摘要： 本文回顧了中國垃圾焚燒處理技術和設施建設的發(fā)展歷程，預測、探討了其發(fā)展。提出了垃圾焚燒處理技術和設施建設中應重點優(yōu)化、提高的內容要求。明確了把以人為本，全面、協(xié)調、可持續(xù)的發(fā)展觀作為指導思想。

　　1.題解

　　1.1 本文主要研究采用機械爐排爐焚燒工藝設備的生活垃圾(以下簡稱“垃圾”)焚燒處理技術與設施(廠)。

　　1.2 本文主要研究已經(jīng)建成投產(chǎn)并具有發(fā)展里程碑意義的垃圾焚燒處理技術與設施(廠)。

　　1.3 本文主要圍繞以下五個方面對垃圾焚燒處理技術與設施進行研究。

　　(1)焚燒裝備

　　(2)余熱鍋爐(主要是蒸汽參數(shù))

　　(3)煙氣凈化

　　(4)飛灰處理與處置

　　(5)建廠規(guī)模(日處理能力)

　　2.發(fā)展歷程

　　2.1 四川省樂山市凌云垃圾焚燒廠：中國國產(chǎn)化垃圾焚燒處理技術與設施發(fā)展的萌芽。

　　該廠由中國市政工程西南設計院設計，于1988年2月于樂山市建成投產(chǎn)。每日進入機械分選工段的垃圾為50噸，每日平均人爐垃圾為30噸(即單臺處理能力)。皮帶輸送機將分選后的垃圾送至爐頂，由入口加料。“樂山1號爐”為爐頂雙孔(加料)、雙爐排矩形燃燒室；“樂山2號爐”為爐頂四孔(加料)，單爐排矩形燃燒室。1989年4月為完成建設部“七五”科技攻關項目：“樂山市垃圾焚燒爐改造”，建設了“樂山3號試驗爐”，為圓筒型直立燃燒室；燃燒室內壁采用耐火磚砌筑，耐火泥抹面。采用固定爐排，鑄鐵爐條，其斷面尺寸為6×5cm，爐條間隙6-l0cm。

　　爐排溫度達60—100℃，高溫燃燒區(qū)溫度達600—80℃。

　　垃圾在爐內依次完成干燥、預熱和燃燒，不加輔助燃料。垃圾燃燒產(chǎn)生的熱量主要用于入爐垃圾的干燥和預熱。

　　單位處理量投資為2.10萬元／噸•日，單位處理量能耗為3度／噸，單位處理量運行費為6.16元／噸。

　　用歷史的眼光審視，這是在當時的社會、經(jīng)濟條件下，對開發(fā)國產(chǎn)化垃圾焚燒技術裝備與設施的大膽(積極)嘗試，是中國垃圾焚燒處理技術與設施發(fā)展的萌芽。

　　2.2 深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠(深圳清水河垃圾焚燒廠)：中國垃圾焚燒處理技術與設施發(fā)展的第一座里程碑。

　　深圳市于1985年與日本三菱重工業(yè)公司簽訂合同，成套引進兩套日處理能力為150噸／臺的垃圾焚燒裝備。該廠由核工業(yè)第二研究設計院設計。于1985年11月破土動工，1988年6月試產(chǎn)成功，同年11月正式投產(chǎn)。成為當時我國第一座現(xiàn)代化垃圾焚燒廠。

　　2.2.1 三菱重工焚燒裝備采用的是西德馬丁式爐排——傾斜逆推往復爐排。

　　 爐排與水平面成26度夾角，爐寬約3來，爐床長約6.5米。爐床從上而下分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū)。垃圾在爐排上呈層狀燃燒，燃燒空氣從爐排下方送人。通過爐排的逆向間歇運動，使垃圾自上而下均勻移動，并對垃圾進行攪動和破碎(燒成團狀表面固化的垃圾團)，增加透氣性，便于空氣與垃圾的充分混合，改善了燃燒條件，有利于垃圾燃盡。

