2020年1月,由生态环境部运营的“生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据公开平台”(以下简称“公开平台”)正式运行,公开平台呈现了全国所有垃圾焚烧厂的五项常规污染物排放“日均值”和炉温“5分钟均值”。
五项烟气污染物只表现日均值,炉温是公开平台上唯一呈现连续数值的指标数据,其定义为“炉膛内焚烧温度”。一天24小时之内,公众可以通过网站看到全国垃圾焚烧厂每个焚烧炉288个炉温数据。
之所以要实时公示炉温数据,主要是号召公众共同监督二噁英超标排放的风险。研究表明,垃圾焚烧过程中,炉膛内部会有“高温区”和“低温区”,高温区主要集中在炉膛上部的烟道附近,主要成分是垃圾焚烧产生的烟气;而低温区则集中在被燃烧垃圾的表面。当垃圾料层表面低温燃烧时,极有可能产生较多二噁英,随着烟气向炉膛上部烟道运动。而只有炉膛上部烟气温度持续高于850度,并停留两秒以上时间,才能将料层燃烧逸散出来的二噁英燃烧分解,大大降低对环境的污染。
炉膛内焚烧温度在标准中被认定为主要技术性能指标
1、“炉温”有明确法律法规的要求
《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)作为垃圾焚烧行业最重要的行业标准,其中有三处对于垃圾焚烧厂的“炉温”控制提出了要求,一是第5.3条提出炉膛温度要保证在850℃以上,并规定了检测方法;二是第7.1条规定炉膛内焚烧温度达到要求后才可以投加生活垃圾;三是第9.7条规定垃圾焚烧厂必须对于“炉温”实现在线监测。
2017年生态环境部对于垃圾焚烧行业“装、树、联”提出明确要求,进一步明确了“炉温”需要和常规污染物数据一样实现在线监测。同时,在大量征集了行业和专业机构的意见后,炉温监测点被设置在垃圾焚烧炉的上方位置,烟道出口之前,这里是焚烧烟气最为集中也是温度最高的区域,主要监测此处烟气温度是否达到850度。
2020年1月,和公开平台同步生效的《生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据应用管理规定》同样对于炉温提出了要求,增加了违规处罚的情形,垃圾焚烧厂正常工况下一个自然日内炉温异常累计超过5次的,认定为违反大气污染防治法,需要接受相应的处罚。
但对于“不可抗力”和“停运”两种情形进行了豁免,这两种情况如果出现了炉温异常,将不受处罚。
不可抗力主要指的是突发自然灾害时,可能导致垃圾焚烧厂遭到破坏,炉膛可能受损,炉温监测设备可能遭到破坏,监测数值会出现较大误差。停运,指垃圾焚烧厂因故停止运行,但炉温监测仪器保持监测工作状态,上传的温度属于正常环境室温。
《自动监测数据应用管理规定》对于炉温提出了明确要求
2、焚烧厂运维能力和垃圾分类管理水平决定炉温
但目前因为垃圾分类工作的相对滞后,垃圾焚烧厂焚烧绝大多数均为混合垃圾。混合垃圾的问题在于,垃圾自身热值不稳定,化学成分复杂,较难通过到厂抽检,判定其化学成分结构和热值规律,相比更容易判定热值和化学成分规律的燃煤燃气电厂,垃圾焚烧厂的运营会面临更多的挑战。
影响烟温的因素,主要基于三个维度。
第一、来料垃圾的热值和均质化程度。如果运往垃圾焚烧厂的垃圾,成分单一化程度越高,热值越高,就能从基础条件上,保证炉温的稳定达标,这也是环保组织清气团在与诸多垃圾焚烧企业调研后,采集的共性答案。这说明,垃圾分类后,入炉垃圾的均质化提高,掺杂影响焚烧的杂质几率减少,能够更有效的控制炉温,也能更有效的规避突发性烟气污染物的产生,因而前端垃圾分类很重要。
第二,炉温的稳定达标,也与垃圾焚烧厂的运维控制有关。我国垃圾焚烧厂以“机械炉排”为主要炉型,影响到炉温控制稳定的因素是多种多样的,例如,垃圾发酵干化的程度是否达标、炉内燃烧控制是否精准、抓入炉排的垃圾料层厚度是否合适、料层在炉排上的分布是否合理、炉排对垃圾的翻搅程度、一次风和二次风的调节、后续垃圾的持续添加是否精准、辅助燃料的添加是否合适等。