—东莞市市区垃圾处理厂工程实例
中科集团北京中科通用能源环保有限责任公司
2007年3月
摘要：面瘫的中药
以东莞市市区垃圾处理厂的设计和运行为例介绍了循环流化床垃圾焚烧发电工艺的特点。 关键词：生活垃圾；焚烧发电；循环流化床。
Introduction to CFB Municipal Solid Waste Incineration
— Dongguan MSW Treatment Plant Project Example
Beijing China Science General Energy & Environment Company
Abstract: This article gives a brief introduction to Circulated Fluidized Bed municipal soli
d waste incineration and power generation technology by taking the project example of Dongguan Municipal Solid Waste Treatment Plant.
Key Words: Municipal Solid Waste; Incineration and Power Generation; CFB
1 东莞市概况
东莞市位于广东省中南部，处于穗港经济走廊中间，是在改革开放大潮中崛起的新兴工业城市。在短短的20多年，迅速从一个农业县发展成为一个以国际加工制造业闻名的新兴城市，创造出令世人瞩目的"东莞奇迹"。随着经济的飞速发展，城市化进程加快，人口不断增多。但是市区生活垃圾的处置方式一直采用简易填埋法，造成对大气、水源的污染，对经济和环境的可持续发展造成了较大的隐患，尤其近些年垃圾填埋场场地资源短缺，生活垃圾的无害化处理提上日程，目前已经建成日处理垃圾600吨的厚街镇垃圾焚烧发电厂（回转窑+链条炉）、日处理垃圾1200吨的横沥镇垃圾焚烧发电厂（循环流化床工艺）和东莞市市区垃圾处理厂（循环流化床工艺）三座垃圾焚烧发电厂。 2 东莞市市区垃圾处理厂工程概况
东莞市市区垃圾处理厂主要接纳来自莞城区、东城区、万江区、南城区、高埗镇的生活垃圾，服务区的垃圾物化分析数据和元素分析数据如表1、表2所示。
表1 服务区垃圾物化分析数据
分析项目 | 莞城区 | 南城区 1#样 | 南城区 2#样 | 平均值 |
干基可燃组分含量（%加雷沙星） | 80 | 78.5 | 76.3 | |
干基可燃组分高位热值（kJ/kg） | 21360 | 22110 | 23710 | 22393 |
干基可燃组分低位热值（kJ/kg） | 19562 | 20166 | 21677 | 20468 |
原生垃圾低位热值（kJ/kg） | 4659 | 5916 | 6117 | 5564 |
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表2 服务区生活垃圾的元素分析
成分 | 碳 | 氢 | 氧 | 氮 | 硫 | 灰分 | 含水率 （%） | 容 重 （kg/m3） |
比例（%） | 40.59 | 8.07 | 27.21 | 1.03 | 0.27 | 15.23 | 54.8 | 210.63 |
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东莞市市区垃圾处理厂位于东莞市南城区，用地规模按日处理3000吨垃圾规划，为175214m2，第一期工程设计日处理1000吨垃圾，提供用地83375m2，可处理目前东莞市区每日产生的50%的城市生活垃圾。项目采用循环流化床垃圾焚烧发电工艺，建设3台日处理400吨垃圾的循环流化床（CFB）焚烧锅炉；配两台15MW的凝汽式汽轮发电机组。使垃圾处理实现了减量化、无害化和资源化，能有效控制二次污染，对周围环境的影响极小，具有较好的环境效益。
项目一期工程的建设采用BOT方式，应用北京中科通用能源环保有限责任公司开发的循环流化床垃圾焚烧发电系统，充分利用垃圾中的热值资源，产生蒸汽发电用以补偿运营期的部份费用，全年处理38万吨垃圾，预计发电量可达到22680万度，上网电量18000万度。项目公司可在特许经营期内获得合理的利润，使政府、企业达到了双赢的目的。
3 工艺概述
根据服务区生活垃圾特性，设计采用循环流化床燃烧方式的垃圾焚烧处理技术，焚烧炉/余热锅炉一体化布置；为解决由于垃圾热值低和含水率高给燃烧带来的不稳定影响，采用燃煤为辅助燃料；采用循环流化床式半干法脱酸装置和布袋除尘器串联的烟气处理技术，飞
灰及反应物采用正压浓相气力输送技术，主要设备的技术参数如表3所示。
表3 主要工艺设备技术参数
循环流化床垃圾焚烧炉 | 凝汽式汽轮机 | 发电机 |
垃圾焚烧量 | 16.7t/h | 进汽压力 | 3.43MPa | 额定转速 | 3000rpm |
辅助燃料煤量 | 2.733t/h | 进汽温度 | 435℃ | 出线电压 | 10500V |
炉膛温度 | 900℃ | 额定转速 | 5500r/min | 额定功率 | 15MW |
烟气炉膛停留时间 | 3-4s | 额定功率 | 人型JY采集器 15MW | | |
蒸汽温度 | 450℃ | | | | |
