晉江垃圾焚燒發電綜合處理廠工程實例
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1 晉江市的垃圾概況
晉江市是由商貿市場和眾多鄉鎮企業發展起來的工貿型城市，其產生的垃圾主要為生活垃圾與工業垃圾的混合垃圾。隨著該市紡織、制鞋、食品、化工、塑料制品等工業高速發展，晉江垃圾的構成發生了質和量的變化，所產生的垃圾中廚余垃圾、廢舊塑料、廢舊橡膠、廢布、廢紙等有機物增加，垃圾的可燃成分增多。
垃圾中的可燃成分越多，越容易燃燒。經對晉江市垃圾的采樣分析得知，垃圾低位熱值為5357.6～8682.9kJ/kg，垃圾的含水率為37.45％～52.31％，垃圾容重350kg/m3。晉江市的垃圾元素分析見表1。
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2 晉江市垃圾焚燒發電綜合處理廠概況
為治理晉江市城市生活垃圾的污染，改善環境質量，晉江市新建的垃圾焚燒發電綜合處理廠，以焚燒生活垃圾為主，并利用垃圾焚燒余熱發電。2004年3月動工興建，2005年6月建設完工，正常運行并網發電，產生了良好的社會、經濟及環境效益。
該垃圾處理綜合發電廠位于晉江市西北側，距離市區約3km。廠址在建廠前是一片山坳地，南、東、西側均為山體，場地主要為荒草地；標高約在83～99m之間，北側緊鄰城市道路。本次設計對建設場地進行了土方平整，經過平整，場地的標高為90m。
整個廠區大致分為生產區、辦公區和生活區。生產區位于廠區的西部及中部，由主廠房、汽機間、主控及附建樓、循環泵房、冷卻塔、加壓泵房、地磅房、油庫、空壓站及污水處理站、灰庫等組成，生產流程合理簡便、布局緊湊。工廠共設有三個對外的出入口與規劃城市道路相連接。
3 工程規模
該垃圾焚燒發電綜合處理廠分二期建設，工廠總占地面積約8.5萬m2，最終規模為垃圾日處理能力2000t，垃圾焚燒后產生的熱能用于發電。一期工程設計采用四爐三機方案，四爐為250t/d·SLC250-3.82/400二段式（逆推+順推）爐排垃圾焚燒鍋爐，三機均為N7.5-3.43型冷凝式汽輪發電機組。先期安裝好三爐二機，預留一爐一機工藝位置。土建主廠房一次性建設好，預留二期工程的擴建場地。垃圾焚燒發電廠一期工程主要經濟技術指標見表2。
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4 工藝流程
4.1 焚燒爐技術
（1）設備裝置
垃圾焚燒鍋爐選用二段式垃圾焚燒爐排爐，該垃圾焚燒爐通過逆推+順推的二段式爐排使垃圾得到更充分的燃燒，進一步降低了灰渣的熱酌減率。用于助燃的一次風經過兩級預熱后溫度達到230℃左右，使入爐的垃圾快速干燥、著火和燃燒。焚燒爐的過量空氣系數設計在1.6以上，以保持爐內充足的氧量。在焚燒爐的上方，高速噴入高溫二次風，使煙氣得到充分擾動，延長其在爐膛內的停留時間，以改善燃燒狀況，確保爐膛中煙氣溫度達到850℃并停留2s以上，從而減少二英的生成。焚燒爐的自動控制裝置以西門子S7-300型PLC元件為核心，實現了燃燒的全自動控制。考慮到垃圾水分熱值隨季節變化較大的情況，為保持焚燒爐運行穩定，焚燒爐設有噴油助燃系統。
（2）垃圾焚燒鍋爐形式及其參數
鍋爐形式：單氣包、三通道、二段式垃圾焚燒爐排爐。主要技術參數：蒸發量22.6t/h；過熱蒸汽壓力3.82MPa；過熱蒸汽溫度400℃；鍋爐效率73%；燃燒方式為層燃；點火方式為噴油點火；垃圾處理量250t/d。
（3）燃燒系統主要輔助設備（見表3）
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4.2 煙氣凈化工藝設備
（1）煙氣凈化系統采用“循環懸浮式半干法煙氣凈化裝置+袋式除塵器”。從垃圾焚燒鍋爐出來的煙氣，通過在循環流化床反應塔的底部對沖進入反應塔；霧化水由反應塔喉部的雙流體霧化噴嘴噴入反應塔，并以很高的傳質速率在反應塔中與煙氣混合，煙氣中的小液滴和氫氧化鈣顆粒以很高的傳質速率與煙氣中的酸性物質發生化學反應，從而脫除掉二氧化硫、氯化氫等酸性氣體；然后煙氣從反應塔的頂部排出，經袋式除塵器除去灰塵，同時在袋式除塵器入口的煙道處加入一定量的活性炭粉，均勻彌散在煙氣中，并在袋式除塵器的表面形成一層吸附層，對重金屬和二英有良好的吸附作用，使排出煙氣達到國家排放標準，處理后的干凈煙氣經引風機排入煙囪排放。
