1、成都市九江環保發電廠項目投標文件第一卷 第五章 爐型論證與工藝流程描述第五章 爐型論證與工藝流程描述上海環境集團有限公司目 錄5.1 爐型論證I-5-15.2 主要機械爐排爐技術簡介I-5-15.2.1 JFE超級往復移動爐排技術I-5-15.2.2 意大利英波基洛公司STEINMULLER爐排技術I-5-25.2.3 三菱重工馬丁爐排技術I-5-35.2.4 吉寶西格斯（KEPPLE-SEGHERS）公司焚燒技術I-5-45.2.5 日本田熊SN型爐排技術I-5-55.2.6 日立造船VONROLL爐排技術I-5-65.2.7 荏原HPCC爐排I-5-75.3 本項目擬選的焚燒爐技術I-5-

2、85.4 工藝流程說明I-5-105.4.1 全廠工藝流程I-5-105.4.2 垃圾流程I-5-115.4.3 煙氣流程I-5-125.4.4 空氣流程I-5-125.4.5 爐渣流程I-5-135.4.6 飛灰流程I-5-135.4.7 汽、水流程I-5-135.1 爐型選擇根據招標文件的要求，本項目焚燒爐選用往復式機械爐排爐。5.2 主要機械爐排爐技術簡介 5.2.1 JFE超級往復移動爐排技術杰富意(JFE)公司的機械爐排焚燒爐技術是在1970年從丹麥Volund公司引進的，至今在國內外積累了140多個建廠業績，其中，在東南亞國家有4個（臺灣1座，泰國2座，馬來西亞1座）。30多年來，

3、JFE不斷地改進其爐排技術，同時自行開發了獨特的JFE (Hyper Stoker) 超級往復式爐排。JFE公司的垃圾焚燒技術具有下列特點：（1）爐排攪拌效果較好。（2）實現了爐排漏灰少、防止爐排漏灰堵塞和粘結。（3）爐排條的材質具有高度的耐磨性、耐高溫腐蝕性和抗裂性能。（4）爐排的熱膨脹對策：為了防止縫隙的發生，在嵌條的周圍設有彈簧裝置使爐排固定。爐排的熱膨脹被彈簧裝置吸收。（5）使用高壓損的爐排：通過降低空隙率，增大流速從而確保通風阻力，使爐排的固有通風壓損較大；爐排通風不易受垃圾層厚度的影響，能均勻的供應燃燒空氣，達到穩定燃燒的效果。（6）焚燒爐的煙氣二次回流技術：燃燒室里設置中間隔板，

4、燃燒氣體被分離往兩個方向上升并在中間隔板的上面再次合流而產生氣體渦流，未燃氣體和燃燒氣體能充分混合攪拌從而在低燃燒空氣比的情況下實現完全燃燒，大幅度地減少了氮氧化物和二噁英等有害物質的產生量。圖5.2-1 JFE超級往復爐排焚燒爐示意圖5.2.2 意大利英波基洛公司STEINMULLER爐排技術意大利英波基洛公司目前是歐洲最大的焚燒爐生產廠家之一，該公司由Noell、Babcock和Steinmuller三個公司重組而成，業績中單臺最大處理量可達973噸/天，國內上海江橋、寧波楓林兩個千噸級的焚燒廠均采用了該公司的爐排。該種爐排靈活性較強，能夠根據不同的垃圾成分、不同的垃圾熱值以及季節性變化進

5、行工況調整。Steinmuller的爐排技術特點有：（1）整個爐排系統沿垃圾運動方向分成五組爐排，每組爐排有獨立的液壓驅動單元，每組爐排運動速度和進風量都可以單獨調節，確保燃燒的靈活性。（2）傳統的Steinmuller爐排設有兩個階梯，一般設在第二和第三組爐排以及第四和第五組爐排間，這樣有利于垃圾的干燥著火，并使垃圾在燃燒過程中能夠得到充分的攪拌。（3）整個爐排系統由四根拉桿懸吊，這樣在運行過程中能有效減少熱位移。（4）爐排冷卻方式為風冷，如果將來垃圾熱值升高，也可以改為水冷。（5）英波基洛公司吸取了國內已建成的幾個大型焚燒廠的經驗，為確保垃圾的充分燃燒，在原有基礎上增大了爐排的面積，降低了

