观看课件：垃圾焚烧电厂认知

部门：XXX重庆电力高等专科学校指导教师/王磊垃圾焚烧电厂认知1.知识目标：（1）能简述垃圾焚烧机组集控运行内容、运行管理制度；（2）能说出锅炉、汽轮机、发变组及各主要辅助设备特征及规范；2.能力目标：（1）能背诵巡检员、值班员的岗位职责；（2）会查阅国家标准和行业规范。3.素质目标：（1）具备电力自信、职业认同感及守正创新，传承工匠精神的使命感；（2）具备较强的安全规范操作意识、环保意识。教

学

目

标01基础知识JICHUZHISHI垃圾焚烧发电发展无害化减量化资源化发展趋势环保排放标准提高，倒逼行业升级转型。监管及执法力度加大，依法合规成为常态。综合经营成本增加，营运水平成重中之重。龙头格局已经形成增速减缓长期看空间仍广阔焚烧占比仍有提升空间逐渐由发达城市向不发达城市转移垃圾特性分析应包括下列内容：

1物理性质：物理组成、容重、尺寸；

2工业分析：固定碳、灰分、挥发分、水分、灰熔点、低位热值；3元素分析和有害物质含量。

垃圾物理成分应由下列项目构成：1有机物：厨余、纸类、竹木、橡（胶）塑（料）、纺织物；2无机物：玻璃、金属、砖瓦渣土；3其他。196个大、中城市中，城市生活垃圾产生量居前10位的城市见表。城市生活垃圾产生量最大的是上海市，产生量为1076.8万吨，其次是北京、广州、重庆和深圳，产生量分别为1011.2万吨、808.8万吨、738.1万吨和712.4万吨。前10位城市产生的城市生活垃圾总量为6987.1万吨，占全部信息发布城市产生总量的29.7%。元素分析需包含：C、H、O、S、N、Cl工业分析一般包含：W、A、QL（低位热值）热值要求＜3347kJ/kg（800kcal/kg）：不能燃烧，需通过外置燃烧器进行燃烧3347-5081kJ/kg（800-1200kcal/kg）：需要掺辅助燃料＞5081kJ/kg（1200kcal/kg）：可以燃烧深圳市政环卫综合处理厂运营经验：≧3600kJ/kg欧洲垃圾焚烧工程公司：≧5860kJ/kg，此时实现焚烧热灼减率≦3%。CO含量达到40mg/Nm3的严格标准的下限热值世行垃圾焚烧工程投资指导意见认为：垃圾平均低位热值≧7000kJ/kg，且任何季节≧6000kJ/kg垃圾热值并非越高越好！基本概念热值计算1量热计测定（当垃圾在有氧条件下加热至氧弹周围的水温不再上升时，此时固定体积水所增加的热量即为定量垃圾燃烧所放出的热量。）经验公式估算焚烧热灼减率2焚烧垃圾产生的炉渣在600±25℃保持3h条件下，经灼热减少的质量占烘干后的原始炉渣质量的百分比。炉渣热的减率应控制在3%～5%以内基本概念热值越高越高？3垃圾焚烧炉配套的蒸汽锅炉一般都是额定的，核算过后设计的锅炉炉膛容积，受热面都是固定的了，那么持续稳定合适的热量供应，可以使锅炉有最大的热效率，如果温度过高，实际运行过程中可能出现过热蒸汽温度过高，排烟温度升高，炉膛结焦的问题；而温度过低，实际运行过程中可能出现过热蒸汽温度过低，达不到额定蒸发量，炉膛热负荷下降，燃烧不稳定等现象。那么温度过高我们是否可以减少垃圾入炉量？这与垃圾处理场经济运营相违背，因为烧一吨垃圾挣一吨垃圾的政府补贴费，800吨的炉子烧700吨岂不是亏了100吨的政府补贴。温度低了我们是否可以增加垃圾入炉量？因为炉排容积的有限，入炉垃圾量也有限，通过喷柴油等其他方式，经济性下降也不合理。所以，垃圾热值不是越高越好，而是，越稳定越好垃圾完全燃烧的基本要求含水率高（高达55%），需要先干燥才能燃烧。不同的区域(地理、垃圾仓)需要不同的一次风温。密度，尺寸不均匀，缠绕、结团、粒度以及透气性不均匀、燃烧时间不同，固体需要的时间拉长，燃烧需要搅动。固体燃烧时产生的挥发分比较高，需要二次燃烧。发酵对热值变化影响脱水是利用垃圾在一定温度和一定时间条件下，和垃圾堆高的压实力致使垃圾本身自然的渗出的液体。排水主要依靠水分自身的重力和排水渠道畅通及时将渗滤液排出，降低垃圾的含水率。垃圾发酵要点

