蘇州市生活垃圾焚燒發(fā)電廠爐渣熱灼減率監(jiān)測與分析

謝瑞林，錢寅飛

（蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處，江蘇 蘇州 215007）

蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處固廢處置監(jiān)管中心作為蘇州市生活垃圾處理終端的監(jiān)管單位，從2011年1月開始委托第三方權(quán)威機構(gòu)對焚燒廠爐渣熱灼減率開展監(jiān)測。通過對該項目的實施，既可加大對焚燒爐工況監(jiān)控管理，更為焚燒監(jiān)管提供科學(xué)、有力的依據(jù)，又可嚴防運行企業(yè)多燒快燒，確保焚燒持續(xù)穩(wěn)定進行。

1 蘇州市垃圾焚燒廠概況

蘇州市垃圾焚燒發(fā)電廠由中國光大國際有限公司與蘇州市人民政府采用BOT合作方式投資建設(shè)，利用蘇州城市生活垃圾為燃料進行電力生產(chǎn)。整個項目由一、二期、三期（建設(shè)中）組成。

焚燒工藝：目前蘇州市近70%的生活垃圾（約2 600 t/d）進入焚燒發(fā)電廠處置，生活垃圾卸料至垃圾倉內(nèi)分區(qū)堆放發(fā)酵后投入往復(fù)式機械爐排焚燒爐，焚燒爐出口布置臥式多回程余熱鍋爐，過熱蒸汽進入抽凝式汽輪發(fā)電機組，焚燒煙氣經(jīng)過滲瀝液回噴+脫硝+半干法脫酸+活性炭噴射吸附+干法脫酸+布袋除塵裝置后達到歐盟2000標準，高空排放。焚燒爐渣采用制磚形式進行綜合利用，主要用于生產(chǎn)非燒結(jié)尾礦磚。蘇州市垃圾焚燒發(fā)電廠工藝見圖1。

爐型介紹：一期1#、2#、3#爐2006年投入商業(yè)運行，每臺爐日處理能力350 t，二期4#、5#爐于2009年投入商業(yè)運行，單臺爐日處理能力500 t，一、二期均采用Seghers－Keppel公司技術(shù)生產(chǎn)的多級爐排垃圾焚燒爐，其關(guān)鍵部件由Seghers－Keppel公司供貨，其余部分設(shè)備由國內(nèi)加工制造。

2 監(jiān)測方案

爐渣樣本采取不定期采集方式，平均每月取樣2次，5臺爐（分別編號1～5#爐）每次每臺焚燒爐采集10個樣本，通過對采集的樣本進行預(yù)處理、制樣、測試等過程，獲得每個樣本的熱灼減率檢測值，對檢測結(jié)果進行統(tǒng)計分析，計算得到平均值和標準偏差，樣本結(jié)果x以樣本的平均值（x）和平行樣本的標準偏差（s）組合表示，即：x=±s，最終形成監(jiān)測數(shù)據(jù)報告。2011年度對蘇州市生活垃圾焚燒廠焚燒爐渣共進行29次采樣測試，其中一期1#、3#爐和二期5#爐由于停爐檢修原因存在幾次未采集到樣品的情況。

3 實驗結(jié)果與分析

根據(jù)CJJ 90—2009生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范的要求，為確保達到焚燒垃圾污染物排放標準，確保二惡英高溫分解，在規(guī)定燃燒室燃燒溫度條件下，熱灼減率應(yīng)達到不大于3%～5%的指標。在CJJ/T 137—2010生活垃圾焚燒廠評價標準中將爐渣熱灼減率測試結(jié)果作為垃圾焚燒效果評價項的子項，當(dāng)爐渣熱灼減率月平均值≤3%，最高值不大于5%時可給予滿分；當(dāng)月均值大于5%時，給予0分。

