【观察】垃圾焚烧发电设备大起底

近日，北方重工工程成套分公司顺利中标沈阳老虎冲城市垃圾焚烧发电厂项目，拿下4台核心装备焚烧炉排炉订单，合同额达6660万元，垃圾焚烧发电设备的有关问题再次激发了大众的兴趣。垃圾焚烧炉排炉在垃圾焚烧发电设备中为何居核心地位，垃圾焚烧发电设备还有哪些，各有什么特点?

生活垃圾处理难题催生焚烧发电技术

生活垃圾处理是城市管理和公共服务的重要组成部分，是建设资源节约型和环境友好型社会、实施治污减排、提高人居环境质量和生态文明水平、实现城市科学发展的一项重要工作。

19世纪末20世纪初是生活垃圾焚烧处理与资源化技术发展的萌芽阶段。传染病的蔓延使人们认识到大量寄居在垃圾中的病原体的危害，从而推动了垃圾焚烧的出现。20世纪初至60年代，生活垃圾焚烧处理与资源化技术进入到新的发展阶段，但此时焚烧后的能量并未实现资源化利用，直到20世纪70年代，能源危机引发了发达国家对能源化利用垃圾的重视，生活垃圾焚烧处理与资源化技术进入到成熟阶段。德国与法国首先开始利用焚烧后的热能进行发电。该阶段以炉排为代表的焚烧技术、烟气处理技术以及焚烧设备高新技术取得了长足发展。据2009年的数据统计，全世界的生活垃圾焚烧厂近2100座，其中生活垃圾焚烧发电厂约1000座。1985年，深圳市市政环卫综合处理厂从日本进口了两台垃圾焚烧炉，自此拉开了我国垃圾焚烧发电产业化的序幕。随着一大批环保产业化和环保高新技术产业化项目的相继启动，中国垃圾发电行业形成了以炉排技术为主，循环流化床技术、回转窑技术、等离子气化技术等多种处理技术共存的局面。

往复式炉排最适合生活垃圾焚烧发电

截至目前，我国垃圾焚烧发电厂总数超过200座，日处理生活垃圾总量超过20万吨，装机规模超过400万千瓦，其主要应用技术为炉排炉焚烧技术与流化床焚烧炉技术。

根据欧盟委员会公布的《垃圾焚烧最佳可行技术指南》，目前用于固体废弃物焚烧处理的技术大体上可分为4大类，即机械炉排、回转窑、流化床及热解气化炉。其中，机械炉排中的往复式炉排最适合生活垃圾的焚烧及资源化处理，回转窑适合危险废弃物和医疗垃圾的焚烧处理，循环流化床适合市政污泥的焚烧处理，热解气化炉还处于实验室研究阶段，其应用很少。

机械炉排采用层状燃烧处理生活垃圾，具有对垃圾的预处理要求不高、对垃圾热值适应范围广、运行及维护简便等优点，是目前世界上最常用、处理量最大的生活垃圾焚烧炉技术。它的原理是，垃圾在炉排上通常经过三个区段(预热干燥段、燃烧段和燃尽段)。垃圾在炉排上着火，热量来自上方的辐射、烟气的对流以及垃圾层的内部。炉排上已着火的垃圾通过炉排的翻转作用，使垃圾层松动，透气性加强，有利于垃圾的燃烧和燃尽。

循环流化床技术和回转炉技术还待完善

循环流化床技术于70年前开发，在20世纪60年代用于焚烧工业污泥，70年代开始焚烧生活垃圾，80年代在日本得到一定应用，市场占有率达10%以上。但到90年代后期，由于烟气排放标准的提高和自身存在的不足，焚烧生活垃圾的应用范围受限。近年来国内循环流化床焚烧炉得到了一定程度的应用，但多用于日处理垃圾500吨以下规模的垃圾处理项目。

循环流化床焚烧炉的焚烧机理与燃煤循环流化床相似，利用床料的大热容量来保证垃圾着火燃尽，床料一般加热至600摄氏度左右，再投入垃圾，保持床层温度在850摄氏度。但对垃圾有破碎预处理要求，容易发生故障。另外，国内大部分流化床均需加煤才能燃烧，其技术因此存在一定争议。

回转窑焚烧炉的燃烧机理与水泥工业的回转窑相类似，主要由一倾斜的钢制圆筒组成，筒体内壁采用耐火材料砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保护滚筒。垃圾由入口进入筒体，并随筒体的旋转边翻转边向前运动，垃圾的干燥、着火、燃烧、燃尽过程均在筒体内完成，并可根据筒体的改变调节垃圾在窑内的停留时间。回转窑常用于处理成分复杂、有毒有害的危险废弃物和医疗垃圾，在生活垃圾焚烧中应用较少。