垃圾堆高高度25米左右；发酵时间：南方3-5天，北方5-7天；环境温度≥10℃；垃圾仓底部排水须通畅；合理堆放垃圾，高低有别。02专业术语ZHUANYESHUYU垃圾焚烧炉（焚烧炉）wasteincinerator1利用高温氧化方法处理垃圾的设备垃圾焚烧余热锅炉（余热锅炉）wasteincinerationboiler2利用垃圾燃烧释放的热能，将水或其它工质加热到一定温度和压力的换热设备。目前用于垃圾焚烧发电厂的余热锅炉多为中温中压蒸汽锅炉。垃圾低位热值（低位热值）lowheatvalue(LHV)3是指单位质量垃圾完全燃烧时，当燃烧产物回复到反应前垃圾所处温度、压力状态，并扣除其中水分汽化吸热后，放出的热量。设计垃圾低位热值（设计低位热值）lowheatvaluefordesign4在设计时，为确定焚烧炉的额定处理能力所采用的垃圾低位热值计算值。最大连续蒸发量maximumcontinuousrating（MCR）5余热锅炉在额定蒸汽压力、额定蒸汽温度、额定给水温度和使用设计燃料条件下长期连续运行时所能达到的最大蒸发量。额定垃圾处理量ratedwastetreatmentcapacity6在额定工况下，焚烧炉的垃圾焚烧量。焚烧炉上限垃圾低位热值upperlimitLHVofwaste7能够使焚烧炉正常运行的最大垃圾低位热值。焚烧炉下限垃圾低位热值lowerlimitLHVofwasteforincinerator8能够使焚烧炉正常运行的最小垃圾低位热值。焚烧炉上限垃圾处理量upperlimitwastetreatmentcapacityforincinerator9确保垃圾焚烧处理各项要求的前提下，焚烧炉能够达到的最大垃圾处理量。焚烧炉下限垃圾处理量

lowerlimitwastetreatmentcapacityforincinerator10确保垃圾焚烧处理各项要求的前提下，焚烧炉能够正常运行的最小垃圾处理量。炉膛combustionchamber11垃圾焚烧炉中的燃烧空间。二次燃烧室reburningchamber12使燃烧气体进一步燃烬而设置的燃烧空间。即垃圾焚烧炉内自二次空气供入点所在的断面至余热锅炉第一通道入口断面的空间。炉排热负荷(grateheatreleaserate)13单位炉排面积、单位时间内的垃圾焚烧释热量。炉排机械负荷massloadofgrate14单位炉排面积、单位时间内的垃圾焚烧量。炉膛容积热负荷：combustionchambervolumeheatreleaserate15单位炉膛容积、单位时间内的垃圾焚烧释热量。连续焚烧方式continuousincineration16通过送料器连续供料，将垃圾不断投入垃圾焚烧炉内进行焚烧的作业方式。焚烧线incinerationline17为完成对垃圾的焚烧处理而配置的焚烧、热交换、烟气净化、排渣出渣、飞灰收集输送、自动控制等全部设备和设施的总称。18炉渣slag：垃圾焚烧过程中，从排渣口排出的残渣。锅炉灰boilerash：从余热锅炉下部排出的固态物质。飞灰flyash：从烟气净化系统排出的固态物质。漏渣fallslag：从焚烧炉炉排间隙漏下的固态物质。残渣residua(ashandslag)：在垃圾焚烧过程中产生的炉渣、漏渣、锅炉灰和飞灰的总称。飞灰稳定化flyashstabilify：使飞灰转化为非危险废物的处理过程。余热锅炉热效率thermalefficiencyofwasteincinerationboiler19余热锅炉输出的热量与输入的总热量之比。炉渣热灼减率lossofignition20焚烧垃圾产生的炉渣在600±25℃下保持3h，经冷却至室温后减少的质量占在室温条件下干燥后的原始炉渣质量的百分比。烟气净化系统fluegascleaningsystem21对烟气进行净化处理所采用的各种处理设施组成的系统。二噁英类dioxins22多氯代二苯并—对—二噁英（PCDDS）、多氯代二苯并呋喃（PCDFS）等化学物质的总称。燃料

