一、 垃圾焚燒發(fā)電是一項(xiàng)新能源技術(shù)

    城市生活垃圾焚燒發(fā)電是近30年來開發(fā)出的一項(xiàng)新能源技術(shù)。有關(guān)專家預(yù)測，隨著21世紀(jì)垃圾處理的規(guī)范化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，垃圾發(fā)電將成為最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電方式，與太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等無公害新能源并駕齊驅(qū)。

    面對垃圾泛濫成災(zāi)的狀況，世界各國的專家們已不僅限于控制和銷毀垃圾這種被動"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(jì)70年代起，一些發(fā)達(dá)國家便著手運(yùn)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(dá)100兆瓦，每天處理垃圾60萬噸�，F(xiàn)在，德國的垃圾發(fā)電廠每年要花費(fèi)巨資，從國外進(jìn)口垃圾。據(jù)統(tǒng)計，目前全球已有各種類型的垃圾處理工廠近千家，預(yù)計3年內(nèi)，各種垃圾綜合利用工廠將增至3000家以上�？茖W(xué)家測算，垃圾中的二次能源如有機(jī)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(dāng)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(jié)省煤炭5000～6000萬噸，其"資源效益"極為可觀。 

    垃圾發(fā)電之所以發(fā)展較慢，主要是受一些技術(shù)或工藝問題的制約，比如發(fā)電時燃燒產(chǎn)生的劇毒廢氣長期得不到有效解決。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)電效率也由過去的一般10%提高為25%左右，有毒廢氣排放量降為0.5%以內(nèi)，低于國際規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，現(xiàn)在垃圾發(fā)電的成本仍然比傳統(tǒng)的火力發(fā)電高。專家認(rèn)為，隨著垃圾回收、處理、運(yùn)輸、綜合利用等各環(huán)節(jié)技術(shù)不斷發(fā)展，工藝日益科學(xué)先進(jìn)，垃圾發(fā)電方式很有可能會成為最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù)之一。從長遠(yuǎn)效益和綜合指標(biāo)看，將優(yōu)于傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)。我國的垃圾發(fā)電剛剛起步，但前景樂觀。 

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

    專家認(rèn)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年來的年增長速度在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(dāng)于每年節(jié)省煤炭2100萬噸。

二、垃圾發(fā)電的主要方式

    在處理城市垃圾及廠家生產(chǎn)過程中丟棄的廢料垃圾，既保護(hù)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(hù)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(dāng)作燃料，采用能燃燒一般垃圾、樹皮等低溫?zé)嶂档难�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(jī)總量近800MW。

    RDF發(fā)電。RDF(Refuse Derived Fuel)燃料是由制造廠從一般垃圾中分揀出廢塑料、廢料渣、木屑等，經(jīng)過破碎、干燥、壓形、固化，制造過程嚴(yán)防二氧化物的發(fā)生，制成無害固體燃料，即RDF燃料。然后將RDF燃料運(yùn)到電廠進(jìn)行發(fā)電。RDF制造廠可因地分散建立，就地制成RDF燃料，它為粉筆形狀，直徑15mm，長度50mm，發(fā)熱量為14595～20016kJ/kg，在制造過程中滅菌，故可運(yùn)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家Foster Wheeler公司制造，在1997年開始運(yùn)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(guī)模為10～30MW，1996～1997年在其他各地相繼實(shí)施。

    MEET綜合發(fā)電。在制造廠設(shè)置可處理和提取能源的設(shè)備，將生產(chǎn)各階段的垃圾所具有的熱能提取的技術(shù)稱為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，固化為無害，加工成建筑材料，并回收鐵、銅、鋁、礦渣等資源，同時還進(jìn)行發(fā)電。其電力作為本制造廠的動力，多余出售，既提高制造廠綜合經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)了環(huán)境。

    一般垃圾發(fā)電站建設(shè)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(yùn)輸?shù)絉DF發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電，供電給人口疏稀的廣大地區(qū)，是極為有利的方式；一般垃圾發(fā)電幾乎為空冷，少數(shù)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70%，而RDF流化床鍋爐可達(dá)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，且灰里沒有溶渣，是疏散粒狀，裝卸方便，灰處理及用費(fèi)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、日處理一般垃圾400t、安裝10MW機(jī)組。

