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清洁化、高效化、信息化、
创新发展垃圾发电
绍兴 陈耀东
前 言
在城市化进程中，垃圾作为城市的代谢物，曾经是城市发展的负担，世界上许多城市都有垃圾围城的窘迫局面，而如今已被认为最具开发潜力的，而且是永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”，蕴含着巨大的资源潜力和潜在的经济效益。经半个世纪的探索发展，垃圾焚烧发电已被世界各国公认为一种高效、快捷、无害化处理垃圾的最佳处理方式。
我国近二十年来，垃圾发电项目发展迅速，在建和建成项目已达500多座，但是发展很不平衡：中西部二、三城市还在原始填埋；大部分农村垃圾无序堆放，严重污染江河湖海；而早期建成的，仅仅是为了达到减量化处理垃圾，建成的垃圾发电项目技术落后，设施差，垃圾热能利用效率低，汚染严重，生产成本年年高涨的情况下，亏损严重，经济效益差，继续在重蹈小火电发展的老路。
而今垃圾焚烧发电已由“无害化、减量化、资源化”的初级阶段，向成熟期迈进，应该创新思路、创新举措，把垃圾作为煤、油资源一样的珍惜，采用先进技术，先进设备，先进
工艺，转变发展方式，进一步提高垃圾热能的利用效率，促进垃圾发电节能、增效，获得较好的经济效益。成为中国特色的分布式能源 。
所以，新建垃圾发电项目要借鉴煤电升级改造的成熟经验：
“清洁化、高效化、信息化”创新发展垃圾发电事业
一、垃圾焚烧发电 在爭论中艰难 推进
曾经呈现下列现象：
专家学者阵营分明； 媒体报道众说纷纭；
周边居民一片反对； 群体事件时有发生；
政府决策左右为难； 垃圾发电艰难推进。
爭论的八个问题得到解决：
项目审批是严还是松； 优化审批，强化监管
环境影响是大还是小； 做到燃气一样超低排放
设备选型是炉还是床； 完善流化床炉；提高炉排炉效率
蒸汽参数是中还是高； 淘汰效率低的中温中压 及以下参数锅炉
竞标价格是低还是高好； 低价中标造成低档次配置，是落后的产能
惠民设施是要还是不要； 要成为城市的金牌名片，旅游的特色景点
关键设备是进口还是国产；创新研发适合国情的垃圾焚烧炉及辅机
项目投资找市长还是市场；社会为依托，政府出政策、企业市场运作；已经形成了一批中国领先的垃圾发电营运商：光大、锦江、三峰、中环、绿色动力等等
二、技术成熟带来了大规模发展：
我国近二十年来的研发改进和完善，垃圾焚烧技术已日趋完善，已形成一系列规格的焚烧锅炉和辅机，废气处理新技术的广泛应用，特别是烟气的脱硫、脱硝、除尘的精细处理，和二恶英、呋喃类污染物的严格控制，排污处理的技术突破，残渣的回收制砖等资源再生利用，DCS自动控制和许多高新技术的应用，加上新颖的外观设计，特别是焚烧余热的发电和供热，产生较好的经济效益，促使垃圾焚烧发电向高新技术方向发展，技术成熟带来了大规模发展，已成为我国垃圾处理事业一个发展方向，并将迎来一个快速发展的高潮。
国产垃圾焚烧炉己系列化成套、达到一定水平。目前，无锡、杭州、南通等锅炉厂都研发生产了40t/h至75t/h系列焚烧200t/h至600t/h垃圾的各类循环流化床垃圾焚烧锅炉，中国领先的垃圾发电营运商——锦江环保：采用高温高压参数的循环流化床焚烧炉，不掺烧任何燃料，高效全自动的2000t/d;80MW垃圾发电厂，已于2018.7. 在山东淄博投运。
光大、三峰引进开发了150t/h至750t/h各类阶段式往复炉排的垃圾焚烧锅炉。2018年10， 光大自主研发的850吨/日生活垃圾焚烧炉排炉，填补了国产自主研制设备空白，实现大容量焚烧炉排炉的国产化，且具有更适合处理中国“高水分、高灰分、低热值”生活垃圾，燃烧效果更好，吨垃圾发电量更高等优势。
三、浙江的垃圾、污泥焚烧 发电厂遍地开花，技术国内领先
浙江的垃圾、污泥焚烧 发电，是以企业为主体，社会为依托，政策给支持，走出了民办环保事业的新路子，在快速推进，遍地开花，焚烧垃圾量、装机容量、上网电量为全国之首。
