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關鍵詞:垃圾焚燒發電廠;燃燒控制;方案
Abstract: with the quickening of the process of urbanization in our country, makes the city solid waste waste is more and more, and the production of rubbish in time continuously shortening, this is for the rubbish in the rapid processing, brought the very big trouble. To this, at present our country main use is the burning of the methods to deal with garbage. Because it has the huge when burnt, energy, and energy which can be used to power generation, which we have topic was analysed the burning garbage incineration power control plan, this article mainly from the three aspects of refuse incineration power plant of the combustion control scheme to a certain extent of the research and analysis, these three aspects respectively for the background and method, waste incineration process, waste incineration strategy to elaborate, now will research reports as follows.
Keywords: garbage burned power plant; Burning control; scheme
中圖分類號:TM6文獻標識碼:A 文章編號:
最近幾年,垃圾已成為城市最為頭疼的一件事,對此,對于垃圾的無害化處理已經成為人們普遍關注的一個話題。目前,主要是通過對垃圾焚燒來將城市垃圾處理掉,而且焚燒垃圾時所產生的能量已經普遍運用到發電技術當中。不過由于垃圾在焚燒的時候,會產生有害物質,對此對其造成的環境影響也受到人們的普遍關注。
1研究背景和方法
1.1研究背景 本文的研究對象為我廠一期工程,設置3條500t/d的垃圾焚燒爐處理線,日處理城市生活垃圾1500t。垃圾焚燒系統配置3臺垃圾焚燒爐,為西格斯多級空冷燃燒爐排,整個系統包括給料爐排、焚燒爐排(爐排包括五個組件,每個標準組件包括:2行翻動爐排片,2行滑動爐排片,2行固定爐排片,尾端組件包括:1 行翻動爐排片,3行滑動爐排片,2行固定爐排片)、液壓裝置、輔助和啟動燃燒器、儀表和燃燒控制柜輔助系統等。余熱鍋爐由Seghers-Keppel公司設計,型號為UG-500-42.8/4.0/405-W,額定蒸發量42.8t/h,額定主汽溫度405℃,額定主汽壓力4.0MPa,位于焚燒爐的上部。同時設置二臺型號為C12-3.8/1.4型中溫、中壓、單缸、沖動、調整抽汽冷凝式汽輪機組。我廠目前已經成為我國規模最大化的垃圾焚燒發電廠之一。我廠的控制范圍主要有以下幾個:焚燒爐,余熱鍋爐,汽輪機,除氧給水,減溫減壓,油系統,循環水系統。而這些系統又可以做的以下幾個功能:數據的采集,模擬量的控制,順序的控制,鍋爐的安全聯鎖保護,汽機減溫減壓的控制,以及事故追憶等一系列功能。
1.2研究方法
1.3.1數據分析法:通過對我廠生產指標及生產數據的對比分析,通過對西格斯廠家技術文獻的研究,以此獲得客觀而真實的數據,進而為我廠垃圾燃燒控制方案的分析工作提供很好的實際支持。
1.3.2參觀訪談法:通過對西格斯在國內的同型號焚燒爐的垃圾焚燒電廠的參觀訪問和請教,我們與其內部高級管理人員進行一對一的實際交流,借由其專業的知識與豐富的經驗,進一步完善此論文淺析垃圾焚燒發電廠的燃燒控制方案。
2垃圾焚燒爐的燃燒控制
2.1 垃圾焚燒的過程。
過程如下:1 將垃圾車拉來的垃圾倒入到已經有了特殊處理的垃圾坑中,在垃圾坑內經過充分發酵,脫水等環節。然后用垃圾吊將垃圾抓入焚燒爐給料斗中。2 垃圾由料斗經由溜槽滑到給料爐排上,直至料斗被填滿為止。3給料爐排將平臺上面的垃圾推到焚燒爐排上,垃圾在焚燒爐排上吸收爐膛內燃燒器的熱輻射,將使垃圾中的水分進一步的蒸發,爐膛的溫度也會進一步的升高。4 當爐膛內溫度上升至450℃時, 爐膛內的垃圾開始慢慢燃燒,燃燒器也要慢慢退出。5 爐膛內的溫度會一直上升,當爐膛的溫度達到850℃及以上時,此時爐膛內燃燒旺盛,燃燒達最佳狀態。6 當燃燒不好或垃圾熱值不高時,爐膛溫度會低于850℃,此時燃燒器會自動啟動,維持爐膛溫度在850℃以上2秒,保證二噁英的充分分解。
2.2燃燒過程是多輸入,多輸出的非線性系統。
所謂的燃燒過程是多輸入,多輸出的非線性系統,其實就是指,在垃圾焚燒的過程中,焚燒爐的安全性和焚燒溫度,攪拌的混合程度,氣體的停留時間,以及剩余氧量有著直接而緊密的關系。這4個因素相互之間相互影響,相互牽扯。如:垃圾焚燒的效率將會在一定程度上由焚燒的溫度決定;垃圾的進料時間,以及幫助燃燒的空氣供應量的速度將會在一定程度上決定剩余氧量;當焚燒物在焚燒爐的時間比較長的時候,此時需要略低于正常溫度的燃燒溫度,當焚燒物在焚燒爐的時間比較短的時候,此時需要略高于正常溫度的燃燒溫度。
2.3垃圾的焚燒策略。
2.3.1 自動燃燒的控制。
自動燃燒控制模式一般由剩余氧量控制。剩余氧量有四個控制點H、L、LL和LLL。當氧量達到L設置的數值時,停止焚燒爐排;當氧量達到LL設置的數值時,停止給料爐排;當氧量達到LLL設置的數值時,停止燃燒器運行;當氧量達到H設置的數值時,同時啟動焚燒爐排和給料爐排。
相關統計顯示,中國城市垃圾產生量以年均8%速度增長,和中國 GDP 增速處在統一水平上。其中,北京市2009年日產生生活垃圾 1.83萬噸,投入垃圾處理資金高達百億元,而全市垃圾日處理能力僅為1.27萬噸,且其中80%至90%依靠填埋處理。目前,垃圾填埋場長期超負荷運轉,且在四至五年內即將封場。
對于北京這個城市來說,垃圾處理廠建設已經是箭在弦上,全面建設正在悄然提速。
高安屯居民面色灰暗
3月份即將上馬的蘇家坨垃圾焚燒廠,前身是六里屯垃圾焚燒廠,海淀區政府早在2006 年底宣布,準備在六里屯垃圾填埋場的南側,新建一座投資超過8億元的垃圾焚燒發電廠,計劃2007年3月動工。
由于垃圾焚燒會產生高致癌物“二英 ”――一種無色無味其毒性據稱是氰化鉀的 130 倍、砒霜的 900 倍的化學合成物,該項目遭到周邊居民各種形式的反對,并在社會上引起較大爭議。2007年6月,國家環保總局向外通報,建議六里屯垃圾焚燒發電項目在進一步論證前應予緩建,并隨后了關于該項目的行政復議決定。
之后,關于六里屯垃圾焚燒廠是否建設的各種傳聞時見報端。直到2011年1月,海淀區政府最終明確六里屯垃圾焚燒廠項目廢止,取而代之的將是蘇家坨垃圾焚燒廠。
據業內專家統計,從2007年6月北京由于居民反對叫停六里屯垃圾焚燒廠建設后,到 2011年1月全國共發生了十次因為垃圾焚燒選址引發的,其中北京三次。
2011年11月9日,西二旗大街聚集了附近多個小區的數百名業主,有人高舉“堅決反對在西二旗地區建設垃圾處理廠”的條幅,抗議和圍觀的人群阻塞了馬路,“那天晚上的抗議活動抓走了四個人,現在我們居民跟海淀區市政市容委不存在妥協的可能。”附近居民陳永莉(化名)律師在家里對《投資者報》記者說起當時的情形。
他們此舉的目的是對將要籌建的“北京海淀西二旗餐廚垃圾相對集中資源化處理站項目 ”(簡稱西二旗垃圾站)表示反對。
根據“十一五”規劃,北京市將建成北部阿蘇衛、東部高安屯、西部六里屯、南部南宮等大型垃圾焚燒綜合處理中心。由于選址困難,加上周邊群眾對垃圾焚燒不理解,目前只有高安屯垃圾焚燒場建成投入使用。顯而易見,隨著城市居民環境意識的迅速覺醒,北京市垃圾處理設施的建設面臨空前的壓力。
記者走訪了北京市目前唯一建成并投入使用的大型垃圾焚燒發電廠――高安屯垃圾焚燒發電廠,它落戶在朝陽區金盞鄉高安屯村,具置是東五環外機場二高速轉角處以東,小壩河與溫榆河交匯處以西。
從馬各莊東站下車,走過約一公里長的灰蒙蒙的馬路,來到高安屯循環經濟產業園區,會有穿過沙漠找到綠洲的感覺,現代化設施、整潔的園區給人印象深刻。然而垃圾焚燒廠外最近的兩個村里,地面和空氣都令人皺眉。記者現場發現,附近的居民大都面容灰暗。
五公里年油耗百萬元
人口密度大,選址離居民區太近,是陳永莉反對在西二旗建垃圾處理廠的主要原因。她拿出環評報告向記者指出,根據《北京中心城控制性詳細規劃》(2006版),該地塊規劃建設項目為體育公園。北京市規劃委員會在2011年11月23日公示《2011規函市政字0035 號》,將其調整為市政設施用地,建設餐廚垃圾處理站。
政府規劃相對滯后,以前政府對這一塊考慮得不夠,沒有預先留出地方,是造成現在這種困局的主要原因,中國城市建設研究院總工程師徐海云對記者表示,這也造成現在可選的地方比較少。
記者實地調查發現,籌備中的西二旗餐廚垃圾處理廠,東側是回龍觀定向安置房,距離僅約200米,陳永莉所在的領秀新硅谷小區距離垃圾處理廠也不超過500米。垃圾處理廠周圍居住區密集。
陳永莉反復強調,相關部門刻意回避居民對規劃變更和選址的質疑,只是說這個項目安全成熟,從技術、設施到管理一系列控制措施都很完善,不會污染。
居民區離垃圾焚燒廠多遠才是安全距離,一直沒有可靠標準。“目前,國家環保部的標準是300米以內不能建永久居住項目,現在有的人主張1公里、2公里,沒有公認標準,關鍵是如何監測空氣污染物濃度?”同濟大學環境與工程學院教授趙由才電話中告訴《投資者報》。
徐海云曾參與了北京是門頭溝區魯家山垃圾焚燒項目可行性研究,“魯家山是扇形收集面,收集面小,而且地方偏遠,將來的運輸成本非常高,而這最終的代價必將由北京市民承擔。”徐海云對《投資者報》記者坦言,魯家山項目最終能上馬,是平衡現實的需要,也是無奈之舉。
“由于公眾對垃圾焚燒不理解,加上一些環保組織的抗議,北京市政府只好選址在一些偏遠地區建比較大型的垃圾焚燒項目,實際上更好的選擇是在距離垃圾產生地較近,建規模適中的焚燒廠。”徐海云對記者說。
多數受訪的專家認為,垃圾焚燒廠建設應考慮垃圾運輸的成本。記者根據公開資料測算,建設一個日處理量 1600 噸的垃圾焚燒廠,如果與垃圾轉運站的距離每增加5公里,年運費光油耗就增加至少130萬元。由于垃圾清運的責任主要落在市區環衛公司,實際上還是政府買單。
“政府規劃部門單方面主導垃圾處理廠選址,也是造成選址爭議的原因。有些項目事前缺乏與周邊居民的充分溝通,甚至到了真正準備開工建設的環節,才讓公眾得知。”清華大學環境學院助理研究員岳東北向記者表示。
