苏州市生活垃圾焚烧发电厂炉渣热灼减率监测与分析

谢瑞林，钱寅飞

（苏州市环境卫生管理处，江苏 苏州 215007）

苏州市环境卫生管理处固废处置监管中心作为苏州市生活垃圾处理终端的监管单位，从2011年1月开始委托第三方权威机构对焚烧厂炉渣热灼减率开展监测。通过对该项目的实施，既可加大对焚烧炉工况监控管理，更为焚烧监管提供科学、有力的依据，又可严防运行企业多烧快烧，确保焚烧持续稳定进行。

1 苏州市垃圾焚烧厂概况

苏州市垃圾焚烧发电厂由中国光大国际有限公司与苏州市人民政府采用BOT合作方式投资建设，利用苏州城市生活垃圾为燃料进行电力生产。整个项目由一、二期、三期（建设中）组成。

焚烧工艺：目前苏州市近70%的生活垃圾（约2 600 t/d）进入焚烧发电厂处置，生活垃圾卸料至垃圾仓内分区堆放发酵后投入往复式机械炉排焚烧炉，焚烧炉出口布置卧式多回程余热锅炉，过热蒸汽进入抽凝式汽轮发电机组，焚烧烟气经过渗沥液回喷+脱硝+半干法脱酸+活性炭喷射吸附+干法脱酸+布袋除尘装置后达到欧盟2000标准，高空排放。焚烧炉渣采用制砖形式进行综合利用，主要用于生产非烧结尾矿砖。苏州市垃圾焚烧发电厂工艺见图1。

炉型介绍：一期1#、2#、3#炉2006年投入商业运行，每台炉日处理能力350 t，二期4#、5#炉于2009年投入商业运行，单台炉日处理能力500 t，一、二期均采用Seghers－Keppel公司技术生产的多级炉排垃圾焚烧炉，其关键部件由Seghers－Keppel公司供货，其余部分设备由国内加工制造。

2 监测方案

炉渣样本采取不定期采集方式，平均每月取样2次，5台炉（分别编号1～5#炉）每次每台焚烧炉采集10个样本，通过对采集的样本进行预处理、制样、测试等过程，获得每个样本的热灼减率检测值，对检测结果进行统计分析，计算得到平均值和标准偏差，样本结果x以样本的平均值（x）和平行样本的标准偏差（s）组合表示，即：x=±s，最终形成监测数据报告。2011年度对苏州市生活垃圾焚烧厂焚烧炉渣共进行29次采样测试，其中一期1#、3#炉和二期5#炉由于停炉检修原因存在几次未采集到样品的情况。

3 实验结果与分析

根据CJJ 90—2009生活垃圾焚烧处理工程技术规范的要求，为确保达到焚烧垃圾污染物排放标准，确保二恶英高温分解，在规定燃烧室燃烧温度条件下，热灼减率应达到不大于3%～5%的指标。在CJJ/T 137—2010生活垃圾焚烧厂评价标准中将炉渣热灼减率测试结果作为垃圾焚烧效果评价项的子项，当炉渣热灼减率月平均值≤3%，最高值不大于5%时可给予满分；当月均值大于5%时，给予0分。

因此，将3%和5%作为2个分界点进行数据汇总分析，以比较焚烧线间焚烧效率的差异，使热灼减率测试值更符合标准要求。

3.1 年度数据评价

对2011年度1～5#炉的炉渣热灼减率平均值统计，可得到各炉热灼减率年均值比较图（见图2）。

从图2可知：一期1#、2#、3#炉均值十分接近，在4.1%左右。二期4#、5#炉的炉渣热灼减率均值明显低于一期热灼减率均值。分析原因主要与一期的设备老化（炉排间间隙增大）及二期焚烧炉在技术和工艺上有所改进有关。

根据各台炉年度监测数据统计，苏州市生活垃圾焚烧厂5台炉的炉渣热灼减率平均值分别为4.05%、4.07%、4.06%、3.52%和 3.65%，焚烧水平符合CJJ/T 137—2010所规定的中等水平。

3.2 单台炉评价

将不同焚烧线单台炉所有的监测数据按照3%与5%分界线进行汇总统计，得到表1。

从样本的测试结果比较可知，一期2#炉的单个炉渣样本测试结果要好于其他2个焚烧炉的样本测试结果。3#炉次之，1#炉焚烧效果最差。在实际生产运行中，2#炉的工况表现稳定良好，在2011年度曾创下连续稳定运行180余d的苏州市垃圾焚烧发电厂运行记录。1#炉工况最不稳定，炉排故障率较高，1 a中（2011年）还发生过5段炉排脱落的事故。通过将焚烧炉的运行监控记录与热灼减率的检测数据进行对比分析，结果吻合。

