晋江垃圾焚烧发电综合处理厂工程实例
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1 晋江市的垃圾概况
晋江市是由商贸市场和众多乡镇企业发展起来的工贸型城市，其产生的垃圾主要为生活垃圾与工业垃圾的混合垃圾。随着该市纺织、制鞋、食品、化工、塑料制品等工业高速发展，晋江垃圾的构成发生了质和量的变化，所产生的垃圾中厨余垃圾、废旧塑料、废旧橡胶、废布、废纸等有机物增加，垃圾的可燃成分增多。
垃圾中的可燃成分越多，越容易燃烧。经对晋江市垃圾的采样分析得知，垃圾低位热值为5357.6～8682.9kJ/kg，垃圾的含水率为37.45％～52.31％，垃圾容重350kg/m3。晋江市的垃圾元素分析见表1。
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2 晋江市垃圾焚烧发电综合处理厂概况
为治理晋江市城市生活垃圾的污染，改善环境质量，晋江市新建的垃圾焚烧发电综合处理厂，以焚烧生活垃圾为主，并利用垃圾焚烧余热发电。2004年3月动工兴建，2005年6月建设完工，正常运行并网发电，产生了良好的社会、经济及环境效益。
该垃圾处理综合发电厂位于晋江市西北侧，距离市区约3km。厂址在建厂前是一片山坳地，南、东、西侧均为山体，场地主要为荒草地；标高约在83～99m之间，北侧紧邻城市道路。本次设计对建设场地进行了土方平整，经过平整，场地的标高为90m。
整个厂区大致分为生产区、办公区和生活区。生产区位于厂区的西部及中部，由主厂房、汽机间、主控及附建楼、循环泵房、冷却塔、加压泵房、地磅房、油库、空压站及污水处理站、灰库等组成，生产流程合理简便、布局紧凑。工厂共设有三个对外的出入口与规划城市道路相连接。
3 工程规模
该垃圾焚烧发电综合处理厂分二期建设，工厂总占地面积约8.5万m2，最终规模为垃圾日处理能力2000t，垃圾焚烧后产生的热能用于发电。一期工程设计采用四炉三机方案，四炉为250t/d·SLC250-3.82/400二段式（逆推+顺推）炉排垃圾焚烧锅炉，三机均为N7.5-3.43型冷凝式汽轮发电机组。先期安装好三炉二机，预留一炉一机工艺位置。土建主厂房一次性建设好，预留二期工程的扩建场地。垃圾焚烧发电厂一期工程主要经济技术指标见表2。
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4 工艺流程
4.1 焚烧炉技术
（1）设备装置
垃圾焚烧锅炉选用二段式垃圾焚烧炉排炉，该垃圾焚烧炉通过逆推+顺推的二段式炉排使垃圾得到更充分的燃烧，进一步降低了灰渣的热酌减率。用于助燃的一次风经过两级预热后温度达到230℃左右，使入炉的垃圾快速干燥、着火和燃烧。焚烧炉的过量空气系数设计在1.6以上，以保持炉内充足的氧量。在焚烧炉的上方，高速喷入高温二次风，使烟气得到充分扰动，延长其在炉膛内的停留时间，以改善燃烧状况，确保炉膛中烟气温度达到850℃并停留2s以上，从而减少二英的生成。焚烧炉的自动控制装置以西门子S7-300型PLC元件为核心，实现了燃烧的全自动控制。考虑到垃圾水分热值随季节变化较大的情况，为保持焚烧炉运行稳定，焚烧炉设有喷油助燃系统。
（2）垃圾焚烧锅炉形式及其参数
锅炉形式：单气包、三通道、二段式垃圾焚烧炉排炉。主要技术参数：蒸发量22.6t/h；过热蒸汽压力3.82MPa；过热蒸汽温度400℃；锅炉效率73%；燃烧方式为层燃；点火方式为喷油点火；垃圾处理量250t/d。
（3）燃烧系统主要辅助设备（见表3）
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4.2 烟气净化工艺设备
（1）烟气净化系统采用“循环悬浮式半干法烟气净化装置+袋式除尘器”。从垃圾焚烧锅炉出来的烟气，通过在循环流化床反应塔的底部对冲进入反应塔；雾化水由反应塔喉部的双流体雾化喷嘴喷入反应塔，并以很高的传质速率在反应塔中与烟气混合，烟气中的小液滴和氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的酸性物质发生化学反应，从而脱除掉二氧化硫、氯化氢等酸性气体；然后烟气从反应塔的顶部排出，经袋式除尘器除去灰尘，同时在袋式除尘器入口的烟道处加入一定量的活性炭粉，均匀弥散在烟气中，并在袋式除尘器的表面形成一层吸附层，对重金属和二英有良好的吸附作用，使排出烟气达到国家排放标准，处理后的干净烟气经引风机排入烟囱排放。
（2）布袋除尘器收集下来的飞灰，采用气力输送方式输送到储仓，储仓有效容积为300m3，可存放约5～6d的灰量。除灰系统流程见下图。