因此，將3%和5%作為2個分界點進行數(shù)據(jù)匯總分析，以比較焚燒線間焚燒效率的差異，使熱灼減率測試值更符合標準要求。

3.1 年度數(shù)據(jù)評價

對2011年度1～5#爐的爐渣熱灼減率平均值統(tǒng)計，可得到各爐熱灼減率年均值比較圖（見圖2）。

從圖2可知：一期1#、2#、3#爐均值十分接近，在4.1%左右。二期4#、5#爐的爐渣熱灼減率均值明顯低于一期熱灼減率均值。分析原因主要與一期的設(shè)備老化（爐排間間隙增大）及二期焚燒爐在技術(shù)和工藝上有所改進有關(guān)。

根據(jù)各臺爐年度監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，蘇州市生活垃圾焚燒廠5臺爐的爐渣熱灼減率平均值分別為4.05%、4.07%、4.06%、3.52%和 3.65%，焚燒水平符合CJJ/T 137—2010所規(guī)定的中等水平。

3.2 單臺爐評價

將不同焚燒線單臺爐所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照3%與5%分界線進行匯總統(tǒng)計，得到表1。

從樣本的測試結(jié)果比較可知，一期2#爐的單個爐渣樣本測試結(jié)果要好于其他2個焚燒爐的樣本測試結(jié)果。3#爐次之，1#爐焚燒效果最差。在實際生產(chǎn)運行中，2#爐的工況表現(xiàn)穩(wěn)定良好，在2011年度曾創(chuàng)下連續(xù)穩(wěn)定運行180余d的蘇州市垃圾焚燒發(fā)電廠運行記錄。1#爐工況最不穩(wěn)定，爐排故障率較高，1 a中（2011年）還發(fā)生過5段爐排脫落的事故。通過將焚燒爐的運行監(jiān)控記錄與熱灼減率的檢測數(shù)據(jù)進行對比分析，結(jié)果吻合。

表1 單臺爐監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計

二期2條焚燒線中4#爐290個爐渣樣本中，有3.4%個樣本的熱灼減率測試結(jié)果超過標準控制值，有34.8%個樣本測試結(jié)果在3%以下。5#爐270個樣本中有3.7%個樣本的熱灼減率測試結(jié)果超過標準控制值，有28.5%個測試結(jié)果在3%以下。比較測試結(jié)果可知在該階段二期4#爐的焚燒效率要高于二期5#爐。

從單個樣本測試結(jié)果比較中也可知，二期焚燒爐的焚燒效率優(yōu)于一期焚燒爐。2條焚燒線爐渣樣本的超標樣本數(shù)均在4%以下，比一期焚燒線的超標率低了8個百分點。熱灼減率在3%以下的樣本數(shù)占樣本總數(shù)的30%左右，比一期焚燒線高了近10個百分點。再次說明二期焚燒爐在技術(shù)和工藝改進之后，焚燒爐的運行、焚燒效率、焚燒處理的減量、減容化都有明顯提升。

3.3 趨勢變化分析

將每個月的測試結(jié)果進行匯總計算得出爐渣熱灼減率的月度均值，結(jié)果見表2。

表2 2011年蘇州市生活垃圾焚燒廠爐渣熱灼減率月均值 %

通過表2再次驗證了二期焚燒線的焚燒效果要優(yōu)于一期焚燒線。2011年10月，一期的3條焚燒線各有1次超標情況，超標值依次為7.18%、7.16%和 6.71%，超過了 6%，分別比 GB 18485—2001生活垃圾焚燒污染控制標準中的控制值高了2.18、2.16和1.71個百分點，同期二期的2條焚燒線雖然監(jiān)測值相對較高，但未出現(xiàn)超標情況。

從爐渣熱灼減率≤3%的情況比較中也可以驗證二期焚燒線的焚燒效率優(yōu)于一期焚燒線，其中二期焚燒線有3次樣本的月均值≤3%，一期1#焚燒線樣本在2011年7月的測試均值在3%以下，為2.74%，其余一期焚燒線爐渣熱灼減率月度均值均在3%以上。

