成果名称: 长稳定运行的宽适应高能效低污染生活垃圾智能焚烧技术及其应用
完成单位: 广州环保投资集团有限公司,华南理工大学,广州环投技术设备有限公司
主要人员: 刘先荣,吴宁,张焕亨,马晓茜,唐玉婷,罗翠红,熊爱生,黄江涛,吴荫津,廖达秀,余笑枫,张钦华,刘益成,朱红芳,贺毅
介绍:

    1、课题来源与背景 本项目是基于国内垃圾焚烧炉及焚烧技术的发展与应用难题而提出的,通过引进丹麦伟伦垃圾焚烧发电技术,经过消化、吸收及二次创新,形成了一批具有广环投自主知识产权的自主核心技术,形成具有燃烧充分、热灼减率低,耐高温耐磨耐腐蚀,长稳定运行、宽适应、低污染、智能化等技术特点的焚烧炉产品、系统及工艺等成套解决方案,有力的解决了国内垃圾焚烧炉及焚烧技术的发展与应用难题,促进了垃圾焚烧发电技术及行业的发展,并带动了固废处理相关技术进步。

     2、技术原理及性能指标 2.1 技术原理 本项目的主要技术内容在于技术授权的机械式垃圾焚烧炉排炉发电技术基础上进行消化、吸收和二次开发、自主设计。通过对固体废弃物焚烧原理的研究,实现垃圾焚烧技术和焚烧炉的研发设计,使其符合我国国情,实现长稳定运行、宽适应、高能效、低污染的智能焚烧。垃圾焚烧炉工作时,垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时,起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合燃烧,产生的高温烟气通过锅炉受热面进行热交换产生蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经净化处理系统后排出。 2.2 性能指标 1、焚烧炉设备实现连续稳定运行时间大于8000小时,保证燃烧温度的长期稳定在850℃~950℃之间、烟气在850℃以上停留2秒、渣热灼减率3%以下;锅炉热效率达到80%,烟气排放指标优于欧盟(DIRECTIVE 2010)标准。 2、垃圾焚烧设备实现了60%~120%负荷区间长时间稳定运行,有效适应4180kJ/kg~11000kJ/kg热值的入炉垃圾。垃圾焚烧电厂平均吨垃圾发电量400度以上,高于行业平均380度水平。  3、针对国内垃圾特征,进行垃圾焚烧发电关键技术再创新工作,研发出适用于亚洲地区垃圾热值低、水分高等特点的焚烧炉系列产品。新研发的各系列炉型包括:750t/d@6800kJ/kg750t/d@7500kJ/kg500t/d@6800kJ/kg350t/d@6800kJ/kg。  4、本项目研发的机械炉排焚烧炉,炉排为顺推炉排,整个炉排采用模块化设计,分四个主要模块,可在厂内预制,现场组装,安装方便,施工周期短,炉排分多级,干燥段、燃烧段、燃烬段炉排之间保持1m 落差,机械负荷为179~241 kg/(㎡·h),燃烧速率为241 kg/(㎡·h),底渣残碳率<3%,炉排使用寿命>40000h,炉排更换时长>24000h。 3

     3、技术的创造性与先进性 (1)通过高能效焚烧炉无后拱顺流设备、主回路和副回路的多回路设计的炉温控制系统与炉膛控温技术,实现了垃圾焚烧炉的长稳定运行、降低了污染。 (2)通过一体化轻型高强度炉排的优化设计与分区一次风、分层二次风的高效配风优化,提高了燃烧效率,增强了焚烧炉的稳定燃烧,实现了焚烧炉对垃圾和燃料的宽适应。 (3)通过“信号采集 逻辑计算与控制调节 信号执行”的自动燃烧控制系统实现了焚烧工况自适应智能焚烧,通过实时计算垃圾热值模型、炉排料层厚度模型和炉膛温度场测量技术实现智能焚烧。

    4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目通过对垃圾焚烧专业的研发和中试,形成整套垃圾焚烧技术,具备成本低、适合国情、低能耗和稳定性好等特点,达到垃圾焚烧国际先进水平,在市场推广具有极大优势。可立足广州,依托华南地区,并面向全国进行推广应用,具有远大的市场前景。广环投集团拥有多个已建或正在建设垃圾焚烧厂,各种新技术都可以在下属企业得到优先验证和应用,可为新技术提供典型应用案例,直接打消市场对技术使用的顾虑。本项目的技术应用及市场风险很小。

    5、应用情况及存在的问题 作为广州市固体废弃物处理的投融资主体,广州环投集团负责广州市固体废弃物终端处理设施的投资、建设和运营,目前承担了广州市中心城区100%、全市约96%的生活垃圾处理任务。在推广应用渠道上,公司通过自建垃圾焚烧发电厂和共建取得运营权的方式,目前成功建成6座垃圾焚烧发电厂并已陆续投入运营,总处理规模达14000吨/日;第三资源热力电厂二期工程、第四资源热力电厂二期工程、第五资源热力电厂二期工程、第六资源热力电厂二期工程、第七资源热力电厂二期工程、雷州垃圾焚烧处理项目等多个垃圾焚烧项目在建中。通过本项目发的技术与设备在已投运的垃圾焚烧厂中的验证和应用,整套垃圾焚烧技术与设备,具备成本低、适合国情、低能耗和稳定性好等特点,达到垃圾焚烧国际先进水平,在市场推广具有极大优势,并且为公司带来了良好的经济效益。加之国家对垃圾焚烧发电产业的扶持使城市生活垃圾发电技术及装备产业化的电力市场销售前景非常巨大,因此本项目研究成果可立足广州,依托华南地区,并面向全国进行推广应用,具有远大的市场前景。

    6、历年获奖情况 2017年度粤港澳大湾区垃圾分类(城市矿产)领域最具品牌价值企业 广东省循环经济和资源综合利用协会2016年度优秀会员单位 2016年度华南低碳环保领域最具品牌价值企业 2014年度固废行业专业化运营服务年度标杆企业奖牌。

批准登记号:
登记日期: 2019-09-03
研究起止时间: 2010-01-01至2016-12-31
所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科技评估协会
评价日期: 2019-08-30