胡玉平，吴海泓，杨 旭，李冬如，薛建虹，李增强

（广东省特种设备检测研究院惠州检测院，广东 惠州 516003）

随着人口的不断增长，城市化慢慢普及，城市垃圾随之增多，日积月累，给城市环境造成的问题也越发显著，垃圾处理势在必行。特别是随着人们生活水平的提高，对环境的要求也越来越高，保护周围环境在人们意识中的分量逐渐增加。

1 城市垃圾量的增长现状

我国城市每人每天产生垃圾量有1.0～1.2kg。据统计，2019年我国城市生活垃圾清运量为2.04亿t，比2018年同比增长6.37%。每年不断增长的垃圾量使得我国目前以卫生填埋为主的垃圾处理方式逐渐不能满足要求。而且，填埋处理方式处理时间长久，占用土地资源，对周围环境影响大。随着技术的发展，垃圾焚烧处理方式在我国逐渐受到重视，各地也在开展垃圾焚烧锅炉的规划建设，通过应用垃圾焚烧锅炉逐步解决垃圾处理量的问题。

2 城市垃圾分类及主要处理方式

城市垃圾主要分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾[1]。可回收物主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料5大类；有害垃圾含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质，是会对环境造成现实危害或潜在危害的废弃物；厨余垃圾（湿垃圾）包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物；其他垃圾（干垃圾）包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸、纸巾等难以回收的废弃物及尘土、食品袋（盒）。

应对垃圾分类，垃圾处理主要方式有填埋处理、堆肥处理和焚烧处理。垃圾填埋处理只能暂时处理城市产生的垃圾，而且填埋空间有限，还会影响填埋场周围的生态环境，处理不好会对周围土壤、地下水源产生严重污染；垃圾堆肥处理主要是处理厨余垃圾，不能处理重金属垃圾及有毒有害垃圾；焚烧垃圾处理将资源再利用，通过焚烧垃圾的内能转换成热能、电能，包括焚烧发电、供热和热电联产。垃圾焚烧锅炉在垃圾焚烧处理中起到核心作用，对不同垃圾特性和气候环境应选用合适的垃圾焚烧炉型。

3 垃圾焚烧锅炉的选型及作用

垃圾焚烧炉的炉型较多，应根据不同的焚烧处理工艺选择不同的炉型。目前典型的垃圾焚烧锅炉有机械炉排型焚烧锅炉、流化床型焚烧锅炉、回转窑焚烧锅炉[2]。目前，市场主要应用较多的是机械炉排焚烧锅炉，通过检验检测发现，机械炉排焚烧锅炉的数量也是相对较多的。

3.1 机械炉排焚烧锅炉

机械炉排焚烧锅炉是以机械炉排的运动带动垃圾不断翻滚、烘干、搅拌并向前推行。垃圾进入炉排前端向炉膛中心推动与炉排底部热空气混合翻动，通过接触烘干后再燃烧。这种炉型对垃圾的湿度和颗粒度适应性范围比较大，燃烧效率较高，一般可达到75%～78%，炉渣的未燃成分可达到3%左右，可靠性较高，使用历史较长。

3.2 流化床垃圾焚烧锅炉

流化床垃圾焚烧锅炉是将垃圾投入流化床中与高温（700～800℃）沙粒直接接触、传热、干燥达到燃烧。锅炉燃烧反应快速、燃烧完全，热效率一般可达80%～82%，燃烬率非常高，灰渣排除率可达1%左右；燃烧后的残留物降落，通过振动筛分离沙粒和灰渣，沙粒回收炉内使用，灰渣排出炉外。流化床垃圾焚烧锅炉对垃圾颗粒度要求较高，垃圾在进入焚烧炉前需分类并机械破碎。然而，目前我国垃圾分类正在推荐实施中，垃圾尚无法做到分类机械破碎；且垃圾焚烧吹入高压风力耗电量大，炉外积灰严重。该工艺炉体一般尺寸相对较小。

