生活垃圾焚烧发电工艺技术概要ppt课件.ppt

1 生活垃圾焚烧发电工艺技术概要 2 垃圾焚烧发电厂组成 生活垃圾焚烧发电厂包括主体工艺系统 辅助系统和配套设施三大部分 一 主体工艺系统垃圾接收 储存及输送系统垃圾焚烧系统余热利用系统烟气净化系统灰渣处理系统电力系统低压供配电及电气传动自动化仪表及计算机系统 3 垃圾焚烧发电厂组成 二 辅助系统辅助燃料系统压缩空气系统循环水系统给排水系统除盐水制备系统渗滤液处理系统通风及空调系统调度 通讯系统三 配套设施消防 环境保护 劳动安全防护与办公生活服务设施 4 垃圾接收 储存及输送系统 该系统主要包括 垃圾称重设施 汽车衡 卸料大厅 卸料门 垃圾储坑 抓斗起重机 一 汽车衡汽车衡采用SCS系列浅基坑全自动电子汽车衡 主要由称重秤体 称重传感器 称重显示器 计算机系统等组成 量程根据城市最大型的运输车辆总重确定 称重精度20kg 二 垃圾卸料大厅垃圾卸料大厅系运输车卸料周转平台 设行使路线标识和信号灯 卸料大厅长度依据垃圾坑长度与垃圾抓斗检修区域宽度确定 大厅宽度依据城市最大型的运输车总长与转弯半径确定 以保证垃圾运输车能正常卸料和交通畅通 三 垃圾卸料门根据项目处理规模和入厂垃圾运输车集中度确定 并 5 垃圾接收 储存及输送系统 满足 生活垃圾焚烧处理工程技术规范 可采用电动或液压提升式卸料门 卸料门的开启与垃圾起重机联锁或由垃圾吊操作员控制 通过信号灯指示开闭状态 以调度垃圾车进行卸料 卸料完毕后立即关闭 防止垃圾坑内臭气向外泄露 五 垃圾坑垃圾坑有效容量按照5 7天垃圾处理量设置 长度 宽度和深度综合考虑焚烧炉中心间距 垃圾堆存安息角 地质条件以及是否有利于渗滤液排出进行确定 垃圾坑除起到储存 调节垃圾数量的作用外 便于对垃圾进行搅拌 混合和脱水 起到对垃圾品质的调节作用 六 垃圾起重机垃圾抓斗起重机 用于垃圾的给料 堆垛 移料和混料 采用半自动或全自动控制 安装于垃圾坑上部 抓斗起重机的单台处理能力和数量依据项目日处理规模确定 6 垃圾焚烧系统 垃圾焚烧系统包括焚烧炉及配套设备 燃烧空气系统 启动与助燃燃烧器系统 一 德国马丁SITY2000逆推型机械炉排炉适合中国垃圾水分含量高 不可燃物含量高和热值低的特点 热值适应范围为4500 10000kJ kg 能按照不同的城市垃圾特性和垃圾量设计相应的焚烧炉 技术成熟可靠 业绩遍布全球28个国家 共约370个业绩工厂 700多条焚烧线 7 焚烧炉模型 8 SITY2000逆推式机械炉排的炉排面由一排固定炉排和一排活动炉排交替安装而成 炉排运动方向与垃圾运动方向相反 其运动速度可以任意调节 以便根据垃圾性质及燃烧工况调整垃圾在炉排上的停留时间 SITY2000逆推机械炉 9 SITY2000逆推机械炉 SITY2000逆推机械炉排炉的主要特点 较低的炉排机械负荷 为了使垃圾在炉内得到充分干燥 同时避免运行时垃圾床层太厚 在设计时增大了炉排面积 整个炉排分为干燥段 燃烧段 燃烬及冷却段三个区域 采用较低的炉排机械负荷 以保证炉渣的热灼减率不大于3 逆流式炉型及逆推机械炉排 采取逆流式炉型 特殊而科学的炉排设计 特别适合中国高水分 低热值的垃圾理化特性 炉排面向下与水平面成24 倾角 炉排上的垃圾通过活动炉排片的逆向运动而得到充分的搅动 混合及滚动 使低位发热值较低的生活垃圾更易着火和燃烧完全 10 SITY2000逆推机械炉 炉排片特殊设计 炉排片前端设计为角锥状 可避免熔融灰渣附着 同时在炉排逆向运动时 更有利于垃圾的蓬松 着火和燃烧 炉排片背面的加强筋设计成迷宫式通道 一次风通过炉排背面送风时 也对炉排起到了很好的冷却效果 炉排片侧面和正面是经过精加工的 漏灰量较少 炉排片之间通过螺栓连接 避免了炉排片之间的磨损和被抬起的可能性 炉排片和分隔的铸件采用含Cr Ni等合金元素的耐热 耐蚀 耐磨铸件 炉排的整体使用寿命超过10年 11 SITY2000逆推机械炉 独特的一次风进风方式 炉排面下部分段设有一次风室 