蒸汽压力 | 3.82MPa | | | | |
额定蒸汽量 | 55t/h | | | | |
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钾霞石
3.1 循环流化床垃圾焚烧工艺特点
1) 适应焚烧低热值、高水分的垃圾。流化床焚烧炉是根据近20取笔年发展起来的循环流化床燃烧新技术，经改进后用于焚烧垃圾的。在焚烧垃圾时，采用几十倍于垃圾量的石英砂（或
炉灰）作为床料加热垃圾燃料，垃圾和床料都处于高速空气形成的流化状态，它们之间的接触、掺混和热交换都十分强烈，瞬时即可干燥高水分含量的垃圾，并在几秒之内把它引燃，使其稳定燃烧直到完全燃烬。因而适合焚烧低热值、高水分的生活垃圾，其残渣中的未燃份（即炉渣热灼减率）＜1%。
2）宜于燃烧组份复杂的城市垃圾。垃圾未经分拣等预处理，部分大件垃圾经过机械破碎后直接通过垃圾给料系统进入垃圾焚烧炉进行高温焚烧处理，排渣系统采用水冷滚筒冷渣设备和斗链输送设备，实现了连续或间歇的自动排渣。
3）烟气中的污染物较少。运行过程中炉膛内部温度场均匀，炉床、炉膛中部、炉膛上部和出口位置均能保持在800-900℃以上，并采用了分级供风及炉内添加石灰石等措施，能彻底分解有毒有害物质，有效控制二恶英类物质、NOx、SOx的生成。
4）单炉处理量较大。设计日处理能力为400吨，实际运行最高每日可处理450吨至500吨，超出设计负荷。
5）采用外置过热器专利技术，将高低过热器布置在返料器内部，利用返料灰与过热器内蒸
汽进行换热，极大程度减轻了垃圾焚烧产生的氯化氢气体对过热器的高温腐蚀，可以将过热蒸汽的参数提高到450℃、3.82Mpa，与常规中温中压汽轮机相配套，同时设备国产化率高，投资、运行和维护成本较低。
3.2 烟气净化系统工艺特点
烟气净化系统由循环流化床炉内碳酸钙加药设备、半干式循环流化床烟气净化塔、氢氧化钙加药设备、活性炭加药设备、高效布袋除尘器和烟气在线监测设备等组成。本项目3台400t/d循环流化床垃圾焚烧炉分别配备一条烟气净化系统，共3套，设备平行布置，其中部分药品输送和给料设备3套烟气净化系统共用。循环流化床炉内投加CaCO3进行炉内脱硫，尾部烟气净化系统采用循环流化床半干法烟气处理系统—循环流化床半干式中和反应塔（喷活性碳+喷氢氧化钙）去除烟气中残留的SO2、HCL等酸性气体，经脱酸后烟气通过高效布袋除尘器，去除烟气中的大部分粉尘后经引风机和烟囱排入大气。
每套烟气淨化系统布置在每台余热锅炉之后，依次是循环流化床半干式中和塔、布袋除尘器、引风机，总烟道和烟囱。循环流化床半干式中和塔、布袋除尘器、引风机为半露天布置。生石灰料仓、活性碳料仓布置于烟囱附近。
4 运行和管理
2004年底东莞市市区垃圾处理厂开工建设，2006年5月进入全面调试阶段，2006年9月两炉两机通过72小时试运行，2007年1月5日正式投运，截至目前已处理近15万吨生活垃圾，正常运行状态下两炉两机运行，一炉备用，日处理垃圾量在900吨左右，日发电量60万MW左右，供电量50万MW左右，辅助燃料添加比例16—20%，优于设计值。目前正建设增加一台12MW汽轮发电机组，预计2007年7月底建成投产，日处理垃圾量达到1200—1400吨。
2006年12月东莞市市区垃圾处理厂通过了国家环境分析测试中心、东莞市环境保护监测站等单位组织的环保测试，各项环保指标均达到国家《生活垃圾焚烧处理污染物排放标准》（GB18485-2001）中所规定的相关限值，具体测试结果如表4所示。
表4 环保测试数据
序号 | 项 目 | 单 位 | 标准限值 | 实测结果 |
1 | 烟尘 | mg/Nm3 | 80 | 29.6 |
2 | 烟气黑度 | 林格曼黑度，级 | 1 | 0.5 |
3 | 一氧化碳 | mg/Nm3 | 150 | 1.25 |
4 | 氮氧化物 | mg/Nm3 | 400 | 36 |
免烧砖机模具5 | 二氧化硫 | mg/Nm3 | 260 | 163 |
6 | 氯化氢 | mg/Nm3 | 75 | 10.67 |
7 | 汞 | mg/Nm3 | 0.2 | 2.78×10-3 |
8 | 镉 | mg/Nm3 | 0.1 | 0.01 |
9 | 铅 | mg/Nm3 | 1.6 | 0.04 |
10 | 二噁英类 | ng-TEQ/ Nm3 | 1.0 | 0.31 |
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5 综述
垃圾焚烧发电项目属于资源再利用的范畴，是社会循环经济的重要组成环节之一，循环流化床垃圾焚烧技术作为一种目前世界公认的清洁燃烧技术，具有燃烧充分、氮氧化物产生量低、遏制二噁英类物质合成、余热利用效率高、可以进行炉内脱除酸性气体等优点越来越在世界范围内被认可，同时作为拥有自主知识产权的垃圾焚烧技术，采用循环流化床垃圾焚烧技术相比同等规模采用国外技术的城市生活垃圾焚烧厂的投资要低30%以上，与我国目前所处的经济社会发展程度相适应，在我国东南沿海经济发达地区和中部经济相对落后地区均有工程实例，通过发展具有自主知识产权的垃圾焚烧技术，可以带来显著的社会效益、环境效益和经济效益。
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