浅析生活垃圾焚烧发电行业

存在的问题及解决办法

吕晓平     河北省市容环境卫生协会

一、行业发展概况

1988年我国第一座垃圾焚烧发电项目在深圳投入运营，垃圾焚烧发电行业在我国正式拉开了发展的序幕。

“十三五”至今，我国垃圾焚烧厂数量从2016年的231座增加到2022年的852座，且在建100多家、规划100多家。生活垃圾焚烧发电处理规模已达85万吨/日。我国垃圾焚烧发电装机容量从2016年的549万千瓦增长至2022年的2300万千瓦。

行业发展经历了几个阶段：

（一）初步探索阶段（1988-2005年）

这一阶段主要通过引进国外先进的焚烧设备和技术对国内垃圾进行直接处理。进口设备出现“水土不服“的情况，项目运营往往不及预期，促进了垃圾焚烧设备国产化。

（二）初步发展阶段（2006-2011年）

2006年1月，《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》发布，补贴电价标准为0.25元/kWh，发电项目自投产之日起，15年内享受补贴电价，运营满15年后，补贴电价取消。在补贴政策推动下，国产设备包括炉排炉技术开始应用于市场。

（三）高速发展阶段（2012-2020年）

2012年3月，国家发改委发布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》，提出每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时，并执行全国统一垃圾发电标杆电价0.65元/kWh，垃圾焚烧发电盈利模式确定。垃圾焚烧发电行业进入高速发展阶段，焚烧处理规模不断提升。

（四）稳定发展阶段（2021年至今）

2020年国家出台了《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》有关事项的补充通知（财建〔2020〕426号），提出“农林生物质发电、垃圾焚烧发电和沼气发电项目，全生命周期合理利用小时数为82500小时”，同时明确“生物质发电项目自并网之日起满15年后，无论项目是否达到全生命周期补贴电量，不再享受中央财政补贴资金”。降本增效成为项目管理的关键指标，同时探索新的利润增长点。

二、行业市场存在问题及解决方法

（一）问题

1、行业高速发展过程，也是垃圾焚烧企业逐步“失宠”的过程

首先，经历十余年的高速发展，我国垃圾焚烧发电行业已相对成熟，行业集中度较高，增量市场空间减少；其次，目前约40%-50%的垃圾焚烧企业因垃圾量不足，造成部分设备闲置；其三，财政部等逐步减少了垃圾焚烧的各类补贴；其四，垃圾焚烧厂还普遍面临应收款被拖欠的情况，包括垃圾处理费、国家电价补贴、省级电价补贴等。

以上，增加了企业安全生产运营压力及风险。

2、行业投资强度、运营成本及环保控制指标逐年提高

首先，垃圾焚烧发电项目投资强度较大，目前行业内平均投资水平为60万元/吨（约0.02MW），远高于风电、光伏发电行业，风电、光伏发电行业投资运营成本持续降低，基本实现平价上网。其次，垃圾焚烧发电行业随着各地环保排放标准的提高，投资运营成本不降反升。

（二）解决方法

盘活存量、依靠内部挖潜求发展

近年来，垃圾焚烧发电企业意识到要“盘活存量、依靠内部挖潜求发展”的重要性；意识到企业在确保安全、环保运行的基础上，尽可能探索高效运行、多种途径提高经济效益的办法，如提高企业管理水平，规范设备设施运行管理，使设备设施出力和效率达到最佳值，适时开展热电联产、移动供热，协同处置污泥、工业废弃物、农林废弃物等拓展工作。这些办法都是减少对电价补贴依赖的自我“完善、开拓、发展”之道。

企业千方百计进行“完善、开拓、发展”之道的同时，仍然需要相应的各类补贴得以及时支撑，否则，企业自我求发展，很难持续下去。

目前的行业与之前的农林生物质发电行业发展极为相似，补贴拖欠几乎让整个行业处于“亏损、休克”状态。垃圾焚烧发电行业不能再走农林生物质发电行业的老路了。

三、行业从业人员存在问题及解决方法

（一）问题

行业从业人员整体业务水平亟需提高

首先，行业的高速发展，加之专业人才的培养体系不完善，储备人才严重不足，大量岗位需求由非专业人员填充，“重使用轻培养”，造成行业人才结构不合理；还有就是行业因邻避问题，远离市区，道路交通上大多不便，使得招聘员工带来一定困难；行业诸多专业工程师岗位人员，没有相应的岗位职业任职资质且行业技术人员流失严重，有的在20%-30%；诸多总经理对行业不甚了解、说不清楚…有的懂技术但不懂管理，或没有行业工作的“行业情怀”，按行业管理人员“技术水平＋管理能力＋行业情怀”要求，不符合要求的占到近30%。

