垃圾焚烧厂最怕故障导致停炉
故障等于要维修,要花钱;停炉就等于处理不了垃圾,发不了电,就没法收钱。
所以,决定垃圾焚烧企业收入水平的,就在于系统运营的稳定性。整体运营越稳定,越少出现故障,越少出现应故障带来的停工停运,就能多替地方处理一吨垃圾,同时也多发几百度电,此外,停工停运也会带来的额外检修成本和其他费用损失。
无论是传统的处理费和发电费用等收入来源,还是生物质新政鼓励的热电联供,供热收入,或是以焚烧厂为能源中枢打造静脉协同产业园运营模式,都需要焚烧厂有稳定的运营工况。
根据业内行业计算,一个 800 吨每日的垃圾焚烧企业,停炉一天的经济损失可能在 60-70 万元左右 .
此外,停炉降温和启炉升温期间,垃圾焚烧的烟气排放有较大的超标可能,尤其是二恶英的排放,存在较大超标隐患,如果此时还遭遇生态环境部门的临时抽检,垃圾焚烧企业,尤其是上市企业,遭遇的财务和金融风险会更高。
相关研究,垃圾焚烧炉的 不稳定运行和事故工况可能导致二噁英排放浓度的增加,特别是频繁的启动和停炉二噁英的排放量会显著增大 ,如焚烧炉 在冷启动时待炉温达到法规要求的焚烧温度时开始进料,在初期的半个小时内二噁英的排放量 ,可能 约为年正常运行时排放量的 1/2 。
目前,按照生态环境部对垃圾焚烧企业信息公开的要求(信息公开网址https://ljgk.envsc.cn/index.html),除了每天要上传五项污染物指标和炉温数据以外,还要每个企业的每台炉,遇到系统故障,或开展停炉检修的信息上传,且要分为计划内和计划外,计划外检修还要注明是何种问题导致的停炉检修。
焚烧炉故障、垃圾投料故障、汽水故障为垃圾焚烧厂主要故障问题
清气团,上海青悦、芜湖生态中心,三家共同开展的垃圾焚烧 esg 数据统计中,对全国 481 座垃圾焚烧企业的非计划检修情况,进行统计,统计结果在以下网站进行公示http://esg.epmap.org。
清气团挑选了十三家品牌企业,每个品牌企业旗下焚烧厂均超过十家以上,共 262 家焚烧厂的工况说明,对焚烧企业的故障和检修情况进行分析。
我们发现,标注为计划外检修的故障工况,主要集中在以下几个方面。
其中,发生故障频次最高的三个问题,主要集中在焚烧炉系统故障、垃圾投料系统故障、汽水系统故障,频次如下。
清气团认为,相较于其他工业化焚烧系统,垃圾焚烧在燃烧难度控制上,是最高的。尤其在中国目前垃圾分类极不彻底的情况下,焚烧控制更难,焚烧过程中的焚烧产物,对垃圾焚烧炉的损害可能更大。
一方面从炉内燃烧物料来说,垃圾成分复杂多变,炉内热反应复杂多变,导致反应产物复杂。
这种多变会带来两种可能,第一,生成大量酸性气体,对焚烧炉和余热锅炉水冷壁、烟道等,有较多腐蚀作用。第二,我国垃圾由于暂时没有实现严格分类,垃圾中含有灰土、玻璃、盐分等杂质比例较高,导致燃烧产生的飞灰,容易在炉内结焦,会导致高温腐蚀,对焚烧炉壁和余热锅炉管路造成腐蚀性伤害。
结焦和腐蚀,都是对焚烧炉和余热发电系统的重大安全威胁,如果日常维护不及时,日常检修不及时到位,这两个问题都会随时导致焚烧厂出现计划外检修情况,如爆管等故障问题,被迫临时停炉停运解决相关问题。
过多的结焦,会影响焚烧热量对发电系统的热传导,影响发电效率,烟气中过多的热量如果得不到消耗,也会影响后端烟气处理系统的处理效率和净化能力,间接可能导致排放超标。
另一方面,焚烧炉的系统设计,相较其他工业锅炉,更为复杂,使用的机械联结或活动部件更多,相关部件的精巧度更高,也增加了故障几率。
如炉排炉内有许多可活动的炉排片,如焚烧部分超大件垃圾时,垃圾部件可能卡在炉排中,造成炉排卡顿,需要停炉检修;又或者垃圾入场前没有经过严格破碎或筛选,尺寸过大或粘稠度过大,又加上人为操作失误,也极易造成垃圾进料系统出现进料堵塞或抓斗故障,无法正常进料,也会带来焚烧炉计划外检修。
最后,入厂垃圾中可能会混杂大量工业垃圾,甚至易燃易爆垃圾,会导致焚烧过程的烟气陡然超标、炉内燃爆等问题,也会带来临时性停炉和检修。
因为上述因素,导致垃圾焚烧厂的故障发生率,导致的停炉维修几率,均大于燃煤电厂和工业锅炉。
当然,焚烧企业,也会定期组织检修,如清理结焦,及时更换可能存在腐蚀风险的锅炉部件,以及维修和清理其他系统的故障或潜在故障,而这种定期检修,在业内也叫计划内检修。
计划内检修是纳入正常的经营范畴和成本范畴的,是焚烧企业认为应该支付的费用。
但垃圾焚烧企业,最担心的是另一种检修,忽然而来的故障,导致不得不临时停炉,开展检修。这个我们叫做计划外检修。
计划外检修,会额外占据焚烧企业的日常成本和支付费用,甚至可以说,计划外检修的工况频次,是影响焚烧发电厂收入的主要影响因子。
在数据统计中,清气团发现,十三家品牌企业的计划外故障工况,已占总故障频次的 47% ;其中焚烧炉故障,投料系统故障等属于焚烧炉系统本身的故障频次,占计划外故障的 71% 。
同时,全国 483 家垃圾焚烧企业,今年前十个月,计划外故障工况中的 50% ,是属于较为严重的停炉或停运工况。
所以,无论从垃圾焚烧企业的自身实践,还是统计数据来看,垃圾焚烧炉的工况问题,是最应该得到重视的。
从数据统计看来,十三家品牌企业中,皖能环保、上海环境、深圳能源、瀚蓝环境等四家企业,在焚烧系统的日常维护控制上,做的相对出色,所以,使得计划外工况频次,出现较少。三峰、光大两家企业分别在焚烧炉系统和垃圾投料系统故障的表现中,也相对较少,
清气团同时建议,如果想更进一步彻底减少焚烧系统的故障和工况问题,垃圾焚烧企业应该更积极的投身前端垃圾分类工作,因为只有更彻底的垃圾分类,才能杜绝大件垃圾、不可焚烧垃圾、工业垃圾、易燃易爆垃圾等容易引起故障的垃圾入炉,减少焚烧系统的故障,降低检修频次,能够更好的提升企业利润,同时也更好的减少污染排放。
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