摘 要：

針對垃圾焚燒電站現有循環流化床垃圾焚燒爐拆改成爐排型焚燒爐，介紹了垃圾預處理、焚燒爐及排渣系統、汽輪發電機組、煙氣凈化及飛灰固化系統、結構改造的具體內容，分析了改造方案，并以陜西某垃圾發電廠為例對改造方案進行投資分析，為今后循環流化床焚燒爐拆改成爐排型焚燒爐，實現技術升級提供了方案及投資參考。

1 垃圾焚燒廠工藝系統簡介

目前焚燒電站的垃圾均由垃圾運輸車運送，經汽車衡稱重后通過坡道進入卸料大廳并卸入原生垃圾倉暫存。垃圾倉抓斗將垃圾送入各焚燒爐的進料斗，垃圾通過進料斗、溜槽，由給料機推送至焚燒爐內，燃燼的爐渣經出渣口落入出渣機，最后送至綜合處理廠。

垃圾池產生的滲瀝液經滲瀝液處理站處理后排放；垃圾焚燒后的煙氣經煙氣凈化系統處理后達標排放，收集的飛灰經固化處理達標后填埋；余熱鍋爐產生的過熱蒸汽送至汽輪發電機組進行發電，乏汽采用水冷或空冷系統機型冷卻。垃圾焚燒電站工藝系統簡易流程如圖1所示，目前無論采用哪種焚燒爐焚燒方式，垃圾焚燒電站的垃圾焚燒流程均需經過圖1所示工藝，本文主要分析流程圖1內需要拆改的主要系統。

1.1 垃圾接收、儲存、輸送及預處理

生活垃圾由垃圾車運入垃圾焚燒電站后，經汽車衡自動稱重，然后進入卸料間。卸料間全封閉，同時設置除臭、水沖洗系統。廠內建設垃圾卸車間、原生垃圾倉以及成品垃圾庫各一跨。為節約拆除改造費用，可保留垃圾坡道和垃圾倉，不進行改造，也能滿足將來使用要求。

循環流化床焚燒爐需對垃圾進行破碎預處理，現有焚燒廠垃圾處理系統采用“先處理后入爐”的工藝形式，設置有原生垃圾倉、預處理車間、成品垃圾庫。而爐排型垃圾焚燒爐不需要對垃圾進行破碎處理，可以直接進爐焚燒。在不考慮改造垃圾坡道和垃圾倉的情況下，改造為爐排型焚燒爐后，原生垃圾倉垃圾需要經皮帶輸送至成品垃圾庫。此種改造方案只需增加原生垃圾倉至成品垃圾庫的輸送系統，改造成本低。

1.2 垃圾焚燒爐及排渣系統

采用循環流化床焚燒爐的垃圾焚燒電站鍋爐燃燒機拆除方案，垃圾入廠后進入原生倉，經過堆積發酵、分選、除鐵、破碎等預處理后經輸送帶送至成品庫，再由垃圾抓斗抓起，放入每臺焚燒爐的垃圾受料斗，經一級雙螺旋給料機和二級雙螺旋給料機按負荷量要求把垃圾送至焚燒爐爐膛內焚燒，垃圾燃燒后從出渣口將殘余物以鍋爐底渣的形式排出；而采用爐排型焚燒爐只需用抓斗將垃圾抓至焚燒爐垃圾料斗進入焚燒爐。為減少原結構改造，將爐排型焚燒爐進料斗布置在原結構梁外邊緣，增加輸送帶將垃圾從原落料口輸送至爐排型焚燒爐入料口，方案如圖2所示。為減少爐排型焚燒爐占地面積，需采用立式爐排型焚燒爐。

循環流化床焚燒爐除渣系統采用“滾筒式冷渣器+振動輸送機+斗式提升機+渣倉”的機械輸送系統，煙道灰經水冷螺旋輸送機冷卻后接入輸渣振動輸送機運至渣倉。采用爐排型焚燒爐，在焚燒爐排的端頭，燃燼的爐渣由出渣斗掉入出渣機冷卻水中冷卻，溫度由450℃左右冷卻降低到60℃，出渣機中的渣經擠壓脫水后從出渣機推出，由溜槽滑落到渣坑，如圖3所示。經對比分析，改造成爐排型焚燒爐需增加渣坑。