    目前，我國不斷加強(qiáng)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(jù)統(tǒng)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(rèn)為：首先在大、中城市邊緣地點(diǎn)建設(shè)一般垃圾發(fā)電站；在工業(yè)區(qū)內(nèi)，各制造廠設(shè)立RDF燃料廠，將RDF燃料運(yùn)到RDF發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電；由于MEET綜合發(fā)電處于研究開發(fā)階段，尚待我們?nèi)ラ_發(fā)利用。

三、國外垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

    垃圾焚燒處理方法是早在1901年由美國人提出的。當(dāng)初，主要任務(wù)是使垃圾減容，但由于當(dāng)時垃圾燃燒的煙塵無法控制，一直未能得到廣泛利用。到60年代，隨著煙氣處理技術(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(jī)容量650MW。到2000年垃圾發(fā)電容量達(dá)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?fàn)t管腐蝕，采用低參數(shù)，發(fā)電效率較低，僅為10%-15%，現(xiàn)正謀求提高到30%。

    美國垃圾焚燒廠發(fā)展很快，至1990年，已建400座，焚燒率達(dá)18%，到2000年提高到40%。美國垃圾發(fā)電已達(dá)2000MW，最近在建的有日處理垃圾2000t/d、蒸汽溫度達(dá)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臺滾動爐排式鍋爐，年處理垃圾40萬噸；法國現(xiàn)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(dá)100%，1986年建成一座2700t/d垃圾電站。

四、國內(nèi)垃圾焚燒技術(shù)和垃圾發(fā)電發(fā)展情況

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

    A廠引進(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)行了專題鑒定。該垃圾焚燒鍋爐本體由MHI作基本設(shè)計，A廠作施工設(shè)計，最后經(jīng)MHI審查確認(rèn)。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廠設(shè)計制造的國內(nèi)首臺75t/d垃圾焚燒鍋爐經(jīng)調(diào)試改進(jìn)，日前已穩(wěn)定運(yùn)行。這臺鍋爐裝在廣東省順德市。該廠的3×200t/d垃圾鍋爐裝于珠海，并于1999年投運(yùn)。該爐系B廠采用美國Temporlla爐本體設(shè)計技術(shù)，采用美國DetroitSroker公司爐排，發(fā)電設(shè)備及輔機(jī)全部采用國產(chǎn)產(chǎn)品。

    C廠采用由加拿大瑞威環(huán)境保護(hù)有限公司研制的CAO(ControlledAirOxidation)垃圾焚燒系統(tǒng)，設(shè)計制造日處理3×100t/d的垃圾焚燒余熱爐，1999年底投運(yùn)。
中科院工程物理所承擔(dān)國家"八五"課題，研究開發(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(qū)上莊，已投運(yùn)。牡丹江新技術(shù)研究所承擔(dān)"八五"課題研制"自動翻攪焚燒物的往復(fù)爐排裝置"，完成了日處理50t/d自燃式垃圾焚燒爐試驗(yàn)。

    國內(nèi)若干大中城市已建成和在建的一些垃圾發(fā)電項(xiàng)目有：深圳市已建成3x150t/d垃圾發(fā)電廠，1、2號機(jī)系日本進(jìn)口三菱-馬丁式爐排焚燒爐，3號機(jī)為采用"杭鍋"與三菱合作的150t/d馬丁式爐排焚燒爐，三臺機(jī)組共發(fā)電4000kW；珠海已建成3×200t/d焚燒爐，1999年投運(yùn)；北京計劃2000年建成一座日處理垃圾1272t/d的大型現(xiàn)代化垃圾電站，采用國外進(jìn)口設(shè)備，整個工程造價7.1億元；上海引進(jìn)法國設(shè)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(jī)，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

    我國是一個發(fā)展中國家，改革開放后城市發(fā)展迅速，但我國的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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，使城市生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，處理城市垃圾已成為日益迫切的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(nèi)一些城市采用國外技術(shù)或國內(nèi)自行開發(fā)技術(shù)建設(shè)和正在建設(shè)一批垃圾發(fā)電廠，已開始取得一些較好的社會效益。隨著國家環(huán)保政策的實(shí)施和城市基礎(chǔ)建設(shè)的加快，垃圾發(fā)電在我國將會得到迅速發(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(yīng)該借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)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(nèi)機(jī)械發(fā)電制造行業(yè)技術(shù)水平和加工能力等方面來看，完全有能力實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒技術(shù)和垃圾發(fā)電設(shè)備的國產(chǎn)化