以供应垃圾燃烧所需空气并且对炉排片的进行冷却 一次风从炉排片前端角锥上的孔吹入 风压适当 连续分布均匀 同时还能有效避免堵塞 合适的一次风温度和二次风温度 为了对垃圾起到良好的干燥及助燃效果 一次风空气先通过蒸汽式空气预热器加热到220 然后从炉排下部分段送风 同时 为了提高燃烧效果及保持燃烧室的温度 在焚烧炉的前后拱喷入加热后的二次风 166 以加强烟气的扰动 延长烟气的燃烧行程 使空气与烟气的充分混合 保证垃圾燃烧更彻底 保持燃烧室及第一烟道足够高的温度 焚烧炉采用耐火绝热材料 不对燃烧室进行冷却 使热量逗留在燃烧室内 以减少散热损失 同时尽量减少第一烟道的换热 使垃圾得到良好的干燥和燃烧 有助于保证烟气在第一烟道大于850 的停留时间不少于2秒 12 SITY2000逆推机械炉 炉膛负荷及燃烧自动控制程度高 为了保证燃烧稳定 同时保证蒸汽产量在离设定值很近的范围内 通过对含氧量的变化 给料速度 炉排运动周期 一 二次风配比的自动控制从而完成ACC系统的功能 垃圾热值适应范围广 通过对炉排尺寸 前后拱倾角及几何尺寸 喉部尺寸 炉膛高度等的科学搭配 SITY2000逆推式机械炉排对垃圾热值的适应范围非常广 13 燃烧图 14 启动 助燃燃烧器 二 启动与助燃燃烧器启动燃烧器布置于炉膛的两侧墙 每台焚烧炉配置两台 用于焚烧炉启动升温或停炉降温 助燃燃烧器布置于炉膛的后墙 每列炉排对应布置一台 焚烧炉启动后 启动燃烧器投入运行 炉膛达到一定温度后推入垃圾 用于垃圾的点火 当垃圾热值过低 助燃燃烧器可根据燃烧室的温度情况投运 以保证焚烧炉炉膛烟气温度高于850 停留时间不少于2s 焚烧炉可以天然气 煤气或轻柴油作为辅助燃料 单台燃烧器热负荷根据炉膛设计额定热负荷和炉排列数确定 15 余热回收系统 余热回收系统包括余热锅炉 凝汽式汽轮发电机组 以及辅助配套设备系统 一 余热锅炉采用自然循环水管锅炉 由锅筒 含内部装置 水冷系统 下降管 蒸发器 高低温过热器 省煤器 本体给水管路 炉膛密封系统 热膨胀系统 锅炉钢架 平台扶锑 刚性梁以及门类杂件等组成 余热锅炉蒸汽参数 中温中压400 4 0MPa或中温次高压450 6 3MPa 布置形式 卧式 立式或 形 设计排烟温度210 给水温度130 锅炉设计蒸发量根据单炉垃圾处理能力 设计低位热值计算确定 焚烧炉 余热锅炉热效率约79 16 立式余热锅炉 单锅筒 自然循环四通道 立式布置 17 卧式余热锅炉 单锅筒 自然循环 四通道 卧式布置 锅炉采用水平四回程设计减少灰尘的沉淀和二恶英的形成易于清理 减少腐蚀成功应用 高度适应性操作费用低 18 形布置余热锅炉 单锅筒 自然循环四通道 型布置 19 余热回收系统 二 汽轮发电机组汽轮发电机组选型 可选用抽汽凝汽式或凝汽式汽轮发电机组 取决于周边是否有热用户 机组容量和台数根据项目总的处理规模 设计低位热值 综合考虑运行可调节性 投资成本等因素确定 主蒸汽系统 采用单母管制 焚烧车间设单母管 每台锅炉的过热器集箱出口蒸汽管道与母管连接 主蒸汽母管引接至汽机房后分别接入每台汽轮机 同时 主蒸汽母管引接两路支管供两台减温减压器 其中一台减温减压器出口蒸汽作为空气预热器的补充气源 另一台减温减压器出口蒸汽作为吹灰器汽源 真空抽气系统 采用射水抽气器以保证凝汽器真空 真空抽气系统由射水泵 射水抽气器 管道 阀门组成 射水泵一用一备 互为联锁 额定流量根据汽机容量确定 扬程45m 20 余热回收系统 凝结水系统 每台机组配两台凝结水泵 一用一备 互为联锁 凝结水泵出口凝结水管路设再循环调节阀 以自动调节热水井水位 凝结水管道采用母管制系统 回热抽汽系统 汽轮机设三级非调整抽汽 第一级抽汽向空气预热器供汽 以预热锅炉一 二次风 第二级抽汽供给中压除氧器 除氧 加热给水至130 第三级抽汽供给低压加热器加热凝结水 汽机抽汽出口管路装设液动止回阀 以防止抽汽口汽流倒流至汽机 危及机组安全 调节系统 由转速传感器 数字式调节器 电液转换器 