逐步采取竞标的方式，进一步来明确垃圾处理价格，进而给垃圾处理企业支付所应当的薪资；同时对垃圾焚烧标准制定了非常严格的标准，并且大力实施；针对垃圾焚烧发电项目的进一步发展与建设，我国也提出了许多优惠政策，对电价实行补贴政策或者开展绿色电价活动。

5 我国垃圾焚烧发电的未来发展趋势

我国人口较多、生活垃圾量较大，人均占地面积和能源不都不够充足，在这种情况下，生活垃圾还在逐渐不断增加，然而，在距离居民住宅附近用来掩埋垃圾的场地越来越少，如果把大量的垃圾运送到距离居民区较远的地方进行掩埋，那么就要增加运输的费用。另外，还要防止在填埋过程中出现渗漏的问题，一旦卫生渗漏发生，如果需要进行补救，那需要花费的费用是非常高昂的。在垃圾处理上，堆肥化的处理存在着很大阻碍，如产品质量、价格、市场，都阻碍着垃圾堆肥化的发展。利用焚烧法处理垃圾的优势是，处理的量较大，减少垃圾在土地资源上的利用率，能够节省土地占用面积。焚烧垃圾能够产生余热，余热的再次利用能够进行发电，能源的节约也很有利。目前，我国在生产焚烧炉的能力上还不是很大，其运行也不够稳定，自动程度也不是很高，虽然设备基本实现了国产化，但是技术还得使用国外的技术。如果想把城市生活中产生的大量垃圾进行统一大规模的焚烧处理，目前的焚烧技术还达不到这种处理要求。如果将设备全部采用进口的，又将加大地方政府的资金投入量，其投入的成本也比较高。所以，要想实现生活垃圾大规模一次性处理，就要根据我国的实际情况，开发出适合我国垃圾特点的处理设备和技术，在经济上，既能节省成本的投入，在焚烧的装置上，又能够大量地进行投料，对大量的垃圾进行有效的处理，这不仅对于改善环境污染状况非常有利，对于发展我国的环保产业也具有促进的意义。