燃料是指在空气中易于燃烧，并能放出大量热量，且在经济上值得利用其热量的物质。生活垃圾由可燃物、非可燃物和助燃物组成。可燃物质为：碳（C）、氢（H）、挥发物（V）、硫（S）；非可燃物质为：氮（N）、水分（W）、灰分（A）；氧（O）为助燃物。可燃的生活垃圾基本上是有机物，由大量的碳、氢、氧元素组成。有些还含有氮、硫、磷和卤素等元素，这些元素在燃烧过程中与空气中的氧起反应，生成各种氧化物或部分元素的氢化物。

燃料的挥发分：将燃料加热到一定温度时，燃料中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出的气体。燃烧燃烧：是指燃料中的可燃物与空气中的氧发生强烈放热的化学反应过程，实质上燃烧是可燃物与氧的氧化反应，只是这种氧化反应强烈到发光放热的程度。化学不完全燃烧损失：燃烧过程中产生的可燃气体未能完全燃烧而随烟气排出炉外时所造成的损失。机械不完全燃烧损失：燃料在锅炉内燃烧，由于部分固体颗粒未能燃烬而被烟气带走或落入冷灰斗中造成的损失。二次燃烧：由于炉膛温度较低，燃料的颗粒较大，配风不良，烟气离开炉膛后，烟气当中的可燃物质继续在尾部烟道内燃烧，或积存在尾部受热面上的可燃物质因氧化温度逐渐升高而自燃。放热速度大于散热速度放热量和散热量达到平衡垃圾燃烧条件完全燃烧(1)足够高的炉膛温度：温度是燃烧化学反应的基本条件，对燃料的着火、稳定燃烧、燃烬均有重大影响，维持炉内适当高的温度是至关重要的。当然，炉内温度太高时，需要考虑锅炉的结焦问题。(2)适量的空气供应：垃圾焚烧炉的过量空气系数为1.2~1.4，系数过小使锅炉产生不完全燃烧，产生过量CO和碳粒，使锅炉效率降低，系数过大，不但使炉膛温度降低，着火延迟，风机电耗和排烟损失增加，氮氧化物、二氧化硫的生产量增加。(3)燃料与空气的良好混合：混合是燃烧反应的重要物理条件，混合使炉内热烟气回流对挥发气流进行加热，以使其迅速着火；混合使炉内气流强烈扰动，向碳粒表面提供氧气，并向外扩散二氧化碳，以及燃烧后期促使燃料的燃烬，都是必不可少的条件。(4)足够的燃烧时间：燃料在炉内停留足够的时间，才能达到可燃物的高度燃烬，这就要求有足够大的炉膛容积。炉膛容积与锅炉容量成正比，当然炉膛容积也与燃料燃烧特性有关，易于燃烧的燃料，炉膛容积可相对小些。层状燃烧层状燃烧是垃圾在炉排上呈层状分布的燃烧方式，炉排上的垃圾在炉排运动和自身重力作用下，沿炉排表面翻转、移动，但不离开炉排表面，高温空气以较低的速度自下而上通过垃圾层为燃烧提供氧气。二次风从燃烧室喉部喷入，来加强气流的扰动，保证完全燃烧。一次风通过炉排进入垃圾层，当达到一定温度时，垃圾析出挥发分变成焦炭，挥发分等可燃气体与空气混合燃烧形成火焰，随燃烧反应的不断强化，焦炭和挥发分得到完全燃烧。1.干燥阶段干燥阶段也是着火前准备阶段，从垃圾入炉至达到着火温度这一阶段称干燥阶段。入炉垃圾通常含40%〜60%的水分，因此，不除去这些水分，垃圾就不能燃烧。垃圾的干燥过程在干燥炉排上完成，干燥炉排的作用就是让垃圾得到干燥。这一阶段需要的时间比较长。在这一阶段内，要完成水分蒸发，挥发分析出并与空气混合。显然，这一阶段是吸热过程，热量来源是燃烧室内火焰辐射、高温烟气回流和一次风的热量。影响干燥阶段时间长短的因素除垃圾品质外，主要是炉内热烟气热量的强弱，烟气流量、温度，氧气浓度，挥发分含量及垃圾翻动情况等。层状燃烧过程2.燃烧阶段垃圾中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体被称为挥发分。可燃性气体中除了一氧化碳和氢气外，主要是碳氢化合物，还有少量的酚和其他成分。垃圾的热分解是垃圾的燃烧过程的一个重要的初始阶段，对着火有极大的影响，影响热分解的主要因素包括活化能、温度及升温速率等。燃烧阶段是强烈的放热过程，温度升高较快，化学反应强烈，当达到着火温度后，挥发分首先着火燃烧，放出热量，使焚烧炉温度升高，挥发分的燃烧主要在二燃室内完成，挥发分一旦起火，燃烧的速度非常快。焦炭被加热到较高温度后开始燃烧，这时碳粒表面往往会出现缺氧状态。强化燃烧阶段的关键是加强混合，使气流强烈扰动，以便向碳粒表面提供氧气，同时将碳粒表面的二氧化碳扩散出未。层状燃烧过程3.燃尽阶段燃尽阶段主要是将燃烧阶段未燃尽的碳烧完。燃尽阶段的剩余碳的量不多，但要完全燃尽却很困难，主要是存在着诸多不利于完全燃烧的因素，如少量的固定碳被灰包围着、氧气浓度己较低、燃尽段炉排上方的气流的扰动和温度强度不高。如果垃圾的挥发分低、灰分高、块大，碳完全燃尽将更困难。层状燃烧在理论上划分为以上3个阶段，在垃圾实际燃烧过程中，3个阶段是同时进行的，无明显的界限划分。层状燃烧过程烘干-干馏-点燃-气化-燃烧-燃尽1.烘干(100~180℃)

