关于流化床形式焚烧锅炉不适宜作为生活垃圾焚烧锅炉的说明

关于流化床形式焚烧锅炉不适宜作为生活垃圾焚烧锅炉的说明流化床形式的生活垃圾焚烧锅炉，对中国现代化生活垃圾焚烧设备发展历史，曾经作过一定的贡献，该炉型有燃料适应性广、可燃烧成分复杂的生活垃圾、焚烧炉构造相对简单等优点。随着我国生活垃圾焚烧发电行业的不断发展和进步，尤其是炉排炉形式垃圾焚烧锅炉技术的不断引进和国产化技术的完善，流化床垃圾焚烧锅炉的优势越来越不明显，与炉排炉生活垃圾焚烧锅炉相比，各方面差距越来越大。现从政策导向、实际运营案例、专家意见、实际炉型变更改造案例四个方面来阐述分析流化床形式生活垃圾焚烧锅炉目前的实际现状及形势：一、政策导向目前的政策导向，基本上对流化床形势的垃圾焚烧锅炉持限制态度：1.2000年，建设部、国家环保总局、科技部共同发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中：垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉。禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉。2.2006年1月，国家发改委印发《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》（发改[2006]007号），根据该办法“发电消耗热量中常规能源超过20％的混燃发电项目，视同常规能源发电项目，执行当地燃煤电厂的标杆电价，不享受补贴电价。”3.2006年6月，国家环保局及国家发改委联合发布《关于加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发【2006】82号），该通知第二条规定“现阶段，采用流化床焚烧炉处理生活垃圾的发电项目，因采用原料热值较低，其消耗热量中常规燃料的消耗量按照热值换算可不超过总消耗量的20％。其他新建的生物质发电项目原则上不得掺烧常规燃料，否则不得按照生物质发电项目进行申报和管理。”4.2009年底召开的哥本哈根气候会议倡导的“低碳经济”以及2010年我国召开的两会关注焦点之一便是降低二氧化碳的排放量。对于用煤做助燃的流化床焚烧锅炉，在二氧化碳排放控制上有较大的困难。5.2012年3月28日，国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知发改价格[2012]801号文：当以垃圾处理量折算的上网电量低于实际上网电量的50%时，视为常规发电项目，不得享受垃圾发电价格补贴；当折算上网电量高于实际上网电量的50%且低于实际上网电量时，以折算的上网电量作为垃圾发电上网电量；当折算上网电量高于实际上网电量时，以实际上网电量作为垃圾发电上网电量。二、实际运营案例分析由于循环流化床形式垃圾焚烧锅炉，是经过普通燃煤形式循环流化床锅炉，改变热力设计，并对炉膛等受热面进行大面积绝热改造后演变而成，并非专门针对焚烧垃圾而设计的炉型，且在国内垃圾焚烧行业实际运用时间较短（自1997年开始，北京中科通用投资的北京上庄垃圾电厂100t/d处理规模，为中国第一台流化床垃圾焚烧锅炉，距今仅10多年），因此在设计上，设备材质上还存在诸多问题，而在实际运营过程中，循环流化床形式的垃圾焚烧锅炉，暴露出较多弊端：1、设备方面1）、配套系统设备过多，设备故障率极高，日常维护量大由于流化床的特性，循环流化床垃圾焚烧锅炉在系统配置上不但保留了所有燃煤流化床锅炉的系统配置，而且还增加了垃圾储存系统、垃圾吊搬运系统、垃圾破碎系统、垃圾分选系统、中大型冷渣系统、尾气处理系统、石灰活性炭添加系统、渗沥液处理系统等等系统设备，使得设备配置及其庞大，又由于垃圾燃料的特殊性，使得设备故障率极高，日常维护量大，往往投产不到一年时间，设备维护程度已经远远落后现状，设备破旧不堪，频繁因为设备原因导致停炉的产生，严重影响正常运行，有些厂由于设备故障不能正常运行，严重制约了垃圾的正常处理，垃圾在场内严重堆积，负面影响较大。