記者了解到,作為全亞洲垃圾焚燒“典范”的日本,在垃圾焚燒場所選址方面,除了考慮自然因素與環境因素外,還充分考慮社會各界的意見。政府主管部門已經形成一個規范的做法,就是提出多個建設方案備選,多次確定候補地區,進行廣泛的調查與分析評價,采取民眾反對聲音較小、社會接受程度較高的方案。
在趙由才看來,盡管中國的垃圾焚燒廠選址也會聽取相關專家和居民的意見,但“由于體制的差異,政府和民間的溝通沒有(日本)那么充分和順暢”。
占地少處理快 發展焚燒是關鍵
北京市市政市容委相關人員告訴記者,“垃圾填埋場由于長期超負荷運轉,預計北京大部分垃圾填埋場在四至五年內即將封場。”
根據北京市《關于全面推進生活垃圾處理的工作意見》(2009)的要求,生活垃圾產生量增長率今后每年要降低1至2個百分點,2012年下降到5%,2015年力爭實現生活垃圾零增長;此外還明確提出,2012年北京市生活垃圾焚燒、生化處理和填埋的比例為2:3:5,到2015年要調整到4:3:3。很明顯,調整處理結構的關鍵在于發展焚燒。
“要實現上述目標,不加速垃圾處理設施建設是不可能做到的,”國內頂級環境門戶網站藍白藍網總經理李建軍告訴《投資者報》,而“垃圾焚燒廠肯定是北京市今后建設的重點。”
城市生活垃圾處理方式主要有三種:填埋、堆肥和焚燒。“與填埋相比,焚燒的方式最大的優點是減量快、占地小、技術比較成熟,臭氣容易控制,對于人口密度大、土地緊缺的大城市來說,是一個理性的選擇。”徐海云說,“從中國的實際情況出發,城市垃圾不采用焚燒處理,沒有別的出路。”
記者了解到,生活垃圾在高達850度的焚燒爐中燃燒后,垃圾能減量50%~80% ,經分類處理后燃燒甚至可減量90%。作為世界上最早應用垃圾焚燒技術的國家,日本70%以上的垃圾被推進焚燒爐,至今仍擁有超過1400座垃圾焚燒爐,首都東京就將近60座。
歐洲國家中,德國的垃圾焚燒做得最好,焚燒處理占比約為55%。“如果不算回收利用的垃圾,焚燒的比例高達80%左右。”徐海云表示。
除了“減量快”優勢,垃圾焚燒廠尤為吸引人的一個特點就是“占地面積小”。以高安屯為例,2002年建設的垃圾填埋場,設計日處理1000噸,但占地高達600畝,而旁邊2008年新建的垃圾焚燒廠,日處理1600噸,占地只有70畝。
垃圾處理經濟賬
“垃圾填埋場全部是政府投資,而垃圾焚燒發電廠則一般采用 BOT(私人資本參與基礎設施建設)模式建設,建設成本由市場上具備相關資金和技術實力的企業承擔。”李建軍對投資者報說,“垃圾焚燒廠雖然每噸處理量固定投資高達30萬元到40萬元,但特許經營具有現金流穩定、風險低的特點,依然受到市場的追捧。”
李建軍為記者詳細地算了一筆賬:以一個1000噸/日規模的垃圾焚燒發電廠為例,固定投資大致是3至4億元,焚燒發電作為循環經濟項目上網電價高達0.75元/度,幾乎可與人工成本、固定資產折舊等運營費用相抵,再加上從政府獲得 150~160元/噸的居民垃圾處理費,扣除企業針對爐渣、飛灰等排放物的治污成本,企業可實現70~80元/噸的凈利潤,全年凈利潤約為2500萬~2600萬元。
此外,政府還會給予一定的稅收優惠,通常“垃圾焚燒廠的成本回收期在10~15年,而特許經營期一般在20~25年”。
以高安屯垃圾焚燒發電廠為例,每年發電2.2億千瓦,光供電收入就有1.65億元。“BOT 協議由政府和企業具體商定,牽涉土地使用、廢物排放、電網接入等方方面面,但一句話,企業一方肯定不會虧。”李建軍表示。
趙由才對垃圾焚燒的BOT模式頗有微詞,“政府既想快速處理垃圾,又不愿多花錢,采用這種非常功利的模式,難免出現問題。”相比一些發達國家,垃圾焚燒廠的公益性更強。
數據顯示,2009年北京市生活垃圾處理投入資金高達百億元,然而95%是用于末端治理,也就是垃圾處理設施建設,而在發達國家,2/3的錢花在了減量化和資源化的管理上。
監管成最大難題
“與發達國家相比,我們引進的焚燒設備和技術已達先進水平,管理上還是要落后不少。”徐海云坦言,“以二英檢測為例,二英無法實時監測,國外有的是每年檢測一次,有的是兩年檢測一次,國內的新標準傾向于半年檢測一次,但中國目前還做不到隨機抽檢,檢測數據缺乏科學性和說服力。”
記者了解到,對于二英排放中國環保部目前采用的標準和歐盟有所不同,前者為1.0,后者為0.1,單位是(ng-TEQ/Nm-3),標示垃圾焚燒煙氣中二英排放濃度。近年來,迫于輿論壓力,中國的新標準可能向歐盟靠攏。
標準可以制定得很高,但監管跟不上。一位不愿具名的學者對《投資者報》記者表示,政府連完全市場化的食品企業都監管不好,對于與政府“密切合作”的垃圾焚燒廠,環保部門很難有所作為。
徐海云也向記者指出“對于超標排放的處罰措施還沒有出來”。2009年,中科院研究團隊曾選擇國內19家垃圾焚燒廠調研二英排放,結果發現幾乎70%的廠家達不到歐洲標準,有16%的廠家甚至達不到中國標準。
達爾文自然求知社垃圾學院陳立雯接受《投資者報》記者采訪時難以掩飾對現狀的擔憂,“目前國內的垃圾焚燒廠,包括北京在內,管理和監督相當糟糕。垃圾沒有經過任何分類就直接焚燒,導致氣體排放不穩定,爐渣的危害性很高,而在國內爐渣只是被當做普通垃圾進行填埋或者燒磚。”
當今世界,環境污染日益加劇,環境保護已成為國民經濟可持續發展的重要組成部分。臨沂市是魯西南重要的商貿樞紐,近幾年來,隨著商貿批發市場規模的發展,城市人口迅速增加。相應的城市生活垃圾的數量也在急劇增加,據統計,現在每天產生城市生活垃圾約600噸左右,并以每年平均10%增長率遞增。臨沂市政府把垃圾處理列為99年度市政府“為民十大工程”之一,決定投資5000萬元,在臨沂市城西北36公里處征地1500畝,用于城市生活垃圾的填埋。一期工程先征地500畝,現在正在進行勘探、水文調查、基礎處理等前期工作。
城市生活垃圾的處理方法主要有填埋、堆肥、焚燒等。填埋法方便易行,處理量大,是現在城市垃圾處理的一種主要方法,但是易造成二次污染,特別是垃圾中的一些有毒有害物質填埋腐爛后,滲透到地下,引起地下水的污染;同時產生的一些有害氣體
造成環境的二次污染,并且需占用大量的土地。焚燒法是最有效的方法,使城市垃圾處理基本上達到了減容化、無害化和能源化的目的。垃圾焚燒后,一般體積可減少90%以上,重量減輕80%以上;高溫焚燒后還能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物質,可有效地控制二次污染。垃圾焚燒后產生的熱能可用于發電供熱,實現了能源的綜合利用。
2垃圾發電供熱技術的可行性分析
城市生活垃圾焚燒發電技術在國外已有四十多年的歷史,最先利用垃圾發電的是德國和法國,近幾十年來,美國和***在垃圾發電方面的發展也相當迅速。目前,***擁有垃圾發電廠一百多座,發電總容量在320MW以上,單臺設備最大處理垃圾能力為552噸/日。
我國垃圾焚燒發電供熱技術起步較晚,現在還處于研究開發階段。現已建立的部分垃圾發電站,基本上是引進國外的設備和技術。我國第一座垃圾發電站是在深圳,引進的是***三菱重工生產的兩臺爐排式垃圾焚燒爐,日處理垃圾150噸,配置500kW的汽輪發電機組來發電供熱。1992年又上了一臺杭州鍋爐廠(引進***三菱重工技術)制造的垃圾焚燒爐,日處理垃圾150噸,配置1500kW汽輪發電機組。在上海、天津等城市也相繼與法國、澳大利亞等國家合作建設垃圾發電廠。引進的這些垃圾鍋爐基本上都是爐排爐,價格昂貴,而且在燃用低熱值、高水份的垃圾時,為了保證鍋爐的正常燃燒,達到需要的工藝參數,必須添加燃料油,運行成本較高,經濟效益差。發展適合我國國情的垃圾焚燒爐,實現設備國產化,達到低污染和高效燃燒是眾多科研單位和生產廠家正在研究開發的課題。
流化床燃燒技術是本世紀六十年代迅速發展起來的一種新型清潔燃燒技術。他利用爐內燃料的充分流動、混合,達到高效燃燒。我國在利用流化床燃燒技術燃用低熱值燃料方面處于國際領先水平。特別是浙江大學熱能工程研究所多年來進行廢棄物(如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等)的研究開發和應用。成功開發出異重流化床城市生活垃圾焚燒技術,可實現高效清潔燃燒。采用流化燃燒技術焚燒垃圾的優點主要表現在以下幾個方面:
a操作方便,運行穩定。由于流化床床料為石英沙或爐渣,蓄熱量大,因而避免了床的急冷急熱現象,燃燒穩定。垃圾的干燥、著火、燃燒幾乎同時進行,無需復雜的調整,燃燒控制容易,易于實現自動化和連續燃燒。
b設備壽命長。爐內沒有機械運動部件,使用壽命長。
c可采用全面的防二次污染的措施。對焚燒時產生的有害物質進行處理,在不增加太多投資的前提下,可將NOX、SO2等氣體排放控制在國家標準以下,爐渣呈干態排出,便于爐渣的綜合利用。
d流化床焚燒爐由于爐內燃燒強度和傳熱強度高,相同垃圾處理量的流化床焚燒爐和爐排爐相比體積要小,故而投資小,適應于大型化發展。
e燃料適應性廣,可燃燒高水分、低熱值、高灰分的垃圾,床內混合均勻,燃盡度高,使垃圾容積大大減少,特別適應于垃圾熱值隨季節變化很大的特點。
因此,流化床垃圾焚燒是一種綜合性能優越的焚燒方式,尤其適合我國垃圾熱值低、成分比較復雜的國情。隨著我國人民生活水平的提高,城市生活垃圾中無機物含量將大幅度下降,有機物、紙、塑料等高熱值廢棄物成份逐漸上升,使之具備了能源化利用的可能。當城市生活垃圾隨著季節變化或影響過低時,為保證供電或供熱,可將垃圾與輔助燃料(如原煤、廢油等)在同一爐內混燒。
目前,城市生活垃圾流化床焚燒發電新技術已應用到商業化運營的熱電項目上。1998年浙江大學熱能研究所與杭州錦江集團將聯合開發的此項技術應用到余杭熱電廠,把余杭熱電廠原有的一臺35t/h鏈條鍋爐改造為垃圾流化床焚燒爐,燃用杭州市部分地區的城市生活垃圾。鍋爐經改造后,單臺爐日處理垃圾150~250噸,同時補充部分輔助燃料--原煤,以保證熱電廠的正常供熱和發電。
余杭熱電廠的垃圾焚燒爐至今已運行十個月,運行狀況良好。其運行情況如下:垃圾焚燒爐運行穩定,各項技術參數和指標均達到了設計要求,保證了發電機組的正常運行;最長連續運行時間超過一個月;平均每小時焚燒垃圾約7噸,最大量可達到11噸/小時;對垃圾成分、熱值隨季節性變化和適應性好。
通過以上的分析說明,在我國發展垃圾發電,在技術上已經有了很大的突破,特別是近幾年來循環流化床燃燒技術發展迅速,為垃圾焚燒技術的發展創造了有利的條件。目前,我國各地熱電廠循環流化床鍋爐的數量正在大幅度上升,并向大型化發展,運行操作和管理水平在不斷提高,并趨于成熟,對垃圾流化床焚燒爐的推廣應用又創造了較好的環境。
3方案的選擇
垃圾焚燒發電項目建設方案的確定,應從本地的實際情況出發,結合城市發展水平而定。國外的技術比較成熟,但設備的價格昂貴,投資太大,一般中小城市難以承受。采用國內的技術和設備,投資小,很適合我國的國情。一般來說,在一個城市是新建一座垃圾焚燒發電廠,還是利用現有的熱電廠進行改造,應進行可靠的分析和研究。筆者認為,利用現有的小熱電廠進行改造將比新建一座更有利,分析如下:
王云翠等:開發垃圾發電技術實現熱電持續發展
熱電技術2000年第1期(總第65期)
a新建一座垃圾發電廠,在整體布局和結構上可能合理些,但投資較大,如新建一座日處理垃圾300~500噸中型垃圾發電廠,要建3×35t/h鍋爐+2×6MW汽輪發電機組,需投資1.4~1.5億元。投資大,產出低,項目經濟效益低下。