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4.3 汽轮发电机组
（1）由于目前国家政策鼓励垃圾焚烧发电厂并网供电，且不受电网调峰影响，售电收入成为垃圾焚烧发电厂的主要经济来源。考虑将垃圾焚烧产生的全部热能转化为电能，因此该设计选择了凝汽式发电机组，所产生的蒸汽全部用于发电。该工程发电机组选用N7.5-3.43型中温中压凝汽式汽轮机，并配QFW-7.5-2型7.5MW汽轮发电机。
（2）汽轮机型号为N7.5-3.43；额定转速为3000r/min；额定功率7.5MW；主气门前进汽压力3.43MPa；主气门前进汽温度400℃；额定进气量40.5t/h。发电机型号为QFW-7.5-2；额定功率7.5MW；功率因数0.8；额定转速3000r/min；额定电压10.5kV；采用交流无刷励磁。
4.4 控制方式及自动化水平
（1）为满足垃圾自动燃烧系统对自控的要求，优化系统运行，电厂以集散控制系统（DCS）为核心，实现了机、炉、电及尾气净化系统的分散控制和集中监控。主控制室可对厂区内系统、设备进行远程监控，完成机组正常运行工况的启动和监视控制，出现异常工况时可进行紧急处理和停机。
（2）DCS分为现场运行控制级、管理操作级和企业管理级。现场运行控制级的处理器、通讯及电源采用冗余模式，管理操作级由操作员站、工程师站组成，并通过以太网进入企业管理级。数据、信息可进行厂级网络共享。DCS系统预留通讯接口以便与发电控制保护系统、尾气控制系统以及其它远程终端等控制系统进行通讯。
（3）为保证机组安全经济运行，DCS可自动检测所有必要的测量信号和设备状态信号（包括用于性能计算的信号）。特别重要的关键参数（如汽包水位）设计成三重冗余变送器测量，一些重要的关键参数（如主蒸汽压力、炉膛压力等）设计为双重冗余变送器测量。
4.5 垃圾储存及其设备
（1）垃圾坑15000m3，可容纳垃圾6000t，存放6d的生活垃圾。垃圾坑采用密封设计，为封闭的负压空间。垃圾坑是全厂恶臭的主要来源，提高其负压、加大换气次数能够较好地控制恶臭的污染；鼓风机取风口位置设在垃圾仓内，垃圾散发的臭气经鼓风机送进焚烧炉内和垃圾一起燃烧，从而可有效消除异味。垃圾坑的渗滤液汇集到集水坑，由潜污泵打入污水密封容器，送污水处理厂处理。
（2）垃圾库内设两台液压抓斗（六瓢抓斗）桥式起重机，起重量为10t，抓斗容积为6.3m3，用于垃圾仓内垃圾的倒运、存堆和向炉前垃圾料斗供垃圾。垃圾在垃圾仓内经过3～5d的发酵后，经垃圾抓斗抓起送入焚烧炉的进料斗内。控制操作采用集中监测控制，以监测设备的启停及事故的显示。
晋江市垃圾焚烧发电综合处理厂项目的建设与运行对解决晋江环境污染、发展当地经济、发挥了积极作用。
5 技术经济及社会环境效益
（1）晋江市垃圾焚烧发电综合处理厂一期工程建成投产发电后，各项技术参数均达到设计要求，机炉正常运行，已连续安全运行250天，累计焚烧处理垃圾14.3万t，发电4128.57万kW。
（2）福建省环境监测中心等单位2005年12月对该项目进行了环保监测，其烟气排放完全达到国家标准要求。检测结果如下：烟尘排放浓度11.4mg/m3；SO2排放浓度10mg/m3；NOX排放浓度237mg/m3；CO排放浓度30mg/m3；二英排放浓度0.08（I-TEQng/Nm3）。
6 结语
城市生活垃圾焚烧发电处理方法已成为我国处理废弃物最主要、最有效的技术之一。垃圾焚烧发电处理不仅能使能量资源得到再生利用，而且能减少约90%的废物体积，因此在土地资源非常宝贵的东部沿海地区，焚烧发电将会逐步发展成为这些地区生活垃圾处理的主要手段。但由于各地的垃圾成分和热值不同，对垃圾焚烧处理的具体要求也会有所不同，这将直接影响垃圾焚烧发电系统及整个发电厂的设备工艺选型。因此，必须根据当地的实际情况来建设合理的垃圾焚烧发电厂，并充分利用国外先进技术及国内已有技术，做到技术先进、投资合理。
参考文献：
[1]胡庆新.日本市垃圾焚烧发电厂的技术[J].中国环保产业,2001(12):42～43.
[2]张益.城市生活垃圾焚烧厂设计方案研究[J].城市环境与城市生态,2000,3(6):26～30.
[3]张静.浦东新区生活垃圾焚烧厂工程实例[J].上海环境科学,2000,1(1):37～39.
[4]曹本善.垃圾焚化厂兴建与操作实务[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
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