垃圾焚烧炉850 ℃/2 s环保指标的测点设置与监管方法探讨

摘 要：文章分析了垃圾焚烧炉850 ℃/2 s环保指标实时监控与监管过程中遇到的问题，列出了平均炉温与烟气停留时间的计算公式，提出通过公式计算增设850 ℃/2 s指标测点的方法来预警锅炉看盘人员及时调控燃烧以保障达标运行，探讨通过建立多方参与的监管体系、完善监管考核办法、明确精细化监管要求的方式来提升垃圾焚烧发电相关环保指标的监管力度。

关键词：垃圾焚烧;850 ℃/2 s;环保标记;精细化监管

0 引言

随着国民经济的高速发展和人民生活水平的日益提高，生活垃圾产生量增速明显加快，将生活垃圾无害化、减量化、资源化处理已成为全社会的共同需求。目前垃圾处理应用的主要方法包含焚烧处理、卫生填埋和垃圾堆肥3种。垃圾焚烧发电方法因项目用地省、处理速度快、减容效果好、污染排放低、能源利用高的优点应用发展迅速，但在垃圾焚烧发电项目高速发展的同时更要注重环保运营，特别是要严格控制伴随垃圾焚烧产生的危害性严重的环境污染物—二噁英的排放量。现今国内外的研究成果表明，在高温燃烧条件下大部分二噁英会被分解，由此，多项垃圾焚烧行业相关标准中均明确了垃圾焚烧炉内烟气需在焚烧温度850 ℃以上停留至少2 s的要求，对此要求的落实执行与有效监管成为保障垃圾焚烧发电项目规范运营的一项重要工作。

1 850 ℃/2 s环保指标的监控问题与改善方案

垃圾焚烧炉型主要包含炉排型焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉和热解气化焚烧炉，其中炉排型焚烧炉技术发展最为成熟，在国内应用最为广泛。目前在锅炉运行过程中，因为锅炉DCS控制系统操作界面中普遍未设置烟气停留时间的测点，所以无法直观监视烟气停留时长是否达标，只能依靠锅炉看盘人员的运行经验来控制。在实际的锅炉燃烧调整中，存在看盘人员往往仅注重炉膛主控温度区温度达标，而对烟气具体停留时长不甚知晓的问题，特别是在非常不利的工况下（如：烟气量达到最大、垃圾热值降到最低、垃圾量降至最少等），因此无法实时确认850 ℃/2 s指标是否达标或估量指标异常的程度，从而影响运行看盘人员及时做出对应的燃烧调整。

针对该现状可采用在锅炉DCS控制系统操作界面中增设850 ℃/2 s指标实时监控测点的方法来解决。该测点的设置需基于850 ℃/2 s指标的标准要求。《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485—2014）中对850 ℃/2 s指标的要求如表1所示。

生活垃圾焚烧炉通常在炉膛的上、中、下3个断面上各安装3个炉温测点，共9个，称为“33布点”。依据目前国内垃圾焚烧企业大量的炉排型焚烧炉炉温分布情况统计分析，炉温分布符合上断面炉温<中断面炉温<下断面炉温的规律^[1]，当上断面炉温达标时则炉膛内整体焚烧温度达标，所以可将上断面平均炉温作为850 ℃/2 s指标监控温度数据点，其不低于850 ℃时认为达标，公式计算如下：

?

式中：T₁为上断面平均炉温;T₁₁，T₁₂，T₁₃为上断面的 3个测点温度。

炉膛内烟气停留时间受炉膛尺寸、烟气流量、炉内温度及二次风扰动等因素影响，其可使用焚烧炉炉膛设计尺寸数据和运行中的实时烟气流量等数据来估算，估算公式如下：

?

式中：S为烟气在炉膛内的停留时间，s;H为炉膛上下断面间的高度，m;v为炉内烟气平均流速，m/s;Q为炉膛温度下的标准烟气流量，m³/h;A为炉膛截面积，m²;q为炉膛温度下的实时烟气流量，m³/h;T₀为炉膛平均温度，℃。T₀可使用以下公式计算：

?

式中：T₂₁，T₂₂，T₂₃为中断面的3个测点温度;T₃₁，T₃₂，T₃₃为下断面的3个测点温度。

在烟气停留时间计算公式中，炉膛高度与炉膛截面积为定值，数据可查询锅炉设计文件，炉膛平均温度与实时烟气流量为变动值，通过计算可反映实时的烟气停留时间。标准中涉及的烟气是指炉膛出口处的烟气，在锅炉实际运行中该处烟气流量数值较难获取，可采用较易获取的引风机出口烟气流量数值替代，锅炉运行中因不可避免的漏风因素导致引风机出口烟气流量一定大于同时段的炉膛出口处的烟气流量，但从烟气停留时间计算公式分析，烟气流量数值偏大会导致计算出来的烟气停留时间数据偏小，这有利于看盘人员参照该数据及时做出燃烧调整，符合发出预警从而提前调整的需求。

综上所述，为实现850 ℃/2 s指标的实时监控可在锅炉DCS控制系統操作界面中增加两个监控测点。测点设置如图1所示，监控点1命名为炉膛温度，采用上断面平均炉温T₁计算数据，达标条件为不低于850 ℃;监控点2命名为停留时间，采用烟气停留时间S计算数据，达标条件为不低于2 s。这两个监控点的实时数据波动情况将为看盘人员及时做出对应性燃烧调整提供有力支持。