b熱電廠在現有的基礎上進行改造,可以利用原有的生活辦公設施及生產廠區和配套設備,節省投資,見效快。同時,進行改造也可以有兩個方案;一是在熱電廠廠地允許的情況下,建新的垃圾焚燒爐和發電機組,那樣機組分布較合理,但在目前電力需求趨于飽和的情況下,新機組發電并網比較困難;原有的鍋爐進行改造,配套熱電廠現有的機組,比較容易操作,可以節省大量的投資,實施容易,能起到事半功倍的效果。
臨沂熱電廠位于臨沂市西南部的工業區內。現有3×35t/h鏈條鍋爐+1×75t/h循環流化床鍋爐和1×C6+1×B6+1×C12中溫中壓汽輪發電機組。供熱主管線長20余公里,主要為50余家工業生產用戶和機關賓館居民采暖供熱。現有的兩臺35t/h鏈條爐需要燃用優質煙煤,雖經幾次改造,但是效果不大。鍋爐效率低,經測試鍋爐熱效率為78%,面臨著被淘汰的可能。如果把鏈條爐改造成流化床垃圾焚燒爐,可以解決臨沂市的垃圾處理問題,同時提高鍋爐的熱效率,適應時代的發展,對我廠經濟效益將有很大的改觀。因此,我們選擇了利用原有鍋爐進行改造的方案。
4鍋爐改造方案
4.1鍋爐本體改造
鍋爐改造維持原爐膛中上部及尾部煙道不變,將爐膛下部爐排及渣斗拆除,使爐下部改為流化床密相燃燒區,密相區內布置傾斜埋管。埋管采用加裝鰭片和噴涂方式防止磨損。爐體水冷壁內側敷有耐火層,防止磨損。鍋爐本體外部的汽水管道系統不變。增加了流化風室及布風板、風帽,阻力大大增加,原有風機壓頭不能滿足要求,所以選用高壓頭送風機。引風機也需改型。在爐膛出口設置分離器和返料器,經分離器分離下的顆粒可實現爐內循環,增加其停留時間,這樣大大提高燃燒效率,且尾部受熱面的磨損程序大大減輕。
4.2垃圾處理系統
生活垃圾由汽車運至廠內垃圾儲存倉,在廠內渣場位置建一座半地下的全密封的垃圾庫。
與現在的輸煤棧橋并行建一條密封的耐腐蝕的垃圾輸送皮帶。垃圾儲存倉內設有破碎機,單梁吊車。并設有電磁去鐵器、污水泵等。垃圾運至庫內,經垃圾爐前處理系統送入爐內。預處理系統一方面可打碎特大垃圾及塑料袋、木板、玻璃瓶、磚塊石塊等雜物,同時也可使垃圾均勻入爐,破碎后的垃圾用吊車抓到輸送帶上,送到爐前,經往復式給料機送入爐內。
采用吸風管將垃圾坑內散發的臭氣吸至爐內,進行燃燒脫臭,不讓垃圾臭氣彌散。垃圾中的污水收集在坑底廢液池內,然后經泵噴射至爐內流化床段上方焚燒,使其充分裂解,減少污染。
4.3焚燒系統
因垃圾焚燒爐是鏈條爐改造的,用石英砂或爐渣作床料。每小時燃燒垃圾6~9噸。垃圾進入焚燒爐后,與熾熱的床料混合焚燒,由于流化床良好的橫向混合特性,可確保床內焚燒能保持穩定運行。焚燒爐內設計溫度和煙氣停留時間分別為850℃和3秒左右,并保持強烈混合,使有害成分在爐膛內充分裂解和破壞。高溫煙氣從爐膛出口至過熱器、省煤器、空氣預熱器、煙氣處理裝置和電除塵器,最后經煙囪排入大氣。
由于垃圾熱值受來源、氣候、季節等因素的影響很大,為達到高效低污染焚燒的目的,用煤充當輔助燃料。
點火采用床下自動點火系統,經預燃室進入風室,關入爐膛。
整個除灰系統處于干式密封狀態,因此避免了廠區內粉塵污染和污水污染,排出的灰渣可綜合利用。
4.4熱工控制系統
焚燒爐采集了較全面的運行參數,供垃圾焚燒爐運行調節、操作與檢測,主要參數有各主要部分的溫度顯示與記錄,各主要部分的壓力顯示,主要管路的流量,爐膛含氧量。另外控制系統除含有常規溫度、壓力、流量、遠控、報警等功能外,還配套垃圾預處理及焚燒爐內重要部位的實時工業電視監視。考慮到垃圾的臟臭等特殊性,絕大多數的調節手段均集中于主控室內,使運行人員工作強度降低,提高了工作效率。
4.5鍋爐廠用電系統
本期工程廠用電采用380伏電壓,利用原有的廠用電系統。本期工程不再增加低壓廠用變壓器。
4.6環保措施
垃圾流化床鍋爐是城市解決環保問題的重要設施,對保護環境、減少污染起到了很大的作用。垃圾處理實現了減量化、資源化、無害化,解決了困擾城市發展的一大難題,保護了人民身心健康,美化了城市環境,提高了人民的生活質量。垃圾流化床鍋爐本身亦采取了一系列措施來解決產生的污染問題。
4.6.1建立全密封的垃圾庫。將垃圾存放在垃圾庫中,并用吸風管將垃圾坑內散發的惡氣送入爐內做二次風,運行燃燒脫臭;垃圾底部設有一廢液池,收集污水,當達到一定量后,把污水噴射到爐內流化床段上方焚燒,使用充分分解,減少污染。
4.6.2垃圾在垃圾庫中經簡單破碎后,經一條全密封的皮帶送入爐內。爐內設計溫度為850℃左右,煙氣停留時間為3秒左右,爐內床料并保持充分混合,使有害成分在爐膛內充分裂解、破壞、焚燒。
4.6.3采取較全面的防止二次污染的措施,對焚燒時產生的有害的物質進行了處理,可將NOX、SO2及HCl等氣體控制在國家標準之下。為進一步凈化尾氣,在尾部安裝了脫除有害氣體的煙氣處理裝置。爐渣呈干態排出,無渣坑廢水,亦不需處理重金屬污水的設備。
當處理含硫或含氯高的垃圾時,基于流化床燃燒方式的優點,采用爐內加石灰石可脫除SO2和HCl。
4.6.4由焚燒爐尾部排出的飛灰經過電除塵器,飛灰濃度低于國家標準,排出煙囪。整個系統處于干式密閉狀況,因此避免了廠區內的粉塵污染和污水污染,排出的灰渣可綜合利用。
5垃圾焚燒發電項目的經濟性分析
熱電廠現有的三臺35t/h鏈條爐改造為流化床垃圾焚燒爐后,日處理垃圾能達到600噸,配置一臺C12MW的汽輪發電機組,原熱力系統、汽水系統、輸煤系統不變,新建垃圾處理系統。項目經濟性分析如下:
整個改造工程需要投資4800萬元左右;
銷售收入按設備的容量計算,銷售電、汽年收入約5360萬元;
年運行費用約4100萬元;
年銷售稅金及附加費約350萬元;
年獲利潤約900萬元(包括所得稅);
項目投資回收期約5.5年;
總投資利率約18.8%;
總投資利稅率約26.2%;
該項目在財務上是可行的。
垃圾焚燒發電供熱項目是一項社會公益事業,主要體現了社會效益。同時熱電廠通過技術改造,設備更新換代,取得了一定的經濟效益,找到了新的經濟增長點,實現了熱電廠的可持續發展。
6結束語
6.1結論
6.1.1城市生活垃圾焚燒發電供熱屬一項新興的產業,它解決了城市垃圾造成的污染。與填埋、堆肥相比節省了大量土地,減少了二次污染,同時充分利用了再生能源,達到了對垃圾處理的減容化、無害化、資源化的目的,社會效益顯著。
6.1.2城市生活垃圾焚燒技術已日漸成熟,已實現了垃圾焚燒爐設備全部國產化,并有示范工程,而且已顯示出它的可靠性、穩定性。我國的垃圾焚燒發電供熱事業已初露端倪,并已納入產業化軌道,其發展勢頭迅猛。據有關部門資料介紹,北京、天津、武漢、長沙、南京、溫州、汕頭、珠海、中山等城市都有發展規劃。至2000年,全國將建有大中型垃圾發電廠3~5座,小型工廠10~15座,至2010年,各地將建有各類垃圾能源工廠150~200座。我省已有荷澤、平度、棗莊等市垃圾發電廠已立項及設備訂貨。
6.1.3熱電廠的原有鍋爐設備特別是35t/h鏈條爐效率低,要求煤種好,需要進行更新改造。改為垃圾焚燒鍋爐后,技術水平高,是一條優化組合資產,節能降耗,提高經濟效益的開拓之路。
6.2建議
城市生活垃圾焚燒發電供熱工程是一個社會公益和環保事業,它體現出巨大的社會環保效益,并且又是一個投資高,技術密集型的企業。就其性質來講,它屬于綜合利用高新技術產業項目。它的發展需得到各級政府及有關行業的支持配合,國家應加大力度,研究落實扶持政策,促進該項目順利運行。它應該享受有關的優惠政策。
6.2.1按照國家有關規定,該項目銀行應優先安排基本建設貸款,并給予一定比例的財政貼息。
6.2.2垃圾發電的電量應全部上網,電力主管部門不安排該項目機組作調峰運行。
6.2.3垃圾發電供熱機組的并網運行電價、供熱熱價在還款期內應實行“生產成本+本付息+合理利潤”的定價原則。
6.2.4該項目企業所得稅、增值稅要按照資源綜合利用企業和高新技術企業的規定執行。
誠然,垃圾處理設施屬于鄰避性公共服務設施,建設過程中存在的“鄰避效應”,一度使各地垃圾處理設施建設陷于停滯狀態,個別突發事件甚至導致處理項目無法正常運營,進而對垃圾處理全鏈條造成影響。不過,近期記者在廣東省內采訪時卻發現,各地在破解“鄰避效益”上積累了寶貴經驗。
佛山:
與鄰為朋,實現共享發展
走進南海固廢處理環保產業園的大門,放眼望去,眼前盡是一座座由不規則幾何體組成、設計感十足的現代建筑;深呼吸一口,空氣干凈清新,竟聞不到一絲異味――若非兩棟高聳的煙囪頂端依稀冒著白色的水蒸氣,甚至讓人難以察覺這里竟是一座每日處理3000噸固廢的垃圾焚燒項目。
“把固廢處理對周邊環境的影響降到最低,使其真正融入到居民社區,構建一個鄰利型服務設施,實現共享發展,是我們從最初一直沿襲下來的發展理念。”南海綠電再生能源有限公司曾飛經理向記者介紹:南海固廢處理環保產業園區堅持高標準建設、高標準運營、高標準排放的“三高”方針,污水污泥、垃圾滲濾液、飛灰等垃圾處理過程中的伴生物,均設有專門的處理設施,“一站式”解決,各項關鍵環保指標遠低于歐盟標準。
“說實話,焚燒發電廠剛開始說要改建的時候,很多村民也存在極大的抵觸心理,十年前這里煙很黑,味道又大,污水遍地。但現在看到這個園區綠樹成蔭,熏鼻的惡臭也消失了,環境大為好轉。”家住產業園附近的村民丁先生表示:如今,作為附近的居民,人們隨時可以預約進入廠區內了解運行情況。工作人員每次都很有耐心地講解處理設施的必要性、運作原理、排放數據等。如是反復幾次后,心里踏實多了,村民們也表示理解支持。
原來,南海固廢處理環保產業園區內的設施均設有參觀區域,加上目前正在建設的環保公園和環保展廳,旨在把園區建成一個工業旅游點,隨時向周邊居民、學生免費開放,并進而開展持續性的公眾溝通與體驗活動,讓公眾從科學的角度認識垃圾焚燒。此外,園區除了給周邊的村民鋪設公路、帶來節日慰問外,還向周邊居民優先提供一些低技術含量的崗位,解決其生計問題,真真正正地使其感受到園區是“好鄰居、好伙伴”,使“鄰避”轉變成“鄰利”。
記者在現場看到,與垃圾焚燒廠一門之隔的廣東輕工職業技術學院南海校區前,一塊嶄新的大型LED顯示屏矗立在那里,焚燒發電廠的各項排放數據實時顯示其中,有無超標,一目了然。
“廣東輕工職業技術學院距離我們園區僅300米,學生可以隨時到產業園里的環保公園休閑娛樂,在環保展廳里進行科學探索,在產業園里對環保科學進行親身實踐。”曾飛告訴記者說:“目前輕工學院和產業園區域雙方更是決定進一步實現‘無界化’,把兩個區域的圍墻拆除,實現‘廠中校、校中廠’,打造垃圾焚燒發電廠與社區和諧共處的標桿。未來,南海固廢處理環保產業園內的環保公園、環保展廳和運營工廠等,將與輕工學院的工業展覽館、校區景觀長廊等景點連為一體。”
據了解,南海固廢處理環保產業園還和廣東輕工職業技術學院簽署戰略合作協議,雙方將共同建立“瀚藍環境學院”以及高層次科研平臺,并在環保行業人才培養、產學研研究、學生創新創業、科研成果轉化、核心課程開發等多方面進行深度合作。
中山:
生態補償,主導“讓利模式 ”
近年來,隨著群眾環保意識的覺醒,越來越多人開始參與到污染性公共項目決策中來,用各種手段維護自己的權益。由于沿途各方利益無法協調,受損者得不到合理補償而導致鄰避項目一度停滯的例子比比皆是。
2014年年初,中山黃圃鎮的烏珠村村民與中山北部垃圾焚燒處理基地之間發生了矛盾,村民通過上訪、行政訴訟甚至圍堵廠區大門等方式對垃圾焚燒廠提出抗議,基地運作一度陷入停滯。
