危廢焚燒項目系統設計分析

目錄

目錄..............................................................................1

摘要..............................................................................2

前言..............................................................................2

1.危險廢物基本概念.............................................................2

2.危廢焚燒技術.................................................................3

3.危廢焚燒處理的技術難點與對策................................................3

3.1.預處理系統................................3

S.2.進料密封及處理............................4

3.3.回轉窯結焦問題及處理......................4

3.4.鍋爐積灰腐蝕問題及處理...................................................4

3.5.兩級濕法脫酸系統腐蝕問題.................5

4.危廢焚燒處理的安全防范系統設計...............................................5

4.1.簡述......................................5

4.2.安全防范系統設計技術依據及遵循的標準...................................5

4.2.1.設計技術依據.........................................................5

4.2.2.安防系統設計遵循的標準..............................................6

4.3.安全防范系統有哪些設計誤區...............................................6

4.4.危廢焚燒項目特點..........................7

4.5.安全防范設備選型..........................8

4.5.1.周界報警.............................................................8

4.5.2.出入口控制...........................................................8

4.5.3.視頻監控.............................................................9

4.6.系統設計及應用..........................................................10

4.7.小結......................................11

5.結束語........................................................................11

參考文獻：.......................................................................11

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摘要

危險廢物焚燒處置項目由于所處置的廢物極其復雜、危險，且涉及各行業

的不同廢物，可能具有有毒、可燃、感染等危害，其廠區內各個生產、儲存區

域應設置特定的安全防范措施。根據危廢焚燒項目各區域對安全需求的不同特

點，提出其所需安全防范的具體措施，對所涉及的安全防范設備分析選型，設

計各相對獨立的子系統從而構建一套完整的安全防范系統，以更好的保障廠區

人員生命及財產安全。

關鍵詞：安全防范；危廢焚燒；技術要領；視頻監控；數字化網絡

前言

隨著我國社會經濟的發展，產生的危險廢物也在不斷的增加，若是管理不

到位，很容易給人民群眾的健康造成嚴重的威脅，所以，必須認識到危險廢物

處理的重要性，并采取相關措施做好危險廢物的處理。本文就典型項目對危險

廢物的焚燒處理方式、工藝難點、危險廢棄物焚燒處理中的設計及設計中存在

的問題和處理方式進行了研究和闡述。

1.危險廢物基本概念

危險廢物是一種特殊的固體廢物，它具有一定的腐蝕性、毒性、反應性、

易燃性、放射性等特點。根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》，

危險廢物是被國家列入2016年8月1日施行的《危險廢物名錄》，或者經過

國家相關部門測定符合危險廢物相關標準的物質。危險廢物存在的危害：

1）對大氣環境的污染。

長時間堆放的危險廢物中可能存在細微顆粒以及粉塵，會隨著風向漂流，

進入大氣層，或者是飄向更遠的地方。有毒有害廢物在大氣中，還有可能發生

化學反應，造成二次污染物，危害人體健康。除此之外，堆積的廢物中可能產

生不同程度的惡臭和有毒氣體造成大氣污染。

2）對土壤環境的影響。

首先，危險廢物的任意堆放會占用大量的土地、破壞植被、改變土壤性質

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片結構。另外，土壤是許多細菌、真菌等微生物寄居的場所，微生物片周圍環