2001年开始有第一个垃圾发电厂，2003年16家；2012年：共28家
2013年38家 ，垃圾焚烧 700万t，
2018年48家 垃圾污泥焚烧920万t；装机82.8万kw;上网电53.1亿kwh；供热512万GJ
杭州9厂：富春江、乔司、肖山、余杭九峰、杭州光大、滨江、临安2家、桐庐、
温州10厂：伟民、欧海、永强、苍南、瑞安、龙湾、平阳、永嘉、乐清、伟民；
宁波5厂：中科、慈溪、余姚、明州、宁波光大；
绍兴5厂：滨海、八方、春晖、清能、龙德；
嘉兴5厂：桐乡、步云，海宁、德力西长江、嘉仁；
台州5厂：临海、温岭2家、玉环、椒江；
湖州4厂：长兴、德清、安吉、南太湖；
金华4厂：八达、乂武、永康、兰溪；丽水1家
四、我国垃圾发电存在的问题和不足：
（1）垃圾焚烧发电处理垃圾量只占全国产量的25%，发展很不平衡。
全国657座地市级城市，年产生垃圾约2.1吨，而且每年按8～10%提增，已建和在建有510座垃圾焚烧发电厂，充其量也不足30%，而且都集中在中东部大中型城市，大量的垃圾，还在填埋和乱堆，污染环境，危害百姓。
（2）垃圾热能转换效率低，经济效益差：
大部分垃圾焚烧发电，采用了中温中压参数的纯发电的小火电方式，其配置不合理，设施挡次低，又是中压低参数凝结式汽轮机，冷端损失大，热能转换效率不足25%，又补贴政策不到位，生产成本年年高涨，环保投入大，造成连年亏损，经济效益差,无能力进行改造升级。
（3）先期投产的垃圾发电必须改造升级，环保达标：
较早投产的垃圾发电，由于经验不足，配置档次低下，技术不成熟，故障率高，效率低，排放不能达到环保新标准的要求，环保新标准要求大大提高，如烟尘<20mg/ m3 ；SO2<80mg/ m3；NOX<200mg/m3；二恶英<0.1ng/m3，而且将会按煤电新的标准〔10、35、50 mg/ m3 〕
日益严格，所以早期投产的垃圾发电厂必须进一步改造升级。
（4）一些地方政府采用低价格中标的BOT运作方式应废除，
低价中标造成设施简易，配置低端，建设低档次，其后患无穷。必须废除低价格中标的BOT运作方式，要按髙标准的要求来招标，加大政府投入，管好垃圾分类，提高垃圾热值，提高垃圾发电的收益。
五、创新思路，借鉴煤电升级改造经验，按“五化” 标准提高垃圾发电的水平
经济的发展，社会的进步，现在新建的，应借鉴煤电升级改造的成熟经验，创新思路，做到“清洁化、高效化、信息化、燃料化、智能化” 高标准的水平，成为世界一流的垃圾焚烧发电，成为城市的金牌名片， 旅游的特色景点！
1. 做到“清洁化、高效化、信息化、燃料化、智能化” 高标准的水平
① 清洁化：达到燃气电厂一样的清洁排放
烟尘浓度≤〔10 〕mg/Nm3 现执行20 mg/Nm3
二氧化硫≤ 〔35〕mg/Nm3 80 mg/Nm3
氮氧化物≤〔50〕mg/Nm 200mg/Nm3
二 恶 英≤ 0.1 ng/Nm3 0.1 ng/Nm3
恶臭强度 ≤ I
②高效化：吨垃圾供电量：炉排炉330kwh/t；流化床420kwh/t
实施热电联产：焚烧炉热效率＞85%。综合热效率 ＞65%。
③信息化：dcs自动控制技术，远程实时监控，信息公开，多方监管
④燃料化：垃圾分选、破碎、筛选、除铁、除砂、添加、制粒。 专设垃圾制成品加工点；
⑤智能化：高自动化，高智能化，机器替人，全厂减员增效。
依据：国务院三部委文件：“煤电升级改造行动计划”发改能源〔2014〕2093文。
2. 具 体 内 容：
1）严格的排污控制 2）成熟的工艺路线
3）稳定的运行工况 4）高效的热电出力
5）可靠的监控系统 6）协调的建筑风格
7）优美的厂区环境 8）配套的惠民设施
9）合理的经济成本 10）灰渣的综合利用
一流的外观设计——花园工厂；成为世界一流的垃圾焚烧发电厂，
成为城市的金牌名片， 旅游的特色景点！
六、精细烟气治理，达到燃气清洁的水平：
1.烟气治理的差距：单位： mg/Nm3 （烟气黑度除外）
污染物 项目 | 垃圾发电 | 燃煤发电 | 2001年绍 兴国产第一 台流化床炉 实测值 | |||