有鑒于此,中山市從2014年年中起,開始探索引入生態補償的做法,對于一些確實受到損害的市民,本著實事求是、以人為本的原則,給予合理的生態補償,爭取群眾的支持,幫助項目長遠有利推進。
“優先考慮群眾方方面面的利益、一切以群眾為出發點、消除群眾的心理抵觸因素、打消群眾顧慮是我們開展生態補償工作的出發點,目的在于把垃圾處理項目的鄰避效應減至最低。”中山市環境保護局相關負責人向記者介紹道。
記者了解到,根據中山市財政局編制的《中山市垃圾綜合處理基地生活垃圾處置設施環境實施細則(試行)》,生態補償主要由進入基地處置生活垃圾鎮區(不包括處置設施所在鎮)繳納的環境補償金以及財政補貼共同支付,資金比例為各占一半,共24元/噸。而基地的所在鎮作為獲得補償的對象,按照“保障性補償為主,實物補償為輔”的原則,用于基地受影響范圍以及周邊村的配套設施建設和管理、環境建設、公益建設和購買保險等等。
“通過生態補償,中山在2015年成功破解了北部基地的鄰避困難,并在此管理模式的基礎上,2016年繼續將這一創新模式經驗在中心基地進行推廣,取得了顯著效果。”中山市環境保護局相關負責人表示說:“截至目前,群眾對垃圾焚燒處理項目普遍持肯定的態度,中心基地垃圾焚燒發電廠三期擴容項目的公眾參與調查工作在沒有受到任何阻力的情況下推進,目前環評工作已順利結束。”
無獨有偶,位于潮南風華村的垃圾焚燒發電項目一經公布,立刻遭到了附近居民的反對。面對這種困境,2015以來,潮南區通過創新建立生態補償和利益共享機制,在合法合理的前提之下,充分尊重群眾權益,通過利益共享,消除群眾的抵觸情緒,最終成功推動垃圾焚燒項目順利建設。
在與村民溝通協商的過程中,潮南區按照“誰受益、誰付費,誰受損、誰受償”的原則,探索建立生態補償機制,幫助解決項目所在地周邊群眾的生產生活實際問題。潮南的做法首先是做好征地補償,由區財政一次性向村民支付征地補償費;其次,提供社會保障,項目運營期每年幫助村民繳納醫保、城鄉居民社保;三是堅持利益共享,按人口每年給予固定的補償;最后是扶持當地發展,幫助項目所在地區解決修建道路、修筑橋梁等基礎設施和公共福利項目。在這樣的背景之下,村民代表對項目落地和生態補償方案一并表決同意通過。
“‘生態補償’制度自實施以來,獲得群眾普遍支持,成效顯著,同時也為全國垃圾處理工作帶來寶貴的借鑒經驗。”原潮南區區委書記陳武南表示:生態補償機制的本質是對利益重新協調分配。通過利益共享,企業出讓一定的預期經營收益,政府提供更加完善的公共服務,從而彌補村民對于土地被征收、生活環境可能被改變的心理預期以及項目實施后對道路交通等方面的實質性影響,達成了一種新的利益平衡。
深圳:
規劃選址,源頭上找問題
過去,鄰避項目由于規劃選址時論證不充分,缺乏多廠址必選、多因素分析。項目選址讓人感覺缺乏權威性、科學性的保證。在規劃選址時未能與區域今后發展結合考慮,簡單地將垃圾處理設施與周邊關系割裂、孤立建設,從而受到選址周邊居民反對的實例比比皆是。
有鑒于此,深圳老虎坑環保產業園在廠區選址之初,就強調在項目屬地社區廣泛開展調研,與村社干部、群眾代表等深入交流座談,認真傾聽群眾意見,系統分析各方訴求,在建設規劃的階段上找出路。
“環保產業園三面環山,四周皆為工業園區,與最近的居住區直線距離均在數百米以上,規劃超前、合理。”深圳老虎坑環保產業園相關負責人表示說:“這樣的成果,與項目建設伊始,主管部門統籌安排,城市規劃、發展改革、國土資源、環境保護等部門的通力配合,屬地政府統一思想,形成一股合力不無關系。”
記者了解到,為了進一步規范垃圾焚燒設施的規劃選址問題,今年11月廣東擬定了《關于居民生活垃圾集中處理設施選址工作的決定(草案)》(一下簡稱《草案》)。《草案》明確了要堅持“規劃先行”,進行選址方案比選,充分聽取周邊居民、專家以及社會有關方面的意見,鼓勵采取原地擴建、改建和采用產業園建設等先進處理模式,避免垃圾處理設施重復選址和分散選址。
“在規劃階段,就著手考慮解決可能產生‘鄰避問題’的因素。”廣東省人大環資委副主任委員黃誠寬在接受媒體采訪時表示,居民生活垃圾集中處理設施應該通過多個選址方案比選,最大程度兼顧社會各方利益。
事實上,在今年11月上旬,住建部、國家發改委、國土資源部和環境保護部聯合的《關于進一步加強城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》(以下簡稱《意見》)中就為垃圾焚燒處理設施的用地規劃劃定了標準。
《意見》提出,要加強焚燒設施規劃選址管理。項目用地納入城市黃線保護范圍,規劃用途有明顯標示。優先安排垃圾焚燒處理設施用地計劃指標,地方國土資源管理部門可根據當地實際單列,并合理安排必要的配套項目建設用地,確保設施同步或超前落地建設。
《意見》還強調,可將焚燒設施控制區域分為核心區、防護區和緩沖區,防護區為園林綠化等建設內容,占地面積按核心區周邊不小于300米考慮。垃圾焚燒用地應該提前規劃,設施選址應符合相關政策和標準的要求。同時,加強區域統籌,實現設施共享。不能擅自占用或隨意改變用途,嚴格控制設施周邊的開發建設活動等。
一、督察整改工作情況
城市管理行政執法局先后召開2次相關會議研究部署督察整改工作;主要領導先后做出2次批示,對生態環境保護督察反饋問題整改情況、反饋案件辦理排查、海龍鎮生活垃圾中轉站建設、積存滲濾液處理、垃圾焚燒發電項目、黑臭水體治理工程等工作提出明確要求;副局長孫永昌深入污水處理廠、生活垃圾填埋場檢查積存滲濾液處理情況,副局長佟輝深入農村生活垃圾中轉站現場,協調推進農村生活垃圾中轉站建設和檢查污水處理廠運行情況等工作;分別出臺1份配套政策、制度、方案,進行了1次整改宣傳報道;針對生態環保督察反饋問題中我局在油煙治理、污水處理廠提標改造、生活垃圾填埋場存在監管不嚴不實偏松偏軟、滲濾液車間改造未按序時建設要求、生活污水直排輝發河、農村生活垃圾污染問題突出、污水處理廠未達到A級標準排放、水污染防治推進不明顯、反饋問題整改還不夠有力等問題,執法局舉一反三,狠抓監督管理建立長效機制,在反饋問題整改過程中定期督查督辦并實行考核問責,切實推進環保督察反饋問題整改工作有序開展穩步推進。
二、督察整改任務進展情況
截至目前,城市管理行政執法局中央生態環境保護督察反饋問題共有整改任務5項,應完成整改任務5項,實際完成3項,沒有達到序時進度要求的0項,本月有2項按照制定的整改工作計劃序時推進,分別是任務二十七(近年來,省對水污染防治工作重視程度、推進力度明顯不夠,水環境保護問題日益突出,遼河流域污染明顯加劇,支流伊通河、水質沒有改善,飲用水水源規范化建設滯后。)整改進展情況:1、福民砂輪廠平房區黑臭水體治理工程8月份已治理完成,正在組織環保驗收。2、第三季度排水管網普查已完成,水質檢測已經開展并對各企事業單位及重點點位水樣進行采集,累計檢測26個點位,后期將根據水質檢測報告結果分析排污單位是否存在偷排現象,嚴格實行審批制度,達到要求才準與其向市政管網排放。任務四十六(目前,全省55座城市生活垃圾處理場有48座滲濾液處理設施不完善,共積存滲濾液118萬立方米,污染隱患突出。)整改進展情況:1、9月份處理后期產生的垃圾滲濾液2萬噸。2、垃圾焚燒發電項目9月份主廠房各單元基礎、煙囪基礎、采暖鍋爐房基礎及綜合樓室內裝修工程施工;累計完成開挖土方量約30000立方米,混凝土用量約1100立。
省級生態環境保護督察反饋問題共有整改任務6項,應完成整改任務6項,實際完成4項;沒有達到序時進度要求的0項。本月有2項按照制定的整改工作計劃序時推進,分別是任務十四(部分整改措施未達到序時要求。市生活垃圾填埋場滲濾液處理車間擴容改造工程未按序時要求進行建設。)整改進展情況:垃圾焚燒發電項目9月份主廠房各單元基礎、煙囪基礎、采暖鍋爐房基礎及綜合樓室內裝修工程施工;累計完成開挖土方量約30000立方米,混凝土用量約1100立;任務十八(農村生活垃圾污染問題突出。農村生活垃圾處理只做到了村收集,轉運過程中紅梅鎮、山城鎮等鄉鎮存在隨意掩埋的現象,污染周邊環境。)整改進展情況:1、2020年農村生活垃圾治理全年實現服務企業標準化運營,垃圾日產日清,達到鄉鎮垃圾清運全覆蓋。各鄉鎮依據《農村生活垃圾清運考核辦法》對服務企業進行日常考核,執法局依據每天進入垃圾場的垃圾量和鄉鎮日常考核結果對服務企業垃圾清運費用進行核算、撥付。2、垃圾焚燒發電項目9月份主廠房各單元基礎、煙囪基礎、采暖鍋爐房基礎及綜合樓室內裝修工程施工;累計完成開挖土方量約30000立方米,混凝土用量約1100立。3、8月份海龍鎮農村生活垃圾中轉站土建施工已全部完成,現正在等待設備,預計9月底設備到貨。
中央生態環境保護督察“回頭看”反饋問題共有整改任務6項,應完成整改任務6項,實際完成5項;沒有達到序時進度要求的0項。本月有1項按照制定的整改工作計劃序時推進,分別是任務十五(2018年6月,省制訂《全省農村生活垃圾治理整縣推進工作方案》,要求各市縣做好農村非正規垃圾堆放點排查,并于7月底前完成整治方案制訂并上報備案。截止“回頭看”進駐時,全省仍有10個縣區未按要求制訂工作方案,18個縣(市、區)一直未上報排查情況。)整改進展情況:按照2020年制定的整改工作計劃,垃圾焚燒發電項目9月份主廠房各單元基礎、煙囪基礎、采暖鍋爐房基礎及綜合樓室內裝修工程施工;累計完成開挖土方量約30000立方米,混凝土用量約1100立。
三、存在的主要問題
市生活垃圾焚燒發電項目位于李爐鄉連山村生活垃圾填埋場內,由隸屬山東凱遠集團公司的正和晴陽環保電力有限公司以特許經營“BOO”方式建設。項目分為二期,總規模為1000噸/日,總投資約4.9億元。項目前期手續立項、環評、水保、規劃、土地已辦理,綜合樓主體框架已建完。因投資方山東凱遠集團遇到經營困難,造成項目不能正常實施。市政府與山東凱遠集團多次溝通后,與2019年6月21日,與隸屬山東凱遠集團公司的正和晴陽環保電力有限公司,簽訂《解除合同協議書》。2019年6月21日,與山東兆基投資有限公司簽訂《生活垃圾焚燒發電項目框架合作協議》,2019年8月29日,市世基電力科技有限公司與市人民政府簽訂《特許經營協議》2020年6月垃圾焚燒發電項目進入現場施工。
四、下一步工作安排
1、按時限完成海龍鎮農村生活垃圾中轉站建設任務。
關鍵詞:垃圾焚燒發電;垃圾吊車;選型;布置;檢修
Abstract: this paper, based on the shenzhen east Waste incineration power plant this one specific of urban living garbage burned power project design practical, according to junk the Crane (formally known as junk grab Crane, English name Waste Handling Crane) choice and its layout optimization calculation, the work will be for the owner and sign a garbage Crane manufacturers purchasing technical agreement provides the foundation.