（2）布袋除塵器收集下來的飛灰，采用氣力輸送方式輸送到儲倉，儲倉有效容積為300m3，可存放約5～6d的灰量。除灰系統流程見下圖。
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4.3 汽輪發電機組
（1）由于目前國家政策鼓勵垃圾焚燒發電廠并網供電，且不受電網調峰影響，售電收入成為垃圾焚燒發電廠的主要經濟來源。考慮將垃圾焚燒產生的全部熱能轉化為電能，因此該設計選擇了凝汽式發電機組，所產生的蒸汽全部用于發電。該工程發電機組選用N7.5-3.43型中溫中壓凝汽式汽輪機，并配QFW-7.5-2型7.5MW汽輪發電機。
（2）汽輪機型號為N7.5-3.43；額定轉速為3000r/min；額定功率7.5MW；主氣門前進汽壓力3.43MPa；主氣門前進汽溫度400℃；額定進氣量40.5t/h。發電機型號為QFW-7.5-2；額定功率7.5MW；功率因數0.8；額定轉速3000r/min；額定電壓10.5kV；采用交流無刷勵磁。
4.4 控制方式及自動化水平
（1）為滿足垃圾自動燃燒系統對自控的要求，優化系統運行，電廠以集散控制系統（DCS）為核心，實現了機、爐、電及尾氣凈化系統的分散控制和集中監控。主控制室可對廠區內系統、設備進行遠程監控，完成機組正常運行工況的啟動和監視控制，出現異常工況時可進行緊急處理和停機。
（2）DCS分為現場運行控制級、管理操作級和企業管理級。現場運行控制級的處理器、通訊及電源采用冗余模式，管理操作級由操作員站、工程師站組成，并通過以太網進入企業管理級。數據、信息可進行廠級網絡共享。DCS系統預留通訊接口以便與發電控制保護系統、尾氣控制系統以及其它遠程終端等控制系統進行通訊。
（3）為保證機組安全經濟運行，DCS可自動檢測所有必要的測量信號和設備狀態信號（包括用于性能計算的信號）。特別重要的關鍵參數（如汽包水位）設計成三重冗余變送器測量，一些重要的關鍵參數（如主蒸汽壓力、爐膛壓力等）設計為雙重冗余變送器測量。
4.5 垃圾儲存及其設備
（1）垃圾坑15000m3，可容納垃圾6000t，存放6d的生活垃圾。垃圾坑采用密封設計，為封閉的負壓空間。垃圾坑是全廠惡臭的主要來源，提高其負壓、加大換氣次數能夠較好地控制惡臭的污染；鼓風機取風口位置設在垃圾倉內，垃圾散發的臭氣經鼓風機送進焚燒爐內和垃圾一起燃燒，從而可有效消除異味。垃圾坑的滲濾液匯集到集水坑，由潛污泵打入污水密封容器，送污水處理廠處理。
（2）垃圾庫內設兩臺液壓抓斗（六瓢抓斗）橋式起重機，起重量為10t，抓斗容積為6.3m3，用于垃圾倉內垃圾的倒運、存堆和向爐前垃圾料斗供垃圾。垃圾在垃圾倉內經過3～5d的發酵后，經垃圾抓斗抓起送入焚燒爐的進料斗內。控制操作采用集中監測控制，以監測設備的啟停及事故的顯示。
晉江市垃圾焚燒發電綜合處理廠項目的建設與運行對解決晉江環境污染、發展當地經濟、發揮了積極作用。
5 技術經濟及社會環境效益
（1）晉江市垃圾焚燒發電綜合處理廠一期工程建成投產發電后，各項技術參數均達到設計要求，機爐正常運行，已連續安全運行250天，累計焚燒處理垃圾14.3萬t，發電4128.57萬kW。
（2）福建省環境監測中心等單位2005年12月對該項目進行了環保監測，其煙氣排放完全達到國家標準要求。檢測結果如下：煙塵排放濃度11.4mg/m3；SO2排放濃度10mg/m3；NOX排放濃度237mg/m3；CO排放濃度30mg/m3；二英排放濃度0.08（I-TEQng/Nm3）。
6 結語
城市生活垃圾焚燒發電處理方法已成為我國處理廢棄物最主要、最有效的技術之一。垃圾焚燒發電處理不僅能使能量資源得到再生利用，而且能減少約90%的廢物體積，因此在土地資源非常寶貴的東部沿海地區，焚燒發電將會逐步發展成為這些地區生活垃圾處理的主要手段。但由于各地的垃圾成分和熱值不同，對垃圾焚燒處理的具體要求也會有所不同，這將直接影響垃圾焚燒發電系統及整個發電廠的設備工藝選型。因此，必須根據當地的實際情況來建設合理的垃圾焚燒發電廠，并充分利用國外先進技術及國內已有技術，做到技術先進、投資合理。
參考文獻：
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