將月平均值匯總表轉(zhuǎn)化成月平均值比較（見圖3），可以更好地觀測焚燒爐全年的運行情況。

從圖3可知，焚燒廠全年的爐渣熱灼減率呈起伏波動的趨勢。從運行監(jiān)管角度分析，根據(jù)蘇州市垃圾焚燒特許經(jīng)營權(quán)協(xié)議要求，焚燒廠的爐渣熱灼減率需控制在5%以內(nèi)，否則將進行違約罰款。4、5、6月取樣結(jié)果中均出現(xiàn)了超標樣本（月均值未超標），監(jiān)管部門對此進行了警示、違約處罰。之后，焚燒廠向監(jiān)管部門提交了整改報告，生產(chǎn)運行進行了相應(yīng)調(diào)整，7、8、9月檢測結(jié)果顯示了整改效果。至10月，監(jiān)測數(shù)據(jù)急劇上升，焚燒廠提交的分析整改報告指出主因為人員思想松懈，采取爐渣指標與運行人員的績效掛鉤的方式，加強內(nèi)部考核力度。后續(xù)2個月爐渣熱灼減率均值逐步下降，至12月，5臺爐的均值低至3%左右，達到了全年的最好水平。

4 結(jié)論與建議

1）蘇州市生活垃圾焚燒廠5臺爐爐渣熱灼減率平均值為 3.52%～4.07%，均在GB 18485—2001控制值5%以下，焚燒水平處于CJJ/T 137—2010所規(guī)定的中等水平。

2）蘇州市生活垃圾焚燒廠二期焚燒線的焚燒效率要明顯優(yōu)于一期焚燒線，其中一期2#爐焚燒效果最好，3#爐次之，1#爐最不穩(wěn)定；二期4#爐焚燒效果好于5#爐。

3）焚燒效果不僅與設(shè)備工況有關(guān)，運行人員的責(zé)任心及操作能力也是影響焚燒效果的重要原因之一。

蘇州市生活垃圾焚燒廠要繼續(xù)提高焚燒效果，不斷降低爐渣熱灼減率，力爭將均值保持在3%以內(nèi)，建議：①監(jiān)管部門要繼續(xù)做好爐渣熱灼減率的抽檢工作，真實、權(quán)威地反映蘇州市生活垃圾焚燒廠的焚燒效果。以《特許經(jīng)營權(quán)協(xié)議》及量化考核制度為抓手，對發(fā)現(xiàn)的問題及時要求焚燒廠進行整改，杜絕多燒快燒。另外，建立健全考核機制，將焚燒效果或上網(wǎng)電量與績效考核掛鉤，提高運行人員主觀能動性。②針對一期焚燒線熱灼減率相對較高的現(xiàn)象，焚燒運行部門可通過增加燃燼區(qū)的停留時間、調(diào)整風(fēng)量配比、加強管理等方式降低焚燒爐渣的熱灼減率。③目前，國內(nèi)所有的生活垃圾焚燒企業(yè)都需要政府補貼，為使政府的每一分補貼都能確實發(fā)揮作用、落到實處，2012年3月國家發(fā)改委發(fā)布《國家發(fā)展改革委關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價格政策的通知》（發(fā)改價格〔2012〕801號），文件要求由以垃圾焚燒進行補貼形式轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦繃嵣罾鬯闵暇W(wǎng)電量的補貼形式，國家也在通過相關(guān)政策引導(dǎo)、鼓勵垃圾焚燒企業(yè)來提高噸垃圾發(fā)電量，所以建議國內(nèi)生活垃圾焚燒企業(yè)應(yīng)逐步轉(zhuǎn)變之前片面追求垃圾處理量及發(fā)電量的觀念，把提高噸垃圾發(fā)電量作為主要生產(chǎn)考量依據(jù)，盡量把每噸垃圾的能量余熱發(fā)揮出來，同時又減少生活垃圾總量。