Keywords: garbage burned power; Garbage crane; Selection; Decorate; overhaul
中圖分類號: TM6 文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
在垃圾焚燒發電廠中,垃圾吊車布置在密閉且呈微負壓狀態的垃圾池上方,工作時將垃圾池內的垃圾抓運至儲坑旁邊處于高位的焚燒爐進料斗供焚燒爐燃燒。我國垃圾成分復雜,水分高,熱值低且隨季節變化大,為了保證焚燒爐的穩定燃燒,垃圾的均勻化非常重要,這一過程主要靠垃圾吊車及其操作人員來實現。經過垃圾吊車對儲坑內垃圾的攪拌、倒跺、搬運等操作,垃圾得到均勻化,同時垃圾滲濾液的及時、順利排除使垃圾含水率降低而熱值得到提高。在垃圾焚燒發電廠的垃圾焚燒處理線上,垃圾吊車為重要性僅次于焚燒鍋爐和煙氣凈化裝置的設備,作為垃圾焚燒爐的“一級給料器”,其配置及布置的合理性關乎焚燒爐的穩定和良好運行。
2 概述
2.1工程概況
本工程位于深圳市東部龍崗區,擬建總規模為日焚燒處理生活垃圾5000噸,采用6臺垃圾焚燒處理量為850t/d的機械逆推爐排爐,配套中溫中壓自然循環臥式布置余熱鍋爐,產生的蒸汽用于3臺30MW汽輪發電機組發電,排放的煙氣采用“半干法+濕法+SNCR+SCR”組合工藝進行凈化處理達到高標準后排放。項目建成后將是世界上最大的垃圾焚燒發電廠,預計總投資將達30多億元。
2.2垃圾吊車選型原則
在選用垃圾吊車的時候,主要考慮以下因素:
實際抓斗內壓縮后的垃圾密度可能更高,國外吊車廠家如科尼和德馬格選用是0.55t/m3,國內廠家選用的也差不多。
要有備用垃圾吊車,在任何一臺垃圾吊車檢修時,所有焚燒爐的給料斗不受影響,同時備用量不應太大以免造成浪費。
對于處理規模較大的垃圾焚燒爐,進料斗橫向尺寸較大,有時為了防堵,要求抓斗在進料斗上方作橫向運動分幾次放料,由此需占用一定的時間。
越大型的垃圾吊車,慣性越大,控制起來越困難。
即使每個循環的給料和倒跺搬運是全自動工況下進行,考慮到可能的吊車設備故障,也應該考慮半自動和手動的工況要求。
選用3臺及以上的垃圾吊車時,在實際的布置中須保證每臺垃圾吊車的檢修尤其是抓斗的外運都沒問題。
考慮吊車操作司機的休息時間。
3 垃圾吊車的選型
3.1前提條件
本項目垃圾焚燒處理規模為5000t/d,即208.3t/h;
液壓抓斗在抓取垃圾時的充滿率為0.9~1.0,設計取0.9;
垃圾池中未經壓縮的垃圾容重為0.15~0.30 t/m3,抓斗內經過壓縮的垃圾容重為0.3~0.6 t/m3,設計取0.55 t/m3;
根據經驗,每個給料循環時間約為90秒,每個倒跺搬運攪拌時間約為135秒。
3.2選型計算
每臺吊車每小時工作時間遠少于60分鐘,則勢必造成設備容量的浪費;每小時工作時間太接近60分鐘,則吊車工作太頻繁,故障率高,操縱人員也容易疲勞。根據國內外抓斗吊車制造廠的有關吊車規格,同時結合本工程實際,將垃圾吊車的三種配置方案進行計算并比較,見下表。
表3-1 垃圾吊車配置方案比較表
經比較,選用6臺抓斗容積12.5 m3的垃圾吊車,3用3備,每臺處于工作狀態的垃圾吊車每小時內工作42.5分鐘,考慮足夠的時間裕量,又不至太浪費,比較合理。
3.3技術要求
對采購垃圾吊車的技術要求主要包含技術成熟性、先進性、可靠性,使用安全性,運行靈活性,維護方便性,控制和通信等,其它特殊功能要求包括垃圾吊車應能適應中國垃圾熱值低的特點,適應垃圾池內富含腐蝕性氣體的惡劣工作環境,液壓系統散熱性要強,變頻器的容量考慮比電機高1~2倍等。通常將這些信息寫入技術規格書。
4 垃圾吊車的布置
4.1垃圾吊車布置方式介紹
(1)分層布置
若垃圾焚燒廠僅設置一個垃圾池,選用了三臺或以上垃圾吊車,而垃圾池兩端垃圾吊車檢修跨的數量在垃圾吊車同層布置情況下不能保證中間的垃圾吊車檢修、抓斗外運及備用吊車投入,則可以考慮采用垃圾吊車分層布置。
垃圾吊車分層布置時,對其自動化要求較高,上下層吊車之間相撞的可能性很大,特別是在操作不當、上層吊車的抓斗未提升至下層吊車頂部以上足夠高度的情況下,上層吊車的抓斗對下層吊車的撞擊將造成嚴重后果。分層布置要求設置上下兩層吊車軌道,導致廠房高度增加,土建投資加大。國內廣州市李坑生活垃圾焚燒發電二廠的垃圾吊車采用此種布置方式。
(2)同層布置
若垃圾焚燒廠設置兩個或以上的垃圾池,選用了三臺或以上的垃圾吊車,垃圾池的端頭保證有足夠數量的檢修跨可供任何一臺吊車在故障時停泊檢修及抓斗外運,則全部垃圾吊車可以同層布置。
4.2跨度與軌頂標高
(1)跨度
垃圾吊車大車雙梁靠四輪運行于兩根平行的軌道上,每根軌道運行兩個車輪,大車梁垂直于軌道,小車則運行于大車梁上,以此承受吊車本身和抓斗垃圾的荷載,并使垃圾抓斗實現水平和垂直方向的三維運動。大車所運行的兩根軌道中心的距離即為吊車跨度。吊車跨度對其造價的影響很大,因此布置中在保證使用要求的情況下盡量縮小吊車跨度。一般垃圾焚燒發電廠垃圾吊車跨度在25~35m之間,本工程因規模較大,垃圾池寬度也大,吊車跨度為39.4m。
(2)軌頂標高
影響軌頂標高的因素是焚燒爐進料斗頂部標高和吊車抓斗閉合時底部距離軌頂的最小距離要求。通常軌頂標高按下式確定:
H=H0+ΔH+h
H —軌頂標高,m;
H0—焚燒爐進料斗頂部標高,m;
ΔH—吊車抓斗閉合時底部距離軌頂的最小距離要求,由廠家確定,m;
h —吊車抓斗閉合時底部距離焚燒爐進料斗頂部的距離要求,一般取1.5~2m。
4.3本工程垃圾吊車的布置
由于本工程規模巨大,采用6臺處理量850t/d的焚燒爐,在6爐并列布置情況下,垃圾池橫向尺寸很大,同時采用了6臺垃圾吊車,3用3備,因此設置3個垃圾池,每個垃圾池對應2臺爐,每個垃圾池兩端均各有至少一個吊車檢修跨;選用6臺12.5m3垃圾吊車,單臺垃圾吊車起重量20t,同層布置,3個垃圾池的垃圾吊車軌道是無縫對接的,這對于每個池所對應的兩臺焚燒爐而言,垃圾吊車是1用1備的,而對于全廠6臺焚燒爐而言,垃圾吊車是3用3備的。不過由于一般情況下,每個垃圾池內1用1備的兩臺垃圾吊車為對應的兩臺爐給料,而僅在必要的情況下,垃圾吊車才運動到另外一個垃圾池上方去,所以,大多數情況下,每個垃圾池上空的1用1備兩臺垃圾吊車均僅為本垃圾池對應的兩臺焚燒爐給料。
本工程雖然設置了6臺垃圾吊車,但相對于本工程6臺焚燒爐的配置而言是合適的。由于設置了3個垃圾池、3處垃圾吊車檢修外運豎井、3處垃圾吊車檢修平臺、3臺垃圾吊車檢修電動葫蘆,因此,6臺垃圾吊車中任何1臺的檢修都不成問題,同時焚燒爐給料也不受影響。
4.4垃圾吊車的檢修
就本工程而言,垃圾吊車需要檢修時,可以將垃圾吊車移到就近的垃圾池端部的平臺處,進行停泊檢修。進料斗之間的平臺也可滿足垃圾吊車抓斗的停放檢修。在每個垃圾池兩端均設置了檢修豎井,垃圾抓斗可以直接通過這些檢修豎井卸到卸料大廳外運。在每個垃圾池兩端垃圾吊車檢修平臺上方均設置垃圾吊車檢修電動葫蘆,電動葫蘆的運動軌道固定在垃圾倉屋頂下檐,在不檢修垃圾吊車時電動葫蘆的吊鉤及吊繩收緊到不影響垃圾吊車運動。在垃圾吊車軌道旁邊設置走臺板,滿足檢修人員的走動。垃圾抓斗檢修豎井不使用時用鋼蓋板蓋住。
5 結語
垃圾吊車是垃圾焚燒發電廠里的重要設備,其選型關乎吊車本身與焚燒爐的設備匹配合理性,投資費用,以及投產后是否能良好運行等。我國垃圾焚燒發電事業正蓬勃發展,本文通過總結垃圾吊選型布置方面的設計實踐,希望對同行也有借鑒作用。
參考文獻:
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關鍵詞:垃圾焚燒 發電廠 分散控制系統 設計 應用
中圖分類號:TM619 文獻標識碼:A 文章編號:1674-198X(2015)04(b)-0096-01
城市的快速發展,大量垃圾的產生使得城市面臨著垃圾圍城的狀態。焚燒法作為一種城市垃圾的處理辦法,憑借其自身的減量化、資源化以及無害化的處理方式得到廣泛應用。可見,垃圾焚燒發電廠顯然已經成為當前城市化建設的重要內容。對發電廠分散控制系統設計與應用進行研究,使得控制系統具備良好的性能,為垃圾焚燒發電廠的正常運行提供保障。
1 分散控制系統概述
1.1 分散控制系統含義
所謂分散控制系統,主要是指通過利用先進的計算機應用技術、通信網絡技術、信號處理技術、測量控制技術以及人接機口技術對整個生產過程進行集中操作、管理、監視以及分散控制的一種重要控制技術。
1.2 分散控制系統特征
分散控制系統當中的特征主要包括以下幾個方面的內容:第一,能夠對系統運行過程中的各項數據進行處理,提升系統運行便捷性,數據處理快捷;第二,分散控制系統在整個系統中的安裝方便,具備規范化特點;第三,系統調試快捷,為運行效果提供保障;第四,控制功能涵蓋整個系統中的各項內容,功能完善;第五,在現實中的操作較為集中,能夠實現各環節的集中控制;第六,系統通行能力較長,可應用在各種控制系統當中;第七,人機交互界面各項功能分布較為直觀,便于操作。通過上述各項特征分析,分散控制系統在現代應用具有重要意義。
2 垃圾焚燒發電廠分散控制系統的設計
垃圾焚燒發電廠分散控制系統的設計,需要通過4個環節進行設計實現,保證各項內容得以開展,為控制系統的有效性奠定基礎。
2.1 分散控制系統設計目的
分散控制系統是面向垃圾焚燒發電廠自動化生產以及運行的一種全新控制系統,能夠全面滿足現場總線要求。并且分散控制系統主要是采用數據庫技術,進而實現一體化的編程。分散控制系統具備強大的伸縮能力,在實際編程的過程中采用的是國際化的標準。在現場的控制方面,符合有關部門的規定以及I/O站與控制器之間的數據通信。
2.2 操作員站的設計
對于操作員站硬件方面的選擇,需要保證與垃圾焚燒發電廠現場運行的控制器狀況。分散控制系統在該操作員站硬件方面需要使用6臺機器,并安裝人機接口軟件,在中文Windows7系統中運行。由于在分散式控制系統當中應用的是全局數據庫內容,因此操作員畫面以及數據內容是共享的[1]。
2.3 控制站的設計
控制站是整個分散控制系統的關鍵性內容,對于分散控制系統的設計,需要應用現場總線控制(IndustriaIITAC800F)與高性能的32位RISCCPU核心處理器運行,保證分散控制系統優先級能夠滿足垃圾焚燒發電廠的控制要求。保證控制器內容為8MB。由于全局數據庫內容的應用,使得整個分散控制系統運行過程中的標簽與變量內容可實現共享。
2.4 工程師站的設計
基于工程師站的設計,在分散控制系統中可以安裝一臺工程師站,并使其運行Control Builder的中文軟件作為支撐,在Win7系統中正常運行[2]。同時,在工程師站方面,需要保證各方面編制程序的完整性,其中包括對過程站、硬件、操作站一體化編程與調試。該控制系統中服務器以及客戶機的方案全面替代全局數據庫,在最大程度上避免了由于信息交互內容所產生系統癱瘓狀況,為維護垃圾焚燒發電廠的穩定運行奠定基礎。
3 垃圾焚燒發電廠分散控制系統的應用
分散控制系統在設計完成后,對整個垃圾焚燒發電廠具有重要意義,并且在該系統設計中,包含多項子系統,為發電廠的正常運行提供保障。其中包括順序控制系統、數據采集系統以及機組保護系統等。上述系統的合理應用,能夠全面提升分散控制系統實效。
3.1 順序控制系統應用
在順序控制系統應用層面,主要是按照分級劃分的原則進行設計,其中的內容主要包括控制系統當中的執行級、功能組級以及子功能組級構成。順序控制系統中包含熱力系統的輔機、汽機系統的輔機以及焚燒線的輔機,各項系統的協調運行構成整體運行內容。在整個發電廠正常運行過程中,其中涉及到的各項內容可以按照指令內容進行終端與暫停。一旦發電廠發生故障,則可以對整個分散控制系統運行及時終端,恢復整個控制設備以及零部件回歸到運行前狀況,在系統LCD當中顯示故障產生的實際原因。
3.2 數據采集系統應用
數據采集系統功能的應用,主要是為整個分散式控制系統運行數據進行存數與封裝。如:可將系統運行的內容通過柱狀圖、模擬圖、成組參數以及趨勢曲線內容通過LCD進行直觀顯示[3]。同時,對分散式控制系統運行當中的各項數據進行定制以及多級別分析,實現預警處理,控制發電廠安全運行效果。對警報以及操作內容進行記錄,能夠將各項數據打印成表,為系統安全性提供良好的發展環境。對歷史數據的統計與存儲,能夠為整個系統的運行奠定基礎,實現全方位的發展,為后續垃圾焚燒發電廠分散控制系統的改造提供數據。
3.3 機組保護系統應用
機組保護系統的應用,主要是對整個分散式控制系統實效進行分析,維護其健康穩定的運行。如:為機組運行跳閘的回路留有足夠的冗余空間;對輸入系統的互鎖以及跳閘信號進行細致的質量檢查,對存在的不同問題進行快速反應,采取專業化的過程為系統開關提供跳閘信號,并使用3個監控元件對全過程內容進行監控,通過信號分析傳達可靠信號內容。
4 結語
采用焚燒發電的方式對垃圾進行處理,既能夠保證有效的解決垃圾污染的問題,還能夠實現資源的再生與利用。可靠的分散式控制系統的設計,能夠提升與維護整個發電廠的安全運行,提升垃圾處理效率,推動生態環境的和諧發展,旨在為后續垃圾焚燒發電技術積累經驗。
參考文獻
[1] 毛龍祥.分散控制系統在垃圾焚燒發電廠的應用[J].科技風,2012,10(10):193-195.