表1 单台炉监测数据统计

二期2条焚烧线中4#炉290个炉渣样本中，有3.4%个样本的热灼减率测试结果超过标准控制值，有34.8%个样本测试结果在3%以下。5#炉270个样本中有3.7%个样本的热灼减率测试结果超过标准控制值，有28.5%个测试结果在3%以下。比较测试结果可知在该阶段二期4#炉的焚烧效率要高于二期5#炉。

从单个样本测试结果比较中也可知，二期焚烧炉的焚烧效率优于一期焚烧炉。2条焚烧线炉渣样本的超标样本数均在4%以下，比一期焚烧线的超标率低了8个百分点。热灼减率在3%以下的样本数占样本总数的30%左右，比一期焚烧线高了近10个百分点。再次说明二期焚烧炉在技术和工艺改进之后，焚烧炉的运行、焚烧效率、焚烧处理的减量、减容化都有明显提升。

3.3 趋势变化分析

将每个月的测试结果进行汇总计算得出炉渣热灼减率的月度均值，结果见表2。

表2 2011年苏州市生活垃圾焚烧厂炉渣热灼减率月均值 %

通过表2再次验证了二期焚烧线的焚烧效果要优于一期焚烧线。2011年10月，一期的3条焚烧线各有1次超标情况，超标值依次为7.18%、7.16%和 6.71%，超过了 6%，分别比 GB 18485—2001生活垃圾焚烧污染控制标准中的控制值高了2.18、2.16和1.71个百分点，同期二期的2条焚烧线虽然监测值相对较高，但未出现超标情况。

从炉渣热灼减率≤3%的情况比较中也可以验证二期焚烧线的焚烧效率优于一期焚烧线，其中二期焚烧线有3次样本的月均值≤3%，一期1#焚烧线样本在2011年7月的测试均值在3%以下，为2.74%，其余一期焚烧线炉渣热灼减率月度均值均在3%以上。

将月平均值汇总表转化成月平均值比较（见图3），可以更好地观测焚烧炉全年的运行情况。

从图3可知，焚烧厂全年的炉渣热灼减率呈起伏波动的趋势。从运行监管角度分析，根据苏州市垃圾焚烧特许经营权协议要求，焚烧厂的炉渣热灼减率需控制在5%以内，否则将进行违约罚款。4、5、6月取样结果中均出现了超标样本（月均值未超标），监管部门对此进行了警示、违约处罚。之后，焚烧厂向监管部门提交了整改报告，生产运行进行了相应调整，7、8、9月检测结果显示了整改效果。至10月，监测数据急剧上升，焚烧厂提交的分析整改报告指出主因为人员思想松懈，采取炉渣指标与运行人员的绩效挂钩的方式，加强内部考核力度。后续2个月炉渣热灼减率均值逐步下降，至12月，5台炉的均值低至3%左右，达到了全年的最好水平。

4 结论与建议

1）苏州市生活垃圾焚烧厂5台炉炉渣热灼减率平均值为 3.52%～4.07%，均在GB 18485—2001控制值5%以下，焚烧水平处于CJJ/T 137—2010所规定的中等水平。

2）苏州市生活垃圾焚烧厂二期焚烧线的焚烧效率要明显优于一期焚烧线，其中一期2#炉焚烧效果最好，3#炉次之，1#炉最不稳定；二期4#炉焚烧效果好于5#炉。

3）焚烧效果不仅与设备工况有关，运行人员的责任心及操作能力也是影响焚烧效果的重要原因之一。

苏州市生活垃圾焚烧厂要继续提高焚烧效果，不断降低炉渣热灼减率，力争将均值保持在3%以内，建议：①监管部门要继续做好炉渣热灼减率的抽检工作，真实、权威地反映苏州市生活垃圾焚烧厂的焚烧效果。以《特许经营权协议》及量化考核制度为抓手，对发现的问题及时要求焚烧厂进行整改，杜绝多烧快烧。另外，建立健全考核机制，将焚烧效果或上网电量与绩效考核挂钩，提高运行人员主观能动性。②针对一期焚烧线热灼减率相对较高的现象，焚烧运行部门可通过增加燃烬区的停留时间、调整风量配比、加强管理等方式降低焚烧炉渣的热灼减率。③目前，国内所有的生活垃圾焚烧企业都需要政府补贴，为使政府的每一分补贴都能确实发挥作用、落到实处，2012年3月国家发改委发布《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》（发改价格〔2012〕801号），文件要求由以垃圾焚烧进行补贴形式转变为以每吨生活垃圾折算上网电量的补贴形式，国家也在通过相关政策引导、鼓励垃圾焚烧企业来提高吨垃圾发电量，所以建议国内生活垃圾焚烧企业应逐步转变之前片面追求垃圾处理量及发电量的观念，把提高吨垃圾发电量作为主要生产考量依据，尽量把每吨垃圾的能量余热发挥出来，同时又减少生活垃圾总量。