垃圾焚燒爐850 ℃/2 s環(huán)保指標的測點設置與監(jiān)管方法探討

摘 要：文章分析了垃圾焚燒爐850 ℃/2 s環(huán)保指標實時監(jiān)控與監(jiān)管過程中遇到的問題，列出了平均爐溫與煙氣停留時間的計算公式，提出通過公式計算增設850 ℃/2 s指標測點的方法來預警鍋爐看盤人員及時調控燃燒以保障達標運行，探討通過建立多方參與的監(jiān)管體系、完善監(jiān)管考核辦法、明確精細化監(jiān)管要求的方式來提升垃圾焚燒發(fā)電相關環(huán)保指標的監(jiān)管力度。

關鍵詞：垃圾焚燒;850 ℃/2 s;環(huán)保標記;精細化監(jiān)管

0 引言

隨著國民經濟的高速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，生活垃圾產生量增速明顯加快，將生活垃圾無害化、減量化、資源化處理已成為全社會的共同需求。目前垃圾處理應用的主要方法包含焚燒處理、衛(wèi)生填埋和垃圾堆肥3種。垃圾焚燒發(fā)電方法因項目用地省、處理速度快、減容效果好、污染排放低、能源利用高的優(yōu)點應用發(fā)展迅速，但在垃圾焚燒發(fā)電項目高速發(fā)展的同時更要注重環(huán)保運營，特別是要嚴格控制伴隨垃圾焚燒產生的危害性嚴重的環(huán)境污染物—二噁英的排放量?，F今國內外的研究成果表明，在高溫燃燒條件下大部分二噁英會被分解，由此，多項垃圾焚燒行業(yè)相關標準中均明確了垃圾焚燒爐內煙氣需在焚燒溫度850 ℃以上停留至少2 s的要求，對此要求的落實執(zhí)行與有效監(jiān)管成為保障垃圾焚燒發(fā)電項目規(guī)范運營的一項重要工作。

1 850 ℃/2 s環(huán)保指標的監(jiān)控問題與改善方案

垃圾焚燒爐型主要包含爐排型焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉窯焚燒爐和熱解氣化焚燒爐，其中爐排型焚燒爐技術發(fā)展最為成熟，在國內應用最為廣泛。目前在鍋爐運行過程中，因為鍋爐DCS控制系統(tǒng)操作界面中普遍未設置煙氣停留時間的測點，所以無法直觀監(jiān)視煙氣停留時長是否達標，只能依靠鍋爐看盤人員的運行經驗來控制。在實際的鍋爐燃燒調整中，存在看盤人員往往僅注重爐膛主控溫度區(qū)溫度達標，而對煙氣具體停留時長不甚知曉的問題，特別是在非常不利的工況下（如：煙氣量達到最大、垃圾熱值降到最低、垃圾量降至最少等），因此無法實時確認850 ℃/2 s指標是否達標或估量指標異常的程度，從而影響運行看盤人員及時做出對應的燃燒調整。

針對該現狀可采用在鍋爐DCS控制系統(tǒng)操作界面中增設850 ℃/2 s指標實時監(jiān)控測點的方法來解決。該測點的設置需基于850 ℃/2 s指標的標準要求。《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB 18485—2014）中對850 ℃/2 s指標的要求如表1所示。

生活垃圾焚燒爐通常在爐膛的上、中、下3個斷面上各安裝3個爐溫測點，共9個，稱為“33布點”。依據目前國內垃圾焚燒企業(yè)大量的爐排型焚燒爐爐溫分布情況統(tǒng)計分析，爐溫分布符合上斷面爐溫<中斷面爐溫<下斷面爐溫的規(guī)律^[1]，當上斷面爐溫達標時則爐膛內整體焚燒溫度達標，所以可將上斷面平均爐溫作為850 ℃/2 s指標監(jiān)控溫度數據點，其不低于850 ℃時認為達標，公式計算如下：

?