最近一段時間,以廣州番禹區垃圾焚燒發電廠項目停建風波為起點,群眾反垃圾焚燒抗議活動似乎有“遍地開花”之勢。以環境污染和擔憂健康為由,北京、廣東、江蘇、上海等地先后發生了多起類似。
垃圾焚燒發電產業的形象已經跌入谷底,新建和在建的垃圾焚燒項目或將會遭遇更大的阻力。而城市垃圾卻不會因此停止增長的步伐,垃圾圍城仍在加速。
據記者了解,目前北京共有13個垃圾處理系統,現有生活垃圾處理設施16處,日產垃圾量為1.84萬噸,現有的垃圾處理設施日處理能力僅為1.04萬噸,垃圾處理設施全部超負荷運行,超負荷率達到67%。
當前對于城市垃圾有三種技術較可靠的處理方式,即衛生填埋、焚燒發電和堆肥。在北京市處理的生活垃圾中,填埋、堆肥、焚燒的比例為90:8:2。最多再過四五年,垃圾填埋場將不堪負荷,垃圾將無處可埋。
2009年9月1日,北京市政府出臺的《北京市關于全面推進生活垃圾處理工作的意見》中,要求為滿足今后50年發展的需要,結臺北京生活垃圾產生量的預測和垃圾成份的特點,在北京東南西北四方位選址規劃4個大型生活垃圾綜合利用循環經濟園區,預留用地,擇機建設。此外,意見還明確提出了要“加強建設生活垃圾焚燒廠,到2012年全市垃圾焚燒比例達20%,2015年達到40%。”
垃圾焚燒發電-――這可能是北京在垃圾圍城局面下一個無奈的選擇。
但垃圾焚燒發電更面臨著“繁榮的魔咒”:在很多市民看來,一座新的垃圾焚燒發電廠建成,或許會導致若干生命的消逝和一個城市社區的蕭條。
顯然,垃圾焚燒發電被套上了追魂索:上馬項目越多,遭遇的阻力越大。人們需要對垃圾焚燒做出理性判斷,盡快確定一條垃圾減量化的有效路徑,以解城市垃圾之困。
焚燒增加還是減少二英?
清華大學環境科學與工程系聶永豐最近麻煩纏身――因為主張用焚燒解決垃圾問題,聶永豐被人冠之以“因為密切的利益關系而為垃圾焚燒搖旗吶喊”,更為糟糕的是,他甚至接到恐嚇電話。
與聶永豐同為“主燒派”的另幾位專家也為此苦惱不堪。他們的煩惱緣于前段時間席卷全國的垃圾焚燒民意危機。北京市規劃的5個垃圾焚燒發電項目至今都未能開工建設,而居民的反焚燒也由單純的反對選址演化為反對焚燒路線,但由于其關鍵元素“二英”無法在線監測,使得焚燒項目推動者和反對者呈膠著狀態。可以肯定的是,這場波及全國的“反燒”浪潮越來越接近日本、美國、德國等發達國家曾經經歷過的反燒浪潮。
二英,這些被稱為世紀之毒,被定性為一級致癌物的化合物群體也在短短數年之間迅速成名,同時也與垃圾焚燒項目緊緊聯系在一起。在“反燒派”專家的質疑里,二英是首當其沖的罪魁禍首,比如他們提出公眾關注的焦點――垃圾焚燒所排放的二英“致癌”問題。
在這次質疑的浪潮中,被輿論稱為“反燒派”領軍人物的中科院環科所退休專家趙章元,又一次被推上了風口浪尖:至今網上仍有很多深受垃圾之害的居民在論壇里積極聯系趙章元。這些市民眼里趙章元的威望很高,他代表的是深受垃圾苦楚的那部分百姓。
新聞媒體關于此爭論連篇累犢的報道也起到了推波逐浪的作用,比如一些媒體報道,世界發達國家出現了垃圾焚燒爐數量減少的趨勢(全世界擁有垃圾焚燒爐數量最多的日本也從高峰期的6000余座下降到1280座),由此推斷出美歐日等國近年來興起了“禁燒風”,以此說明垃圾焚燒排放的二英問題在發達國家中亦不能徹底解決。
“垃圾焚燒不是產生二英的唯一途徑,甚至不是主要途徑;相反,填埋和堆肥所產生的二英是焚燒的幾千倍,對人體危害更大,為什么要選擇危害更大的方式呢?”中國城市建設研究院總工程師徐海云對記者解釋,無論是先前北京六里屯還是廣州番禺垃圾發電項目遇阻事件,很大因素是先前此地為比較大的垃圾填埋場,對當地民眾的身體健康已造成影響,居民對建設垃圾電廠存在心理障礙。比如記者在調查中就了解到,很多居民反對六里屯垃圾焚燒廠,很重要程度上是在擔心一直不能消散的臭味和建設后的焚燒廠將污染北京飲用水和周邊環境。
從2000年就提出“堅定不移、排除干擾、發展生活垃圾焚燒處理”的徐海云也是堅定的“主燒派”,“中國就是發展晚了,所以才會產生這么多矛盾。”他告訴記者,我們忽略了大量生活垃圾露天焚燒和填埋場自燃向大氣中排放的二英。國外研究表明,1噸垃圾露天垃圾焚燒或在填埋場自燃排放的二英,是同樣垃圾經過現代化垃圾焚燒排放二英的幾千倍。比如日本,垃圾焚燒完后,排放到空氣中的二英僅為1%,飛灰中剩余30%左右,二英含量較焚燒前大大減少。
德國研究表明,當垃圾被運往焚燒廠時,二英含量每公斤就已達50納克。生活垃圾經過焚燒后,空氣中二英排放量只相當于原有含量的1%,向環境中所有介質排放量為17.63納克,相當于原有含量的35.3%。這也說明經過垃圾焚燒,垃圾中原有二英的64.7%得到分解,因此,通過垃圾焚燒處理,環境中的二英凈含量是大大下降的。因此,無論是德國、日本還是美國的環境當局,近幾年都公開宣布,現代化的生活垃圾焚燒廠污染排放已經很低,已經不是二英的主要排放源。
“垃圾焚燒中只要保持800℃以上的高溫,穩定燃燒,二英的總排放就會顯著減少。”徐海云告訴記者,發展現代化的垃圾焚燒,實際是削減二英排放的措施,目前反而被說成是“罪魁禍首”。“美國一年要燒3000多噸垃圾,總的二英排放僅為12克,中國民間燒柴,產生的二英更多。”
在徐海云看來,北京地少人多,填埋與堆肥成本很高,所以走垃圾焚燒發電之路是刻不容緩的,但同時他表示民眾心理是可以理解的,“大家都知道應該建公共廁所,但都不希望它們距離自己家太近。”
至于媒體所報道的“發達國家出現了垃圾焚燒爐數量減少趨勢”的現象,威立雅環境集團中國區總裁周
小華告訴記者,歐美及日本等國的垃圾發電站數量的確在減少,但這是“關小并大”的結果,事實上規模十分穩定。如德國垃圾電廠數量和處理能力一直在增長,從1990年到2005年,焚燒增長量占80%-90%,目前已增至70余座,年處理垃圾超過1800萬噸。
數據顯示:日本的生活垃圾焚燒廠數量在下降,但連續運行的規模較大的生活垃圾焚燒廠無論是數量還是處理能力也是在不斷增加。正是因為那些小規模的垃圾焚燒廠不能連續運行,達標成本高等原因,才導致關閉,并因此建設現代化的垃圾焚燒廠。美國近十多年的確沒有新建生活垃圾焚燒廠,但美國生活垃圾年焚
燒量一直穩定在3000-3300萬噸,僅次于日本,排在世界第二位。
“很顯然,經過幾十年的實踐,焚燒已成為主要發達國家對垃圾進行減量化處理的重要手段,其所用的技術是可控的、穩定的、安全的;所謂二英超量排放的問題早已解決。相反,垃圾焚燒技術成為二英的減排技術。”徐海云如是說。
技術不是問題
“同樣是垃圾焚燒,為什么在德國出現垃圾供不應求、要從別國進口垃圾來焚燒,而在我國卻產生巨大爭議,甚至釀成全國性的社會事件?”記者了解到,群眾之所以反對建垃圾焚燒廠,疑問無外乎集中在:現有的焚燒技術是否成熟到垃圾焚燒廠建在家門口而不會對健康造成危害?
關于技術是否成熟可控這個問題,接受記者采訪的企業、專家和技術人員的答案難得的一致:不管從國際還是國內來說,垃圾焚燒的技術都是成熟而可靠的,還有很多新技術層出不窮。但他們也談到,由于垃圾成份的地域性很強,因此在選擇技術的時候,還要參考本地的實際情況。
從世界各地成功的經驗來看,垃圾焚燒技術已經得到徹底的研究,實地測試并建立了完備的體系;目前常用的技術主要有兩種:爐排爐技術和循環流化床技術,而這兩種成熟的排放控制技術也使世界各國的焚燒廠不再被看做二英污染源。
由于各國垃圾中有機物含量不同,因此選用的技術和工廠的管理運營方式也要符合不同地區的不同情況。比如爐排爐技術就是德國和其他歐洲國家垃圾焚燒領域中的中堅技術,這是由歐洲國家垃圾中有機總量比率低(30%-35%)固定垃圾熱值高(平均熱值超過1萬千焦/千克)決定的。
中國的垃圾含水量較歐洲國家高很多,有機物含量占家庭垃圾總量的比率達到60%-80%,固體垃圾的平均熱值只有4000-6000千焦/千克。這樣的垃圾難以自行燃燒,需要進行前期處理,例如干燥,焚燒前分類以及礦物質燃料混合處理等。具體到北京,周小華談到,這些年來,隨著北京經濟的發展,北京的垃圾成份也發生了很大的改變,除了進入垃圾的塑料(約占15%-16%)、紙(11%-12%)增多以外,高濕度的廚余垃圾也明顯增加了。據記者了解,除生活垃圾之外,每天北京要產生3000-5000噸污泥,污泥的大量增加和末端資源化問題也日益成為困擾這個城市環境建設的難題;此外還有1200噸泔水和總量為1000萬噸的農林廢棄物。
記者了解到,爐排爐技術目前多用于混合垃圾焚燒,為高溫燃燒,大口大口吃垃圾,投資較高,但運營維護費用較低,循環流化床容量小,高溫燃燒,用于PDF成型燃料焚燒,一般應添加20%左右的煤進行助燃,投資較爐排爐較低,但運營維護成本要高一些。總體說兩者各有優勢,但都符合兩個基本指標:技術的穩定性和對污染控制水平的合格性。
近幾年來,由于國家逐漸放開公用事業市場化發展,吸引了很多社會資本投資垃圾處理領域:僅2007-2009年,國內共有19起投資環保行業,其中投向垃圾處理的占12起,搶占垃圾商機的不僅有巴菲特,很多國內企業也紛紛下血本投入,致使新技術層出不窮,尤其是在設備制造上,很多關鍵設備都實現了國產化,大大降低了投資成本。
“應該因地制宜選擇適合北京市情的技術進行焚燒。”大多數被采訪者觀點驚人的一致:應該因地制宜采用已被實踐證明了的、成熟的技術,政府提供一個能夠成功運營的平臺就可以了。“我們沒有時間也沒有精力再去折騰了。”
成熟技術自不必說了。記者了解,針對北京的垃圾處理,也產生了一批新興公司,這些公司大多具有自主研發的新技術,其中部分經過了穩定的燃燒試驗,已被證明穩定有效。但是,在成熟技術和工藝當道的情況下,新技術和新公司很難擠進去。比如專吃餐廚垃圾的北京嘉博文公司,也是花費數年艱辛,才逐漸擠進這個擁擠不堪的市場。或許,新舊技術之爭也會伴隨著垃圾焚燒的逐漸普及而此消彼長。
垃圾焚燒選用新技術還是成熟技術?記者認為,選擇的標準應以是否更加適合北京垃圾現狀、能否穩定正常運營、能否取得更好的處理效果。比如記者接觸到的采用流化床工藝的一種名為“復合致密型生物質燃料發電”技術,這種技術是在華電集團支持下,北京新日月生物質科技有限公司研發的,專為北京垃圾量身定做的。它將生活垃圾、城市淤泥、餐廚垃圾和農林廢棄物分別進行干化處理后,混合對滾成型,制成生物質成型燃料,添加助燃劑用于發電后,體積較原來減少90%,減量80%,灰渣基本不產生有機物,可直接做肥料填埋。不僅解決了生物質成型無法解決的高成本、低熱值等問題,還大大節省了運營成本。
同時,這種新技術解決了幾個領域的一些老的瓶頸問題:一是解決了生物質成型無法解決的高成本、低熱值問題;二是解決了城市淤泥的資源化作為污水處理產業鏈中一個老大難問題;三是為北京每天產生的800-1000噸餐廚垃圾缺口找到了一個合理有效的處理途徑;四是使用一種叫做“中立風壓揚長法”的技術,使處于混合狀態的生活垃圾進行很好的分類,有效分離出剛性物質和軟物質。
據華電集團北京熱電有限公司總經理助理寧民興介紹,采用這種技術焚燒垃圾所產生的二英排放,僅為日本的十分之一!也就是說,居民在垃圾焚燒廠附近居住,也是安全的。更難能可貴的是,經權威測試,在不需要國家補助的情況下,只要享受現有政策基于這一技術的垃圾處理運營,其利潤率能達到8%左右。而目前國內大部分垃圾焚燒發電廠如果沒有國家補貼,基本都處于虧損狀態。
由此可見:不管是原先較為穩定的老技術還是層出不窮的垃圾焚燒新技術,都能為垃圾焚燒提供可行的解決方案。可是為什么仍然有人質疑呢?徐海云認為,這主要是目前缺乏嚴格的監管機制和檢測手段。比如,現有爐排爐工藝尾氣中二英排放是否達標,如何確保檢測數據的連續性;又如,在目前電價補貼政策下,現有流化床工藝摻燒燃煤的比例需要嚴格的監管,否則難保不向小火電方向發展。監管到位,才是取信于民的基礎。監管問題不解決,垃圾處理廠仍然危機重重。
源頭分類是關鍵
記者在采訪中發現,“主燒派”和“反燒派”也會產生交集:就是他們都認為垃圾處理應從源頭減量和源頭分類做起。即便是趙章元也說過這樣的話:他不是否定垃圾焚燒技術,只是他認為應該慎燒,要在做好垃圾分類的基礎上焚燒。
我們知道,垃圾處理的目標是減量化,源頭分類、焚燒都是減量化的手段。
以趙章元為代表的反燒派認為:通過源頭細化分類,垃圾減量化可達90%多,甚至完全利用而達到零剩余。在源頭分類這一手段沒有利用好的情況下直接動用焚燒的手段,是不恰當的。
徐海云談到,垃圾焚燒發電的前提就是垃圾分類,但垃圾來自千
家萬戶和每一天,分類總是相對的,不管如何分類,到最后總要有混合垃圾,這就需要利用焚燒的手段進一步減量化。
看到這里,我們可以得到這樣一種判斷:“主燒派”和“反燒派”的分歧并非不可彌合:分歧在于對源頭分類所能達到的減量化程度看法不一;但雙方都認為,源頭分類才是關鍵。
某綠色組織的中國項目成員就告訴記者,與焚燒相比,他們更加傾向于首先加強源頭的治理。比如建設一個垃圾焚燒發電場動輒數億元,但北京每年投入到垃圾分類中的資金才區區幾千萬,在源頭分類沒有做出實質性努力之前,如何做好垃圾焚燒呢?
