摘 要：

針對(duì)垃圾焚燒電站現(xiàn)有循環(huán)流化床垃圾焚燒爐拆改成爐排型焚燒爐，介紹了垃圾預(yù)處理、焚燒爐及排渣系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)組、煙氣凈化及飛灰固化系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)改造的具體內(nèi)容，分析了改造方案，并以陜西某垃圾發(fā)電廠為例對(duì)改造方案進(jìn)行投資分析，為今后循環(huán)流化床焚燒爐拆改成爐排型焚燒爐，實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)提供了方案及投資參考。

1 垃圾焚燒廠工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)介

目前焚燒電站的垃圾均由垃圾運(yùn)輸車運(yùn)送，經(jīng)汽車衡稱重后通過(guò)坡道進(jìn)入卸料大廳并卸入原生垃圾倉(cāng)暫存。垃圾倉(cāng)抓斗將垃圾送入各焚燒爐的進(jìn)料斗，垃圾通過(guò)進(jìn)料斗、溜槽，由給料機(jī)推送至焚燒爐內(nèi)，燃燼的爐渣經(jīng)出渣口落入出渣機(jī)，最后送至綜合處理廠。

垃圾池產(chǎn)生的滲瀝液經(jīng)滲瀝液處理站處理后排放；垃圾焚燒后的煙氣經(jīng)煙氣凈化系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放，收集的飛灰經(jīng)固化處理達(dá)標(biāo)后填埋；余熱鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送至汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，乏汽采用水冷或空冷系統(tǒng)機(jī)型冷卻。垃圾焚燒電站工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)易流程如圖1所示，目前無(wú)論采用哪種焚燒爐焚燒方式，垃圾焚燒電站的垃圾焚燒流程均需經(jīng)過(guò)圖1所示工藝，本文主要分析流程圖1內(nèi)需要拆改的主要系統(tǒng)。

1.1 垃圾接收、儲(chǔ)存、輸送及預(yù)處理

生活垃圾由垃圾車運(yùn)入垃圾焚燒電站后，經(jīng)汽車衡自動(dòng)稱重，然后進(jìn)入卸料間。卸料間全封閉，同時(shí)設(shè)置除臭、水沖洗系統(tǒng)。廠內(nèi)建設(shè)垃圾卸車間、原生垃圾倉(cāng)以及成品垃圾庫(kù)各一跨。為節(jié)約拆除改造費(fèi)用，可保留垃圾坡道和垃圾倉(cāng)，不進(jìn)行改造，也能滿足將來(lái)使用要求。

循環(huán)流化床焚燒爐需對(duì)垃圾進(jìn)行破碎預(yù)處理，現(xiàn)有焚燒廠垃圾處理系統(tǒng)采用“先處理后入爐”的工藝形式，設(shè)置有原生垃圾倉(cāng)、預(yù)處理車間、成品垃圾庫(kù)。而爐排型垃圾焚燒爐不需要對(duì)垃圾進(jìn)行破碎處理，可以直接進(jìn)爐焚燒。在不考慮改造垃圾坡道和垃圾倉(cāng)的情況下，改造為爐排型焚燒爐后，原生垃圾倉(cāng)垃圾需要經(jīng)皮帶輸送至成品垃圾庫(kù)。此種改造方案只需增加原生垃圾倉(cāng)至成品垃圾庫(kù)的輸送系統(tǒng)，改造成本低。

1.2 垃圾焚燒爐及排渣系統(tǒng)

采用循環(huán)流化床焚燒爐的垃圾焚燒電站鍋爐燃燒機(jī)拆除方案，垃圾入廠后進(jìn)入原生倉(cāng)，經(jīng)過(guò)堆積發(fā)酵、分選、除鐵、破碎等預(yù)處理后經(jīng)輸送帶送至成品庫(kù)，再由垃圾抓斗抓起，放入每臺(tái)焚燒爐的垃圾受料斗，經(jīng)一級(jí)雙螺旋給料機(jī)和二級(jí)雙螺旋給料機(jī)按負(fù)荷量要求把垃圾送至焚燒爐爐膛內(nèi)焚燒，垃圾燃燒后從出渣口將殘余物以鍋爐底渣的形式排出；而采用爐排型焚燒爐只需用抓斗將垃圾抓至焚燒爐垃圾料斗進(jìn)入焚燒爐。為減少原結(jié)構(gòu)改造，將爐排型焚燒爐進(jìn)料斗布置在原結(jié)構(gòu)梁外邊緣，增加輸送帶將垃圾從原落料口輸送至爐排型焚燒爐入料口，方案如圖2所示。為減少爐排型焚燒爐占地面積，需采用立式爐排型焚燒爐。