式中：T₁為上斷面平均爐溫;T₁₁，T₁₂，T₁₃為上斷面的 3個測點溫度。

爐膛內煙氣停留時間受爐膛尺寸、煙氣流量、爐內溫度及二次風擾動等因素影響，其可使用焚燒爐爐膛設計尺寸數據和運行中的實時煙氣流量等數據來估算，估算公式如下：

?

式中：S為煙氣在爐膛內的停留時間，s;H為爐膛上下斷面間的高度，m;v為爐內煙氣平均流速，m/s;Q為爐膛溫度下的標準煙氣流量，m³/h;A為爐膛截面積，m²;q為爐膛溫度下的實時煙氣流量，m³/h;T₀為爐膛平均溫度，℃。T₀可使用以下公式計算：

?

式中：T₂₁，T₂₂，T₂₃為中斷面的3個測點溫度;T₃₁，T₃₂，T₃₃為下斷面的3個測點溫度。

在煙氣停留時間計算公式中，爐膛高度與爐膛截面積為定值，數據可查詢鍋爐設計文件，爐膛平均溫度與實時煙氣流量為變動值，通過計算可反映實時的煙氣停留時間。標準中涉及的煙氣是指爐膛出口處的煙氣，在鍋爐實際運行中該處煙氣流量數值較難獲取，可采用較易獲取的引風機出口煙氣流量數值替代，鍋爐運行中因不可避免的漏風因素導致引風機出口煙氣流量一定大于同時段的爐膛出口處的煙氣流量，但從煙氣停留時間計算公式分析，煙氣流量數值偏大會導致計算出來的煙氣停留時間數據偏小，這有利于看盤人員參照該數據及時做出燃燒調整，符合發(fā)出預警從而提前調整的需求。

綜上所述，為實現850 ℃/2 s指標的實時監(jiān)控可在鍋爐DCS控制系統(tǒng)操作界面中增加兩個監(jiān)控測點。測點設置如圖1所示，監(jiān)控點1命名為爐膛溫度，采用上斷面平均爐溫T₁計算數據，達標條件為不低于850 ℃;監(jiān)控點2命名為停留時間，采用煙氣停留時間S計算數據，達標條件為不低于2 s。這兩個監(jiān)控點的實時數據波動情況將為看盤人員及時做出對應性燃燒調整提供有力支持。

2 850 ℃/2 s環(huán)保指標的監(jiān)管問題與改善方案

針對垃圾焚燒發(fā)電廠850 ℃/2 s環(huán)保指標的上級監(jiān)管目前主要由兩部分組成，第一部分是線上監(jiān)管，生態(tài)環(huán)境部污染源監(jiān)控中心通過生活垃圾焚燒發(fā)電廠自動監(jiān)測數據公開平臺對發(fā)電廠運營方上傳的爐溫數據達標情況在線監(jiān)管，并在《生活垃圾焚燒發(fā)電廠自動監(jiān)測數據應用管理規(guī)定》中明確要求正常工況下垃圾焚燒爐爐膛內熱電偶所測溫度的5 min均值不得低于850 ℃。在排除規(guī)范標記得以豁免的情況后，若一個自然日內低于850 ℃累計超過5次的，認定為“未按照國家有關規(guī)定采取有利于減少持久性有機污染物排放的技術工藝和方法”，將依照大氣污染防治法予以處罰^[2]。第二部分是線下監(jiān)管，主要依據《生活垃圾焚燒廠評價標準》（CJJ/T 137—2019），從工程建設水平評價方面對焚燒爐爐膛主控溫度測點布置圖及煙氣停留時間進行審查，要求爐膛主控溫度區(qū)容積滿足煙氣在850 ℃以上停留時間大于2 s，從運行管理水平評價方面對全年爐膛主控溫度區(qū)溫度記錄資料進行審查，核查溫度數據是否有失真實情況以及煙氣停留時間計算是否合理，并按全年正常運行時間內最差焚燒爐的最差月爐溫低于850 ℃的累計時間占總正常運行時間的比值等比例扣分。綜合來看，線上監(jiān)管的方式存在難以就焚燒廠運營方對低于850 ℃情況標記事由的真實性與準確性及時逐項核查的問題，另外針對一個自然日內低于850 ℃累計不超過5次的情況需完善相應監(jiān)管舉措，彌補法規(guī)管控空檔，線下監(jiān)管的方式存在常見焚燒廠運營方爐溫報表的格式、標注、歸檔等事項處理不完善的問題。