6、爐排的機械負荷和熱負荷。（6）對燃燒空氣進行預熱，預熱溫度為200左右。圖5.2-2 英波基洛Steinmuller爐排示意圖5.2.3 三菱重工馬丁爐排技術三菱重工(MHI)已有100多年的歷史，從1964年以來從事垃圾焚燒廠的建設工程。三菱重工在七十年代引進德國馬丁公司的技術以后，經過不斷的技術創新與完善，成功的將三菱馬丁式垃圾焚燒成套技術與設備適用于亞洲。除日本外，21座生活垃圾焚燒廠的業績遍布亞洲，業績中單臺最大處理量可達720噸/天，即2000年在新加坡投產的大士南垃圾焚燒廠(6×720 t/d)。在中國大陸，三菱重工馬丁爐排技術擁有4座焚燒廠的應用業績。三菱馬丁爐排的特點

7、為逆推往復式運動爐排，由固定爐排和活動爐排交替安裝而成，爐排運動方向與垃圾運動方向相反，其特點是：（1）燃燒空氣從爐底部送入并從爐排塊的縫隙中吹出，對爐排有良好的冷卻作用。（2）每個爐排推動時均能做到與四周的爐排呈相對運動，可使粘結在爐排通風口上的一些低熔點物質吹走，保持良好的通風條件。（3）由于逆向推動可相應延長垃圾在爐內的停留時間，因此在處理能力相同的情況下，爐排面積可以小于順推爐排。（4）深圳清水河和浦東御橋垃圾焚燒爐等經驗證明逆推往復式運動爐排適合于國內高水分、高灰份垃圾的特性。（5）燃燒空氣采用蒸汽加熱到200，當垃圾熱值低于設計熱值時，也可采用加熱燃燒器來加熱空氣。圖5.2-3 三

8、菱-馬丁爐排結構簡圖5.2.4 吉寶西格斯（KEPPLE-SEGHERS）公司焚燒技術西格斯公司成立于1974年，1985年開始從事生活垃圾焚燒處理事業。目前在歐洲和亞洲等地建廠140多座，采用SEGHERS焚燒技術建廠27座，其中在中國大陸有7座焚燒廠的應用業績。西格斯焚燒爐采用將輸送動作(水平運動)、翻攪和通風動作(垂直運動)區分開的爐排控制系統，滑動爐排推動垃圾向前運動并決定垃圾層的厚度及垃圾停留時間；擺動爐排則起到攪動垃圾層的作用。SEGHERS焚燒爐爐排的特點有：（1）具有多級燃燒區。（2）在完全控制下進行燃燒的爐排。（3）對垃圾的適應性較強。（4）爐排在車間預組裝，縮短了現場安裝工

9、期。圖5.2-4 西格斯爐排結構簡圖5.2.5 日本田熊SN型爐排技術該公司于1957年開始著手垃圾焚燒設備的開發，1963年1月建成日本國內第一座連續式機械爐排的大阪市住之江工廠（150t/d×3）。截至2002年3月，在海內外已有340多座垃圾焚燒廠的業績。多年來積累了大量的業績和技術，它的技術具有完整的綜合工藝，有垃圾焚燒爐、煙氣冷卻設備、煙氣處理設備、余熱利用設備。焚燒技術有爐排焚燒爐技術、流化床焚燒爐技術、氣化熔融技術和生物質氣化技術。日本田熊的SN型爐排技術在中國大陸擁有5個焚燒廠的應用業績。其爐排技術特點為：（1）在往復爐排的基礎上改良開發的新型爐排SN型爐排，采用足夠

10、的爐排面積，設置兩個階梯，使垃圾在爐內翻滾并燃燒。（2）具有較高的爐內通風能力，其配備的供氣管不受垃圾層厚度的影響，它與各爐體組合，均勻地提供空氣。（3）高耐久力：在每個爐排條后有鰭狀物，用來提高爐排條的降溫效率，這樣可以防止爐排燒損。爐排條采用特殊難熔的鑄鋼制造。（4）燃燒過程采用四個驅動單位：一個在干燥階段，兩個在燃燒階段，一個在燃燼階段。因此，通過調整各獨立驅動單位的速度，能控制垃圾和灰層的厚度。（5）低空氣比使鍋爐高效化，減輕煙氣處理負荷。圖5.2-5 SN型爐排結構簡圖5.2.6 日立造船VONROLL爐排技術日立造船VONROLL爐排技術在亞洲（除日本外）擁有臺灣5座焚燒廠、韓國6

