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隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口聚集、消費水平提高，全國生活垃圾產(chǎn)量逐步增長。2016年中國城市和縣城生活垃圾清運量達到2.7億噸，較上年增長5%，人均生活垃圾清運量增加至486kg。

固廢處理包括填埋、焚燒、堆肥三大技術(shù)路線。目前，雖然垃圾填埋在中國占主導地位，但焚燒處理技術(shù)優(yōu)勢明顯，處理占比不斷提高，將成為最主要的垃圾處理方式。垃圾焚燒與填埋相比，具有以下優(yōu)點：

1)減量縮容。垃圾經(jīng)過焚燒后，一般可減重80%，減容90%以上，可節(jié)約大量的土地資源；2)資源再利用。每噸生活垃圾的熱值相當于0.2～0.25t標準煤，垃圾焚燒發(fā)電能產(chǎn)生較好的資源綜合利用效益。垃圾焚燒鍋爐從爐型上主要分為爐排燃燒與循環(huán)流化床燃燒，其中前者以國外引進為主，后者國內(nèi)可以自主研發(fā)制造。循環(huán)流化床鍋爐具有垃圾燃盡率高、灰渣含碳量低、負荷調(diào)節(jié)范圍大、燃料適應(yīng)性廣、符合中國垃圾低位熱值低的國情等優(yōu)點，但運行成本相對較高。通過近20年的不斷積累，余熱發(fā)電系統(tǒng)、脫硫除塵系統(tǒng)、DCS集中控制系統(tǒng)、垃圾預處理系統(tǒng)、給料系統(tǒng)及冷渣系統(tǒng)等各類配套設(shè)施方面的不斷創(chuàng)新，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)得到大力提高。我司借鑒歐洲發(fā)達國家先進的循環(huán)流化床固體廢物焚燒技術(shù)，在國內(nèi)首次引進了單臺日處理1000t的生活垃圾循環(huán)流化床焚燒爐。

1固體回收燃料預處理工藝

原生垃圾通過干化與分選后已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的垃圾，而是固體回收燃料。預處理主要是通過干化(使原生垃圾中含水率從60%左右降低到30%以下)、機械破碎、分選等工藝，降低大件垃圾尺寸，去除垃圾中的金屬、瓦礫和玻璃等不可燃物，提高可燃物占比。通過預處理使焚燒爐運行時給料均勻、燃燒更為徹底、減少爐渣生成量，并在一定程度上降低了二惡英等污染物的生成使排放更清潔。經(jīng)生物干化和機械分選(如圖1)后的燃料特性如表1。

2鍋爐設(shè)計參數(shù)

鍋爐設(shè)計參數(shù)如表2，圖2為循環(huán)流化床鍋爐示意圖。

3流化床焚燒爐工藝特點

(1)該焚燒爐采用高溫水冷旋風分離器及外置式換熱器，以更好地防止熱膨脹及防止高溫煙氣對過熱器的腐蝕；同時還采用了低空氣比的煙氣再循環(huán)技術(shù)及組合式吹灰技術(shù)。自動化的給料系統(tǒng)設(shè)計以及多點給料，能保證鍋爐焚燒自動化程度更高、給料更加均勻；飛灰含量可達5%以下。

(2)燃料粒徑可達到80mm以下，燃料更均勻，焚燒更加充分；原始污染物排放濃度更低，符合清潔生產(chǎn)和促進循環(huán)經(jīng)濟。

(3)垃圾中的金屬、玻璃、建筑垃圾被分選出后，垃圾減量40%左右，使排渣更通暢。

(4)蒸汽參數(shù)等級從中溫中壓提高到次高溫次高壓，有利于能源的高效轉(zhuǎn)化與利用。

(5)可不添加輔助燃料，年處理時間超過8000h，焚燒負荷范圍70%～110%，焚燒爐中主燃區(qū)溫度達到900℃以上，煙氣溫度850℃以上，停留時間超過2s，灰渣熱灼減率低于1.5%。焚燒爐排放優(yōu)于GB18485—2014煙氣排放標準。

4循環(huán)流化床鍋爐主要調(diào)試過程

4.1烘爐

烘爐的主要對象為爐膛、風室、旋風分離器、返料器。烘爐過程中確保主要部件升溫至350℃，并維持24小時。烘爐的作用是排除爐墻內(nèi)的水分，保持爐墻在鍋爐運行過程中嚴密、安全可靠。

4.2化學清洗

鍋爐在制造過程中經(jīng)常會形成軋制鐵磷和帶硅氧化鐵皮，且出廠時在閥門等設(shè)備內(nèi)涂覆防蝕油劑，長期暴露在空氣使金屬表面腐蝕形成腐蝕產(chǎn)物，這些雜物如不徹底清除，將帶來很大危害，運行時使爐管發(fā)生沉積物下腐蝕、水質(zhì)指標長期不合格。根據(jù)DL/T794—2001《火力發(fā)電廠鍋爐化學清洗導則》的規(guī)定，鍋爐水冷系統(tǒng)和省煤器在投產(chǎn)前必須進行化學清洗，主要清洗范圍為省煤器、水冷壁、下降管、鍋筒等，化學清洗工藝見圖3。