油动机和调节汽阀组成 数字式调节器接收转速传感器的转速信号 与转速给定值进行比较后输出执行信号 经电液转换器转换成二次油压 二次油压通过油动机操纵调节汽阀 进而调整汽机转速或负荷 21 余热回收系统 汽轮机监视与保护 机组设置ETS系统和TSI系统 以确保机组运行安全 TSI系统通常选用Bently3500 在线监测显示汽机转速 轴承振动 轴线位移 差涨等 ETS系统 系汽轮机安全保护系统 当机组出现超速 轴瓦温度超限 轴承振动超限 轴位移超限等危机机组安全的情况 危急遮断器动作 使危急保安装置泄油 速关阀关闭 机组停机 供油系统 供油装置包括主油箱 高位油箱 辅助油泵 直流润滑油泵 交流润滑油泵 冷油器 滤油器 吸油喷射器和管路配套件 给水除氧系统 包括除氧器 锅炉给水泵和管道系统 给水泵进口侧低压给水母管 给水泵出口侧高压给水母管采用单母管制 除氧器选用中压旋膜式除氧器 工作压力0 27MPa工作温度130 出口含氧量7 15mg l 给水泵为变频控制 22 余热回收系统 循环水系统 包括凝汽器 冷却塔 循环水泵 循环冷却水池 管道和阀门 根据水资源 气候条件 投资和运行成本合理确定循环冷却方式 可采用直流供水或循环供水 循环供水可采用开式循环或闭式循环 开式循环的冷却塔可选用钢筋混凝土框架逆流式玻璃钢冷却塔或钢筋混凝土双曲线冷却塔 汽机旁路系统 汽轮机故障 检修期间 蒸汽可通过旁路两级减温减压系统进入汽轮机主凝汽器 以回收凝结水 维持焚烧炉 余热锅炉正常运行 锅炉启动 停炉期间 蒸汽可通过旁路两级减温减压系统进入汽轮机主凝汽器 以回收凝结水 避免向大气排放大量蒸汽 除上述所列系统外 机组还包括汽封系统 疏水系统等 23 烟气净化系统 生活垃圾焚烧产生的烟气含有氯化氢 二氧化硫 氮氧化物 硫化氢 一氧化碳 重金属 飞灰 二噁英等有害物质 垃圾焚烧厂烟气排放指标需满足的最低标准 生活垃圾焚烧污染控制标准 GB18485 2001 每条垃圾焚烧线分别配置1套独立的烟气净化处理线 经净化处理后的烟气通过引风机 80米烟囱排入大气 每条焚烧线引风机出口水平烟道 直管段长度需满足测量精度要求 或烟囱分别设置1套独立的烟气在线监测仪 以连续监测每条焚烧线的烟气排放指标 采用德国马丁半干法烟气净化技术 即 半干法喷雾塔 活性炭吸附 布袋除尘器 工艺 24 烟气净化系统 25 烟气净化系统 生活垃圾焚烧污染控制标准 GB18485 2001 注 1 以标准状态下含11 O2的干烟气为参考值换算 2 烟气最高黑度时间 在任何1h内累计不得超过5min 26 烟气净化系统 欧盟2000标准 Directive2000 76 EC 注 1 以标准状态下含11 O2的干烟气为参考值换算 27 烟气净化系统 举例 三峰卡万塔BOT项目烟气排放指标 注 1 以标准状态下含11 O2的干烟气为参考值换算 2 烟气最高黑度时间 在任何1h内累计不得超过5min 3 烟气排放指标中可自动监测的指标 指日均值 其余为测定值 28 烟气净化系统 一 喷雾塔锅炉出口温度为210 的烟气自顶部导入喷雾塔 喷雾塔顶部导流片使烟气进入喷雾塔后形成旋转紊流流动 喷雾塔的顶部布置石灰浆液喷雾机 将石灰浆液粉碎成直径为50微米以下的雾滴 以大大提高石灰浆液的比表面积和增加烟气中酸性气体分子与石灰浆液中氢氧化钙分子接触的面积和接触的时间 以确保较高的反应效率 酸性气体与石灰浆液的反应后生成粉尘颗粒 当烟气从喷雾塔导出时随着流向的改变 在离心力的作用下 有较多的粉尘脱离烟气掉入灰斗 喷雾塔的出口设计烟温为150 烟气在喷雾塔内的停留时间为27s 29 烟气净化系统 30 烟气净化系统 一 布袋除尘器布袋除尘器型式为下进气 外滤袋 脉冲喷吹清灰 PLC程控 进行定期或压降控制启动清灰系统 启动循环预热系统 袋笼 316L不锈钢 碳钢或碳钢镀塑 滤袋材质 PPS 聚苯硫醚 玻纤 P84 聚酰亚胺 和PTFE 名四氟乙烯 目前 垃圾焚烧项目大多选用PTFE PTFE覆膜 