企业安全生产、环保控制、综合管理不规范、不到位，设备问题多、缺陷多成为普遍现象。

（二）解决方法

多方并举，促进行业从业人员整体业务水平提高

招聘员工注重人品较好的、业务能力强的员工；企业内部要奖罚分明，奖励为企业“积极主动想办法、踏踏实实能干事、全力以赴解难题”的爱岗敬业的员工，反之，考核和淘汰不作为、干不了事、解决不了问题，甚至增加问题的员工；企业内部形成“能者上、庸者下”及“流水不腐、户枢不蠹”实行人力资源动态考核常态机制；同时，以人为本，开展企业文化的建立和宣贯，给与员工以更多的人文关怀。

“火车跑得快，全靠车头带”。企业依靠能力强、敢担当、懂技术、会管理、有激情、有行业情怀的总经理，规范企业各项安全、环保、生产、经营、综合管理制度，规范生产设备管理，使企业走向良性、健康、可持续发展道路。

四、行业生产存在问题及解决方法

（一）依据标准规范

1、国家标准

（1）《生活垃圾焚烧污染控制标准》GB18485

（2）《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889

（3）《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》GB/T18750

（4）《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058

（5）《防止电力生产事故的二十五项重点要求》（国家能源局）

2、行业标准

（1）《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》CJJ90

（2）《生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术标准》CJJ128

（3）《生活垃圾焚烧厂评价标准》CJJ/T137

（4）《生活垃圾渗沥液处理技术规范》CJJ150

（5）《生活垃圾焚烧厂运行监管标准》CJJ/T212

（二）锅炉专业

依据生活垃圾燃烧特性，如:一多--多形态、多成分（含CL、S）；二高--高水分、高挥发分；三低--低热值、低固定碳。垃圾焚烧锅炉在设计上具有对应的、独特的锅炉本体布置。

1、锅炉本体及受热面布置特点

（1）垃圾焚烧锅炉本体体积、重量是同容量常规锅炉的2-3倍。

（2）高温过热器布置在第四烟道上，常规锅炉布置在第一烟道上。

2、锅炉存在的问题及解决方法

（1）“四管”防爆问题突出

1）问题

“四管”泄漏和爆管主要原因包括管壁高温腐蚀、烟气冲刷磨损、受热面设计、安装不合理、管材及焊接质量不良、运行年久、管材老化、管内结垢或异物堵塞、管壁由于冷却条件恶化发生短期大幅度超温或长期过热超温，运行操作不当等。

锅炉事故约占全厂事故的70%，“四管”泄漏约占锅炉事故的70%，由此可见认真做好防止“四管”泄漏和爆管的工作，对减少机组非计划停运次数、提高锅炉健康水平以及实现机组长周期运营均是十分关键的。

据统计，过热器在“四管”泄漏中的占比为57%，水冷壁30%，蒸发器6%、省煤器7%。

2）解决方法

依据二十五项反措“6.5.6”。控制好各类运行参数，特别是过热器烟温不允许超过650℃；检修要加强“四管”防爆工作，对受热面重点部位，“停炉必检、检必记录、记录必签字”，按照检修规程对“四管”进行必要防护和更换，责任到人，实践证明对“四管”防爆工作的效果的提高，是一种行之有效的检修管理方法。

（2）结焦、积灰问题频繁

1）问题

结焦、积灰主要原因包括焚烧炉设计、炉膛温度过高、缺氧燃烧、烟道受热面清灰、锅炉配风问题等。

烟气中飞灰的软化温度高于灰粒温度时，一般在受热面上只能够形成相当疏松的一层灰渣，并且其极易脱落;当软化温度低于灰粒温度时，受热面上将吸附大量具有较强粘聚性的灰渣，这些灰渣的吸附量将随着温度的升高不断的增多，最终形成熔渣。

对于烟道积灰，由于烟道的烟气温度远远低于其熔融温度，因此只会有少量的积灰在烟道中形成，并不会产生熔融现象，用吹灰器就可以轻易的吹掉。

结焦、积灰通常发生在炉膛前、后拱位置和侧墙以及竖直烟道位置，且危险程度随着焦体扩大而加重，乃至锅炉无法运行，被迫停炉清渣清灰。

2）解决方法

依据二十五项反措“6.2.2”。锅炉绝热燃烧结构的设计应合理；控制炉膛温度在850-1000℃范围；合理配风，将锅炉出口氧量控制在6-10%的合理范围内；定时投入吹灰器。

