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环卫洒水车:生活垃圾焚烧工程分析

作者:hwcxl  发布时间:2012-10-4  新闻浏览热度:

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我国生活垃圾焚烧工程已经历了20多年的发展历程,其中前10年主要是学习和经验积累的过程,此期间工程以采用进口设备为主,建设了约10座垃圾焚烧厂,包括我国第一座日处理450t的深圳环卫综合处理厂,处理规模分别为1200t/d和1000t/d的上海江桥和御桥垃圾焚烧厂,处理规模为1000t/d的宁波垃圾焚烧厂,处理规模为300t/d的深圳龙岗综合处理厂以及数座小型国产炉型的垃圾焚烧厂。我国的垃圾焚烧工程在建设初期就十分注重对烟气污染物排放、渗滤液收集、恶臭及噪声控制等环境污染问题的控制和治理,因而国内的垃圾焚烧工程一直处于健康发展并不断完善的过程中。进入21世纪以来的10年,不断深化我国的垃圾焚烧工程理论,实现了焚烧工程主体设备的国产化,确立了以环境效益(包括保护环境资源;严格控制污染物排放,减小土壤、大气、水体的环境负荷)、社会效益(承担垃圾处理与不会对暴露人群的健康造成危害的社会责任)与经济效益(达到资源消耗最小化,经济利益适度化)为支撑的垃圾焚烧处理的可持续发展,使垃圾焚烧事业进入了高速发展时期。
1生活垃圾的基本特征及效益分析
垃圾焚烧过程是以挥发分的空间燃烧为主。在生活垃圾的可燃物中,通常固定碳占20%左右,挥发分占70%~80%。据报道,在温度达到600℃时一些有机物挥发分的析出比例为:塑料99.94%、橡胶55%、纸类与竹木80%等,并具有在100℃~600℃温度环境下,短时间内大量析出的特点。
从热处理角度看,我国的生活垃圾大部分热值在3800~5500kJ/kg,处于从低热值(3350kJ/kg)向稳定高热值(7530kJ/kg以上)的过渡期。近两年一些城市对生活垃圾进行了垃圾干湿分类试点工作,通过对这些城市生活垃圾特性变化的分析估测(见表1),将会加速垃圾热值的提高。
表1城市生活垃圾特性

  垃圾焚烧临界热值是实现垃圾持续、稳定焚烧的基本特征参数,定义为在无辅助燃料的条件下,实现进炉垃圾持续、稳定燃烧的下限低位热值。垃圾焚烧临界热值必须达到的预定状态为燃烧性的临界热值、环保性的临界热值、经济性的临界热值(见表2)。
表2垃圾焚烧临界热值及说明

  我国垃圾焚烧工程的经济效益主要来自垃圾处理费和上网电价,因而垃圾处理量与上网电量就成为了垃圾焚烧厂追求企业利润最大化的经济目标。垃圾处理量分为进厂垃圾处理量和进炉垃圾处理量,按每天的进厂垃圾全部焚烧处理计,进炉垃圾处理量是进厂垃圾处理量与垃圾池内析出的渗滤液量的差(渗滤液析出量统计值为进厂垃圾量的10%~15%);另考虑焚烧装备允许每天4h多烧10%的垃圾量,则垃圾焚烧炉的处理规模为100%时,进厂垃圾量为112%~117%。因此实际上垃圾焚烧厂一直是在超负荷运行。在正常运行条件下,连续超负荷运行,对设备短期内的影响并不是很明显,但将会带来长期的损害。从保证环境效益和焚烧装备运行寿命的基本前提出发,垃圾焚烧量不应超过上述进厂垃圾量的计算比例,实现上网电量最大化也是提升垃圾焚烧厂运行管理水平的具体体现。主要途径是降低企业的用电率,提高上网电量;降低汽轮机排汽压力及各项热损失,提高全厂热效率。厂用电率有设计厂用电率和运行厂用电率之分,前者大于后者。设计厂用电率是用电设备铭牌功率与运行条件的计算结果。基于目前各类污染物的排放指标条件,大型垃圾焚烧厂的设计厂用电率约20%,中小型垃圾焚烧厂最高达24%。运行厂用电率是实际发生的厂用电率,一般在16%~18%,小型垃圾焚烧厂会大于20%。对垃圾焚烧锅炉、汽轮发电机组及管道等系统设备进行热平衡分析与全厂热效率分析找出节能降耗点,是优化运行厂用电率的有效途径。进行热平衡分析时,要求热平衡的不平衡率≯±1%;垃圾焚烧锅炉考核期热效率≮78%;汽轮机内效率达到设计值。机组排汽用水冷却时,全厂热效率在24%左右,用空气冷却时,可按降低4%考虑。
基于上述垃圾热值、析出渗滤液量及厂用电率等的分析,以吨垃圾焚烧总收益260元为例,对单位垃圾上网电价和垃圾处理费进行分析。吨垃圾发电量按下式估算。
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