境構成一個完整的生杰系統。當對危險廢物處置不善時，廢物所含重金屬離子

和一些難降解有機污染物會滲入到土壤中，導致微生物生理活動受到影響其至

死亡，最終破壞土壤的生態凈化能力，并且土壤遭到污染，恢復代價極大且時

間漫長。

3）對水體的影響。

危險廢物的亂堆亂放后，其廢物自身存在的有害物質會隨著降水以及隨風

遷徙進入河流與湖泊，導致水生物無一存活，而且還會污染飲用水水源，危害

人體健康。不合理的貯存和填理時，產生的滲濾液會滲透到土壤，進入地下

水，造成地下水污染。

2.危廢焚燒技術

焚燒是一種高溫處理技術，危險廢物經高溫焚燒后可以減少體積，同時減

少或去除有害物質，焚燒所產生的高溫煙氣，經余熱鍋爐換熱產生高溫蒸氣，

用來供熱和發電，進行能量回收。危險廢物焚燒的工藝流程和焚燒爐的結構形

式主要和廢物的種類、性質及燃燒特性相關。目前，用于焚燒的爐型主要有爐

排焚燒爐、流化床焚燒爐、立式焚燒爐、回轉窯。爐排焚燒爐主要應用于生活

垃圾的焚燒。流化床焚燒爐主要應用于均質燃料的燃燒，立式焚燒爐主要應用

于液體和氣體的直接燃燒。回轉窯主要應用于危險廢物和醫療垃圾的焚燒，能

夠處理固體廢物、液體廢物、氣體廢物等各種形態的廢物。本項目危險廢物原

料有廢液、黏性廢液以及固態廢物，適合選用適應性廣，技術成熟，運行穩定

的回轉窯十二燃室焚燒工藝對本項目的危險廢棄物進行焚燒處理。危險廢物焚

燒處理工藝過程包括預處理及進料系統、焚燒系統、余熱利用系統、煙氣急冷

系統、煙氣凈化系統及其他輔助系統。

3.危廢焚燒處理的技術難點與對策

3.1.預處理系統

由于危險廢棄物中含有部分易燃物質，為防止危險廢物破碎過程中可能產

生火災、爆炸等工況，破碎機系統配置注N2控氧系統，破碎機插板閥前后配置

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氧含量檢測功能。一旦氧含量高于6%,系統自動關閉上下液壓閘門，啟動按

鈕系統完成注N?、氧量檢測、排料等功能。同時為保證插板閥的可靠運行，破

碎機系統進出口設置液壓插板門，雙重保護⑴。

3.2.進料密封及處理

回轉窯的窯頭進料系統很容易引起回轉窯窯頭回火，因此有必要設計雙液

壓翻板門來保證運行時的安全。進料時，兩級液壓門不能同時打開，上部進料

斗料位到達設定值時，上部液壓門自動打開，落料完畢后，上部液壓門關閉，

下部液壓門打開，固廢通過溜槽進入回轉窯。入料溜槽和兩個液壓門之間的中

間料斗采用軟水冷卻。整個進料過程在密封和冷卻狀態下運行，確保安全運

行。

3.3.回轉窯結焦問題及處理

在以往的項目運行中，經常會發生回轉窯尾部結焦問題。這是由于回轉窯

的燃燒機安裝在窯頭，燃燒溫度很高，當入料中含有低熔點鹽類的廢料時，灰

渣很容易變成熔融態，這些灰渣接近窯尾時，燃燒溫度較低，熔融的灰渣容易

粘結在耐火材料上。本項目設計的回轉窯長度為11m,也極易發生結焦問題。

本次設計直接進行優化，將回轉窯尾部插入二燃室，和二燃室共享一個出渣

口，二燃室底部設置大開口出渣(3300X800mm),便于大顆粒渣塊落渣。同時

在二燃室底部設置多組分燃燒機，保證二燃室的燃燒溫度高于110CTC,同時提

升回轉窯窯尾溫度，從運行參數看，窯尾溫度可達1000℃以上，保證熔融的渣

直接落到底部的水封撈渣機內。廢料進爐焚燒前，對入爐廢物進行合適的配

伍，除上文提及的熱值配伍之外，還需對各種廢料進行化驗。對含有低熔點鹽

類的廢料，必須進行摻合方可入爐。運行時，需要操作人員對回轉窯二燃室的

的焚燒溫度，一次風和二次風的合理配比，確保回轉窯和二燃室的穩定燃燒。

同時，運行人員要經常巡檢，一旦從窯尾觀察鏡觀測到有結焦現象，要更換熱

值高、不含低熔點鹽類的廢物進行焚燒，提高窯尾溫度，盡量慢慢將結焦融

化。二燃室兩邊需設置可開啟的觀察孔。目前，該項目調試成功后，在保運的

半年內未出現窯尾結焦事⑵件。

3.4.鍋爐積灰腐蝕問題及處理

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余熱鍋爐積灰和受熱面腐蝕室是危廢焚燒中常見的問題，常見的余熱鍋爐