1.3 汽輪發電機組

根據研究，對于同等垃圾焚燒量，在過熱器集箱出口蒸汽參數相同的前提下，循環流化床鍋爐過熱器集箱出口蒸汽量比爐排型焚燒爐大，因此將焚燒廠改造成同等垃圾處理量和過熱器集箱出口同等蒸汽參數的爐排型焚燒爐，焚燒廠現有汽輪發電機組仍能滿足使用容量，故保留焚燒廠現有汽輪發電機組，汽機房內汽輪機主輔機、給水泵、凝結水泵、疏水泵、壓力容器以及汽水管道無須進行改造，現有汽機房設備及管道即可滿足改成爐排型焚燒爐后的使用要求。從焚燒爐連接至汽機房汽水管道主要改造的管道系統圖如圖4所示，圖示中母管可利用現有管道，與改造焚燒爐相關的主蒸汽、主給水、一次風加熱蒸汽、空預器疏水等管道接至現有母管上。

目前，循環流化床垃圾焚燒鍋爐常采用中溫中壓蒸汽鍋爐（溫度t=450 ℃，壓力P=3.82 MPa）和次高溫次高壓蒸汽鍋爐（溫度t=485 ℃，壓力P=5.29 MPa），爐排型垃圾焚燒鍋爐常采用中溫中壓蒸汽鍋爐（溫度t=450 ℃，壓力P=3.82 MPa）和中溫次高壓蒸汽鍋爐（溫度t=450 ℃，壓力P=6.5 MPa）。

若前端焚燒爐主蒸汽參數更改，與焚燒廠現有汽輪機進汽參數不匹配，則現有汽輪機主輔機、給水泵等同時需要拆除改造，拆除和新增設備費用較高；且拆除原有汽輪發電機組勢必會影響現有垃圾焚燒廠垃圾處理量，導致城市生活垃圾無處存放，加重城市垃圾消納處置的負擔。建議前端垃圾焚燒爐主蒸汽參數與原先保持一致，減少汽機除氧間設備、管道拆除及改造費用，同時焚燒爐進行分期改造，不影響其他垃圾焚燒爐處理，有助于城市生活垃圾的消納。

1.4 煙氣凈化及飛灰固化系統

目前，煙氣凈化系統需遵循《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB 18485—2014），循環流化床垃圾焚燒爐煙氣凈化主要采用“爐內脫硫+循環流化床脫硫反應塔+消石灰系統+活性炭吸附+布袋除塵器除塵”工藝；爐排型垃圾焚燒爐煙氣凈化主要采用“SNCR+爐外半干法旋轉噴霧脫酸（Ca（OH）2溶液）+爐外干法（Ca（OH）2干粉）+活性炭吸附+袋式除塵”工藝，其他煙氣凈化系統新增設備需根據地方污染物排放標準進行選型配置。

對比分析利用原有SNCR系統、活性炭儲存及輸送系統、干法儲存和輸送系統。根據研究統計，流化床焚燒爐焚燒飛灰為垃圾重量的15%～20%，而爐排爐焚燒飛灰一般為2%～3%，特殊情況下**可達5%，從產灰量分析，現有布袋除塵器及飛灰儲存穩定化系統能滿足改造后飛灰除塵固化使用容量，設備可利舊。

循環流化床焚燒爐尾部煙氣脫硫系統主要采用循環流化床脫硫裝置，煙氣從流化床底部進入吸收塔，與脫硫劑顆粒充分混合反應后，煙氣從吸收塔上部攜帶出去，經除塵器分離，分離下來的固體飛灰經空氣斜槽送回循環床吸收塔；而爐排型焚燒爐煙氣脫硫系統主要采用“半干法（旋轉式噴霧反應塔）+干法（熟石灰干粉噴射至除塵器進口段煙道）”進行脫硫，煙氣從反應塔頂部進入，從反應塔底部排出進入布袋除塵。兩種焚燒爐脫硫工藝不同，需將原脫硫設備進行拆除更換。