一些垃圾處理企業也在用行動探索著他們的憂慮:他們在對垃圾焚燒新工藝和技術的研究中,十分重視把好分類關。在采訪中,寧民興就告訴記者,中國的垃圾分類遠不如國外,所以如果在垃圾焚燒之前不做分類,垃圾焚燒成本高、效率低、所產生的有害物質也更大。同時他認為,鑒于目前的實際情況,要求垃圾分類達到歐洲或者日本的水平,還得有多年的努力和探索。
事實上,北京這幾年來在垃圾分類上作了不少嘗試,但結果都收效甚微。如何做好源頭分類工作,這是擺在城市管理者面前的一個大難題。
在周小華看來,目前除了20-30%可回收的垃圾之外,把北京所有的垃圾仔細分類是不現實的。一是因為居民尚未普及分類意識;二是能分選的垃圾交叉污染很多,回收成本也較高,目前仍然沒有很多社會企業去做這個。
“可以一步步完善。”周小華認為北京不妨先嘗試將干垃圾和濕垃圾分開,干垃圾利于焚燒,提高熱值,熱效率也會大大提高,對爐子的損害也大大降低;而對于濕垃圾的處理,全世界范圍內目前都不算很成功,但北京可以少部分嘗試厭氧氣化,并小面積推廣。
按照北京市的統計數據,全市生活垃圾產生總量619萬噸,再生資源回收量達374.72萬噸(來源:政協北京市第十一屆委員會第二次會議大會書面發言材料之七十一),如果加上餐館的廚馀垃圾約40萬噸(這部分垃圾事實上已經回收利用,當然回收利用過程中可能存在這樣或那樣的問題),還有堆肥處理近20萬噸,垃圾資源回收利用率實際達到40.5%。徐海云認為,如果按照相同口徑,參照發達國家的生活垃圾的處理比例的統計方式,北京的生活垃圾處理比例大致為:40%回收利用,60%為衛生填埋。
與世界上一些國家相比,北京的這個數字并不低。徐海云認為我們的差距在于:北京沒有把有機物分類回收作為一個主要方向,而生活垃圾中有機垃圾占到60%!
“當前北京市生活垃圾中最突出的是餐廚垃圾分類。”徐海云談到,北京市對餐廚垃圾的處理方式只是將其通過分選,直接進行堆肥處理;或者仿效少數發達國家生活垃圾管理模式進行家庭餐廚垃圾分類,這兩種模式在北京推廣都不現實。
徐海云指出,實際上目前北京市生活垃圾(環衛部門收集的)成份,最大的組成部分往往是水。一噸水通過下水道進入污水處理廠的處理成本是1元左右,而通過垃圾收運處理要200元以上,如果僅漢將家庭中高水份的西瓜皮、湯、果皮等垃圾粉碎通過下水道排除,成本低,又不會增大下水道和水處理系統的負荷,再輔助密閉化垃圾收集,生活垃圾含水量降低到40%左右是容易實現的。而大幅度提高垃圾熱值,有利于垃圾焚燒處理,以北京市600萬噸生活垃圾年清運量計算,減少20%的水分,相當于至少節約2.4億元垃圾收運處理費用。
“其實很多人并不清楚什么是分類收集。”徐海云舉例:發達國家都有廢紙單獨收集的垃圾桶,但國內大多數居民都會把舊報紙和廢紙板作為廢品出售。因此,盡管我們廢紙的平均回收率只有發達國家的50%左右,但單獨分析,廢紙板、舊報紙、書刊等回收率要高于發達國家。“我們生活垃圾中水分高、熱值低,根本原因是我們的經濟發展水平造成的,比如我們去農貿市場而不是去超市購物導致餐廚垃圾多;人為將湯水放入垃圾袋以及垃圾敞開收集混入雨水等,這些習慣都需要我們慢慢改正。”
“要破解垃圾源頭分類的難題,首先要選擇好最有效的路徑,然后做出系統性,制度性的安排。”徐海云表示,垃圾分類不是簡單放幾個不同垃圾桶就可以實現的,這需要在法律的框架下建立持續的宣傳、督導體系,建立分類收運與處理系統,無論是城市管理者還是每一個市民,都需要在其中承擔管理的責任、支付處理的成本。
“最重要的是,現有生活垃圾處理場地需要從法律上給予保障,這不僅是這個垃圾場服務范圍內全體居民的利益,也是垃圾管理可持續發展的需要。垃圾管理的細化將需要更多的用地,如各類垃圾資源化利用所需要轉運、倉儲、加工。如果現有生活垃圾處理場地因為部分人為不當利益被擠走,就有可能產生多米諾骨牌效應,垃圾處理設施無處可選。”
這里我們不妨借鑒一下國外的經驗。周小華談到,歐洲就通過一系列制度上的安排從源頭減少垃圾:以德國為例,玻璃瓶在生產之前企業是要預先支付一筆錢用于回收,通過獎勵政策鼓勵“綠色包裝”;在政策春風下,各種企業不斷提高技術水平,減少垃圾,也由此在產業鏈上產生了一些新的投資機會和新的公司,比如致力于各種包裝物回收的綠點公司,僅在德國它們就有2萬多成員單位;此外,德國的有機物分類處理費用也從市民中收取,尤其是餐廚垃圾,要購買專用的垃圾袋分裝,這筆費用折合每戶每年150歐元,有了一定的經濟壓力,市民對分類就自覺多了!
這場持久戰的結果是:到2006年末,德國回收、焚燒、填埋的比重為68%
31%
0.7%,成為歐洲乃至世界上垃圾減量化處理最成功的國家。
我們從德國的案例看出,通過源頭細化分類,垃圾資源化大致可達到70%,這基本上是目前所能企及的最高水平了,剩下的30%通過焚燒,垃圾的減量化達到了99%。這也應該是目前垃圾減量化處理的最佳模式了。
北京這樣的超大城市,產生的垃圾量是巨大的,顯然,我們既不能把包袱甩給兄弟省市,也不能把包袱留給我們的后人,這就需要我們的城市、我們每一個市民,都以高度的責任心和使命感,做出艱苦卓絕的努力,把垃圾減量化進行到底。
“68%、31%、0.7%”,這應該是北京的目標。
效率與監管如何平衡
2009年以來我國多個城市對生活垃圾焚燒發電項目進行了BOT招標,近期簽約的有:光大國際投資的濟南市第二生活垃圾綜合處理廠(焚燒發電廠)BOT特許經營項目、中國節能投資公司下屬可再生能源公司投資的成都市祥福生活垃圾焚燒發電特許經營項目。前者占地面積120畝,投資9億元,施工工期為18個月,計劃建設4臺日處理能力為500噸的焚燒爐,是目前國內一次性建設規模較大的垃圾焚燒項目,特許
期限25年。后者該項目總投資概算約8億元,規模為日處理城市生活垃圾1800噸,年處理能力65萬噸。
與眾多招標信息相輔相成,記者在采訪中發現,很多企業都對垃圾焚燒發電表示出濃厚興趣,華電、大唐、威立雅、清華同方、中科通用等不同所有制的企業紛紛下水。據寧民興介紹,華電即將投建的垃圾發電焚燒項目預計投資9.36億,建設周期為一年,預計年發電4億度,減排二氧化碳27.4萬噸,預計可消滅污泥49.5萬噸,生活垃圾22萬噸,餐廚垃圾4.95萬噸,節省標煤10.2萬噸。
在專家眼里,各企業搶灘垃圾焚燒發電站不僅出于戰略布局的要求,還有著現實的經濟考量。記者了解,垃圾發電行業屬于由公共財政承擔的政府公用事業,企業的收益來源于政府方面的補貼。據一位電力專家介紹,根據《中華人民共和國企業所得稅法》等法規,國家除保證垃圾發電的電量全部上網外,還給予每度0.25元的補貼,同時免征增值稅,并給與三年免征所得稅、后三年減半的優惠,再獲當地財政部門的垃圾處理費補貼,目前大約是每噸150-300元之間。
“諸多優惠政策落地,垃圾發電企業基本不會虧損。”這一點得到了寧民興的證實。他認為垃圾焚燒發電是公益事業,有政府相應的補貼,不僅不虧,而且收益穩定。
因此連外資都對北京的垃圾焚燒發電項目躍躍欲試,周小華談到,威立雅在廣州、上海以PPP模式分別與當地政府合作,都取得了不錯的效果,同時希望能與北京市政府以PPP模式合作一個最先進的垃圾末端處置設施。
在很多企業眼里,北京垃圾處理的市場化程度一向很低,基本由政府大包大攬,這樣做固然很好地兼顧垃圾處理的公益性,但容易造成規劃脫節嚴重滯后。最典型的如高安屯垃圾焚燒廠,由于從規劃到投入使用歷經十年之久,當年的規劃早已不符合現實情況,比如最近的辦公樓距離垃圾焚燒廠不到2公里;垃圾填埋場的惡臭和醫療垃圾焚燒廠對周邊居民也造成了很大的影響。
據記者了解,目前上海垃圾處理項目多采用BOT模式,廣州市場化程度高,部分項目采用PPP模式,而北京多為政府運作。單就記者采集到的三地垃圾處理費用來看:目前廣州不到30元/噸,由企業運行;北京60元/噸,由政府運行;上海BOT填埋居多,全成本(包括投資)76元/噸。顯然,單從運營成本來說,北京遠高于廣州和上海。
再看看其他國家是怎么做的:一般說來,發達國家的市場化比例不是很高,政府管理占50%左右。比如法國,由于公共設施由政府控制,一般采用政府投資企業運營的模式(PPP);而在德國,由最初政府自己做逐漸變為私有化,目前仍有一半垃圾處理項目由政府來主持;在英美是完全民營化,經費也是由民營企業自行籌集,但他們建立了有效的監管體系,因此得以有效運營;日韓則是完全政府化。
“近年來,日本和歐盟也開始提市場化運作,他們的衡量標準只有一個:企業能否做,能否高效運作”。周小華表示,垃圾處理的公共性決定了它的完善也是一個多方兼顧的過程,目前的現實應該是一個混合方式,“完全依靠政府的力量肯定是不夠的,政府應該放開眼界,尋求一種1+1>2的機制。”
然而,經濟有效并不是衡量這個事情的唯一標準。事實上,在垃圾處理上如何引進市場化的因素,一直是有爭議的問題,而爭議的焦點,就在于效益和監管之間如何平衡。垃圾處理屬于公用事業,監管的責任在政府,市場化程度高了,效率上去了,監管的成本也上去了。
因此,主張由政府或以國企擔綱垃圾處理主角的呼聲依然強勢,這一方觀點認為:從這幾年BOT模式在北京的推行來看,效果并不理想。作為一種公益性很強的項目,國有企業應該在市政工程中發揮更大的作用。
落實到垃圾焚燒發電,徐海云認為這是一個技術、智力密集型項目,其中還牽涉到民生問題,完全由政府做有問題,完全市場化也有問題。兩者應該結合起來。比如垃圾處理外部性很強,完全市場化對社會責任感不強的企業,政府既要做過程監管,又要做責任監管,監管成本偏高。
“比如,我們可以嘗試政府投資,引進大企業進行管理,并不斷總結既有工程管理模式的優缺點:以技術、經驗、效率為衡量標準,適合市場的,應該市場化。完全政府化,有效率問題。”
徐海云談到,歐洲經濟繁榮時規劃了很多垃圾焚燒廠,這幾年垃圾量不斷下降,回收提高,焚燒量少,負荷不滿,如果是企業投資,沒有那么多垃圾企業也要支付那么多垃圾焚燒費,這也是不合理的。不妨借鑒歐洲和日本從經濟角度推動垃圾市場化的做法。
將垃圾壓力轉為創新動力
近期是垃圾焚燒的多事之秋。
與征地、拆遷、司法等引起的相比,因垃圾焚燒而起的對社會穩定所構成的威脅更大。其一,涉及的人數更為龐大。由于垃圾焚燒廠多建于居民區周邊,涉及到的人群動輒幾萬甚至數十萬,如此大規模的群體反對,對社會穩定的威脅絕非一般事件可以比擬。其=,由于涉及生命健康,往往呼聲一起,應者云集。這種群體性恐慌與激憤更容易被放大,牽涉者往往同心同德,一致對外;尤其是在精英聚集的地方,他們擁有豐富的社會資源,也往往會因此調用自己的資源,容易升級和擴大,形成對峙;其三,持續時間很長。
我們知道,歐盟和日本都是在環境保護上十分嚴厲的國家,那么,既然他們都能接受高比例的垃圾焚燒,為何在環保水平還遠低于歐日的中國,剛起步的垃圾焚燒反而遭遇了更多反對呢?