通过预热的一次风来烘干垃圾，垃圾中的水分蒸发。

2.干馏(250℃)

低温闷烧产生气体（H2、CH4、CO等），热传导为燃烧过程中的辐射热。3.点火(300℃)

点燃垃圾,可燃气体燃烧。

4.气化／碳化(4000℃)

有机物分解与一次风发生氧化,形成可燃气体(CO)

5.燃烧(850~1000℃)

借助二次风，可燃气体完全氧化。

6.燃尽(250℃)

灰、渣中的碳含量减少到最低。烟气中可燃质完全燃烧。去除不可燃物。层状燃烧过程焚烧图连续粗线条直线代表炉膛和锅炉正常工作范围（ABCDEF），正常工作范围介于标准热负荷的70％～100％和标准处理能力的60％～100％之间。对于锅炉而言，这也是其能够正常工作的区间值。短时可接受的超负荷运转区域为ABFGHI。如在任何8小时内，系统平均热负荷不超过标准状况（100％）的2％时和平均处理量不超过标准状况(100%)的10%时，系统仍然可以连续运转，前提条件是不会影响燃烬率、不出生渣。焚烧图最大热负荷边界（A–B），在这条线上，锅炉达到其最大的蒸汽产量。只有焚烧线在100%热负荷设定点（固定的蒸汽量设定点）运行，才有可能实现在焚烧图的（A–B）线运行。根据这条线来确定燃烧室热负荷、焚烧炉容积，以及风机、烟气净化设备等容量上限。最大处理量边界（A–F），在这条边界上，炉排能力（炉渣燃烬质量）受限。热负荷和蒸汽量由垃圾热值绝对，不再是恒定的值。焚烧图最小热负荷边界(D–E),最小热值边界（E–F），在这两个区域外运行，会使燃烧温度下降太多，辅助燃烧器应投入运行。由于燃烧温度过低，会影响炉渣质量和烟气排放质量。最大热值边界（C–B），在这个区域外运行，由于燃烧温度过高，会给焚烧设备带来额外的磨损和其他破坏。在焚烧图范围之外运行，包括长时间在超负荷区域运行，可能导致系统部分部件过度磨损，特别是耐火材料、锅炉壁、管束（腐蚀）和炉排片03生产流程CHENGSHANGLIUCHENG

垃圾在垃圾坑经过混合、堆酵、去除水分提高热值后，再用抓斗抓入炉排炉中，经干燥、燃烧、燃烬（冷却），以渣的形式排入除渣机，炉渣经出渣机排出后，由运渣车送到厂外，综合利用或填埋。

高温燃烧产生的烟气（烟气温度850℃以上，烟气停留时间大于2秒），进入余热锅炉将水加热成中温、中压的过热蒸汽，在汽轮发电机组里经过从热能、动能、机械能到电能的能量转换后，发出来的电，自用后的剩余电上