近段時(shí)間的上海市民，直面大媽的靈魂拷問——“你是什么垃圾？”這一切調(diào)侃，皆因上海垃圾分類政策的強(qiáng)力度推行。然而，公眾對(duì)垃圾分類的焦點(diǎn)，均放在前期處理，即按垃圾種類“人肉”分開放置，對(duì)于垃圾分類后的去向則鮮為人知。本文將為大家揭秘生活垃圾的后端焚燒發(fā)電處理工序，以及如何應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，高效且無環(huán)境污染操作。

兩條垃圾處理之路：焚燒、填埋

隨著農(nóng)村城市化、建設(shè)美好鄉(xiāng)村的推進(jìn)，中國(guó)生活垃圾生產(chǎn)量劇增，對(duì)垃圾進(jìn)行有效的管理與處理迫在眉睫。但事實(shí)上，盡管以前沒有進(jìn)行明確的分類，在生活區(qū)清潔員以及拾荒大軍的層層翻找分揀下，我國(guó)生活垃圾中可回收物基本都被提前分揀出來。在施行垃圾分類后，整體垃圾生產(chǎn)量依舊處于上升趨勢(shì)，但因?yàn)閺U物利用、有毒垃圾專門處理等措施，需處理的垃圾量會(huì)減少。而對(duì)原來低價(jià)值的垃圾進(jìn)行更加明確的區(qū)別收集，也能更好的幫助后端工藝進(jìn)行針對(duì)性處理。

目前，中國(guó)生活垃圾最主要、最有效的處理辦法是焚燒與填埋。

深圳市城市垃圾綜合處理設(shè)施布局

城市人口產(chǎn)生垃圾的估算方法為每人每天一公斤生，100萬人口城市一天產(chǎn)生的生活垃圾為1000噸。以深圳為例，深圳常住人口超過1500萬，意味著一天垃圾產(chǎn)生量15000噸。深圳現(xiàn)建設(shè)有若干個(gè)垃圾焚燒處理廠，日焚燒處理能力不到1萬噸，還有部分無法焚燒需要進(jìn)行填埋處理。隨著垃圾分類帶來的處理減量，以及坪山等垃圾焚燒處理廠的建成，深圳的生活垃圾基本可以全部實(shí)現(xiàn)焚燒處理。

垃圾焚燒發(fā)電廠的處理流程及工藝

首先，運(yùn)輸車從各個(gè)環(huán)衛(wèi)站將垃圾運(yùn)到了垃圾處理廠，倒入堆放倉(cāng)放置幾天進(jìn)行發(fā)酵。專業(yè)的工作人員操作兩個(gè)垃圾叼對(duì)來自不同區(qū)域、不同成分的垃圾進(jìn)行移動(dòng)混合，讓熱值相對(duì)均勻。

第二道工序是將發(fā)酵過的垃圾投入焚燒爐中進(jìn)行燃燒。目前國(guó)內(nèi)使用焚燒爐主要是爐排爐,將垃圾放在爐排爐平行移動(dòng)的臺(tái)階上，在重力的帶動(dòng)下將垃圾邊干枯脫水邊往前滑動(dòng)，直至送到爐膛開始焚燒。

第三道工序是將垃圾焚燒產(chǎn)生的熱量通向鍋爐，將水燒開汽化推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。

垃圾處理工廠結(jié)構(gòu)圖

垃圾焚燒發(fā)電廠的處理工藝具備如下特點(diǎn)：

1、基于垃圾不適合長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)遵循就地、就近處理原則。

2、焚燒爐針對(duì)國(guó)內(nèi)生活垃圾多油、水的特點(diǎn)，利用撥火棍原理對(duì)爐排爐進(jìn)行改進(jìn)，在爐排上添加機(jī)械裝置對(duì)燃燒物進(jìn)行翻動(dòng)，促進(jìn)垃圾充分的燃燒，充分發(fā)揮熱量。

3、垃圾處理過程中產(chǎn)生的滲濾液、煙氣等污染物增加污水處理、廢氣處理等處理工序，國(guó)家相關(guān)部門實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保符合標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行排放。

4、對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生的可燃?xì)怏w直接噴入爐膛進(jìn)行助燃，垃圾焚燒余的爐渣灰制成磚塊用于綠化，處理過程實(shí)現(xiàn)最大程度的資源化。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)，貫穿始終

在充滿了現(xiàn)代化科技的垃圾焚燒發(fā)電廠中，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮了極其廣泛、重要的應(yīng)用?？梢哉f，如果沒有自動(dòng)化控制，垃圾焚燒發(fā)電廠完全不能工作。

首先，垃圾焚燒發(fā)電廠的中樞神經(jīng)系統(tǒng)為DCS（集散控制系統(tǒng)）。作為主控系統(tǒng)，DCS掌控了從垃圾抓取、焚燒爐排控制、爐溫控制、煙氣處理、滲濾液處理、蒸汽發(fā)電等整個(gè)發(fā)電廠的所有環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)都將信號(hào)模塊連接到DCS中，DCS對(duì)生產(chǎn)情況數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、分析、管理，實(shí)施整個(gè)生產(chǎn)過程的所有設(shè)備的所有數(shù)據(jù)監(jiān)控與整體控制。且DCS采用了硬連接，通過一根線而不是靠無線裝置進(jìn)行連接，具備非常高的可靠性。