（3）渗滤液浓液回喷锅炉问题

1）问题

渗滤液浓液含有大量的不可降解的COD、氨氮、总氮、盐分等，浓液约占渗滤液的20-30%。通常用于飞灰螯合、石灰浆液，实际运行中，无法全部用于以上方式，剩余部分用于回喷锅炉，进行高温氧化处理，实现污水零排放。其次，可作为辅助手段参与炉膛燃烧温度控制调整。

优点：焚烧处理去除彻底、减量效果好和处理速度快；防止焚烧炉炉膛超温、减轻结焦速度，降低因受热面结焦而导致停炉次数，增加垃圾处理量及上网电量；合理控制回喷量（一般不高于垃圾处理量的10%），找出最佳回喷量，以及适当的喷入温度，可以降低NOx排放浓度约15%（回喷可降低炉出口温度在900℃左右，SNCR适应温度，提高效率；浓液中氨氮高，氨与NOx起还原反应）。

缺点：浓液的回喷、特别是随着回喷量的增加，会使锅炉炉膛温度、蒸发量及锅炉效率降低，据估算每回喷1吨浓液，降低蒸发量1吨，降低炉效率1%；造成烟气湿度增大，烟气附着在受热面上，影响换热、造成腐蚀；造成消耗材料增加（活性炭增加，乙炔增加1倍）、厂用电增加约0.3%。

2）解决方法

故应适度、审慎进行渗滤液浓液回喷。

（4）锅炉出口氧含量长期低于6%

1）问题

锅炉出口氧含量是垃圾焚烧锅炉“3T＋E”的一个重要控制参数。

锅炉出口氧含量长期低于6%，造成锅炉热灼减率升高、有害物质不能充分分解、火焰中心抬高，有可能造成炉膛出口受热面结焦、使排烟温度升高，排烟损失增大。

2）解决方法

依据CJJ90“6.4.6”。合理调整炉膛配风，将锅炉出口氧量控制在6-10%的合理范围内。

（三）汽机专业

1、汽轮机内部及结构特点

（1）具有较强变工况运行能力的汽轮机组。

（2）同时还需要适应汽轮机末几级的湿度大的能力。

（3）设置汽轮机旁路系统（运行方式）。

2、汽机存在问题及解决方法

（1）新蒸汽进口温度长期不稳、多数偏低

1）问题

在汽轮机运行规程中，有严格的规定，一般主蒸汽温度允许变化范围是：＋5℃、－10℃。相当部分企业锅炉主蒸汽温度与规程要求在-15~ -30℃范围，长此以往，增大汽机轴向推力、汽轮机末几级的湿度大、造成冲刷腐蚀。

2）解决方法

严格按照运行规程要求，尽可能实行锅炉主蒸汽参数“压红线”运行。

（2）自动主汽门没有定期试验活动

1）问题

自动主汽门没有定期试验活动，一但活动受限，汽轮机有超速的严重隐患。

2）解决方法

按运行规程要求，自动主汽门每月定期试验活动一次。

（3）没有设置汽轮机旁路系统

1）问题

没有设置汽轮机旁路系统。

2）解决方法

依据CJJ90“8.2.2”。垃圾焚烧生产线年运行不低于8000h的要求，汽机有问题，焚烧炉可以继续通过凝汽器旁路运行，做到“停机不停炉”的运行方式。通过设计论证，设置汽机旁路系统。