上图为因设备故障，垃圾堆积在卸料大厅2）、正常运行中，由于异物压火停炉次数频繁流化床锅炉具有实时排渣保持床料厚度的特性，垃圾焚烧流化床锅炉排渣口最大设计为300*600cm（以400吨/天处理量锅炉为例），排渣口一般设计为400cm，但由于垃圾前期的分选系统一般不能完全彻底的分离垃圾中不能燃烧的异物（建筑垃圾、金属桶、铁丝等），致使流化床垃圾焚烧锅炉频繁的发生异物堵塞排渣口的现象，造成频繁压火甚至停炉处理，有的厂甚至一个月一台炉的压火停炉现象达到了28次之多，严重影响正常生产。3）、设备材质不过关，难以适应酸性腐蚀及磨损的双重工况，受热面频繁爆管（包括风帽磨损）垃圾燃料的特殊性，要求焚烧设备所采用的材质抗酸特性要高，而流化床燃烧方式又决定了材质的耐磨特性必须也要强，因此目前在发展阶段的流化床垃圾焚烧锅炉往往材质要求达不到耐腐蚀和耐磨损的双重要求，致使正常运行中受热面爆管现象频繁（包括返料风帽的磨损），流化床垃圾焚烧锅炉，运行一段时间后，过热器爆管频率明显增高，多的可达到每月2~3次，每次爆管将至少造成5~7天的停炉时间，严重降低设备可靠性。严重烧损的返料器风帽严重磨损的过热器管壁3）、分离器故障多，浇注料不能适应工况，中心钢筒易变形除了设备材质外，流化床锅炉的浇注料（尤其是旋风分离器、返料器）的磨损、开裂、掉落频繁，1年运行期后，必须进行大规模的重新浇筑整修，每次少侧15天，多则1个月；旋风分离器中心筒在腐蚀及磨损的双重工况下，1年运行期后即变形严重，甚至有整体掉落的现象，整修期需达1个月以上，目前国内的垃圾焚烧流化床锅炉均有此类现象。浇注料塌陷，隔离墙倒塌浇注料严重磨损浇筑料严重腐蚀、掉落4）、飞灰量过大（10%），危废难以处理，且由于飞灰量大，布袋寿命短，普遍烟气不达标流化床属于颗粒流化燃烧，其本身就具有飞灰比重大的特点，掺烧垃圾后，飞灰重量比例占到入炉物料的10%左右，且属于危废范畴，因此对后期的妥善处置带来了很大的困难，目前国内所有流化床垃圾锅炉的飞灰均没有安全妥善处置的实际案例；由于飞灰含量大，垃圾焚烧锅炉所配套的布袋除尘器，往往承受不了高负荷强度的工况，普遍布袋寿命不长，1年运行期后，多有烟尘排放不达标现象。除尘器内部损坏严重烟囱排放严重超标5）、受热面积灰严重，周期短，阻碍正常生产流化床焚烧垃圾锅炉，同样存在受热面严重积灰的情况，一般运行周期最多在1个月左右（有的甚至只能维持1~2周时间），即需要停炉清灰，由于运行周期短，因此正常生产受到一定阻碍。对流管束严重积灰受热面严重积灰，无通流面积2、排放指标流化床的正常焚烧炉膛温度理论上在850~1000度之间，可满足二噁英的高温分解要求，但实际上，在此温度区间运行，则实际处理垃圾量很难达到额定值，如需增加垃圾焚烧量则由于垃圾吸热的原因，运行炉膛温度会长期保持在700~900度之间，低于了二噁英的高温分解要求，因此，在二噁英环保达标方面也有一定不确定因素3、文明生产1）、没有成熟的垃圾分选系统，形象较差，人员健康状况难以保证流化床必须配套垃圾分选系统，但至今只能进行手工流水作业分选，分选现场环境差，恶臭大，分选人员直接接触生活垃圾，影响全厂的整体形象，人员健康状况难以保证，安全工作状况堪忧。