11、座焚燒廠、中國大陸1座焚燒廠（成都洛帶）的應用業績，其爐排特點如下：（1）除活動爐排和固定爐排外還設置了剪切刀，增加了對垃圾的剪切破碎效果。剪切刀設置在燃燒爐排處，一列的燃燒爐排的剪切刀用一個液壓缸驅動，一臺焚燒爐有兩個液壓缸，按定速進行前進和后退，油量由速度控制器調整。（2）爐排分活動梁和固定梁，通過活動梁的動作，爐排反復進行前進、后退動作。通過爐排的動作和爐排之間的落差，對垃圾進行松散和攪動，使垃圾充分燃燒。（3）一次風從活動爐排和固定爐排之間以及設置在爐排片上的通風孔均勻地吹出，進行爐排冷卻和助燃。（4）自動燃燒控制系統具有較高的穩定性。圖5.2-6 日立造船VONROLL爐排結構簡圖5

12、.2.7 荏原HPCC爐排所謂HPCC，是“High Pressure Combustion Control”的縮略語，即指高速（壓）燃燒型爐排。荏原HPCC爐排的主要技術特點如下：（1）恰當的爐排安裝角度。爐排整體的安裝角度為水平、可動爐排上傾20度角的斜上推動作用可確保垃圾的翻轉、攪拌、打散，使燃燒控制簡便。（2）無間隙的橫向爐排。燃燒空氣均等而全面地吹出，不會出現局部偏漏現象。爐排片相互之間的側面經機械加工等形成緊密結合的結構，因此爐排片之間無間隙，在該部位獲得較大的壓力損失。（3）爐排的動作。確保對垃圾層的控制，保證最佳燃燒狀態。根據垃圾品質、垃圾量以及燃燒控制，如需變更爐排動作行程，

13、以可動基準點為中心前后調整。爐排的前進后退速度通過油量控制閥的開閉來調節。（4）利用爐排熱膨脹吸收裝置，恰當地吸收爐排片的熱膨脹，不會對爐排的動作產生約束，同時爐排片間的縫隙能夠經常地保持均勻。（5）荏原在爐排設計中充分的融入了人性化和高效率的特點，爐排片的更換只需要一個人和兩根常規的撬棍工具，在三分鐘之內就能完成。圖5.2-7 荏原HPCC焚燒爐系統示意圖5.3 本項目擬選的焚燒爐技術根據投標文件技術部分第3章3.3.3節中對垃圾性質的分析，投標人總結成都市的生活垃圾具有以下幾個特點：（1）含水率較高。成都市雨水較多，空氣濕度大，同時由于居民生活習慣的原因，生活垃圾中廚余含量大，這些原因導致

14、成都市的生活垃圾中水分含量較高；（2）渣石含量較大。目前成都市的生活垃圾中渣石含量較大，根據招標方提供的資料來推測，這一情況可能會持續較長時間；（3）熱值逐步提高。作為我國西南部重要城市，隨著西部大開發戰略的實施，近年成都市的經濟快速發展，生活垃圾中廢塑料、廢紙張將會增多，導致垃圾熱值提高。按日本、臺灣、新加坡的經驗統計，生活垃圾熱值在20年之后可能達到18002000kcal/kg左右。根據投標人在生活垃圾焚燒廠長期的設計和運行經驗，針對上述垃圾特性，選擇本項目焚燒爐技術應遵循以下原則：（1）選用二次回流式或者逆流式的爐膛結構形式有利于高水分垃圾的烘干；圖5.3-1 焚燒爐爐膛的種類（2）增

15、加干燥段的爐排面積，并提高一、二次燃燒空氣的預熱溫度到250，也有利于高水分、低熱值垃圾的焚燒；（3）垃圾中含有磚瓦、渣石等，容易導致爐排的卡塞，所以不宜采用運動結構復雜的爐排；（4）為了利于垃圾的混合均勻，又不能采用過于復雜的運動結構，最佳的方式就是在爐排上設置多級落差，投標人設置了三級大的落差壁：給料器與干燥段之間、干燥段與燃燒段之間、燃燒段與燃燼段之間，足以使垃圾發生有效的翻轉。（5）在整個特許經營期垃圾熱值變化范圍大，所以建議在爐膛中采用中間隔板，在熱值變動范圍大時，只要經過簡單的技改修改中間隔板的角度，就相當于把爐膛結構形式由逆流式改變成了對流式，從而適用高熱值垃圾的焚燒。另外，焚燒

