生活垃圾焚烧工程管理

探讨生活垃圾焚烧工程管理底线思维方法探讨生活垃圾焚烧工程管理底线思维方法探讨生活垃圾焚烧工程管理底线思维方法垃圾焚烧工程的三要素：垃圾、锅炉、系统垃圾焚烧工程的三要素：垃圾、锅炉、系统垃圾焚烧工程的三原则：安全、可靠、环保垃圾焚烧工程的驱动力：节能、减排、能效2四、垃圾焚烧锅炉(压力等级)3一、垃圾焚烧的工程基础一、垃圾焚烧的工程基础热值的基本因素是水分、无机成分。垃圾分类对优化焚烧垃圾特征有明显的正面影响，但影响程度尚待积累经验。定变化范围内波动状态下运行。由此，在垃圾焚烧运行管理中，要按相关规范规定的基准参数及允许变化范围进行监控。只要在可控的状态下运行，就应是处于正常运行状态。只是从规范化运行管理要求，控制运行参数波动幅度在最佳可用范围。这也是在运行管理中的工程思维方法。不可将理想化工况作为强制性要求。4一、垃圾焚烧的工程基础一、垃圾焚烧的工程基础600℃时挥发分析出完毕，其中塑料析出99.94%,竹木/纸类为80%,橡胶为55%。5一、垃圾焚烧的工程基础一、垃圾焚烧的工程基础参量：焚烧垃圾特性采用测定方法取得干基/湿基物理成分、含水率、元素分析局限在“对来样负责”。需要根据工程理论基础判别并在应用中审慎考量。分析：垃圾热值特指垃圾焚烧用的低位发热量，鉴于单一方法的误差过大，需综合氧弹法、热平衡反演法、经验公式等多途径取得。不可绝对化否定某一种方法。因素：基于每种干基物理成分与元素成分的关系，每种成分的热值可作为理论思维原则。问题是多种不稳定成分互相干扰混合物，与纯净成分有巨大差异。其他约束因素有仪器仪表精度，人工操作因素，工作环境因素等。误差：△物理成分统计≤30%,△热值比对≈500～1000kJ/kg,△热力状态工程≈5%。措施：采用缺省分析=积累影响垃圾热值的元素成分(H)与物理成分(橡塑)量化关系+实际运6一、垃圾焚烧的工程基础一、垃圾焚烧的工程基础》遵循常态化安全、可靠、环保运行，节能、减排、能效焚烧管理。垃圾焚烧系统：现阶段以层燃型垃圾焚烧锅炉为主，源于直接引进，引进技术国内制造，自主研发途径。不同来源设备有质量差距并在减小趋势。烟气净化系统：“SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+布袋除尘”是可满足现行国标的主流组合工艺。针对当地环境总量或环境质量更严格的要求，采取增设SCR、湿法等高耗能的工艺。基本规则、技术路线与排放指标控制|Ⅲ、压线运行-内控线—相对指标8一、垃圾焚烧的工程基础—一、垃圾焚烧的工程基础—正熵流)、可负(负熵流)、可为零。从上式可知：三、垃圾焚烧锅炉(炉膛功能性特征)四、垃圾焚烧锅炉(压力等级)二、生活垃圾焚烧的3二、生活垃圾焚烧的3T与炉膛热力过程2.1燃烧特征示意(借用拼图，勿翻印)%%O₂’二、生活垃圾焚烧的3T与炉膛热力过程基础——阿累尼乌斯定律k==k₀exp(-E/RT)的S形反应常数指数曲线(右，a≈10000K,一般燃烧过程达不到，故实际燃烧过程仅表现在初始升高段图3-1反应常数k图3-1反应常数k对温度T的曲线数的温度控制在一定范围内并赋予其特定含义，也就有理论燃烧温度(绝热温度)炉膛主控温度、炉膛出口温度等。②在炉内各瞬时状态温度均呈绝对不均匀分布的特征二、生活垃圾焚烧的3T与炉膛热力过程3T是以炉膛烟风侧状态控制为主的基本原则；3T+E的E是燃烧三原则之一，也是3T原则重气量有差异。二、二、生活垃圾焚烧的3T与炉膛热力过程1)在月均LHV值≥5000kJ/kg,不低于额定处理量70%条件下连续稳定运行。焚烧垃圾量按处理规模的80%~100%,最低70%控制。超负荷处理量10%且持续时间不超过4h/d。要严格按处理规模与适宜运行3次，非计划停运不宜超过2次，计划停运系数不超过8.6%;锅炉的全年(8760h)被迫停用率≤80h。保持焚烧线年累计运行时间≥8000h。设备运行系数91~94%,不应追求过高，以免设备疲劳损伤。8%±2%,低氧燃烧不受此限制，tg130~140℃(FSB150℃)。垃圾焚烧锅炉总热效率≥78%。