近日，北方重工工程成套分公司順利中標沈陽老虎沖城市垃圾焚燒發(fā)電廠項目，拿下4臺核心裝備焚燒爐排爐訂單，合同額達6660萬元，垃圾焚燒發(fā)電設備的有關問題再次激發(fā)了大眾的興趣。垃圾焚燒爐排爐在垃圾焚燒發(fā)電設備中為何居核心地位，垃圾焚燒發(fā)電設備還有哪些，各有什么特點？
生活垃圾處理難題催生焚燒發(fā)電技術
生活垃圾處理是城市管理和公共服務的重要組成部分，是建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會、實施治污減排、提高人居環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)文明水平、實現(xiàn)城市科學發(fā)展的一項重要工作。
19世紀末20世紀初是生活垃圾焚燒處理與資源化技術發(fā)展的萌芽階段。傳染病的蔓延使人們認識到大量寄居在垃圾中的病原體的危害，從而推動了垃圾焚燒的出現(xiàn)。20世紀初至60年代，生活垃圾焚燒處理與資源化技術進入到新的發(fā)展階段，但此時焚燒后的能量并未實現(xiàn)資源化利用，直到20世紀70年代，能源危機引發(fā)了發(fā)達國家對能源化利用垃圾的重視，生活垃圾焚燒處理與資源化技術進入到成熟階段。德國與法國首先開始利用焚燒后的熱能進行發(fā)電。該階段以爐排為代表的焚燒技術、煙氣處理技術以及焚燒設備高新技術取得了長足發(fā)展。據(jù)2009年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全世界的生活垃圾焚燒廠近2100座，其中生活垃圾焚燒發(fā)電廠約1000座。1985年，深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠從日本進口了兩臺垃圾焚燒爐，自此拉開了我國垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的序幕。隨著一大批環(huán)保產(chǎn)業(yè)化和環(huán)保高新技術產(chǎn)業(yè)化項目的相繼啟動，中國垃圾發(fā)電行業(yè)形成了以爐排技術為主，循環(huán)流化床技術、回轉(zhuǎn)窯技術、等離子氣化技術等多種處理技術共存的局面。
往復式爐排最適合生活垃圾焚燒發(fā)電
截至目前，我國垃圾焚燒發(fā)電廠總數(shù)超過200座，日處理生活垃圾總量超過20萬噸，裝機規(guī)模超過400萬千瓦，其主要應用技術為爐排爐焚燒技術與流化床焚燒爐技術。
根據(jù)歐盟委員會公布的《垃圾焚燒最佳可行技術指南》，目前用于固體廢棄物焚燒處理的技術大體上可分為4大類，即機械爐排、回轉(zhuǎn)窯、流化床及熱解氣化爐。其中，機械爐排中的往復式爐排最適合生活垃圾的焚燒及資源化處理，回轉(zhuǎn)窯適合危險廢棄物和醫(yī)療垃圾的焚燒處理，循環(huán)流化床適合市政污泥的焚燒處理，熱解氣化爐還處于實驗室研究階段，其應用很少。
機械爐排采用層狀燃燒處理生活垃圾，具有對垃圾的預處理要求不高、對垃圾熱值適應范圍廣、運行及維護簡便等優(yōu)點，是目前世界上最常用、處理量最大的生活垃圾焚燒爐技術。它的原理是，垃圾在爐排上通常經(jīng)過三個區(qū)段（預熱干燥段、燃燒段和燃盡段）。垃圾在爐排上著火，熱量來自上方的輻射、煙氣的對流以及垃圾層的內(nèi)部。爐排上已著火的垃圾通過爐排的翻轉(zhuǎn)作用，使垃圾層松動，透氣性加強，有利于垃圾的燃燒和燃盡。
循環(huán)流化床技術和回轉(zhuǎn)爐技術還待完善
循環(huán)流化床技術于70年前開發(fā)，在20世紀60年代用于焚燒工業(yè)污泥，70年代開始焚燒生活垃圾，80年代在日本得到一定應用，市場占有率達10%以上。但到90年代后期，由于煙氣排放標準的提高和自身存在的不足，焚燒生活垃圾的應用范圍受限。近年來國內(nèi)循環(huán)流化床焚燒爐得到了一定程度的應用，但多用于日處理垃圾500噸以下規(guī)模的垃圾處理項目。
循環(huán)流化床焚燒爐的焚燒機理與燃煤循環(huán)流化床相似，利用床料的大熱容量來保證垃圾著火燃盡，床料一般加熱至600攝氏度左右，再投入垃圾，保持床層溫度在850攝氏度。但對垃圾有破碎預處理要求，容易發(fā)生故障。另外，國內(nèi)大部分流化床均需加煤才能燃燒，其技術因此存在一定爭議。
回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的燃燒機理與水泥工業(yè)的回轉(zhuǎn)窯相類似，主要由一傾斜的鋼制圓筒組成，筒體內(nèi)壁采用耐火材料砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保護滾筒。垃圾由入口進入筒體，并隨筒體的旋轉(zhuǎn)邊翻轉(zhuǎn)邊向前運動，垃圾的干燥、著火、燃燒、燃盡過程均在筒體內(nèi)完成，并可根據(jù)筒體的改變調(diào)節(jié)垃圾在窯內(nèi)的停留時間?；剞D(zhuǎn)窯常用于處理成分復雜、有毒有害的危險廢棄物和醫(yī)療垃圾，在生活垃圾焚燒中應用較少。