（4）润滑油箱事故放油二道门加锁

1）问题

汽轮机润滑油箱事故放油二道门加锁，遇到紧急情况，无法迅速放油。

2）解决方法

依据二十五项反措“2.3.8”。润滑油箱事故放油二道门挂“禁止操作”警示牌。

（5）给水泵及主要辅机就地事故按钮没有安全罩

1）问题

主要辅机就地事故按钮没有安全罩，易造成误动，引起停机停炉事故。

2）解决方法

依据二十五项反措”22.1.4“。主要辅机就地事故按钮加装安全罩。

（四）电气专业

1、电气主接线等布置特点

（1）采用发电机电压母线配电装置接线。

（2）发电机中性点采用非直接接地的方式。

（3）垃圾池、渗滤液收集池及倒排通廊、活性炭间等防爆区域，使用防爆电气及照明。

2、电气存在问题及对策

（1）没有配置全厂电气系统的外网保安电源，且备用柴油发电机维护不到位，没有记录，形同虚设。

1）问题

遇到全厂失电，保安电源不能及时跟进，主要设备安全面临巨大风险。

2）解决方法

依据CJJ90“9.2.2”。配置外网保安电源，或配置柴油发动机，定期启动试验到位，要有详实记录。

（2）电气运行没有设置紧急停发电机及灭磁按钮。

1）问题

当DCS控制系统发生全局性或重大故障时，为确保机组紧急安全停机，所设置的。

2）解决方法

依据CJJ90“10.3.4”。设置紧急停发电机及灭磁按钮。

（3）操作员站DCS桌面,没有设置400V系统、励磁系统、直流系统、UPS系统。

1）问题

不便于电气运行人员监视以上系统参数等变化。

2）解决方法

建议增设以上系统。

（4）发电机本体没有安装水灭火消防装置。

1）问题

发电机本体没有安装水灭火消防装置。遇到发电机火险，不能及时施救。

2）解决方法

依据CJJ128“6.3.2”。安装发电机水灭火消防装置。

（五）热工专业

1、热工专业特点

垃圾焚烧发电厂的自动化程度要求，高于同容量常规电厂，从控制方式、控制手段和控制规模上讲，可以说是还要复杂一些。故热控点位较常规电厂多出20%-30%。

2、热工存在问题及对策

（1）ACC功能不全问题

1）问题

ACC功能包括炉膛主控温度区温度联锁辅助燃烧器启停；自动调节推料速度、炉排移动速度、一次风量；锅炉出口氧含量、CO含量自动调节二次风量；依据锅炉蒸汽量或压力自动调节进料速度和一次风量。以上功能不全，影响锅炉燃烧自动控制系统的投入。

2）解决方法

依据CJJ/T137”表3.2.2中1-3-2”。补充以上功能。

（2）电气操作员站DCS桌面,没有设置400V系统、励磁系统、直流系统、UPS系统。

略。

（3）控制柜冷却风扇与控制柜控制器电源为一路

1）问题

规范要求应确保控制系统电源的独立性、专用性、可靠性。

2）解决方法

依据二十五项反措”9.1.6“。进行整改。

图10.某垃圾焚烧发电厂热工控制柜

（4）没有保护的投、退工作票、申请记录
 1）问题

没有保护的投、退工作票、申请记录，易造成运行人员的认识上误判、易出现设备安全隐患。

2）解决方法

依据二十五项反措“9.4.12”。建立起保护的投、退工作票、申请记录管理制度。

（六）化学专业问题及对策

1、化验指标长期超标

（1）问题

炉水、饱和蒸汽、过热蒸汽的SiO₂及电导率长期超标。长此以往，对电厂热力设备带来严重腐蚀、积盐、结垢，直接威胁主要热力设备安全生产运营。

（2）解决方法

依据GB/T12145及二十五项反措”6.5.4.6”。化学水汽异常“三级处理”原则执行。

2、没有按照化学水汽异常“三级处理”原则执行。

略。

（七）渗滤液及污水处理问题及对策

1、渗滤液处理，渗滤液进入处理系统的流量与处理完的清水及浓液的流量不平衡，且没有去向记录。

（1）问题

带来一定的环保风险。

（2）解决方法

依据GB16889、CJJ150。渗滤液处理，进入与流出的量应有平衡关系，清水及浓液去处应有详实记录。

2、厂区雨污分流工作不到位。

（1）问题

初期雨水没有流入污水处理系统；地面冲洗残留渗滤液的冲洗水没有流入渗滤液处理系统。以上均排入雨水沟，构成环保污染。

（2）解决方法

依据GB16889、CJJ150。初期雨水流入污水处理系统，地面冲洗残留渗滤液的冲洗水流入渗滤液处理系统。

五、小结

综上所述，从行业补贴滞后、人员素质结构、生产设备管理等诸多问题分析，以上问题的确给行业正常的生产经营造成发展道路上不小的困难和挑战。垃圾焚烧发电是具有“公用服务设施+环境效益突出”属性的可再生能源行业。我们坚信，本行业具有比较强大的生命力的。当下需要我们在迅速提高员工整体综合素质上以及设备设施的严格管理、健康水平提高上下硬功夫；同时，严格把控企业“两条红线”，也是企业生命线，不得突破逾越，即“安全生产，环境保护”红线。眼睛向内，企业要不断练好“内功”，迎接挑战，才能始终立于不败之地。