　　2.2.2 余熱鍋爐作為煙氣冷卻系統(tǒng)和熱能回收利用系統(tǒng)與垃圾焚燒爐組成一個有機的整體。

　　鍋爐的主要技術參數(shù)(共2臺鍋爐)：

　　•蒸發(fā)量：常用最大蒸發(fā)量13.1t/h•臺

　　最大連續(xù)蒸發(fā)量15.72 t/h•臺

　　•蒸汽壓力：常用壓力1.6Mpa

　　最高使用壓力1.8Mpa

　　•蒸汽溫度：常用溫度203℃

　　最高使用溫度209℃

　　蒸汽的利用：

　　•8.5t／h•臺蒸汽用于發(fā)電(共配置l臺500KW汽輪發(fā)電機組)。

　　•3.0 t/h•臺蒸汽廠內自用。

　　•1.6 t/h•臺蒸汽供給廠附近的熱用戶(熱電聯(lián)供)。

　　 2.2.3 煙氣凈化系統(tǒng)：

　　•把石灰粉噴人煙道，以中和氮化氫等酸性氣體。

　　•采用靜電除塵器除塵。煙塵在50000V高壓電廠作用下，被荷電、吸附、沉積在極板、極線上。通過震打落入靜電除塵器下面的灰斗中。靜電除塵的主要參數(shù)為：流通面積：30m2，處理煙氣量：30000Nm3／h，設計除塵效率：98.75％，允許工作溫度：200—300℃。

　　2.2.4 主要經(jīng)濟指標：

　　•總投資：4700萬元(包括廠外道路等市政設施費用)。由政府投資。

　　•處理能力：2×150Vd•臺

　　•單位處理能力投資：16萬元／t•日

　　•運行成本：1989年測算24.62元／t

　　1990年測算23.33元／t (該廠當時為事業(yè)單位).

　　2.2.5 通過引進、消化、吸收、創(chuàng)新所取得的成果。

　　深圳焚燒廠通過國家“八五”重點科技攻關項目垃圾焚燒裝備國產(chǎn)化研制和第二期改造工程取得了以下成果：

　　(1)掌握了低熱值、高水分垃圾的焚燒技術和工藝，研究成果表明：當原生垃圾低位熱值大于3360KJ／Kg(約800kcal／kg)時，垃圾即可在焚燒爐中穩(wěn)定自燃，不需噴油助燃(啟、停爐除外)。在當時該成果意義重大，因為曾有人提出疑慮：中國垃圾的熱值較低、水分較高，能采用焚燒技術處理嗎?深圳焚燒廠的

　　實踐作出了肯定的回答：能!這就為焚燒技術在我國的應用開辟了道路。

　　(2)通過第三條生產(chǎn)線(150t/•d臺)的科技攻關、建設和運行，證明設備的國產(chǎn)化率可達到約80％。為我國垃圾焚燒設備的國產(chǎn)化打下了初步的基礎、提供了經(jīng)驗。

　　(3)通過二期改造工程，該廠的日生產(chǎn)能力由300噸，提高到了450噸。裝機配置由“2爐l機”增加到“3爐l機”。汽輪發(fā)電機的功率由500KW／1臺擴容到3000KW／1臺，從而改善了經(jīng)濟指標。

　　(4)通過改造，鍋爐參數(shù)有了提高。蒸汽溫度由203℃提高到了350℃，從而由原來的飽和蒸汽提升為過熱蒸汽。這是國產(chǎn)余熱鍋爐第一次與進口焚燒爐相配套，并取得了成功。也為改善經(jīng)濟指標創(chuàng)造了條件。

　　(5)培養(yǎng)、鍛煉了設計隊伍、施工隊伍、運營(管理)隊伍、專家隊伍和操作職工隊伍。他們?yōu)槲覈�垃圾焚燒處理技術與設施建設的發(fā)展做出了重大貢獻，至今他們仍發(fā)揮著重大作用。