循環(huán)流化床焚燒爐除渣系統(tǒng)采用“滾筒式冷渣器+振動(dòng)輸送機(jī)+斗式提升機(jī)+渣倉(cāng)”的機(jī)械輸送系統(tǒng)，煙道灰經(jīng)水冷螺旋輸送機(jī)冷卻后接入輸渣振動(dòng)輸送機(jī)運(yùn)至渣倉(cāng)。采用爐排型焚燒爐，在焚燒爐排的端頭，燃燼的爐渣由出渣斗掉入出渣機(jī)冷卻水中冷卻，溫度由450℃左右冷卻降低到60℃，出渣機(jī)中的渣經(jīng)擠壓脫水后從出渣機(jī)推出，由溜槽滑落到渣坑，如圖3所示。經(jīng)對(duì)比分析，改造成爐排型焚燒爐需增加渣坑。

1.3 汽輪發(fā)電機(jī)組

根據(jù)研究，對(duì)于同等垃圾焚燒量，在過(guò)熱器集箱出口蒸汽參數(shù)相同的前提下，循環(huán)流化床鍋爐過(guò)熱器集箱出口蒸汽量比爐排型焚燒爐大，因此將焚燒廠改造成同等垃圾處理量和過(guò)熱器集箱出口同等蒸汽參數(shù)的爐排型焚燒爐，焚燒廠現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)組仍能滿足使用容量，故保留焚燒廠現(xiàn)有汽輪發(fā)電機(jī)組，汽機(jī)房?jī)?nèi)汽輪機(jī)主輔機(jī)、給水泵、凝結(jié)水泵、疏水泵、壓力容器以及汽水管道無(wú)須進(jìn)行改造，現(xiàn)有汽機(jī)房設(shè)備及管道即可滿足改成爐排型焚燒爐后的使用要求。從焚燒爐連接至汽機(jī)房汽水管道主要改造的管道系統(tǒng)圖如圖4所示，圖示中母管可利用現(xiàn)有管道，與改造焚燒爐相關(guān)的主蒸汽、主給水、一次風(fēng)加熱蒸汽、空預(yù)器疏水等管道接至現(xiàn)有母管上。

目前，循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐常采用中溫中壓蒸汽鍋爐（溫度t=450 ℃，壓力P=3.82 MPa）和次高溫次高壓蒸汽鍋爐（溫度t=485 ℃，壓力P=5.29 MPa），爐排型垃圾焚燒鍋爐常采用中溫中壓蒸汽鍋爐（溫度t=450 ℃，壓力P=3.82 MPa）和中溫次高壓蒸汽鍋爐（溫度t=450 ℃，壓力P=6.5 MPa）。

若前端焚燒爐主蒸汽參數(shù)更改，與焚燒廠現(xiàn)有汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)不匹配，則現(xiàn)有汽輪機(jī)主輔機(jī)、給水泵等同時(shí)需要拆除改造，拆除和新增設(shè)備費(fèi)用較高；且拆除原有汽輪發(fā)電機(jī)組勢(shì)必會(huì)影響現(xiàn)有垃圾焚燒廠垃圾處理量，導(dǎo)致城市生活垃圾無(wú)處存放，加重城市垃圾消納處置的負(fù)擔(dān)。建議前端垃圾焚燒爐主蒸汽參數(shù)與原先保持一致，減少汽機(jī)除氧間設(shè)備、管道拆除及改造費(fèi)用，同時(shí)焚燒爐進(jìn)行分期改造，不影響其他垃圾焚燒爐處理，有助于城市生活垃圾的消納。

