垃圾發(fā)電簡(jiǎn)介

　　一、?垃圾焚燒發(fā)電是一項新能源技術(shù)

　　城市生活垃圾焚燒發(fā)電是近30年來(lái)開(kāi)發(fā)出的一項新能源技術(shù)。有關(guān)專(zhuān)家預測，隨著(zhù)21世紀垃圾處理的規范化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，垃圾發(fā)電將成為最經(jīng)濟的發(fā)電方式，與太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等無(wú)公害新能源并駕齊驅。

　　面對垃圾泛濫成災的狀況，世界各國的專(zhuān)家們已不僅限于控制和銷(xiāo)毀垃圾這種被動(dòng)"防守"，而是積極采取有力措施，進(jìn)行科學(xué)合理地綜合處理利用垃圾。

　　從20世紀70年代起，一些發(fā)達國家便著(zhù)手運用焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電。歐美一些國家建起了垃圾發(fā)電站，美國某垃圾發(fā)電站的發(fā)電能力高達100兆瓦，每天處理垃圾60萬(wàn)噸?，F在，德國的垃圾發(fā)電廠(chǎng)每年要花費巨資，從國外進(jìn)口垃圾。據統計，目前全球已有各種類(lèi)型的垃圾處理工廠(chǎng)近千家，預計3年內，各種垃圾綜合利用工廠(chǎng)將增至3000家以上?？茖W(xué)家測算，垃圾中的二次能源如有機可燃物等，所含的熱值高，焚燒2噸垃圾產(chǎn)生的熱量大約相當于1噸煤。如果我國能將垃圾充分有效地用于發(fā)電，每年將節省煤炭5000～6000萬(wàn)噸，其"資源效益"極為可觀(guān)。

　　垃圾發(fā)電之所以發(fā)展較慢，主要是受一些技術(shù)或工藝問(wèn)題的制約，比如發(fā)電時(shí)燃燒產(chǎn)生的劇毒廢氣長(cháng)期得不到有效解決。日本曾經(jīng)推廣一種超級垃圾發(fā)電技術(shù)，采用新型氣熔爐，將爐溫升到500℃，發(fā)電效率也由過(guò)去的一般10%提高為25%左右，有毒廢氣排放量降為0.5%以?xún)?，低于國際規定標準。當然，現在垃圾發(fā)電的成本仍然比傳統的火力發(fā)電高。專(zhuān)家認為，隨著(zhù)垃圾回收、處理、運輸、綜合利用等各環(huán)節技術(shù)不斷發(fā)展，工藝日益科學(xué)先進(jìn)，垃圾發(fā)電方式很有可能會(huì )成為最經(jīng)濟的發(fā)電技術(shù)之一。從長(cháng)遠效益和綜合指標看，將優(yōu)于傳統的電力生產(chǎn)。我國的垃圾發(fā)電剛剛起步，但前景樂(lè )觀(guān)。

　　我國有豐富的垃圾資源，其中存在極大的潛在效益?，F在，全國城市每年因垃圾造成的損失約近300億元(運輸費、處理費等)，而將其綜合利用卻能創(chuàng )造2500億元的效益。

　　專(zhuān)家認為，垃圾焚燒發(fā)電方式是城市處置生活垃圾的最佳方式。利用垃圾發(fā)電不僅可以將垃圾無(wú)害化、減量化，而且還能資源化。我國年產(chǎn)生城市生活垃圾近1.4億噸，占世界總量的1/4以上，而且近20年來(lái)的年增長(cháng)速度在9%左右。如將我國城市生活垃圾量的1/3有效地用于發(fā)電，相當于每年節省煤炭2100萬(wàn)噸。

　　二、垃圾發(fā)電的主要方式

　　在處理城市垃圾及廠(chǎng)家生產(chǎn)過(guò)程中丟棄的廢料垃圾，既保護了環(huán)境，又利用垃圾中的能源進(jìn)行發(fā)電，一舉兩得，是今后保護環(huán)境、進(jìn)行發(fā)電的發(fā)展方向。垃圾發(fā)電方式主要有一般垃圾發(fā)電、RDF發(fā)電和MEET綜合發(fā)電三種：

　　一般垃圾發(fā)電。利用城市一般垃圾當作燃料，采用能燃燒一般垃圾、樹(shù)皮等低溫熱值的循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行發(fā)電。日本目前以一般垃圾發(fā)電為主，全國約有180座，其中50MW、10MW以上有15座，其余均為10MW以下，裝機總量近800MW。