PTFE经PTFE覆膜处理后 滤料的过滤精度 表面光洁度 耐腐蚀 耐磨 耐酸碱性 韧性和强度均得以大幅度提升 寿命可达4年 可实现粉尘零排放 31 烟气净化系统 32 烟气净化系统 过滤 清灰 33 烟气净化系统 34 烟气净化系统 三 石灰浆液储存制备系统与活性炭喷射系统 1 石灰浆系统石灰仓设计容量熟石灰品质石灰浆液浓度石灰浆泵的选型石灰浆喷入量的控制与耗量预估 2 活性炭系统活性炭仓设计容量活性炭喷射装置活性炭计量与耗量预估 35 烟气净化系统 四 二噁英的防治燃烧室内温度达到850 区域停留时间 2s 彻底分解烟气中的二噁英 二次风调节 保证出口烟气CO浓度 50mg Nm3 当烟气温度降到300 500 范围 有少量已经分解的二噁英将重新生成 尽量减小余热锅炉尾部截面积 提高烟气流速 减少烟气从高温到低温过程的停留时间 以减少二噁英再生成 喷雾塔入口烟道布置活性炭导入装置 喷入比表面积大于700m2 g的活性炭以吸附二噁英 重金属 采用高性能袋式除尘器 36 烟气净化系统 五 脱硝系统用以去除烟气中氮氧化物 采用的工艺为SCR或SNCR 1 SCR 选择性催化还原 脱硝 使用催化剂 还原剂 无水氨 氨水或尿素 与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水 从而去除氮氧化物 SCR系统脱硝效率80 95 SCR最早由日本于60 70年代后期完成商业运行 至80年代中期欧洲也成功实现SCR的商业运行 有效反应温度范围较SNCR低的多 约320 400 最普遍使用的还原剂为氨 37 2 SNCR 选择性非催化还原 脱硝 无催化剂的条件下 还原剂 无水氨 氨水或尿素 与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水 从而去除烟气中的氮氧化物 SNCR系统的脱硝效率因要求的反应温度较高 因此 垃圾焚烧项目的去除率较低 约40 50 烟气净化系统 反应原理 NOx 还原剂 氮气 水反应温度 850 1200 还原剂 氨 尿素催化剂 不用催化剂 锅炉炉膛作为反应器 不需要另外的反应器 38 灰渣处理系统 一 炉渣处理系统炉渣的组成 炉排片漏渣 炉排尾部排渣 锅炉烟道下部灰斗收集的灰 炉渣产生量预测 灰渣产量约占垃圾焚烧量的15 20 炉渣收集炉排片炉渣收集炉排尾部排渣锅炉烟道落灰收集炉渣冷却除渣机的选型与布置炉渣冷却水除渣机的水位监测与水位自动控制 39 灰渣处理系统 炉渣输送 振动输送机 皮带输送机或链板式输送机炉渣筛分 破碎与金属分选炉渣坑 设计容量满足要求 炉渣的综合利用 水冷炉渣土木工程特性与砂子相近 分选后的炉渣 可用于建筑材料 用作铺路及制作渣砖 二 飞灰处理系统飞灰产生于烟气净化过程 主要为燃烧产生的粉尘 石灰和活性炭与烟气化学反应产物 喷雾塔和布袋除尘器下部灰斗收集的飞灰 经密闭式输送设备输送到飞灰储仓 飞灰产生量 经验数据 占垃圾处理量的4 5 因飞灰含重金属 二噁英 属危险废弃物 40 灰渣处理系统 飞灰收集 输送与储存飞灰处理系统设备依照最不利工况条件设计 保证系统设备可适应各种工况运行条件 飞灰输送系统设备为密闭式 可采用埋刮板输送机 CS型齿索式输送机 气力输送设备 飞灰储仓的设计容量 至少满足3天的贮存量 输送设备与飞灰储仓 设计电加热设备 以避免飞灰吸潮 板结而导致堵料 飞灰稳定化处理飞灰稳定化产物 经浸出毒性试验 HJ T300 固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法 满足GB16889 2008 生活垃圾填埋场污染控制标准 表1规定的限值 41 灰渣处理系统 GB16889 2008 生活垃圾填埋场污染控制标准 42 灰渣处理系统 飞灰稳定化处理方法 酸洗处理 药剂固化 水泥固化 水泥 药剂固化和高温反应熔融 综合投资成本 运行成本和效果 首选的稳定化处理方法为 水泥 药剂固化 即飞灰中添加一