1.4 煙氣凈化及飛灰固化系統(tǒng)

目前，煙氣凈化系統(tǒng)需遵循《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18485—2014），循環(huán)流化床垃圾焚燒爐煙氣凈化主要采用“爐內(nèi)脫硫+循環(huán)流化床脫硫反應(yīng)塔+消石灰系統(tǒng)+活性炭吸附+布袋除塵器除塵”工藝；爐排型垃圾焚燒爐煙氣凈化主要采用“SNCR+爐外半干法旋轉(zhuǎn)噴霧脫酸（Ca（OH）2溶液）+爐外干法（Ca（OH）2干粉）+活性炭吸附+袋式除塵”工藝，其他煙氣凈化系統(tǒng)新增設(shè)備需根據(jù)地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型配置。

對(duì)比分析利用原有SNCR系統(tǒng)、活性炭?jī)?chǔ)存及輸送系統(tǒng)、干法儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)。根據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，流化床焚燒爐焚燒飛灰為垃圾重量的15%～20%，而爐排爐焚燒飛灰一般為2%～3%，特殊情況下**可達(dá)5%，從產(chǎn)灰量分析，現(xiàn)有布袋除塵器及飛灰儲(chǔ)存穩(wěn)定化系統(tǒng)能滿足改造后飛灰除塵固化使用容量，設(shè)備可利舊。

循環(huán)流化床焚燒爐尾部煙氣脫硫系統(tǒng)主要采用循環(huán)流化床脫硫裝置，煙氣從流化床底部進(jìn)入吸收塔，與脫硫劑顆粒充分混合反應(yīng)后，煙氣從吸收塔上部攜帶出去，經(jīng)除塵器分離，分離下來(lái)的固體飛灰經(jīng)空氣斜槽送回循環(huán)床吸收塔；而爐排型焚燒爐煙氣脫硫系統(tǒng)主要采用“半干法（旋轉(zhuǎn)式噴霧反應(yīng)塔）+干法（熟石灰干粉噴射至除塵器進(jìn)口段煙道）”進(jìn)行脫硫，煙氣從反應(yīng)塔頂部進(jìn)入，從反應(yīng)塔底部排出進(jìn)入布袋除塵。兩種焚燒爐脫硫工藝不同，需將原脫硫設(shè)備進(jìn)行拆除更換。

1.5 引風(fēng)機(jī)及煙囪

對(duì)于同等垃圾焚燒量，在垃圾完全燃燒的情況下，可考慮焚燒爐排煙量相同，風(fēng)壓則需根據(jù)改造設(shè)備阻力進(jìn)行核算。引風(fēng)機(jī)是否改造需根據(jù)不同工程改造后情況進(jìn)行核算。

2 陜西某垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目

設(shè)備拆改方案及概算分析

焚燒廠原設(shè)計(jì)處理生活垃圾量1 300 t/d，處理污泥100 t/d，配套建設(shè)2×550 t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐（主蒸汽溫度485 ℃，壓力5.29 MPa）+2×12 MW空冷凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，煙氣凈化控制系統(tǒng)為“SNCR+靜電除塵+半干法脫硫凈化反應(yīng)塔+活性炭吸附+布袋除塵器”的處理工藝。

拆改方案是拆除循環(huán)流化床焚燒爐，在現(xiàn)有場(chǎng)地建設(shè)2×550 t/d機(jī)械爐排垃圾焚燒爐（主蒸汽溫度400 ℃，壓力4.0 MPa）+2×12 MW空冷凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，其他輔助設(shè)施利用現(xiàn)有系統(tǒng)。在滿足設(shè)備布置和要求的前提下，盡量保留現(xiàn)有設(shè)備及主廠房結(jié)構(gòu)，保證達(dá)到技術(shù)改造費(fèi)用低、運(yùn)行效果好的目的。

