王煒嵐

（上海浦城熱電能源有限公司御橋生活垃圾焚燒發(fā)電廠，上海 201204）

城市生活垃圾特性及其對焚燒處理質(zhì)量的影響

王煒嵐

（上海浦城熱電能源有限公司御橋生活垃圾焚燒發(fā)電廠，上海 201204）

分析了城市生活垃圾的熱值、水分、種類分布、灰分等各種特性對垃圾焚燒發(fā)電熱效率的影響及其解決方法。

城市生活垃圾；垃圾熱值；焚燒處理

1 城市生活垃圾特性分析及其對焚燒處理的影響

1.1 垃圾熱值低

1.1.1 垃圾全年平均熱值低

垃圾全年平均熱值低是指低于設(shè)計(jì)垃圾熱值。設(shè)計(jì)時(shí)取樣垃圾熱值為5 000～7 500 kJ/kg，而根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)得出，全年的平均熱值只是維持在3 700～4 600 kJ/kg的水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)熱值。造成此差距的原因是由于垃圾采樣時(shí)受季節(jié)、氣候、采樣區(qū)域等條件限制，故得出一個(gè)較高熱值，并據(jù)此主要決定了焚燒系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范，進(jìn)而直接影響到投產(chǎn)后的運(yùn)行調(diào)節(jié)。

1.1.2 熱值分布不均

1）受氣候影響。夏天，垃圾存儲24 h以上，垃圾表面水分容易淅出并由滲瀝液排水系統(tǒng)排出。環(huán)境溫度高（30℃以上）垃圾自行發(fā)酵，且產(chǎn)生一定的沼氣助燃，此時(shí)垃圾熱值高、易燃，且燃燼率高，渣細(xì)，煙氣指標(biāo)好，減輕了煙氣處理的負(fù)荷，經(jīng)濟(jì)性也高。冬天，水分處于冰、霜狀，垃圾中的水分不易淅出，也不易被滲瀝液系統(tǒng)排出。氣溫低不利于垃圾的發(fā)酵，垃圾在進(jìn)入爐膛后，原本應(yīng)該烘干段的卻成了解凍段，不易點(diǎn)燃造成爐溫低，爐蓄熱量低，新進(jìn)入的垃圾更不易烘干點(diǎn)燃。如此惡性循環(huán)，易造成煙氣中二惡英的生成。如僅靠點(diǎn)油槍噴油助燃，雖能救一時(shí)之急，但會增加煙氣中硫的成分，增加煙氣處理的負(fù)擔(dān)。另外，江南地區(qū)特殊的梅雨季節(jié)，一定時(shí)期內(nèi)降雨量大也是造成垃圾含水率高、熱值低的主要原因之一。

2）受地理環(huán)境影響。城市居民平均生活水平的高低直接決定了垃圾熱值的高低。如東部沿海發(fā)達(dá)城市的生活垃圾熱值比中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)的生活垃圾熱值高。而城鄉(xiāng)結(jié)合部的生活垃圾中因混合了部分農(nóng)作物垃圾（如麥桿、麥秸）其熱值又較市區(qū)單一的生活垃圾熱值高。而賓館、航空垃圾、醫(yī)療衛(wèi)生垃圾（棉布、紗布類多）熱值又明顯高于居民生活垃圾，但這些所占垃圾量的比例很小，對提高生活垃圾整體熱值并不十分明顯。

1.2 垃圾含水率高

城市生活垃圾以蔬菜、果皮類為主，故垃圾含水率遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值。且滲瀝液中的漂浮物常堵塞出水管道，加劇了這一現(xiàn)象。含水率越高的垃圾越容易引起垃圾進(jìn)料口的搭橋，或者是滑料而引起爐膛進(jìn)料不均勻。而水分的多少直接影響爐膛溫度，進(jìn)而影響煙氣排放質(zhì)量。

1.3 垃圾種類分布不均

由于經(jīng)常有一些建筑垃圾傾入，如水泥塊、柏油筒等不能被燃燒，且體大堅(jiān)硬，經(jīng)常造成爐排卡澀、變形，出渣機(jī)堵塞等故障，直接影響設(shè)備安全。