　　2.3 溫州市東莊垃圾焚燒發(fā)電廠：中國國產(chǎn)化垃圾焚燒處理技術與設施發(fā)展的第一座里程碑。

　　該廠由溫州市偉明環(huán)保工程公司投資建設，核工業(yè)第二研究設計院設計。一期工程于2000年1月破土動工，2001年11月建成投產(chǎn)。采用1套逆推機械爐排爐，日處理能力為160t／d。配置1臺1500KW汽輪發(fā)電機組。二期工程于2003年2月建成投產(chǎn)。采用l套由溫州市偉明環(huán)保工程公司制造的機械爐排爐。該爐排由二段組成：第一段為逆推式爐排，第二段為水平順推爐排，以利于燃燼。日處理能力為225t／d。配置一臺3000KW汽輪發(fā)電機組。

　　采用杭州鍋爐廠制造的余熱鍋爐，其主要技術參數(shù)為：蒸汽溫度370℃，蒸汽壓力2.45Mpa，比深圳清水河垃圾焚燒廠的蒸汽參數(shù)均有提高。

　　采用國產(chǎn)半干法加布袋除塵器煙氣凈化系統(tǒng)。2001年3月7-14日浙江省環(huán)境監(jiān)測中心和中科院水生生物對煙氣排放和工況進行了72小時監(jiān)測。監(jiān)測結果顯示，煙氣排放濃度可達到GWKB3--2000的要求(其中二惡英排放濃度：浙江省環(huán)境監(jiān)測中心測得數(shù)據(jù)為0.4—0.46TEQng／m3，中科院水生生物所測得數(shù)據(jù)為0.6—0.69TEQng／m3).

　　該廠的日•噸處理能力投資為23.38萬元／t•日。

　　該廠的建設和營運吸收和借鑒了深圳清水河垃圾焚燒廠的經(jīng)驗，并在此基礎上有所前進和提高，如單臺爐的日處理能力、余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)、煙氣凈化系統(tǒng)的配置、增設了爐排的水平燃盡段等。

　　該廠是我國第一座按照當時國際上現(xiàn)代化垃圾焚燒處理技術原理和工藝配置模式，采用國產(chǎn)化技術、工藝與裝備建設和運營的廠。

　　2.4 溫州市臨江垃圾焚燒發(fā)電廠：中國國產(chǎn)化垃圾焚燒處理技術與設施發(fā)展的第二座里程碑。

　　該廠是在溫州市東莊垃圾焚燒發(fā)電廠的基礎上，由溫州市偉明環(huán)保工程公司投資建設的第二座國產(chǎn)化垃圾焚燒發(fā)電廠。

　　該廠于2001年12月破土動工，2003年4月投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電。

　　該廠的日•噸處理能力投資為26.27萬元／t•d。與東莊垃圾焚燒發(fā)電廠比較，該廠取得了以下進步和提高。

　　  (1)、建廠規(guī)模擴大了：東莊廠為385t／d(160+225)；臨江廠為675t／d(3×225)。

　　(2)、余熱鍋爐的參數(shù)有了進一步的提高：蒸汽溫度由370℃提高到450℃，蒸汽壓力由2.45Mpa提高到了3.82Mpa。

　　(3)、采用的設備質量有了提高。

　　(4)、生產(chǎn)線的平面和空間布局進步顯著。

　　(5)、整廠設計和建筑造型具有現(xiàn)代化氣息。

　　(6)、飛灰處置有了進步，經(jīng)簡易固化后填埋。

　　需要指出的是，國產(chǎn)化垃圾焚燒處理技術和設施尚處在發(fā)展和提高過程中。在技術水平、制造工藝、設備質量、設計、建設、運營等諸多方面仍存在完善和提高的空間。要達到當前的國際先進水平，還需做出堅持不懈的努力。

　　2.5 上海浦東新區(qū)御橋垃圾焚燒發(fā)電廠：中國垃圾焚燒處理技術與設施發(fā)展的第二座里程碑。

　　該廠2000年2月開工建設，2001年11月開始工廠設備調試，2002年5月完成全廠綜合調試，2002年9月經(jīng)上海市環(huán)保局批準投入運行。

　　該廠是中國大陸地區(qū)第一座日處理1000噸級的大型現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電廠(實際配置為：365t／d•臺×3臺=1095t／d).