850 ℃/2 s環(huán)保指標的監(jiān)管問題反映出需逐步建立由各級政府、各級環(huán)衛(wèi)部門、運營單位、第三方監(jiān)管單位、公眾等多方參與的監(jiān)管體系來共同推進生活垃圾焚燒發(fā)電廠的全方位監(jiān)管^[3]。目前由政府方聘請專業(yè)的第三方監(jiān)管單位提供駐廠運營監(jiān)管服務，監(jiān)管效用優(yōu)勢明顯。運營監(jiān)管的主要內容涉及設備運行檢修、安健環(huán)工作、應急措施、日常管理等方面，對運營方環(huán)保標記工作的實時監(jiān)督與檢查是駐廠監(jiān)管人員的一項職責，主要從標記規(guī)范性核對、標記事件臺賬記錄核查、檢修處理工作現場監(jiān)督與拍照留證、違規(guī)情況監(jiān)管處置等方面落實監(jiān)管工作任務。監(jiān)管過程中主要參照生活垃圾焚燒廠運行監(jiān)管相關法規(guī)標準、項目特許經營協議、環(huán)評批復文件、安全規(guī)程、運行規(guī)程等制定項目運營監(jiān)管考核辦法，考核結果可與垃圾處理貼費掛鉤以強化監(jiān)管力度。對一個自然日內低于850 ℃累計不超過5次的情況可納入監(jiān)管考核管理，目的是督促運營方強化燃燒調整，減少不達標情況發(fā)生次數，提高環(huán)保指標控制力度。對爐溫報表資料的常見性問題，可推進精細化監(jiān)管工作，明確監(jiān)管要求，例如要求爐溫曲線日報中增加850 ℃恒值點紅線顯示、爐溫異常情況時報表資料中需標注原因、運營資料歸檔時應復核無誤并編錄成冊等。

3 結語

在生活垃圾焚燒發(fā)電廠運營過程中，通過在鍋爐DCS控制系統(tǒng)操作界面中增設850 ℃/2 s指標實時監(jiān)控測點的方法可預警提醒鍋爐看盤人員及時做出燃燒調整以保障該環(huán)保指標達標情況良好。

建立多方參與合力共管的監(jiān)管體系可有效發(fā)揮對生活垃圾焚燒發(fā)電廠的全方位深層次的監(jiān)管效能，完善項目運營監(jiān)管考核辦法以消除850 ℃/2 s環(huán)保指標的監(jiān)管空檔，推進精細化監(jiān)管工作，促進運營資料歸檔規(guī)范性的提升。

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（編輯?王雪芬）

Discussion of measuring point setting up and supervision method of

850 ℃/2 s environmental protection index of waste incinerator

Wang Yuzhong

（Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200232， China）

Abstract：This paper analyzes the problems encountered in real-time monitoring and supervision of 850 ℃/2 s environmental protection index of waste incinerator， lists the calculation formula of average incinerator temperature and smoke residence time， and proposes calculating the added 850 ℃/2 s index measuring point by formula to warn boiler disc workers to control combustion in time to ensure standard operation. Furthermore， it explores improving the supervision of environmental protection index related to electricity generation by waste combustion by means of building many party participation supervision system， improving supervision assessment method and making the lean supervision requirements clear.

Key words：waste combustion; 850 ℃/2 s; environmental protection mark; lean supervision

作者簡介：王玉忠（1984— ），男，山西大同人，工程師，碩士;研究方向：垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)第三方監(jiān)管。