　　RDF發(fā)電。RDF(Refuse Derived Fuel)燃料是由制造廠(chǎng)從一般垃圾中分揀出廢塑料、廢料渣、木屑等，經(jīng)過(guò)破碎、干燥、壓形、固化，制造過(guò)程嚴防二氧化物的發(fā)生，制成無(wú)害固體燃料，即RDF燃料。然后將RDF燃料運到電廠(chǎng)進(jìn)行發(fā)電。RDF制造廠(chǎng)可因地分散建立，就地制成RDF燃料，它為粉筆形狀，直徑15mm，長(cháng)度50mm，發(fā)熱量為14595～20016kJ/kg，在制造過(guò)程中滅菌，故可運到RDF燃料集中點(diǎn)進(jìn)行RDF發(fā)電。美國芝加哥郊外的伊利諾斯洲的Robbins是首次使用循環(huán)流化床鍋爐的50000kV的大型RDF發(fā)電站，由世界水平的流化床鍋爐廠(chǎng)家Foster Wheeler公司制造，在1997年開(kāi)始運行；日本1995年在群馬等四縣及宇都興產(chǎn)等地實(shí)施RDF發(fā)電，發(fā)電規模為10～30MW，1996～1997年在其他各地相繼實(shí)施。

　　MEET綜合發(fā)電。在制造廠(chǎng)設置可處理和提取能源的設備，將生產(chǎn)各階段的垃圾所具有的熱能提取的技術(shù)稱(chēng)為MEET(Multi-Staged Enthalphy Extraction)工程。該技術(shù)可就地處理垃圾，并利用垃圾具有的熱能將灰分溶解，固化為無(wú)害，加工成建筑材料，并回收鐵、銅、鋁、礦渣等資源，同時(shí)還進(jìn)行發(fā)電。其電力作為本制造廠(chǎng)的動(dòng)力，多余出售，既提高制造廠(chǎng)綜合經(jīng)濟效益，又保護了環(huán)境。

　　一般垃圾發(fā)電站建設在城市，垃圾充足的地方；RDF發(fā)電站，可由各分散點(diǎn)的RDF燃料制造點(diǎn)運輸到RDF發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行發(fā)電，供電給人口疏稀的廣大地區，是極為有利的方式；一般垃圾發(fā)電幾乎為空冷，少數為水冷，而RDF發(fā)電為水冷；一般垃圾發(fā)電用鍋爐效率不超過(guò)70%，而RDF流化床鍋爐可達90～91.5%；RDF流化床鍋爐與一般垃圾發(fā)電的鍋爐相比，前者燃燒后的灰量較少，為9%左右，且灰里沒(méi)有溶渣，是疏散粒狀，裝卸方便，灰處理及用費較少，而一般垃圾發(fā)電灰量較多，為14～15%。

　　從環(huán)?？紤]RDF發(fā)電是今后發(fā)展的方向，適用于人口在30～40萬(wàn)、日處理一般垃圾400t、安裝10MW機組。

　　目前，我國不斷加強城市環(huán)保工作，特別對大氣、水、垃圾和噪聲污染的綜合治理作為重點(diǎn)。根據統計，我國城市生活垃圾的年產(chǎn)量約為一億噸以上且每年以8%速度遞增。因此，城市生活的有效處理垃圾已迫在眉睫。所以作者認為：首先在大、中城市邊緣地點(diǎn)建設一般垃圾發(fā)電站；在工業(yè)區內，各制造廠(chǎng)設立RDF燃料廠(chǎng)，將RDF燃料運到RDF發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行發(fā)電；由于MEET綜合發(fā)電處于研究開(kāi)發(fā)階段，尚待我們去開(kāi)發(fā)利用。

　　三、國外垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展狀況

　　垃圾焚燒處理方法是早在1901年由美國人提出的。當初，主要任務(wù)是使垃圾減容，但由于當時(shí)垃圾燃燒的煙塵無(wú)法控制，一直未能得到廣泛利用。到60年代，隨著(zhù)煙氣處理技術(shù)的進(jìn)步，這種焚燒處理垃圾方法在歐洲得到了普及和發(fā)展。

　　日本最早的垃圾發(fā)電站1965年建于大阪市，目前有垃圾焚燒爐約3000座，垃圾發(fā)電站131座，總裝機容量650MW。到2000年垃圾發(fā)電容量達到2000MW。垃圾日處理能力1000t/d以上(最大為1800t/d)的垃圾發(fā)電站8座，1995年建成一座最大的垃圾電站，發(fā)電容量24MW。日本早期垃圾電站為防止爐管腐蝕，采用低參數，發(fā)電效率較低，僅為10%-15%，現正謀求提高到30%。

　　美國垃圾焚燒廠(chǎng)發(fā)展很快，至1990年，已建400座，焚燒率達18%，到2000年提高到40%。美國垃圾發(fā)電已達2000MW，最近在建的有日處理垃圾2000t/d、蒸汽溫度達430-450℃、發(fā)電量為85MW的垃圾電站。