三、垃圾焚烧锅炉(炉膛功能性特征)四、垃圾焚烧锅炉(压力等级)1、层燃型焚烧锅炉的炉膛区域划分与炉膛主控温度①炉膛燃烧区②二次风紊流区③高温烟气辐射区④炉膛出口区1、层燃型焚烧锅炉的炉膛区域划分与炉膛主控温度①炉膛燃烧区②二次风紊流区③高温烟气辐射区④炉膛出口区005三三、垃圾焚烧锅炉运行经验表明较低的炉膛温度较短的停留时间和较低的烟气含氧量在一定情况仍然能够实现完全燃烧，并全面改善环境质量三、垃圾焚烧锅炉——Q=BFc(T{-T?)×△T是有效控制初级减排源头；炉膛燃烧区的中心区方法：巡检直接观察火焰颜色判断燃烧温度，监督火焰锋面(火线)。赤褐Ⅱ、二次风紊流Ⅱ、二次风紊流区三三、垃圾焚烧锅炉——三、三、垃圾焚烧锅炉Ⅲ、高温烟气辐射区辐射区出口估算烟温辐射区出口估算烟温“炉膛主控温度区”为初级减排的主要监控区之一；炉膛主控温度随着负荷增减而移动，但在任何运行工况下，应在主控温度区内。水冷壁+耐火材料的复合式炉墙——辐射吸热比例降低，设计按耐火涂料H=0.3F确定。水冷壁管内壁被工质冷却，外壁受高温烟气辐射(膨胀、压缩应力),内外壁温差60～80℃;管壁热阻不大但热负荷很高。管外壁温度高内壁温度低，会阻止外壁膨胀并承受拉伸应力，从而产生热应力。承压部件的自由膨胀受到限制时还会产生附加应力，造成应力叠加或应力集中。设计有按预定方向自由膨胀措汽水与烟风状态参数三三、垃圾焚烧锅炉IV、炉膛出口区加热吸热比例；③炉膛负压状态值为炉膛内测量点烟道水冷壁辐射换热，冷却到<650℃(多按约620℃控制)进入对流受热面，以减少过热器腐蚀，保证安全运行。实际运行状态显示，若此区域温度>970℃,对流受热面进口处的温度可能会高过670℃。EU曾规定最小含氧量6%,此后的指导意见为，较低的炉膛温度，较短的停留时间和较低的烟气含氧量在一定三、垃圾焚烧锅炉——三、垃圾焚烧锅炉——移现象二、垃圾焚烧常态化安全、可靠、环保运行三、垃圾焚烧锅炉(炉膛功能性特征)四、垃圾焚烧锅炉(压力等级)五、生活垃圾焚烧过程的二噁英类工程控制措施研究六、生活垃圾高效清洁焚烧基础单台额定功率非再热式再热式次中压2.35中压4.0次高压5.3次高压6.29高压9.8超高压13.7额定蒸汽温度2)C°给水温度C°6△△△A△△△△△△△△△△△△△其含义是不宜超500℃。3)对锅炉的压力偏差不做规定。通常可按±5%计。4)▲表示较少采用。四、垃圾焚烧锅炉按最小经济容量原则进行技术分析、蒸发量(发电功率)与主蒸汽压力、温度的参数系列的选择24四四、垃圾焚烧锅炉—判别：P→p时：当△η>系统设备总损失———按最小经济容量判别和取舍当△n系统设备总损失———舍P₁用P₁/高压，提高蒸汽初压初温参数的试验。结果显示在试验初期，试点厂通过6-12个月针对高参数的燃烧工艺改进，效果明显，在垃圾质量基本不变情况下，发电效率提高约15-20(追根溯源)。但德国，法国和西班牙三家进行了高参数发电试验的厂，都在锅炉内壁等换热部件发生比较严重的腐蚀，导致系统故障率上升，多次发生非计划停炉。分火电研究：解决高参数带来的腐蚀技术不能完全寄托在堆焊等辅助措施上，根本解决办法在于材质问题。初步效果：实际循环热效率η;提高?%等综合作用的结果。皆源自工程理论基础的根，是在约束条件下解决实际问题的结果(接续):实际应用的理论分析：当初温t₁、终压p₂不变时，初压p₁提升到p₁',蒸汽的蒸发温度从t₄~t₅提高到t₄'~t₅’(图)。蒸发温度随初压提高而提高，也就使平均吸热温度T;提高，进TCn%四、四、垃圾焚烧锅炉—过程①a一定，循环热效率随提高而提高；跨媒介效应：提高受金属材料力学性能约束。汽轮机排汽湿度有一定技术限制条件，也就是的提高受到约束。一、理想循环热效率规律：①蒸汽初压力提高差推荐为±10%四、垃圾焚烧锅炉四、垃圾焚烧锅炉—表1:机组额定功率与主蒸汽压力等△△△▲▲△△▲▲▲▲▲△△▲△▲△△▲△▲△△△▲▲▲△△AA火电厂推春火电厂补充黄烧厂补充表2:电站锅炉蒸汽参数温度范围温度℃温度℃非再热式次中压中压次高压高压再热式四、垃圾焚烧锅炉四、垃圾焚烧锅炉—表3汽轮机新蒸汽参数系列类别压力流量范围机组额定功率MW基本系列补充系列600、900泵)、700、四、垃圾焚烧锅炉(压力等级)5.1垃圾焚烧过程的二噁英前沿性研究43%;垃圾填埋场和露天焚烧垃圾排放占比21%;以钢铁为主的工业生产占比19%,该报告体现了大量的科学事实，表明在采取最佳可行性技术的情况下，严格控制污染排放，大幅度提升能源回收效率，垃圾焚烧发电厂早已不是公众认知中的二噁英排放主要来源，反而成为削减整体二噁英排放，削减废弃物甲烷排放的新兴低碳行业。