2 850 ℃/2 s环保指标的监管问题与改善方案

针对垃圾焚烧发电厂850 ℃/2 s环保指标的上级监管目前主要由两部分组成，第一部分是线上监管，生态环境部污染源监控中心通过生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据公开平台对发电厂运营方上传的炉温数据达标情况在线监管，并在《生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据应用管理规定》中明确要求正常工况下垃圾焚烧炉炉膛内热电偶所测温度的5 min均值不得低于850 ℃。在排除规范标记得以豁免的情况后，若一个自然日内低于850 ℃累计超过5次的，认定为“未按照国家有关规定采取有利于减少持久性有机污染物排放的技术工艺和方法”，将依照大气污染防治法予以处罚^[2]。第二部分是线下监管，主要依据《生活垃圾焚烧厂评价标准》（CJJ/T 137—2019），从工程建设水平评价方面对焚烧炉炉膛主控温度测点布置图及烟气停留时间进行审查，要求炉膛主控温度区容积满足烟气在850 ℃以上停留时间大于2 s，从运行管理水平评价方面对全年炉膛主控温度区温度记录资料进行审查，核查温度数据是否有失真实情况以及烟气停留时间计算是否合理，并按全年正常运行时间内最差焚烧炉的最差月炉温低于850 ℃的累计时间占总正常运行时间的比值等比例扣分。综合来看，线上监管的方式存在难以就焚烧厂运营方对低于850 ℃情况标记事由的真实性与准确性及时逐项核查的问题，另外针对一个自然日内低于850 ℃累计不超过5次的情况需完善相应监管举措，弥补法规管控空档，线下监管的方式存在常见焚烧厂运营方炉温报表的格式、标注、归档等事项处理不完善的问题。

850 ℃/2 s环保指标的监管问题反映出需逐步建立由各级政府、各级环卫部门、运营单位、第三方监管单位、公众等多方参与的监管体系来共同推进生活垃圾焚烧发电厂的全方位监管^[3]。目前由政府方聘请专业的第三方监管单位提供驻厂运营监管服务，监管效用优势明显。运营监管的主要内容涉及设备运行检修、安健环工作、应急措施、日常管理等方面，对运营方环保标记工作的实时监督与检查是驻厂监管人员的一项职责，主要从标记规范性核对、标记事件台账记录核查、检修处理工作现场监督与拍照留证、违规情况监管处置等方面落实监管工作任务。监管过程中主要参照生活垃圾焚烧厂运行监管相关法规标准、项目特许经营协议、环评批复文件、安全规程、运行规程等制定项目运营监管考核办法，考核结果可与垃圾处理贴费挂钩以强化监管力度。对一个自然日内低于850 ℃累计不超过5次的情况可纳入监管考核管理，目的是督促运营方强化燃烧调整，减少不达标情况发生次数，提高环保指标控制力度。对炉温报表资料的常见性问题，可推进精细化监管工作，明确监管要求，例如要求炉温曲线日报中增加850 ℃恒值点红线显示、炉温异常情况时报表资料中需标注原因、运营资料归档时应复核无误并编录成册等。

3 结语

在生活垃圾焚烧发电厂运营过程中，通过在锅炉DCS控制系统操作界面中增设850 ℃/2 s指标实时监控测点的方法可预警提醒锅炉看盘人员及时做出燃烧调整以保障该环保指标达标情况良好。

建立多方参与合力共管的监管体系可有效发挥对生活垃圾焚烧发电厂的全方位深层次的监管效能，完善项目运营监管考核办法以消除850 ℃/2 s环保指标的监管空档，推进精细化监管工作，促进运营资料归档规范性的提升。

[参考文献]

[1]王鹏，史焕明，刘小娟，等.垃圾焚烧炉850℃/2S监测方法研究[J].中国高新科技，2020（10）：47-49.

[2]汪艳青.基于能值的城市生活垃圾焚烧发电厂的可持续性研究[D].雅安：四川农业大学，2020.

[3]孙晓钟.探究生活垃圾焚烧发电厂烟气污染治理技术[J].建材与装饰，2020（8）：177-178.

（编辑 王雪芬）

Discussion of measuring point setting up and supervision method of

850 ℃/2 s environmental protection index of waste incinerator

Wang Yuzhong

（Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200232， China）

Abstract：This paper analyzes the problems encountered in real-time monitoring and supervision of 850 ℃/2 s environmental protection index of waste incinerator， lists the calculation formula of average incinerator temperature and smoke residence time， and proposes calculating the added 850 ℃/2 s index measuring point by formula to warn boiler disc workers to control combustion in time to ensure standard operation. Furthermore， it explores improving the supervision of environmental protection index related to electricity generation by waste combustion by means of building many party participation supervision system， improving supervision assessment method and making the lean supervision requirements clear.

Key words：waste combustion; 850 ℃/2 s; environmental protection mark; lean supervision

作者簡介：王玉忠（1984— ），男，山西大同人，工程师，硕士;研究方向：垃圾焚烧发电行业第三方监管。