　　英國最大的垃圾電站位于倫敦，共有5臺滾動(dòng)爐排式鍋爐，年處理垃圾40萬(wàn)噸。

　　法國現有垃圾焚燒鍋爐300多臺，可處理40%城市垃圾，巴黎有4臺日處理垃圾450t/d的馬丁式鍋爐。

　　德國擁有世界上最高效率的垃圾發(fā)電技術(shù)，至1998年有75臺垃圾焚燒鍋爐。

　　新加坡垃圾焚燒處理率達100%，1986年建成一座2700t/d垃圾電站。

　　四、國內垃圾焚燒技術(shù)和垃圾發(fā)電發(fā)展情況

　　近十幾年來(lái)，國內研究垃圾焚燒技術(shù)和開(kāi)發(fā)垃圾發(fā)電設備的單位已有很多。有的引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，有的自行開(kāi)發(fā)，都處于起始階段。

　　A廠(chǎng)引進(jìn)國外MHI公司垃圾鍋爐技術(shù)，合作生產(chǎn)一臺150t/d垃圾鍋爐裝于深圳，并于1997年7月由國家有關(guān)部委主持進(jìn)行了專(zhuān)題鑒定。該垃圾焚燒鍋爐本體由MHI作基本設計，A廠(chǎng)作施工設計，最后經(jīng)MHI審查確認。爐排采用MHI-馬丁逆送式爐排，爐排及重要燃燒自控裝置由MHI供貨。

　　B廠(chǎng)設計制造的國內首臺75t/d垃圾焚燒鍋爐經(jīng)調試改進(jìn)，日前已穩定運行。這臺鍋爐裝在廣東省順德市。該廠(chǎng)的3×200t/d垃圾鍋爐裝于珠海，并于1999年投運。該爐系B廠(chǎng)采用美國Temporlla爐本體設計技術(shù)，采用美國DetroitSroker公司爐排，發(fā)電設備及輔機全部采用國產(chǎn)產(chǎn)品。

　　C廠(chǎng)采用由加拿大瑞威環(huán)境保護有限公司研制的CAO(ControlledAirOxidation)垃圾焚燒系統，設計制造日處理3×100t/d的垃圾焚燒余熱爐，1999年底投運。

　　中科院工程物理所承擔國家"八五"課題，研究開(kāi)發(fā)日處理100t/d流化床垃圾焚燒爐示范工程，裝于北京海淀區上莊，已投運。牡丹江新技術(shù)研究所承擔"八五"課題研制"自動(dòng)翻攪焚燒物的往復爐排裝置"，完成了日處理50t/d自燃式垃圾焚燒爐試驗。
國內若干大中城市已建成和在建的一些垃圾發(fā)電項目有：

　　深圳市已建成3x150t/d垃圾發(fā)電廠(chǎng)，1、2號機系日本進(jìn)口三菱-馬丁式爐排焚燒爐，3號機為采用"杭鍋"與三菱合作的150t/d馬丁式爐排焚燒爐，三臺機組共發(fā)電4000kW。

　　珠海已建成3×200t/d焚燒爐，1999年投運。

　　北京計劃2000年建成一座日處理垃圾1272t/d的大型現代化垃圾電站，采用國外進(jìn)口設備，整個(gè)工程造價(jià)7.1億元。

　　上海引進(jìn)法國設備在浦東建造一座日處理垃圾1000t/d垃圾電站，帶2臺8500kW發(fā)電機，工程投資6.7億元。

　　五、我國垃圾發(fā)電的發(fā)展前景及方向

　　我國是一個(gè)發(fā)展中國家，改革開(kāi)放后城市發(fā)展迅速，但我國的城市基礎設施建設薄弱，城市垃圾已成為城市環(huán)境污染源之一。為了美化城市，改善環(huán)境，造福人類(lèi)，使城市生態(tài)系統良性循環(huán)，環(huán)境與社會(huì )經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展。因此，處理城市垃圾已成為日益迫切的城市基礎設施建設任務(wù)之一。中國人多地少，焚燒處理垃圾利用其余熱發(fā)電或供熱是城市垃圾處理無(wú)害化、減量化和資源化的最有前途的方法，更適合中國國情。目前，國內一些城市采用國外技術(shù)或國內自行開(kāi)發(fā)技術(shù)建設和正在建設一批垃圾發(fā)電廠(chǎng)，已開(kāi)始取得一些較好的社會(huì )效益。隨著(zhù)國家環(huán)保政策的實(shí)施和城市基礎建設的加快，垃圾發(fā)電在我國將會(huì )得到迅速發(fā)展，必將成為我國極有發(fā)展前途的一種產(chǎn)業(yè)。

　　我們應該借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，結合我國國情，發(fā)展適合我國國情的先進(jìn)的垃圾焚燒技術(shù)。從國內機械發(fā)電制造行業(yè)技術(shù)水平和加工能力等方面來(lái)看，完全有能力實(shí)現垃圾焚燒技術(shù)和垃圾發(fā)電設備的國產(chǎn)化。