　　該廠由上海浦東發(fā)展集團投資，并部分利用法國政府混合貸款，用于引進法國技術和部分關鍵設備。工廠總造價約6.3億元(日•噸處理能力投資約57.5萬元／t)。

　　全廠設三條垃圾焚燒生產(chǎn)線。引進三套法國SITY2000逆推式爐排爐焚燒設備、余熱鍋爐l臺(其余2臺采用法國技術由上海四方鍋爐廠制造)和三套煙氣凈化系統(tǒng)的關鍵設備。

　　裝機配置為“3爐2機”。單臺汽輪發(fā)電機組的功率為8500KW。

　　對該廠可作如下綜合評述：

　　(1)、日處理垃圾能力為1000噸(實際為1095t／d)，居目前國內領先水平。

　　(2)、SITY2000垃圾焚燒設備居當前國際先進水平。

　　(3)、余熱鍋爐蒸汽多數(shù)為400℃，40kg，為上個世紀九十年代國際普遍采用的先進水平。

　　(4)、煙氣凈化系統(tǒng)為半干法加布袋除塵器，屬國際先進水平配置。煙氣排放濃度可達到GBl8485-2001要求。其中二惡英經(jīng)監(jiān)測為0.02-O.07TEQng／m3(比利時監(jiān)測結果為0.02-O.29TEQng／m3，浙江省環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測結果為O.07TEQng／m3，煙塵為10mg／m3以下，達到當前國際先進水平)。

　　(5)、配置了HCL、S02、NOx、CO、02、風量、煙塵等在線監(jiān)測表計，居國內領先水平。

　　(6)、飛灰經(jīng)飛灰專用儲倉出口設備與專用運輸車輛銜接，運送到上海危險廢物填埋場作安全處置，居國內領先水平，達到世界先進水平。

　　(7)、該廠在建設、調試、試運行過程中，消化、吸收了法國與歐洲的技術，并結合垃圾熱值較低、含水較高的特點，對工藝、設備和材料等作了大量的改進和優(yōu)化(20多處)。運行實踐表明，工況穩(wěn)定，狀態(tài)良好。該廠的建成、投產(chǎn)和運營為中國垃圾焚燒處理技術與設施的發(fā)展走引進、消化、吸收、創(chuàng)新之路

　　開辟了新的前景；為提高國產(chǎn)化垃圾焚燒處理技術與設施的水準提供了新的參照平臺。

　　(8)、為培養(yǎng)和鍛煉垃圾焚燒處理技術與設施建設的設計隊伍、施工隊伍、運營(管理)隊伍、專家隊伍和操作職工隊伍提供了更廣闊的空間。

　　2.6 發(fā)展歷程綜述

　　中國垃圾焚燒處理技術與設施建設發(fā)展起步較晚，但發(fā)展歷程體現(xiàn)了吸進、消化、吸收、創(chuàng)新和迎頭趕上、與時俱進的精神，并取得實際成效。

　　(1)、從總體上看，引進國外技術、工藝及裝備，注意了其先進性、適用性和可*性。通過科技攻關，取得了熱值較低、含水量較高的垃圾焚燒處理技術成果，為焚燒處理技術在我國的發(fā)展開辟了道路。

　　(2)、國產(chǎn)化垃圾焚燒處理技術、工藝及裝備的開發(fā)、研究和制造，根據(jù)目前中國垃圾的特點，精心地采取了相應措施，并取得了較好的效果。貫穿了迎頭趕上、與時俱進的思想。

　　(3)、余熱鍋爐的性能逐步提高：蒸汽溫度從203℃一370℃一400℃一450℃；蒸汽壓力1.6Mpa一2.45Mpa一3.82Mpa一4.0Mpa.為提高熱能轉換效率和經(jīng)濟收人創(chuàng)造了條件。

