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如何判定生活垃圾焚燒發電廠啟爐停爐的規定

2017年環境保護部(現為生態環境部)發布的《關于生活垃圾焚燒廠安裝污染物排放自動監控設備和聯網有關事項的通知》 要求國內具備規模的生活垃圾焚燒發電廠污染物排放自動監測數據與國家環保監測平臺聯網并按照《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續監測技術規范》對聯網數據相對應的生活垃圾焚燒爐運行狀態進行標記其中包括生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐等狀態。到了2019年相關部門正式著手研究生活垃圾焚燒發電廠啟爐、停爐過程判定依據。

1 焚燒爐啟停爐

1.1 定義

現行的《生活垃圾焚燒污染物控制標準》規定生活垃圾焚燒爐啟爐過程為自投入生活垃圾開始直至達到額定焚燒量;生活垃圾焚燒爐停爐過程為自生活垃圾停止投入開始直至剩余生活垃圾完全燃燒。

1.2 現行參考判定方法

生活垃圾焚燒發電廠污染物排放自動監測數據相對應的啟爐、停爐狀態的現行判定依據主要參考《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續監測技術規范》即通過生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設施末端煙氣在線監測氧量、流速、煙溫等數據進行輔助判定。

1.2.1 氧量判定

依據生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設施末端煙氣在線監測含氧量數據判定：氧量從生活垃圾焚燒爐正常運行數值(<19%)逐漸上升當數值>19%時即判定為停爐狀態;氧量從生活垃圾焚燒爐停止運行數值(>19%)逐漸下降當數值<19%時即判定為啟爐狀態。

1.2.2 流速判定

依據生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設施末端煙氣在線監測流速數據判定：流速從生活垃圾焚燒爐正常運行數值(>2m/s)逐漸下降當數值<2m/s時即判定為停爐狀態;流速從生活垃圾焚燒爐停止運行數值(<2m/s)逐漸上升當數值>2m/s時即判定為啟爐狀態。

1.2.3 煙溫判定

依據生活垃圾焚燒爐煙氣凈化設施末端煙氣在線監測溫度數據判定：煙溫從生活垃圾焚燒爐正常運行數值(>40℃)逐漸下降當數值<40℃時即判定為停爐狀態;煙溫從生活垃圾焚燒爐停止運行數值(<40℃)逐漸上升當數值>40℃時即判定為啟爐狀態。

1.2.4 人工判定

依據生活垃圾焚燒發電廠運行操作人員實際操作經驗判定人工判定生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐狀態。

2 存在問題

(1)煙氣凈化設施屬于生活垃圾焚燒爐輔助工藝設施煙氣凈化設施末端煙氣在線監測數據僅反映煙氣排放狀態。僅用煙氣凈化設施末端煙氣在線監的氧量、流速、溫度等數據無法準確反映生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐狀態。

(2)生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐屬于一個運行過程現行參考判定方法暫未明確啟爐、停爐過程的起始點與終止點僅表示運行狀態切換點。

(3)生活垃圾焚燒爐切換至停止狀態初期受煙氣管道內余熱影響煙氣凈化設施末端煙氣在線監測溫度易維持在>40℃的狀態我國南方地區夏季環境溫度高時尤為明顯。

(4)生活垃圾焚燒爐煙氣均通過煙囪抬升排放煙囪存在自然拔風。當生活垃圾焚燒爐切換至停止狀態時煙氣凈化設施末端煙氣在線監測流速數據易受煙囪自然拔風影響。

(5)《生活垃圾焚燒污染物控制標準》規定生活垃圾焚燒廠啟爐、停爐過程中4h內污染物穩定達標排放該4h暫無法準確界定。

(6)人工判定存在誤差。各生活垃圾焚燒廠運行操作人員的個人經驗及認知水平存在差異判定啟爐、停爐過程存在偏差且人工判定存在環保責任風險。

3 生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐過程關鍵因素分析

3.1 生活垃圾焚燒爐膛計算溫度

《生活垃圾焚燒污染物控制標準》規定：生活垃圾焚燒爐啟爐過程爐膛計算溫度(850℃2s)必須>850℃時投料;生活垃圾焚燒爐停爐過程剩余垃圾燃盡前爐膛計算溫度(850℃2s) 也必須>850℃。由此可知生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐過程中爐膛計算溫度(850℃2s)為重要判定依據之一。

生活垃圾焚燒發電廠實際運行過程中爐膛計算溫度(850℃2s)變化曲線就是運行狀態判定的重要依據(見圖1)。

《關于生活垃圾焚燒廠安裝污染物排放自動監控設備和聯網有關事項的通知》規定若生活垃圾焚燒爐無爐膛計算溫度(850℃2s)可用與國家環保監測平臺聯網的生活垃圾焚燒爐爐膛中部、上部各3個爐溫數值的算術平均值替代。