目前國(guó)內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠DCS系統(tǒng)的主要供應(yīng)商為和利時(shí)、浙大中控，其經(jīng)營(yíng)模式為直營(yíng)自營(yíng)，具備其他企業(yè)無法匹敵的強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)力。究其原因在于，中國(guó)城市規(guī)模日漸擴(kuò)大，且垃圾產(chǎn)生量還處于上升期，和利時(shí)、浙大中控等企業(yè)在進(jìn)行垃圾焚燒發(fā)電廠建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，將在現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上規(guī)劃余量，即在建設(shè)一期工程時(shí)做出二期甚至三期的工程的需求規(guī)劃和建設(shè)條件，以滿足未來城市人口上升或是垃圾排放增加后的處理需求，同時(shí)保障企業(yè)在項(xiàng)目建設(shè)上的后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

DCS系統(tǒng)下一級(jí)是垃圾抓、鼓風(fēng)機(jī)、焚燒爐、滲濾液處理等各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，每一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都有著自己的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，并將相關(guān)信號(hào)及時(shí)反饋給DCS。如判定焚燒爐控制系統(tǒng)判定控制爐內(nèi)溫度控制在何種區(qū)間范圍內(nèi)，保證正常燃燒。

無處不在的變頻控制

自動(dòng)化行業(yè)常見的變頻控制，在垃圾焚燒發(fā)電廠主要用在垃圾抓、鼓風(fēng)機(jī)、水泵、爐排等執(zhí)行機(jī)構(gòu)：調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小適中，控制水泵使鍋爐里邊的水量不干也不溢出來，調(diào)節(jié)控制爐排的前進(jìn)速度與攪動(dòng)頻率，以及控制垃圾抓的行走起吊等。

使用變頻控制的核心在于兩點(diǎn)，一是滿足垃圾焚燒發(fā)電廠各個(gè)設(shè)備的工藝需求，二是可以節(jié)能。

垃圾焚燒發(fā)電廠整套控制系統(tǒng)中包含了高壓變頻、低壓變頻在內(nèi)的無數(shù)個(gè)變頻器。目前的趨勢(shì)是兩百千瓦以上設(shè)備采用十千伏的高壓變頻，號(hào)稱高壓變頻能效更高。但較之過去，現(xiàn)有低壓變頻的能效也變得非常高，成本又僅為高壓變頻的一半，攜帶的電機(jī)成本也僅需高壓變頻的一半。因而也有建議是設(shè)備以五百千瓦為界，五百千瓦以上使用高壓變頻器。

作為核心的器件，目前垃圾焚燒發(fā)電廠使用的變頻器還是傾向于以進(jìn)口產(chǎn)品為主，丹佛斯、ABB占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額，以利德華福為代表的國(guó)產(chǎn)變頻廠商也開始發(fā)力進(jìn)入市場(chǎng)，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代。

就設(shè)備建設(shè)成本而言，一臺(tái)按照500噸的處理量的焚燒爐，根據(jù)使用設(shè)備的不同投資約需求在2億到4億之間，大部分都在2億左右，兩臺(tái)焚燒爐差不多5億，即1000噸日處理量的焚燒廠投資五億。五億投資中，整個(gè)變頻裝置300萬左右，其中低壓變頻約占100萬，高壓變頻約占200萬，整體占比不到1%，但其發(fā)揮的作用十分可觀。

垃圾分類，觸發(fā)自動(dòng)化新需求

回歸到眼下轟轟烈烈的垃圾分類活動(dòng)中，垃圾分類的推行，更多的是推動(dòng)了垃圾處理行業(yè)的發(fā)展。

對(duì)已建成的垃圾處理廠而言，垃圾分類的施行雖然帶來了焚燒垃圾的減量，但并不會(huì)影響其生產(chǎn)工作。針對(duì)分類后垃圾焚燒熱值明顯減低的問題，也可以采用其他方式進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

對(duì)于未來建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電廠而言，垃圾分類帶來的新處理手段，將影響其功能、性能等方面的重新定位，這需要依垃圾分類的具體情況而定。

對(duì)設(shè)備供應(yīng)商而言，垃圾分類帶來的新處理手段、新功能需求也將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的更新，引發(fā)處理設(shè)備的爆發(fā)期。同時(shí)，垃圾細(xì)分資源化后，對(duì)不同類別的垃圾處理產(chǎn)生了新的設(shè)備需求。

處理設(shè)備的更新與創(chuàng)新，也將帶動(dòng)伺服系統(tǒng)、變頻器、PLC等自動(dòng)化產(chǎn)品的需求，這對(duì)運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)而言，盡管垃圾分類所需的自動(dòng)化市場(chǎng)不算大，但對(duì)于國(guó)內(nèi)而言也算是一個(gè)新的市場(chǎng)。