　　(4)、煙氣凈氣系統(tǒng)的配置，從干法加靜電除塵器過渡到了半干法加布袋除塵器。煙氣排放限值在達到GB8485-2001要求的基礎上，煙塵和二惡英的排放限值亦可達到國際先進水平。

　　(5)、飛塵的安全處置已引起重視。采用水泥固化和安全填埋措施已有所應用。

　　(6)、注意規(guī)模效益，建廠的日處理能力逐步提高，從400t／d級-700t／d級-1000t／d級。

　　3、發(fā)展展望

　　預測，中國垃圾焚燒處理技術與設施建設將有一個較大的發(fā)展，例如東部的珠江三角洲、長江三角洲、環(huán)渤海經(jīng)濟帶僅占全國總面積9.4％，但人口卻占34.6％，經(jīng)濟產(chǎn)出占61％。可見，上述地區(qū)人口綢密、土地緊張、經(jīng)濟較發(fā)達，宜以焚燒處理為主。中、西部地區(qū)也將會有一定的發(fā)展空間。

　　實踐表明，為了今后的發(fā)展，需要和應當著重探討與解決以下問題：

　　3.1 破行政區(qū)劃，建設具有規(guī)模效益的廠。

　　例l：正在建設的天津雙港垃圾焚燒廠，其規(guī)模為1200t／d。

　　例2：正要建設的北京朝陽區(qū)高安屯垃圾焚燒廠，其規(guī)模為1600t／d。

　　例3：計劃建設的廣州市第二垃圾焚燒廠，其規(guī)模將達到2000t／d。

　　例4，計劃建設的上海市閔行垃圾焚燒廠，其規(guī)模將達到3000t／d(分兩期建設)。

　　以上各超大型城市在建廠規(guī)模上均考慮了打破市轄行政區(qū)劃的原則，該原則對其它大、中、小城市亦應考慮。分散建小廠是不可取的。

　　3.2 引進國外技術、工藝和裝備，應認真審核其先進性、適用性和可*性。要充分考慮到中國目前垃圾熱值較低，含水較高的特點。認真總結和積累經(jīng)驗，并注意交流和實現(xiàn)資源共享。應重視技術引進和生產(chǎn)制造的屬地化，以減少投資和運行費用。

　　3.3 不斷提高焚燒爐的技術性能。

　　實踐表明，以下兩個指標尤應予以重視：

　　(1)、應采取措施，使焚燒爐煙氣的出口溫度穩(wěn)定達到≥850℃。

　　(2)、應采取措施，降低焚燒爐渣的熱灼減率。應力爭達到國際先進水平：≤3％。(目前的國標要求≤5％)。 

　　3.4 不斷提高余熱鍋爐的技術性能

　　目前中國大陸地區(qū)正在運行的焚燒廠，其余熱鍋爐蒸汽多數(shù)的領先水平大致為：450℃、3.82Mpa(或400℃、4.0Mpa)；熱效率大致為70％-75％。與國際先進水平(約6.4Mpa、450℃、熱效率≥80％)，與國際領先水平(約9.0Mpa、500℃)存在著較大差距。應與時俱進，大力追趕，因為上述技術經(jīng)濟指標與整廠的經(jīng)濟指標強相關。

　　正在建設的廣州李坑垃圾焚燒廠的余熱鍋爐蒸汽參數(shù)將有望達到6.4Mpa、450℃，熱效率達到84％。國產(chǎn)化余熱鍋爐應向這個目標努力.

　　3.5 進一步完善環(huán)保措施，減少污染排放

　　(1)、關于煙塵和二惡英類的排放濃度.