一種觀點認為:焚燒是過時的垃圾處理方式,歐目的高焚燒率只是反映了其過去的觀念和政策,而現在焚燒方式正在被拋棄,焚燒爐也在大量關閉。徐海云認為這種觀點純屬“莫須有”,的確有很多小型焚燒爐被關閉了,但也新建了許多規模更大的新焚燒廠;總爐數的減少其實反映了新建焚燒爐的處理規模更大,因此總的焚燒率并未降低。
另一種觀點認為:國外在垃圾處理技術上已經有了長足的發展,最新技術和嚴格的監管可以確保不給附近居民帶來損害。而中國不具備這些條件……
記者在采訪中發現了這樣幾個問題:政府和公眾掌握信息的不對稱:比如反對者認為國際上盛行“禁燒風”,而政府和權威專家卻是“主燒”的支持者;粗放落后的垃圾處理設施讓公眾心生恐懼,北京的幾大垃圾填埋場依舊惡臭漫天,根據填埋揚的運行情況,居民們實在對焚燒廠能否達到歐盟標準沒有信心;監管體系沒有建立,政府和民眾之間沒有一個好的溝通渠道。
因此,我們可以發現,人們的種種擔憂和爭議,盡管在表面上都指向處理方式、技術和標準,實際上隱含著對管理者一種深深的不信任,對監管能力和實施能力的不信任,和對事前審評、事后檢測中信息真實度的懷疑。
可見,垃圾焚燒項目不僅僅是一個簡單的技術項目,它對社會配套機制高度敏感。發達國家可以采用垃圾焚燒,是因為它們有成熟的法治監管,輿論監管和民眾參與。而中國的各項體制改革還在進行之中,權利的制衡以及公眾參與的透明度還存在較多缺陷,對垃圾焚燒的有效監管暫時還沒有能力做到。
當然,硬幣的另一面,也有著不一樣的風景。
周小華認為這些事件體現了普通市民對環保知情權上的關注,同時使很多人了解了垃圾處理不是一件簡單的事情,而是需全民共同支持的事,政府在決策上要有溝通。應當把這些爭議事件作為推進制度創新的契機。比如,通過意見收集和訴求表達的過程,強化業主委員會代表業主利益的功能,通過政府與業主代表互動將利益協商機制常規化和制度化,通過訴訟明確潔凈空氣權利的邊界和代價,等等。
關鍵詞:逆動式垃圾焚燒余熱發電鍋爐;安裝;注意事項
中圖分類號:tk229.929 文獻標識碼:a 文章編號:1006-8937(2012)17-0104-02
逆動式垃圾焚燒余熱發電鍋爐作為一種國內主流的垃圾處理設備在國內垃圾無害化處理行業中得到廣泛使用。逆動式垃圾焚燒爐排其工作原理是爐排片在液壓機構的驅動下做往復運動,從而推動垃圾逆流向上運動,可使來自燃燒區灼熱灰渣與干燥區域中的垃圾更加充分地混合,有利于垃圾的引燃,并使垃圾底層部垃圾燃燒。這種爐排適用于含水量高熱值低的垃圾焚燒處理。本文結合杭州鍋爐集團生產的slc300-3.85/400型垃圾焚燒余熱鍋爐二段燃燒裝置現場安裝經驗,總結出來的有效降低施工成本、縮短施工周期的施工方法。工法主要闡述二段式垃圾焚燒裝置中的給料平臺、逆推爐排、順推爐排的安裝工藝,詳細說明了如何利用鍋爐鋼架吊裝逆推爐排及安裝過程中的注意事項。其特點是合理選擇吊裝方案,充分利用鍋爐鋼架,分析計算起重器材受力情況科學選用起重器材,使得吊裝過程更安全并有效降低施工成本。
1 鍋爐工作參數結構特點
鍋爐最大連續蒸發量30.5 t/h、過熱蒸汽出口溫度400℃、過熱蒸汽出口壓3.85 mpa、垃圾處理量300 t/d。本爐為單鍋筒,自然循環水管鍋爐。下部是爐排和絕熱爐膛,爐膛上方是第一、二、三通道,四周布滿膜式水冷壁。第三通道布置了對流蒸發器和三級對流過熱器。尾部煙道布置了一級省煤器和一級煙氣空氣預熱器。鍋爐燃燒設備采用逆推和順推兩段式復合爐排。鍋爐構架采用全鋼結構,整個水冷壁系統的三個通道及過熱器、蒸發器、鍋筒均通過吊掛桿懸掛在頂部梁格上。尾部省煤器、煙氣空氣預熱器擱置在尾部柱和梁上(詳見圖1鍋爐結構示意圖)。其中二段式垃圾焚燒裝置安裝主要由落料槽及破橋裝置、給料平臺、逆推爐排本體、順推爐排本體、風室及吹灰通道、液壓出渣機等組成。爐排上方布滿了通道水冷壁及灰斗,安裝作業空間小吊裝難度大。
2 給料平臺及爐排支架安裝
安裝順序為:給料平臺吊裝就位順推爐排支架寄放在⑤~⑥軸線上方(如圖2所示)逆推爐排支架地面組裝逆推爐排架吊裝、就位、找正、固定給料平臺找正、固定順推爐排支架找正、固定順推、逆推風室及吹灰通道安裝出渣機出渣通道及落料槽安裝。給料平臺分左右兩件組成總重23 t,用70 t汽車吊分兩部份吊裝。由于垃圾焚燒發電廠建筑結構比較復雜,當土建完成上部結構施工后,給料平的吊裝工作將十分困難。所以當給料平臺基礎施工完成驗收合格后(如圖5.2.7①~②軸線的鋼平臺)應及時就位給料平臺,為方便逆推爐排支架大斜梁與給料平臺基礎的焊接固定工作,就位時應朝爐前方向移動200 mm,待逆推支架找正、固定后再與其連接。順推爐排支架單件出廠重14 t,當逆推爐排就位完成后將無法吊裝,因此逆推就位前應先將順推寄放在⑤~⑥軸線上方(如圖2)。逆推爐排支架分左右兩件出廠總重28.2 t,通過大斜梁固定在鍋爐鋼架上,由于爐排上方已布滿的膜式水冷壁及灰斗,吊裝空間不足無法使用汽車吊。采用地面整體拼裝,在14.6 m鋼梁上安裝起重滑車(如圖2)進行吊裝。爐排支架地面拼裝對角線誤差應小于5 mm、左右側構架的水平標高允許誤差為±2 mm。吊裝前應試裝逆推爐排支撐鋼梁,使之能輕松安裝到位并調整支撐鋼梁頂部與給料平臺底部鋼梁的高差值應符合圖紙要求,確保逆推爐排安裝角度(25°)。逆推爐排吊裝到位后迅速將爐排支撐鋼梁安裝到位焊接固定后找正爐排并焊接大斜梁固定爐排。接下來安裝固定小斜梁然后可安裝寄放在⑤~⑥軸線上方的順推爐排。
給料平臺、逆推、順推安裝:給料平臺與逆推爐排之間采用螺栓連接,兩者之間應裝填3 mm厚的硅酸鋁纖維板加以密封,逆推爐排中央構架與給料平臺支架之間為固定連接(在熱膨脹中心線上),螺栓緊固后應點焊防松。逆推爐排側面構架與給料平臺支架、大斜梁之間為滑動連接,螺栓緊固后應放松半圈再點焊防松,使爐排受熱后可以向爐側和爐后膨脹。順推爐排安裝時應注意保持逆推與順推之間有40 mm的熱鼓脹間隙。爐排找正固定后可進行風室及放灰通
道安裝,為保證逆推爐排與順推爐排的吹灰管道正確對接,安裝時應保證左右吹灰管道中心距離為2 575 mm,誤差小于5 mm。風室與爐排支架采用焊接密封,風室內部與支架之間應密封滿焊,外部與支架之間為斷焊加強。給料平臺、逆推、順推在安裝爐排片之前應進行冷態試車,試車需要一臺工作壓力為16 mpa的液壓站,試車目的是檢查各驅動系統的動作是否準確靈活。給料平臺的滑動平臺動作應靈活無卡殼、停頓、蛇行等現象,行程滿足設計要求;逆推爐排行程最高點與最低點位偏差不大于±3 mm、行程允許偏差為0~-2 mm、爐排支梁高度在行程中點時允許偏差為±1.5mm、z型梁的蛇行量允許偏差為±2 mm。逆推冷態運行過程中z型梁與支撐滾輪之間應接觸良好、z型梁側面與導向滾輪的控制在2~4 mm之間,可通過調整墊片的厚度或片數達到要求;順推爐排最工作行程允許偏差為±3 mm,活動梁處于中間位置時相鄰圓鋼的水平距離允許偏差為±2 mm、垂直距離允許偏差±1.5 mm。為方便運輸落料槽在廠里分塊制作在施工現場組對安裝,當落料槽就位找正固定后應及時將所有的拼接縫進行密封焊接,保證滲濾液不外漏。破橋裝置的作用是當生產過程中垃圾“搭橋”(堵料)時,將垃圾強行推入給料平臺打通進料通道。安裝時應詳細檢查測量滑塊與軌道之間的間隙,其值控制在1-3 mm之間保證破橋裝置動作準確靈活。
3 爐排組件安裝
逆推爐排組件共分16級,分兩列布置每級每列有19塊爐排片中間為分割塊。爐排片在制造廠已經通過預組裝,每片上均有位置標記,安裝時應一一對應不得錯裝。先安裝中央分割塊調整兩側平面度合格后,從首級爐排片開始依次安裝各級爐排片,每級組件必須從中央分割塊側面開始往補償側安裝,擰緊爐排片之間的連接螺栓。組裝后爐排片與中央分割塊側面和與補償側的間隙活動爐排間隙為2±0.3 mm,固定爐排片的間隙為0 mm;活動爐排單列總寬度為2371±1 mm,固定爐排單列總寬度為2375±1 mm。任何一級爐排片與上一級之間的接觸間隙不大于1 mm。順推爐排組件的安裝方法及要求與逆推相同。安裝完成后應進行24小時冷態試運行,運行時各驅動系統的動作應準確靈活,無異常聲響。運行后應重新擰緊爐排組件上連接螺栓,并點焊死防松。
4 起重器材選用
hqd4型(4輪)額定起重量20 t;跑繩選用6×19w+fc、公稱抗拉強度1 570 mpa、直徑d=16mm、最小破斷拉力z=13.2(t)走8順穿;綁扎吊索選用6×19w+fc(雙股)、公稱抗拉強度1 570 mpa、直徑d=36 mm、最小破斷拉力z=624 t、卷揚機額定起重量5 t。
起重器材驗算主要包括以下幾個方面。
①計算載荷:qj=q×k1×k2=28.2×1.1×1.2=37.224 t
注:k1為動載系數、k2為不平衡系數。
②起重滑車驗算:滑車受力fh=qj2=37.2242=18.2 t≤20t,即安全。
③綁扎吊索驗算:吊索受力fd=fh2=18.62=9.3 t,即安全。
綁扎吊索安全系數:τ=62.49.3=6.7≥6,即安全。
④起重跑繩驗算:跑繩受力fp=18.68=2.325 t
跑繩安全系數:τ=13.22.325=2.677≥5,即安全。
5 結 語
該爐排專項施工方案科學合理,施工人員配合緊密動作協調,嚴格執行“三檢”制度,施工過程無安全質量事故發生,對社會環境等影響降到最低。該分項工程一次驗收合格調試一次通過,爐排運轉正常,經濟效益和社會效益明顯。