1.5 引風機及煙囪

對于同等垃圾焚燒量，在垃圾完全燃燒的情況下，可考慮焚燒爐排煙量相同，風壓則需根據改造設備阻力進行核算。引風機是否改造需根據不同工程改造后情況進行核算。

2 陜西某垃圾焚燒發電項目

設備拆改方案及概算分析

焚燒廠原設計處理生活垃圾量1 300 t/d，處理污泥100 t/d，配套建設2×550 t/d循環流化床垃圾焚燒鍋爐（主蒸汽溫度485 ℃，壓力5.29 MPa）+2×12 MW空冷凝汽式汽輪發電機組，煙氣凈化控制系統為“SNCR+靜電除塵+半干法脫硫凈化反應塔+活性炭吸附+布袋除塵器”的處理工藝。

拆改方案是拆除循環流化床焚燒爐，在現有場地建設2×550 t/d機械爐排垃圾焚燒爐（主蒸汽溫度400 ℃，壓力4.0 MPa）+2×12 MW空冷凝汽式汽輪發電機組，其他輔助設施利用現有系統。在滿足設備布置和要求的前提下，盡量保留現有設備及主廠房結構，保證達到技術改造費用低、運行效果好的目的。

2.1 垃圾預處理

循環流化床焚燒爐需對垃圾進行破碎處理，設置有原生垃圾倉、預處理車間、成品垃圾庫；爐排型垃圾焚燒爐不需要對垃圾進行破碎處理，可以直接進爐焚燒。改造為爐排型焚燒爐后，若不考慮改造垃圾坡道和垃圾倉，則原生垃圾倉垃圾需要經皮帶輸送至成品垃圾庫。

改造方案：增加原生垃圾倉至成品庫的垃圾輸送系統。

2.2 垃圾焚燒系統

新建設2×550 t/d機械爐排垃圾焚燒爐（主蒸汽溫度400 ℃，壓力4.0 MPa），盡量縮小新建垃圾焚燒爐與現有廠房距離，從而縮短垃圾輸送長度，焚燒爐爐前料斗貼近現有輸煤給料間，采用閉式垃圾輸送系統。需要改造垃圾料斗，料斗底部設置輸送設備鍋爐燃燒機拆除方案，將垃圾輸送至爐前給料料斗。

2.3 煙氣凈化系統

現有煙氣凈化系統為“SNCR脫硝工藝+靜電除塵+半干法脫硫反應塔+活性炭吸附+布袋除塵器”，可以利用原有SNCR系統、活性炭儲存及輸送系統、干法儲存和輸送系統、飛灰儲存及穩定化系統。

改造方案：拆除靜電除塵器，根據鍋爐參數對干法塔和布袋除塵器進行改造，以滿足現有工藝要求。

2.4 汽輪發電系統

拆除原有汽輪機（5.1 MPa、480 ℃）設備，利用原有汽輪機基礎重新安裝兩臺汽輪機（3.9 MPa、390 ℃），保留原有發電機和空冷島系統，其他輔機設備需按常規配置。

2.5 焚燒主廠房結構、設備改造

按上述設備改造方案，循環流化床鍋爐改造成爐排型焚燒爐以關鍵設備改造為主，盡量減少土建改造，更多地保留原有結構。焚燒主廠房結構改造一覽表如表1所示，焚燒主廠房設備改造一覽表如表2所示。

2.6 投資估算及分析

陜西某垃圾焚燒發電項目拆改總投資18 836萬元，拆改后項目內部收益率（稅后）為8.6%。垃圾處理費按90元/t計，飛灰廠內螯合后由政府負責免費處理，項目公司負責10 km范圍內運輸成本，投資估算表如表3所示。

3 結語

循環流化床垃圾焚燒爐拆改成爐排型焚燒爐技術要求高，改造需要綜合考慮垃圾接收、儲存、輸送及預處理、垃圾焚燒爐及排渣、汽輪發電機組、煙氣凈化及飛灰固化系統、引風機及煙囪系統的改造方案；需綜合分析原有建筑物主要受力構件能否滿足改造后的工藝使用要求，結構專業需對原有房屋進行可靠度評估；需列出各專業改造的重點、難點及初步改造方案。業主、造價及設計人員要在綜合考慮功能實現性、工程造價、工程進度等因素后進行決策。