3.3 回转窑焚烧炉

回转窑焚烧炉是靠自身耐火材料衬里的圆筒筒体的回转来混合搅拌炉内垃圾，以便将垃圾焚烧。焚烧垃圾通过加料器送入炉内，随着转动炉体向下移动，在高温烟气中燃烬。其缺点是垃圾在炉内燃烧效率不高，设备磨损维修频率高，垃圾颗粒度不能太大，炉型不适用大容量装置[3]。

4 垃圾焚烧炉的应用及意义

在《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》政策的推动下，我国各个城市都在规划和建设垃圾焚烧炉项目。众多企业响应国家政策，大力推动垃圾焚烧行业的发展，积极建设垃圾焚烧炉和有效管理垃圾焚烧设备的投产使用。

据统计，2020年3月全国拟建在建垃圾焚烧发电项目约54个，焚烧垃圾发电项目建设遍布诸多市和县区，全面提高了我国整体垃圾处理能力，解决垃圾堆积污染环境等问题。垃圾焚烧炉的投入使用，有效解决了垃圾堆积填埋等问题。具体选择时，应根据各地不同垃圾日产量，选择建设与日处理量相对应的垃圾焚烧炉容量和数量，伴随垃圾量的增加可以逐步扩建处理量合理的垃圾焚烧炉。由于垃圾湿度不同、热值不一，垃圾分类处理能有效提高垃圾焚烧产生的效益[4]。

垃圾焚烧炉在处理垃圾的同时也会随带固体废物的产生，通过现有产业链对其进行加工再处理，可将产生的固体废物变废为砖，生产的砖可应用于园林和道路建设。而且焚烧炉在投产中产生的蒸汽既能应用在发电并网，又能对企业提供热能应用，带动周边工业的发展与建设的同时提高了经济效益，为周围居民提供了就业机会，提高其生活水平。

5 垃圾焚烧炉的发展前景

结合焚烧锅炉应用现状发现，锅炉受热面腐蚀问题严重影响焚烧锅炉的使用寿命，现有对水冷壁管施加镍基堆焊层的防护方法可增强其抗腐蚀性能。经过水冷壁管堆焊层应用之后的一个检验周期验证，测量发现壁厚减薄量很小，该项技术应用对受热面管起到了很好的抗腐蚀性作用。但对受热面管实施镍基堆焊层的成本相对很高，对设备建设的投入较大，因此研发新技术以降低设备成本尤为重要，前景远大。开发出成本较低的方法应用到抗腐蚀性材料中将大大节省成本，提高设备的安全性能和延长受热面的使用寿命。焚烧炉炉膛结焦和积灰对锅炉管壁之间的热传递影响很大，不同的炉型受热面结焦和积灰情况不同，如卧式余热锅炉的积灰严重程度会比立式余热锅炉的低，人工清理积灰工作量也相对较少；炉膛不同配风比例对垃圾燃烧产生的热辐射效益有不同影响，优化配风比例，可以提高燃烧热效率，促进资源合理利用，从而提高经济效益。

随着生活水平的提高，对美好环境的需求不断提升，城市垃圾处理问题更加受到重视，垃圾焚烧锅炉的应用很好地解决了现有垃圾处理方面的难题，同时也满足垃圾量变化下可调控处理能力。垃圾的焚烧处理也给垃圾焚烧炉的发展带来了机遇和挑战，随着垃圾焚烧炉的技术不断成熟，其应用也会越来越广。垃圾焚烧炉虽然在前期投资较大，但长期运营产生的经济效益非常可观，因此一些企业积极投资构建。同时，国家政策也给予支持，给企业提供融资便利，设立专项资金，对发电并网给予补助，提供一个健康的成长环境，为垃圾焚烧行业的发展作出一定的贡献和支持，也为后续垃圾焚烧炉的成长建设提供有力的保障。

6 结语

垃圾焚烧炉在国内应用越来越多，不仅解决垃圾处理问题、改善周边环境，而且加快城市发展。焚烧锅炉的应用为垃圾处理焚烧锅炉的选型提供依据，为今后的创新发展奠定基础。相关企业应不断提升垃圾焚烧炉的技术优势，解决设备生产过程的突出问题和矛盾，使我国垃圾焚烧技术走在行业前列，在不久的将来让城市文明在人们眼前焕然一新。