现执行 限值 | 欧盟限值 | 目标限值 | 现执行限值 | 2018年执行 | ||
烟尘 | 20 | 10 | 10 | 20 | 10 | 42.1 |
二氧化硫 | 80 | 50 | 35 | 50 | 35 | 86.1 |
氮氧化物 | 200 | 200 | 50 | 100 | 50 | 90.0 |
汞及其他 | 0.05 | 0.05 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.007 |
二恶英 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.048 | ||
执行标准 | GB18485— 2011 | 欧盟—2000 | 实现清洁化 | GB13223— 2011 | 发改能[2014]2093号文 | 德国MPU 实验室测定 |
2.煤电采用湿式电除尘等新技术，完全 可以实现超低排放
（1）.嘉兴新嘉爱斯热电的5#炉：260t/h循环流化床锅炉，2014年采用了在湿法脱硫后，装湿式电除尘的运行方式，，实测烟尘排放为2.32mg/m3，二氧化硫排放3.0 mg/m3，氮氧化物44.6mg/m3，完全达到燃气的清洁排放水平，而且任何时间的在线监测都是合格的超低排放，，实践证明“湿式电除尘技术” 其稳定、可靠、效率高，有了“一劳永逸”的效果。浙江百家小热电普遍实现了超低排放。
（2）嘉兴发电厂1000MW机组；3000t/h锅炉烟气的超低排放示范工程2014.5.投运中国环境监测总站测试：PM=3.08 mg/Nm3；SO2=15.1mg/Nm3 NOX =23.67mg/Nm3均比天然气排放标准低（5;35;50）（总投资3.95亿）
（3）湿式电除尘器工作原理
湿式电除尘器的工作原理是：金属放电线在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，使粉尘或雾滴荷电粒子，在电场力的作用下向收尘极运动，并沉积在收尘极上，水流从集尘板顶端流下，在集尘板上形成一层均匀稳定的水膜，将板上的颗粒带走。因此，湿式电除尘器与干式ESP的除尘原理基本相同，都要经历荷电、收集和清灰三个阶段，最大的区别在于清灰方式的不同，湿式电除尘器采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰。其工作原理如
图3 WESP工作原理示意图
3.2湿式除尘器技术特点
（1）能提供几倍于干式电除尘器的电晕功率，适用于去除亚微米大小的颗粒，能有效收集黏性大或高比电阻粉尘；
（2）独特的喷水清灰工艺能有效控制二次扬尘发生；
（3）利用喷水对集尘极始终保持清洁，提高单位面积的集尘效率，达到更低的排放浓度；
（4）无运动部件，可靠性较高，大大降低了运行维护工作；
（5）设备本体结构小，设备布置紧凑，占地面积小；
（6）湿式电除尘技术可同时解决PM2.5微细粉尘、石膏雨和 SO3气溶胶的排放问题，因此湿式电除尘技术是控制燃煤大气污染物的最先进的技术之一。还可与其它烟气治理设备相互结合多样化设计。
七，提高参数、拓展供热，是提高垃圾发电的热效率和经济效益的重要措施：
煤电改造升级行动计划规定：全面淘汰中温、中压机组；同样，低参数炉排炉的纯凝垃圾发电，效率低、效益差,而芬兰、瑞典等国，进口垃圾并采用高参数、高效率的循环流化床焚烧锅炉，实现供热和发电，值得借鉴。浙江48座垃圾发电，采用了高效反动式背压式汽轮机实现热电联产，热效率和经效益显著提高；例如浙江诸暨八方垃圾发电厂2006年投产后一直亏损（2009年亏损1830万元），经千方百计拓展供热50t/h，又将抽凝C12改为反动式高效背压机B12，当年就扭亏为盈，2013年锦江集团收购后，进行脱胎换骨的改造升级，垃圾焚烧量从400t/d增到1200t/d；供热量增加到300t/h，成为高效率、高效益的垃圾热电厂！因此热电联产的垃圾发电厂，是大幅度提高垃圾发电的热效率和经济效益的重要措施：因为 1）、新的电价补贴政策有利于实施热电联产，大幅度提高垃圾发电热能利用效率。 而30公里长输热网工程的技术突破，为垃圾纯发电 转变成热电联产成为可能。