　　現(xiàn)行《生活垃圾焚燒污染控制標準(GBl8485-2001)》是全國性標準。在具體執(zhí)行中應考慮東、中、西部發(fā)展不平衡的狀況，體現(xiàn)出差別。如：東部地區(qū)的煙塵排放濃度宜控制在≤30mg／m3，二惡英類則宜控制在≤O.1TEQng／m3。實踐表明，只要按標準要求采用半干法加布袋除塵器煙氣凈化系統(tǒng)，上述加嚴指標是可以達到的。

　　(2)、關于飛灰的安全處置

　　GBl8485-2001要求“飛塵應按危險廢物處理”。但目前只有天津、上海、深圳等少數(shù)城市建設了危險廢物安全填埋場，為飛塵的安全處置提供了保障。多數(shù)城市尚缺乏危險廢物安全填埋場，應引起高度重視。至于新建項目，則應把配套建設危險廢物安全填埋場列入到項目的可行性研究報告中。還應研究、開發(fā)其它的飛灰安全處置技術、工藝、設備和設施。

　　3.6 加速建立多元化的投資體制和運行機制

　　實踐表明，加速建立多元化的投資體制和運行機制是必要的和可能的。近年來已出現(xiàn)以下模式：

　　(1)BOT(建設、營運、移交)模式

　　BOT模式從性質上分析，它介于公有公營與私有私營模式之間，或者說是公有公營的衍生模式。實質是政府對公共產(chǎn)品的采購。通常由國家主管部門把特許權授予某一法人(國內、國外、合資的企業(yè)／公司，企業(yè)／公司的性質或國有私有)從事基礎設施或系統(tǒng)的融資和建設，并賦予該法人在一定期限內(如10—30年)以商業(yè)化方式經(jīng)營該設施的權利，期滿后，把該設施移交給公共部門。

　　BOT的特點是：(一)、投資法人需要在特許經(jīng)營權期限內回收投資，還本付息，并取得期望的商業(yè)利潤。不同性質的企業(yè)法人的期望也不相同，一般情況下，期望投資回報率在6％-1l％左右；(二)、政府需支付的垃圾處理補貼費(采購費)較高。

　　目前參與BOT模式的企業(yè)有：北京金州控股集團、上海城投總公司、上海浦東發(fā)展集團、重慶鋼鐵集團、深圳能源集團、深圳綠色動力集團、溫州偉明環(huán)保等企業(yè)。

　　(2)BOO(建設、運營、擁有)模式

　　該模式與BOT模式的主要區(qū)別在于產(chǎn)權不移交。 目前參于BOO模式的企業(yè)有：天津泰達 集團、杭州綠能環(huán)保發(fā)電有限公司等。

　　(3)PPP模式(Public Praivit Partnership) 

　　PPP是政府與企業(yè)合作的一種項日融資模式。政府投入部分(如土地等)可以采取不計折舊、不。圖回報的經(jīng)營方式。因此，在項目建成后政府需要支付的垃圾處理補貼費較BOT模式低。 

　　(4)TOT模式(Transfer Operation Transfer)

　　TOT模式是通過轉讓已建成項目的一定期限內的產(chǎn)權和經(jīng)營權進行融資，融得的資金可用于建設其它項目，或償還債務。如：上海浦東發(fā)展集團轉讓了上海浦東新區(qū)御橋垃圾焚燒廠的約50％股權。現(xiàn)在該集團正以BOT模式建設常熟市垃圾焚燒廠。

　　綜上所述，對于新建項目，可以采用BOT、PPP等前市場化融資運作模式；對于已建成項目，可采用TOT和PPP等后市場化融資運作模式。

　　(5)特許運營機制

　　這是一種授予特許營運權的運行機制。如：上海浦西江橋垃圾焚燒廠以特許營運合同的形式交給法國ONYX(奧綠思)公司運營，特許期限為20年。這有利用學習國外先進的運營技術和管理經(jīng)驗，并保證工廠的生產(chǎn)穩(wěn)定性和提高運行效率(效益)。

　　上述投資體制和運行機制已在實踐中顯示出了其生命力，今后應適時地總結經(jīng)驗，不斷地加以完善，以利于垃圾焚燒處理技術和設施建設的發(fā)展。