生活垃圾組分變化很大，夏天瓜果蔬菜類多（水分多、不易燃燒），臨近年底，隨著市民棄舊納新，破衣服、棉被、鞭炮屑等相應(yīng)多一些（熱值高、易燃燒）。又如園林植物類、塑料飯盒類、玻璃制品、橡膠制品等，由于樹葉枝干等木材類熱值高，但不易燃燼，故對燃燒時(shí)間要求高；塑料類易點(diǎn)燃，但一燒即化，易造成后續(xù)進(jìn)料跟不上，垃圾斷層；玻璃、橡膠類，燃燒后會產(chǎn)生熔融狀物體，易粘連爐排，堵住風(fēng)口。

1.4 垃圾灰分多

與燃煤相比，垃圾中的灰分偏多，直接造成了煙道和熱交換器管道間的積灰嚴(yán)重，降低了熱交換效果。在運(yùn)行中也經(jīng)常會塌灰，造成爐膛負(fù)壓瞬間波動，甚至影響安全運(yùn)行。同時(shí)，煙氣中的飛灰含量大，積聚在尾部煙氣處理系統(tǒng)中布袋除塵器的布袋上，造成布袋兩邊壓差大，增加了引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，不利于爐膛負(fù)壓運(yùn)行。垃圾的積灰因其腐蝕性比煤灰嚴(yán)重得多，故造成大量測溫元件、傳感器、取樣管等腐蝕、變形以及傳送數(shù)據(jù)偏差大，增加了實(shí)際運(yùn)行工況的分析、判斷難度。

2 改善和提高熱效率的方法

2.1 從政策、環(huán)境源頭上給予一定保障

對于諸如建筑垃圾混入生活垃圾的現(xiàn)象，可通過依靠各級政府職能部門協(xié)商并加強(qiáng)政府職能部門監(jiān)督、管理的力度，從源頭著手控制管理，在生活垃圾進(jìn)入垃圾倉前就進(jìn)行分類，在垃圾進(jìn)倉以后，在垃圾倉進(jìn)行垃圾攪拌時(shí)若發(fā)現(xiàn)有大塊建筑垃圾及時(shí)清除，避免其進(jìn)入爐膛而影響到燃燒運(yùn)行。

2.2 在系統(tǒng)設(shè)備硬件上給予改善

1）為了有效降低垃圾中的水分，應(yīng)盡可能地使垃圾中的水分淅出，這就需要足夠的儲存空間和時(shí)間，同時(shí)應(yīng)對滲瀝液系統(tǒng)進(jìn)行改造，增加滲瀝液系統(tǒng)排水能力，并使垃圾存儲階段水分大大降低。

2）為了有效緩解垃圾熱值不均勻的問題，應(yīng)在垃圾倉內(nèi)對各種垃圾進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使其熱值均勻有利于燃燒，同樣需要有足夠的垃圾倉空間。但垃圾倉空間的大小、深度又受到如廠房建設(shè)規(guī)劃用地面積、廠內(nèi)道路建設(shè)設(shè)計(jì)配套、垃圾吊電線電纜等很多因素的限制。

3）為了適應(yīng)水分多、熱值低、燃燼率低的垃圾燃燒，只有通過盡可能地延長燃燒時(shí)間使垃圾充分燃燒，可在設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加長爐排尺寸、放低爐排角度以換取燃燒時(shí)間，但設(shè)備尺寸的改變同樣受到鍋爐整體結(jié)構(gòu)尺寸、煙道體積、熱容積等很多因素的制約。

4）對于改善積灰嚴(yán)重的問題，通過對吹灰系統(tǒng)設(shè)備的改造（吹灰角度、吹灰時(shí)間的改變）可以大大提高吹灰效果，減輕積灰程度，提高熱交換效果。同時(shí)增加對布袋除塵器的氣壓沖刷、提高沖刷氣壓、及時(shí)清除，盡可能地減少布袋上的積灰，以利于爐膛負(fù)壓運(yùn)行。