2）.垃圾发电选配各类汽轮机的全厂最高热效率比较
性质 | 选配汽轮机 | 热能利用情况 | 最高热效率 |
纯发电 似小火电 | 冷凝式汽轮机 | 发电后的排汽冷凝后的热量，全部经冷却塔排掉，造成大量的“冷端损失” | 20-25% |
热电联产 | 抽凝式汽轮机 | 额定发电后，中间抽汽供热，部分排汽进入冷却塔，仍有部分“冷端损失” | 40-50% |
热电联产 | 背压式汽轮机 | 全部排汽供热，没有“冷端损失” | 80-85% |
热电联产 | 双功能抽背式汽轮机 | 额定发电后，平常抽凝式供热运行，热负荷大时，改为背压式运行 | 50-70% |
3）. 反动式高效背压机比冲动式多发电8～12：为多级（是常规冲动式的3倍 ）转鼓型整锻转子 坚固、轻巧、振动小，技术先进，热化发电率高，运行稳定可靠
4. 千方百计拓展供热的技术：
（1）30公里长输热网专利技术：
（2）冷、热、电三联供；
（3）用溴化锂制冷机，代替电力压缩 式制冷机；
（4）用中压蒸汽替代导热油对印染布匹定型；
（5）改造旧热网：采用环网供热；
（6）热泵技术；“基于吸收式换热的余热回收技术”和
“基于吸收式换热的超大温差供热技术”
（7）闪蒸汽回收技术；
（8）压力匹配器及余热回收利用；
（9）蓄热器及移动蒸汽供热；
（10）热水和蒸汽结合采暖供热：
5.现有的垃圾发电纯冷凝汽轮机也可以改造成供热惠民：
八、两种炉型比较：尚需进一步攻关改造升级
流化床焚烧技术 | 炉排焚烧技术 | ||
基本 描述 | 国内自主开发主流技术之一，具有自主知识产权，核心技术掌握在无锡华光锅炉厂、锦江、浙大、中科院等国内供货商，制造200t/h至600t/h垃圾的各类循环流化床焚烧锅炉； 锦江集团引进芬兰高效、高温高压循环流化床锅炉，2018.7.在山东投运， 不掺烧任何燃料，又热电联产 | 国外成熟技术，大型炉排炉，国内基本上 技术引进，国产化为主。如VONROLL日立造船(无锡华光）、马丁（重庆山峰）、西格斯 （光大国际）、底特律等；150t/h至750t/h各类阶段式往复炉排的垃圾焚烧锅炉； 光大2018年自主研发了850t/g炉排炉，填补了国产设备空白，实现了大容量焚烧炉排炉国产化 | |
投资 | 吨垃圾投资约50万元 | 吨垃圾投资60万元 | |
补贴 | 每吨垃圾补贴费用50～100元 | 每吨垃圾补贴费用100～180元 | |
工艺 优点 | 技术成熟，可以处理低热值垃圾，炉膛稳 定在850℃，锅炉效率和参数高、吨垃圾发电髙，效益好 | 技术成熟，连续运行时间长，垃圾不需预处理，工厂系统相对简单。 | |
工艺 缺点 | 需垃圾预处理系统，飞灰量较大，锅炉磨损快，需定期清理检修。需掺烧少量的煤。 | 需喷油补燃，灰渣含碳量较高，排烟温度高，锅炉效率（80%）和参数低（4.0mpa,400℃）炉排年更新5%；尚有5%的未燃 尽垃圾要填埋 | |
改 造 升 级 | 清洁化 | 二恶英、氮氧化物等有害气体原始排放较低，实现清洁化容易。 | 氮氧化物、二恶英等有害气体原始排放较高。实现清洁化较难 |
高效化 | 已有〔5.3mpa,485版权与免责声明：本网转载并注明自其它来源及网站的作品，目的在于传递更多信息，而非盈利之目的，并不代表本网赞同其观点或和对其真实性负责，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任，内容仅供参考，版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。凡来源注明垃圾发电产业网的内容，如有转载，请注明来源和作者。
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