3.2 生活垃圾焚燒爐進料門開關

根據生活垃圾焚燒廠實際運行情況生活垃圾焚燒爐啟爐過程起始點為向生活垃圾焚燒爐內投入生活垃圾可通過生活垃圾焚燒爐進料門首次打開信號進行判定。

但是目前也有部分生活垃圾焚燒發電廠烘爐階段常采用生活垃圾對生活垃圾焚燒爐進料口下降管段進行物理密封。這一方面為防止爐堂前端被熱灼傷，分體式振動分析儀另一方面為防止因進料門關閉不嚴導致爐膛內漏冷風，無線測振儀影響爐膛升溫效率。該部分生活垃圾焚燒發電廠在烘爐階段現有運行方式未調整前生活垃圾焚燒爐進料門首次打開信號不可作為生活垃圾焚燒爐啟爐過程起始點判定依據。

生活垃圾焚燒爐停爐過程終止點為生活垃圾焚燒爐停止投入生活垃圾可通過生活垃圾焚燒爐進料門關閉信號進行判定。

3.3 生活垃圾焚燒爐排動作

根據現有典型生活垃圾焚燒爐爐型爐膛內爐排分為干燥段、燃燒段、燃盡段(見圖2)。生活垃圾從進料口進入爐膛干燥段爐排后開始焚燒生活垃圾的啟爐過程干燥段爐排必須動作以均勻推進生活垃圾焚燒。但是也有部分生活垃圾焚燒發電廠烘爐階段會試啟動爐排以驗證爐排是否能正常運行。

3.4 鍋爐主蒸汽閥門開關

生活垃圾焚燒發電廠實際運行過程中生活垃圾焚燒爐完成啟動過程至運行達到穩定狀態后鍋爐主蒸汽閥門開啟向汽輪機側供蒸汽推動汽輪機及發電機組運行發電。

目前絕大部分生活垃圾焚燒發電廠均配置有汽輪機及發電機組。實際運行過程中汽輪機及發電機組投入運行成為生活垃圾焚燒廠正常穩定運行的重要標志之一。

3.5 生活垃圾焚燒爐輔助燃燒系統啟停

生活垃圾焚燒爐輔助燃燒系統為生活垃圾焚燒爐啟爐、停爐過程輔助爐膛內生活垃圾穩定焚燒的重要設備之一輔助燃燒原料以零號柴油或天然氣為主。

根據逾10座生活垃圾焚燒發電廠實際運行經驗生活垃圾焚燒爐啟爐過程為保證爐膛計算溫度(850℃2s)≥850℃從投入生活垃圾開始必須啟動輔助燃燒系統待生活垃圾燃燒穩定后停止輔助燃燒系統。生活垃圾焚燒爐停爐過程為保證爐膛計算溫度(850℃2s)≥850℃從停止投入生活垃圾開始必須啟動輔助燃燒系統待爐膛內剩余生活垃圾燃燒完全后停止輔助燃燒系統。

4 判定建議

綜合上述生活垃圾焚燒爐啟停爐關鍵因素分析及各生活垃圾焚燒發電廠啟停爐判定依據存在的問題，里氏硬度計維修結合各生活垃圾焚燒發電廠實際運行情況建議判定依據如下。

4.1 啟爐過程判定依據

(1)當生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時判定為啟爐過程的起點：

① 生活垃圾焚燒爐爐膛計算溫度(850℃2s)首次>850 ℃。

② 煙氣凈化設施末端煙氣在線監測正常監測氧量數值<19%。

③ 生活垃圾焚燒爐進料門首次開啟。

④ 生活垃圾焚燒爐停爐后爐膛干燥段爐排首次動作。

(2)當生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時判定為啟爐過程的終點：

① 生活垃圾焚燒爐爐膛輔助燃燒系統停止運行。

② 生活垃圾焚燒爐爐膛計算溫度(850℃2s)或與國家環保監測平臺聯網的生活垃圾焚燒爐爐膛中部、上部各3個爐溫數值的算術平均值>850℃且持續10min。

③ 煙氣凈化設施末端煙氣在線監測正常監測氧量>19%。

④ 鍋爐主蒸汽門打開汽輪機及發電機組啟動。

4.2 停爐過程判定依據

(1)當生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時判定為停爐過程的起點：

① 生活垃圾焚燒爐爐膛輔助燃燒系統啟動。

② 生活垃圾焚燒爐進料門關閉。

(2)當生活垃圾焚燒爐同時滿足下列條件時判定為停爐過程的終點：

① 生活垃圾焚燒爐爐膛輔助燃燒系統停止運行。

② 生活垃圾焚燒爐爐膛計算溫度(850℃2s)或與國家環保監測平臺聯網的生活垃圾焚燒爐爐膛中部、上部各3個爐溫數值的算術平均值<850℃。

③ 煙氣凈化設施末端煙氣在線監測正常監測氧量>19%。

5 結語

未來隨著生活垃圾焚燒成為我國生活垃圾處理主流產業化技術民眾關注度不斷提高相關環保監管工作勢必日趨嚴峻。作為環保企業生活垃圾焚燒發電廠必須緊跟時代步伐嚴格按照污染物排放自動監控數據聯網工作要求規范運行流程提升標準化運營水平履行企業環保主體責任。