32四、生活垃圾焚烧过程的二噁英类工程控制措施研究四、生活垃圾焚烧过程的二噁英类工程控制措施研究类别分类示例联合国环境规划署中国大气飞灰底灰大气飞灰1无辅助污染控制系统的简陋焚烧设施一2配置最基本辅助污染控制系统的技术不是高度成熟的焚烧炉上世纪50～70年代发展的基本成熟的焚烧设施。焚烧系统一般装备静电、多管旋或者简单的洗涤除尘器3可控的焚烧设施，较好的辅助的污染控制系统发达国家1980~90年代初建设焚烧设施的焚烧效率比上述两类得到提高，烟气处理系统也有提升(如静电+多重洗涤除尘+干式喷注+袋式除尘或类似组合)74先进的焚烧设施，完善的辅助的污染控制系统代表目前最先进的生活垃圾焚烧系统和烟气处理技术(如活性碳吸附、或选择性非催化还原单元)能源清洁利用国家重点实验室陆胜勇等垃圾焚烧烟气中二噁英的脱除效-×10~0M²ST-f₀+10~002ST⁵fr+5.31×Sg×10f₄分别为布袋滤饼中飞灰、碱性吸附剂、活性炭的质量分数。时间/*五、生活垃圾焚烧过程的二噁英类工程控制措施研究二噁英是在一些特定过程和活动中，非故意产生的副产物。二噁英以气、固相(吸附或附着在颗粒物中)存在于焚烧烟气中。有研究垃圾池内原生垃圾酵解过程可能改变二噁英的同TEQs刘建国等研究。在通常的运行温度范围，活性炭的吸附作用是非常强烈并且将在很大程度上取决于烟气与活性炭粉末的气/固相接触(外扩散),而吸附容量则主要取决于活性炭的内部孔隙结构(内扩散)1)二噁英在飞灰、底灰、烟囱烟气和渗滤液中的分布(案例)二噁英在飞灰、底灰、烟囱烟气和渗滤液中的分布案例分别为生活垃圾中的149.0%、41.8%、1.6%和0.6%,因此飞灰的安全2运行工况3烟道积灰的记忆效应4)催化物质5)活性炭性质与喷入量6)烟气系统设备漏风会导致氧量增加j四、生活垃圾焚烧过程的二噁英类工程控制措施研究四、生活垃圾焚烧过程的二噁英类工程控制措施研究去除后低温再生成的机理；燃烧过程二噁英与CO量化关系研究等。度、水分、压力、流速、氧含量等);采样内标物质回收率70~130%;采样嘴与气流方向≤10%;采样管抽出后用水冲洗采样管和连接管，保留冲洗液与冷凝水。检测前1个月无停炉四、垃圾焚烧锅炉(压力等级)六、生活垃圾高效清洁焚烧基础3、焚烧垃圾的资源和能源消耗指标；4、综合利用与可靠性指标；六、生活垃圾高效清洁焚烧基础…六、生活垃圾高效清洁焚烧基础…CBAAAAAA等一级1.1.节能—水电油(气)—减少资源消耗—减碳排放—垃圾焚烧实现减碳的主要标志2.减排—碳排放—无机碳计算模型—340(420)kg/t六、生活垃圾高效清洁焚烧基础六、生活垃圾高效清洁焚烧基础六、生活垃圾高效清洁焚烧基础-六、生活垃圾高效清洁焚烧基础-和命名原则意义：以3A等级评价为基础平台，赋予其三级基准高效清洁焚烧水平等级高效清洁焚烧综合评价条件(高效清洁焚烧领先水平——国际先进水平)——限定性指标全部满足I级基准值要求。Ⅱ级基准值(高效清洁焚烧先进水平——国内领先水平)—限定性指标全部满足Ⅱ级基准值要求及以Ⅲ级基准值(高效清洁焚烧一般水平——行业优秀水平)—限定性指标全部满足Ⅲ级基准值要求及以对三类指标(98分及以上)要求达到行业优秀。各项指标要求是有限度的、相对的严格。相当于等级评价98分以上，但评价内容并不等同。对二类指标(85分及以上)是要求达到国内领先。与一类指标一样，并非绝对化的苛对一类指标(85分以上)要求达到国际先进。是对我国规划、建设、运行、管理良好附：嘉定厂的生活垃圾基础数据附：嘉定厂的生活垃圾基础数据本评价用的垃圾特性是取自垃圾池的焚烧垃圾的物理成分分析，也是从等级评价优良厂取得的目前唯一有最多但也只是季度的检测结果；加之垃圾不稳定性，取样制样条件的限定，以至垃圾特性检测结果的正常