2.1 垃圾預(yù)處理

循環(huán)流化床焚燒爐需對(duì)垃圾進(jìn)行破碎處理，設(shè)置有原生垃圾倉(cāng)、預(yù)處理車間、成品垃圾庫(kù)；爐排型垃圾焚燒爐不需要對(duì)垃圾進(jìn)行破碎處理，可以直接進(jìn)爐焚燒。改造為爐排型焚燒爐后，若不考慮改造垃圾坡道和垃圾倉(cāng)，則原生垃圾倉(cāng)垃圾需要經(jīng)皮帶輸送至成品垃圾庫(kù)。

改造方案：增加原生垃圾倉(cāng)至成品庫(kù)的垃圾輸送系統(tǒng)。

2.2 垃圾焚燒系統(tǒng)

新建設(shè)2×550 t/d機(jī)械爐排垃圾焚燒爐（主蒸汽溫度400 ℃，壓力4.0 MPa），盡量縮小新建垃圾焚燒爐與現(xiàn)有廠房距離，從而縮短垃圾輸送長(zhǎng)度，焚燒爐爐前料斗貼近現(xiàn)有輸煤給料間，采用閉式垃圾輸送系統(tǒng)。需要改造垃圾料斗，料斗底部設(shè)置輸送設(shè)備鍋爐燃燒機(jī)拆除方案，將垃圾輸送至爐前給料料斗。

2.3 煙氣凈化系統(tǒng)

現(xiàn)有煙氣凈化系統(tǒng)為“SNCR脫硝工藝+靜電除塵+半干法脫硫反應(yīng)塔+活性炭吸附+布袋除塵器”，可以利用原有SNCR系統(tǒng)、活性炭?jī)?chǔ)存及輸送系統(tǒng)、干法儲(chǔ)存和輸送系統(tǒng)、飛灰儲(chǔ)存及穩(wěn)定化系統(tǒng)。

改造方案：拆除靜電除塵器，根據(jù)鍋爐參數(shù)對(duì)干法塔和布袋除塵器進(jìn)行改造，以滿足現(xiàn)有工藝要求。

2.4 汽輪發(fā)電系統(tǒng)

拆除原有汽輪機(jī)（5.1 MPa、480 ℃）設(shè)備，利用原有汽輪機(jī)基礎(chǔ)重新安裝兩臺(tái)汽輪機(jī)（3.9 MPa、390 ℃），保留原有發(fā)電機(jī)和空冷島系統(tǒng)，其他輔機(jī)設(shè)備需按常規(guī)配置。

2.5 焚燒主廠房結(jié)構(gòu)、設(shè)備改造

按上述設(shè)備改造方案，循環(huán)流化床鍋爐改造成爐排型焚燒爐以關(guān)鍵設(shè)備改造為主，盡量減少土建改造，更多地保留原有結(jié)構(gòu)。焚燒主廠房結(jié)構(gòu)改造一覽表如表1所示，焚燒主廠房設(shè)備改造一覽表如表2所示。

2.6 投資估算及分析

陜西某垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目拆改總投資18 836萬(wàn)元，拆改后項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率（稅后）為8.6%。垃圾處理費(fèi)按90元/t計(jì)，飛灰廠內(nèi)螯合后由政府負(fù)責(zé)免費(fèi)處理，項(xiàng)目公司負(fù)責(zé)10 km范圍內(nèi)運(yùn)輸成本，投資估算表如表3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

循環(huán)流化床垃圾焚燒爐拆改成爐排型焚燒爐技術(shù)要求高，改造需要綜合考慮垃圾接收、儲(chǔ)存、輸送及預(yù)處理、垃圾焚燒爐及排渣、汽輪發(fā)電機(jī)組、煙氣凈化及飛灰固化系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)及煙囪系統(tǒng)的改造方案；需綜合分析原有建筑物主要受力構(gòu)件能否滿足改造后的工藝使用要求，結(jié)構(gòu)專業(yè)需對(duì)原有房屋進(jìn)行可靠度評(píng)估；需列出各專業(yè)改造的重點(diǎn)、難點(diǎn)及初步改造方案。業(yè)主、造價(jià)及設(shè)計(jì)人員要在綜合考慮功能實(shí)現(xiàn)性、工程造價(jià)、工程進(jìn)度等因素后進(jìn)行決策。