2.3 通過運(yùn)行調(diào)節(jié)方式等給予提高

2.3.1 增加預(yù)熱風(fēng)量

增加進(jìn)入爐膛的熱一次風(fēng)量，以提供更多的熱一次風(fēng)來烘干預(yù)熱垃圾。但是，隨著送風(fēng)量的增加也必然會增加鍋爐引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，使設(shè)備長期在高負(fù)荷下運(yùn)行，影響設(shè)備使用壽命和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)對爐膛內(nèi)保持微負(fù)壓運(yùn)行狀態(tài)的燃燒環(huán)境也會造成擾動影響。

2.3.2 堆厚垃圾料層

為了進(jìn)一步烘干垃圾，往往將爐排上的垃圾料層堆得比設(shè)計(jì)厚（設(shè)計(jì)值為0.5～0.8 m），再配合調(diào)節(jié)合適的爐排運(yùn)行速度。

1） 爐排運(yùn)行速度慢。垃圾烘干透，燃燼率高，但負(fù)荷波動大，負(fù)荷曲線往往表現(xiàn)為在低位平穩(wěn)較長時(shí)間（烘干段），然后快速上升（燃燒段），隨后又較快回落（燃燼段），如此周而復(fù)始。但這樣的燃燒方式不穩(wěn)定，工況擾動比較大，會影響過熱器、爐管、爐墻壁等設(shè)備壽命。

2）爐排運(yùn)行速度快?？稍谳^高負(fù)荷段平穩(wěn)運(yùn)行，波動小，其缺點(diǎn)是因爐排運(yùn)行速度快，造成垃圾料層只燒透表面垃圾，垃圾燃燼率低、鍋爐熱效率低，還易造成爐出渣機(jī)堵塞，而引起被迫降低鍋爐負(fù)荷甚至停爐搶修。故爐排運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)需要長時(shí)間的運(yùn)行積累，方能摸索出一個(gè)最佳經(jīng)驗(yàn)數(shù)值以應(yīng)對各種狀態(tài)的垃圾。

但垃圾料層堆較厚（0.8～1.2 m） 雖能有效提高負(fù)荷、提高熱效率，但也造成了爐排負(fù)載過重，爐排軸承磨損、變形、液壓動力機(jī)構(gòu)損壞，縮短了設(shè)備使用壽命。更嚴(yán)重的是增加了垃圾烘干的時(shí)間，必然會使火焰中心下移。爐排兩側(cè)墻上都有爐墻冷卻風(fēng)口，有效保護(hù)爐側(cè)墻保溫材料，但隨著火焰中心下移，爐排尾部溫度高，爐墻后拱未設(shè)計(jì)安裝冷卻風(fēng)口，故容易造成爐墻后拱處保溫材料損壞、開裂、脫落，嚴(yán)重影響鍋爐安全運(yùn)行。

2.3.3 其他運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)

在實(shí)際的運(yùn)行調(diào)節(jié)中，還有其他一些小訣竅，如快速鋪料法、撲火法、悶鍋法、風(fēng)箱法等，但需結(jié)合實(shí)際運(yùn)行工況、垃圾狀態(tài)、系統(tǒng)設(shè)備等情況綜合而定。

3 結(jié)束語

生活垃圾的特性會隨著社會的發(fā)展、城市結(jié)構(gòu)的變化、人民生活水平和習(xí)慣的改變而改變，環(huán)境排放指標(biāo)的要求也會越來越高。在垃圾焚燒處理領(lǐng)域，要從提高垃圾燃燼率、提高熱效率等方面著手，我們的政策就會越來越有利于行業(yè)的發(fā)展、設(shè)備會越來越先進(jìn)、技術(shù)會不斷地進(jìn)步、從業(yè)人員的技能水平會不斷地提高，環(huán)境質(zhì)量也會得到不斷改善。

Characteristics of Municipal Domestic Waste and Its Influence over Incineration Effect

Wang Weilan
（Yuqiao Domestic Waste Incineration Plant,Shanghai Pucheng Thermal Power Co.,Ltd,Shanghai 201204）

The influence of characteristics of municipal domestic waste over thermal efficiency of waste incinerationpower generation was analyzed,such as waste heat value,water content,species distribution,and ash content.And its solution was put forward.

municipal domestic waste；waste heat value；incineration treatment

X705

B

1005－8206（2012） 01－0050－03

2011-09-01

王煒嵐（1975—），工程師，主要從事熱能動力技術(shù)管理工作。

（責(zé)任編輯：張藝）