4.3蒸汽吹管

在受熱面及管道安裝完畢后，用蒸汽進行吹洗，以消除在制造、安裝中遺留下的焊渣及雜物，以保證汽輪機和鍋爐運行安全。

吹管相關(guān)參數(shù)見表3、表4。

鍋爐吹管的目的就是利用鍋爐蒸汽沖除過熱器、在熱器受熱面管及蒸汽管道內(nèi)的鐵銹、焊渣、鐵屑、灰垢和油垢等雜物，否則向汽輪機供汽時將會產(chǎn)生危害。吹管的過程是依次經(jīng)過過熱器、主蒸汽管道、臨時管、靶向器、消音器。吹管流程如圖4所示。

4.4循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)試驗

4.4.1冷態(tài)試驗的目的

(1)鑒定送風機風量、風壓是否能滿足運行要求；

(2)測定布風板的布風均勻、布風板阻力、料層阻力特性，檢查流化質(zhì)量；(3)繪制布風板阻力、料層阻力隨風量變化的曲線，確定冷態(tài)臨界流化的風量和熱態(tài)運行時的最小風量；

(4)了解循環(huán)物料的循環(huán)情況。

4.4.2冷態(tài)特性測定

(1)布風板阻力特性測定：開啟一次風門，返料風風門，啟動引、送風機，逐步開大送風機入口調(diào)節(jié)擋板，增加風量，記錄對應(yīng)擋板下的風量、風室風壓和送風機電流，一般每增加2000m3/h風量記錄一次，試驗時始終保持爐膛下部壓力表為零，此時風室靜壓即為布風板阻力。從全關(guān)到全開，然后從全開到全關(guān)，取兩次的平均值作為布風板阻力的最終值，在平面直角坐標系中用平滑的曲線將這兩點連接起來，便得到了布風板阻力與一次風量變化的特性曲線(圖5)。本次試驗過程中，根據(jù)運行經(jīng)驗，鋪設(shè)500mm床料，實施流化試驗。

(2)布風均勻性檢查：在布風板上鋪上約500mm厚的床料，啟動引、送風機，逐步開大擋板，使床層完全流化，10分鐘后，急停送、引風機，打開爐門，檢查床面：床面平整則表示布風均勻；床面不平整則說明布風不均勻，應(yīng)查明原因，予以消除。

(3)料層阻力特性測定：在布風板上鋪上約500mm厚的床料，啟動引風機、送風機，逐步開啟風門擋板，維持爐膛下部壓力為零，記下對應(yīng)擋板下的風室靜壓、風量及送風機電流，直至全開，然后從全開到全關(guān)，取兩次平均值，然后根據(jù)空板阻力特性標出料層阻力，在直角坐標上用平滑的曲線將這些點連接起來，便得到料層阻力與風量變化的特性曲線(圖5)。

(4)臨界風量的確定：從料層阻力特性曲線中可以看出，當風量增加到一定值后，料層阻力不再隨風量的增加而增加，它將保持不變，達到此狀態(tài)時的風量稱為臨界流化風量。由圖5可知，500mm料層的孔板阻力、風室壓力、料層阻力都隨一次風量的增加而增大，而料層阻力的變化曲線隨一次風量的增加趨向于平穩(wěn)，其阻力大小為5.1kPa，此時對應(yīng)的一次風最小值為13.89m3/s(標態(tài))，孔板阻力為1.69kPa，風室壓力為6.79kPa，13.89m3/s(標態(tài))即為該循環(huán)流化床鍋爐的臨界流化風量。

4.5料層壓差監(jiān)視與調(diào)整

風室靜壓力是布風板阻力和料層阻力之和，由于一般設(shè)計布風板阻力為風室壓力的20%～25%，所以運行中通過風室靜壓力可估算出料層阻力。此外，通過風室靜壓力變化情況，可以了解沸騰料層的運行狀況。流化燃燒良好時，壓力表數(shù)值擺動幅度較小且頻率高；如果數(shù)值變化緩慢且擺動幅度加大時，流化質(zhì)量變差。運行中料層壓力過高和過低時，都會影響流化質(zhì)量，容易發(fā)生熄火和結(jié)焦。

5結(jié)論

固體燃料回收預處理工藝以及高參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐焚燒工藝的集成技術(shù)在國內(nèi)尚屬領(lǐng)先。該機組自2018年6月第一次熱態(tài)啟動，7月第一次并入電網(wǎng)，8月開始進入72小時試運行。主蒸汽溫度維持在513℃左右，主汽壓力維持在7.60MPa左右，功率最高達37MW，進汽量130t/h，機組綜合汽耗率3.6kg/kWh。試運過程中機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行穩(wěn)定、負荷變動穩(wěn)定，各監(jiān)控儀表投用正常，各分系統(tǒng)及輔機運行正常。高參數(shù)大容量循環(huán)流化床技術(shù)將開啟我國能源的高效再利用，迎合未來垃圾高熱值發(fā)展方向，對提供高效垃圾處理方案、幫助達成降低垃圾填埋的目標、減少對有限的化石燃料的依賴、減少碳排放量等都有很好的促進作用，并滿足我國趨緊的環(huán)境要求。鍋爐調(diào)試和試運行的成功經(jīng)驗對未來循環(huán)流化床技術(shù)應(yīng)用于城市生活垃圾，乃至污泥、生物質(zhì)等固體廢棄物的處理和綜合利用有著重要的示范作用與參考價值。