落后的人工分选形式分拣流水线2）、文明生产难保持，生产形象差（炉渣人力车拉现象严重）由于是颗粒流化微正压燃烧，因此流化床垃圾焚烧锅炉现场扬尘较大，有些形式的流化床垃圾锅炉，存在启动困难的现象，每次启动必须添加大量飞灰作为传热介质，现场脏乱差现象普遍，且临时排渣多数仍采用人力车拉形式，不但现场劳动强度大，也带来厂区的文明生产难以保持，整体形象远远落后于其他形式电厂。生产零米层堆放灰渣现象人工出渣4、资源综合利用形势不乐观流化床焚烧垃圾锅炉必须掺烧一定比例的燃煤，作为助燃剂生活垃圾的辅助燃烧，虽目前在垃圾质量好的情况下（或在技术改造后），能做到20%，但实际监控缺失，存在利用燃煤发电获利的漏洞，在这方面，政府部门实际上是处于较为无奈的状况。下表为某流化床焚烧垃圾电厂2008年各月的入炉垃圾与煤的比值和掺煤比例：月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月重量比2.411.92.262.22.282.072.022.091.972.753.03.68掺煤比例(%)41.552.644.245.543.948.349.547.850.736.433.327.2从上表数据可以看出，该厂全年均没有达到国家要求的资源综合利用电厂要求。三、专家意见徐**国家级研究员、中国建设部可持续发展与资源环境专家委员会副主任委员。是中国生活垃圾焚烧发电行业的先驱和鼻祖人物，在业内权威性、影响力大。现借鉴其在2010年5月份评审赣州市垃圾焚烧发电项目后，亲笔签名的发给赣州市主要领导的“关于赣州市生活垃圾焚烧厂设备选型问题”的函（见下图），函中从“十一五、十二五节能减排”角度进行分析，并用实际数据说话，阐明了其不支持流化床形式生活垃圾焚烧炉的学术观点。四、炉型改造案例多年前，很多省、市、地方当初综合各项条件、因素的考虑，在生活垃圾焚烧锅炉的选型上，选择了流化床形式，但现如今，由于能源市场的变动、环保标准的提高、节能减排的紧迫性以及炉排炉技术垃圾焚烧锅炉的快速发展等多重原因，均陆续进入了炉型改造阶段，仅广东省东莞市3座生活垃圾焚烧发电厂，就有两个厂（另一个厂本身就是炉排炉）进行了炉型改造：序号焚烧厂名称原炉型及规模改造后备注1东莞市市区垃圾处理厂（中科环保电力有限公司）流化床3×400t/d机械炉排炉4×500t/d2东莞市科伟环保电力有限公司流化床4×400t/d机械炉排炉3×600t/d五、结论1.生活垃圾焚烧发电行业发展迅速，国家监管力度及环保、节能减排要求越来越高，国家从政策角度上，对流化床形式的生活垃圾焚烧锅炉，限制越来越多，并明文推荐采用炉排炉形式焚烧锅炉；2.流化床形式的垃圾焚烧锅炉，虽然因其燃烧形式的特性，具有垃圾燃烧完全，炉温相对稳定等优点，但由于其运用年代较短，尚属发展阶段，因此在设计上还存在一定的缺陷，并在实际运用过程中，因设备复杂、工况恶劣原因，导致存在设备故障率高，主要材料寿命短、现场文明生产严重落后等严重弊端，且在综合资源利用方面，至今还不能有效监控，因此实际运营效果不理想；3.目前国内的流化床形式的垃圾焚烧企业，由于能源市场、环保要求、节能减排等方面的较大变化，绝大多数均面临亏损境地，且技术上越来越不能适应目前的环保政策，不得不陆续走上改造炉排炉焚烧锅炉的道路；4.综合国家政策导向、实际运营案例、国家专家意见、炉型改造案例等因素，目前生活垃圾焚烧发电项目，不应采用流化床形式，应采用机械炉排炉形式焚烧锅炉。