近段時間的上海市民，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力度推行。然而，公眾對垃圾分類的焦點，均放在前期處理，即按垃圾種類“人肉”分開放置，對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，以及如何應用自動化技術，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、建設美好鄉(xiāng)村的推進，中國生活垃圾生產(chǎn)量劇增，對垃圾進行有效的管理與處理迫在眉睫。但事實上，盡管以前沒有進行明確的分類，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，但因為廢物利用、有毒垃圾專門處理等措施，需處理的垃圾量會減少。而對原來低價值的垃圾進行更加明確的區(qū)別收集，也能更好的幫助后端工藝進行針對性處理。

目前，中國生活垃圾最主要、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)建設有若干個垃圾焚燒處理廠，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，運輸車從各個環(huán)衛(wèi)站將垃圾運到了垃圾處理廠，倒入堆放倉放置幾天進行發(fā)酵。專業(yè)的工作人員操作兩個垃圾叼對來自不同區(qū)域、不同成分的垃圾進行移動混合，讓熱值相對均勻。

第二道工序是將發(fā)酵過的垃圾投入焚燒爐中進行燃燒。目前國內(nèi)使用焚燒爐主要是爐排爐,將垃圾放在爐排爐平行移動的臺階上，在重力的帶動下將垃圾邊干枯脫水邊往前滑動，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，將水燒開汽化推動汽輪機發(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：

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

2、焚燒爐針對國內(nèi)生活垃圾多油、水的特點，利用撥火棍原理對爐排爐進行改進，在爐排上添加機械裝置對燃燒物進行翻動，促進垃圾充分的燃燒，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，國家相關部門實時監(jiān)測，確保符合標準后再進行排放。

4、對發(fā)酵產(chǎn)生的可燃氣體直接噴入爐膛進行助燃，垃圾焚燒余的爐渣灰制成磚塊用于綠化，處理過程實現(xiàn)最大程度的資源化。

自動化控制系統(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，自動化技術發(fā)揮了極其廣泛、重要的應用。可以說，如果沒有自動化控制，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)電等整個發(fā)電廠的所有環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)都將信號模塊連接到DCS中，DCS對生產(chǎn)情況數(shù)據(jù)進行記錄、分析、管理，實施整個生產(chǎn)過程的所有設備的所有數(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行連接，具備非常高的可靠性。

目前國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠DCS系統(tǒng)的主要供應商為和利時、浙大中控，其經(jīng)營模式為直營自營，具備其他企業(yè)無法匹敵的強勁競爭力。究其原因在于，中國城市規(guī)模日漸擴大，且垃圾產(chǎn)生量還處于上升期，和利時、浙大中控等企業(yè)在進行垃圾焚燒發(fā)電廠建設設計時，將在現(xiàn)有需求的基礎上規(guī)劃余量，即在建設一期工程時做出二期甚至三期的工程的需求規(guī)劃和建設條件，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，同時保障企業(yè)在項目建設上的后續(xù)競爭力。

DCS系統(tǒng)下一級是垃圾抓、鼓風機、焚燒爐、滲濾液處理等各個執(zhí)行機構(gòu)，每一個執(zhí)行機構(gòu)都有著自己的控制系統(tǒng)進行控制，并將相關信號及時反饋給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、鼓風機、水泵、爐排等執(zhí)行機構(gòu)：調(diào)節(jié)鼓風機的風量大小適中，控制水泵使鍋爐里邊的水量不干也不溢出來，調(diào)節(jié)控制爐排的前進速度與攪動頻率，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，一是滿足垃圾焚燒發(fā)電廠各個設備的工藝需求，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)個變頻器。目前的趨勢是兩百千瓦以上設備采用十千伏的高壓變頻，號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，攜帶的電機成本也僅需高壓變頻的一半。因而也有建議是設備以五百千瓦為界，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口產(chǎn)品為主，丹佛斯、ABB占據(jù)了大部分市場份額，以利德華福為代表的國產(chǎn)變頻廠商也開始發(fā)力進入市場，推動國產(chǎn)替代。

就設備建設成本而言，一臺按照500噸的處理量的焚燒爐，根據(jù)使用設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)自動化新需求

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

對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，但并不會影響其生產(chǎn)工作。針對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行應對。

對于未來建設的垃圾焚燒發(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。

對設備供應商而言，垃圾分類帶來的新處理手段、新功能需求也將會導致設備的更新，引發(fā)處理設備的爆發(fā)期。同時，垃圾細分資源化后，對不同類別的垃圾處理產(chǎn)生了新的設備需求。

處理設備的更新與創(chuàng)新，也將帶動伺服系統(tǒng)、變頻器、PLC等自動化產(chǎn)品的需求，這對運動控制行業(yè)而言，盡管垃圾分類所需的自動化市場不算大，但對于國內(nèi)而言也算是一個新的市場。