16、爐預留滲瀝液回噴口，預備將來在垃圾熱值提高到一定程度時將垃圾滲瀝液回噴入爐焚燒。圖5.3-2 爐膛中間隔板不同熱值比較圖鑒于以上理由，投標人建議采用JFE的二次回流超級往復式爐排爐，同時投標人也對JFE的業績進行了考察，JFE在日本以及東南亞擁有71座垃圾焚燒廠的經驗，而且JFE在1990年以前建造的43座垃圾焚燒廠的熱值范圍均與本項目類似。同時JFE的爐排具有二次混合燃燒均勻充分，低NOX、低二惡英和低熱灼減率以及高可靠性等優點。故投標人擬采用JFE的二次回流超級往復式爐排爐。若本公司中標，會按國家法規進行公開招標確定爐排供應商。5.4 工藝流程說明5.4.1 全廠工藝流程垃圾焚燒發電廠主要

17、由垃圾接收與儲存系統、垃圾焚燒系統、余熱利用系統、煙氣凈化系統、自動控制系統、電氣系統、灰渣處理系統、垃圾滲濾液處理系統以及給排水系統等子系統組成。全廠工藝流程主要包括垃圾流程、煙氣流程、空氣流程、灰渣流程以及汽、水流程等。全廠工藝流程示意圖如圖5.4-1所示。詳細的工藝流程圖見附圖8。圖5.4-1 全廠工藝流程示意圖5.4.2 垃圾流程（1）垃圾由垃圾運輸車運送至焚燒廠，經地磅稱量后倒入垃圾貯坑暫時儲存。（2）兩組垃圾抓吊每小時以不超過20分鐘的時間將垃圾貯坑中的垃圾送入焚燒爐的進料斗，其它時間對貯坑中的垃圾進行攪拌、混合、倒垛操作，使垃圾混合均勻。（3）垃圾通過料斗、溜槽，由給料機推送至焚

18、燒爐內的爐排干燥段。（4）新送入的垃圾經爐排干燥段干燥后，在爐排的推送和重力的作用下翻轉移動至爐排燃燒段，與燃燒段上已燃燒的垃圾混合，引燃和著火過程同時進行。（5）垃圾在爐排的燃燒段、燃燼段依次完成燃燒、燃燼過程。（6）垃圾在爐排上完全燃燒，燃燼后的固體產物爐渣經出渣口落入出渣機。5.4.3 煙氣流程（1）煙氣流程為：垃圾焚燒產生的高溫煙氣余熱鍋爐煙氣凈化系統引風機煙囪。（2）生活垃圾在焚燒爐內焚燒產生的高溫煙氣經過余熱鍋爐與汽、水進行熱交換后，煙氣溫度冷卻至190230。（3）從余熱鍋爐出來的煙氣進入煙氣凈化系統。煙氣首先經過半干式旋轉噴霧反應塔，在反應塔內，煙氣與旋轉霧化器噴出的石灰漿液充

19、分混合，煙氣中的HCl、SOX等酸性氣體與Ca(OH)2發生中和反應后被去除。（4）從反應塔出來后，煙氣冷卻至約160然后進入袋式除塵器。在袋式除塵器和反應塔之間的煙道上設有消石灰噴射裝置和活性炭噴射裝置，通常情況下半干法完全可以滿足酸性氣體的脫除需要，因此消石灰噴射裝置處于在線備用狀態。當垃圾中硫、氯的含量很高而導致煙氣中酸性氣體含量特別大時，消石灰噴射裝置自動投入運行，噴射出來的消石灰粉末與煙氣中的酸性氣體發生中和反應，確保任何時刻的酸性氣體排放達標。在煙道中的活性炭噴射裝置則噴射出大量的粉末活性炭，可高效吸附煙氣中的重金屬類和二惡英類物質。由于袋式除塵器的濾袋纖維表面附有一層從煙氣中捕捉下來的未反應的Ca(OH)2粉末以及活性炭粉末，還可進一步去除煙氣中的酸性氣體、二惡英與重金屬。（5）經過袋式除塵器后的煙氣由引風機送入煙囪，從高空排入大氣。5.4.4 空氣流程（1）燃燒空氣系統包括一次燃燒空氣系統和二次燃燒空氣系統兩部分。（2）一次燃燒空氣經一次風機由垃圾貯坑上方空間抽取，可保證垃圾貯坑處于負壓狀態，坑中的臭氣不會外泄。（3）一次風機出口空氣經蒸汽-空氣預熱器預熱后，進入爐排下部，然后經爐排通風孔進入爐膛助燃。（4）二次燃燒空氣（混合用）也由垃圾貯坑抽取，經蒸汽-空氣預熱器預熱后，通過二次風機由高速噴嘴噴入二次燃燒室，在二次