布置方式有臥式余熱鍋爐和立式余熱鍋爐，臥式余熱鍋爐在危廢燃燒中應用較

少，主要就是臥式布置的余熱鍋爐容易積灰和腐蝕。本項目采用的是單鍋筒自

然循環立式水管鍋爐。該鍋爐由2個輻射直立煙道組成，四周是膜式壁，不設

對流蒸發面和省煤氣器，防止鍋爐積灰。吹灰方式采用蒸汽吹灰，可以有效的

去除積灰。設計時，送入過熱器的煙氣溫度不超過650C,保證過熱器管壁溫

度低于45CTC,避免過熱器高溫氯腐蝕。同時，在長期運行中，二燃室溫度要

控制在120CTC以下，避免超溫運行導致過熱器腐蝕，以及高溫燃燒導致的氮氧

化物超標問題。

3.5.兩級濕法脫酸系統腐蝕問題

洗滌塔和吸附塔為了增大煙氣與反應堿液的接觸面積，延長煙氣與堿液的

反應時間，內部均設置了多面空心鮑爾環填料，其材質為聚丙烯，具有良好的

耐酸性腐蝕性能以及耐堿性腐蝕性能。洗滌塔和吸附塔本體選用耐腐蝕的玻璃

鋼材質。本項目由于洗滌塔吸附塔設置在引風機之前，為保證洗滌塔和吸附塔

的強度，選用碳鋼內襯玻璃鋼形式。洗滌塔上部急冷段采用規整陶瓷填料，急

冷段使用特制的耐高溫玻璃鋼材質。所有的循環管路全部采用碳鋼內襯FRP材

質確保系統的穩定運行⑶。

4.危廢焚燒處理的安全防范系統設計

4.1.簡述

危險廢物焚燒處置項目一般來料廢物涉及多個行業，如工業表面處理的廢

物、農業農藥殘余的廢物、醫療產生的廢物等，各行業廢物的特性不一，可能

存在有毒、可燃、感染等危害性，其廠區內各個生產車間、儲存倉庫等區域應

嚴格管理，設計適合的安全防范系統，在優化人為管控的基礎上結合技術防控

的優勢，切實保護廠區人員生命及財產安全。

4.2.安全防范系統設計技術依據及遵循的標準

4.2.1.設計技術依據

所謂技術依據，當然是與系統設計有關的具體技術要求。這不同于設計任

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務書的情況。設計任務書總體上說是對系統功能的要求和描述，而技術依據是

在設計中根據系統功能要求的基礎上，對一些具體技術問題加以了解，考察甚

至實際測試，得出技術結論后，據此再落實到設計中去。這方面的一些問題與

設計任務書的要求有關，但又不是在設計任務書中能全部包括和解決的。所

以，技術依據有它單獨的一些特點和具體問題。一般說來，設計的技術依據來

自以下幾個方面：

1）國家有關的標準與規范

2）設計任務書

3）工程現場勘察

4）設備說明書中所用設備的技術指標

5）視場角計算

6）其他必要的技術依據

以上這些，工程現場勘察是非常重要的一個環節。任何一種不通過現場勘

察就進行設計的情況，可以說是沒有的。現場勘察對設備的配置、安裝位置、

傳輸距離、工作環境、傳輸方式等諸多方面都是決定性因素。所以對這個問題

必須非常重視。在現場勘察時，應做出記錄，畫出草圖等，以備設計時作為依

據。

4.2.2.安防系統設計遵循的標準

近年來，國家公安部、建設部等有關部門相繼發布了幾十個有關公共安全

技術防范范疇的國家標準、行業標準和智能建筑設計國家標準等規范性標準文

件，為安全防范系統的設計提供了重要的設計依據。這些標準和規范是安全防

范系統設計工作中必須遵循的原則和依據。

4.3.安全防范系統有哪些設計誤區

首先，安全防范系統是一個綜合性的系統，它是由物理防范、技術防范、

人員管理防范缺一不可的有機組合體。所謂物理防范就是指建筑物的墻體、門

窗等設施，在一般情況下，如果在建筑物的結構設計時適當地考慮安全防范的

特點和需求，將會大簡化安全防范系統，減少投資、提高建筑物本身的安全系

素，這一點我們以后還會用一定的篇幅來舉例說明；技術防范是指用防盜探測

器、攝像機，門禁等一些電子設備對建筑物內外進行防范的一種手段，是對物

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理防范的補充和沿伸，這些將是本文討論的重點，有了上述二種設施的基礎，

再結合人員對設備的管理應用，這才形成了一套行之有效的綜合安全保衛系

統，而人是整個環節中最重要的一環。

其次，在安全防范系統建立前，我們首先必需針對具體項目弄清安全防范

系統的目的和重點所在，按照不同的建筑物的功能特點參照相應的國家標準進

行設計。

4.4.危廢焚燒項目特點

常規的危險廢物焚燒處置項目主要包括了

1）生產區域、儲存區域、輔助區域、辦公及休息區域，其生產區域為危廢

焚燒相關的車間、工藝設備區等；

2）儲存區域為危廢的儲存倉庫、廢液罐區等；

3）輔助區域包括戶必需的一些輔助設施，如消防設施等；

4）辦公及休息區域包括生產、銷售、行政辦公場所及餐廳等。

以某工業園區危廢焚燒處置項目為例，其廠區內的單體主要包括：

1）焚燒車間：屬生產區域，內設危廢料坑、破碎輸送裝置、回轉窯、余熱

鍋爐、煙氣處理等生產設施；

2）輔房區設有電氣室、DCS機柜室、UPS室、集中控制室、辦公會議室等

輔助用房；

3）廢液罐區：屬生產、儲存區域，區域內的廢液罐用于儲存待處理的廢

液，另設有廢液泵、過濾器等生產設施，將廢液過濾處理后泵送至焚燒車間；

4）危廢暫存庫：屬儲存區域，用于儲存待處理的固體廢物以及生產所需的

危險氣瓶等；

5）消防泵房及消防控制室：屬輔助區域，消防泵房包含了消防水池、消防

泵、電氣設備間等；

6）消防控制室內24h有人值班，設有火災報警控制主機、消防炮控制主機

等設備；

7）綜合辦公樓：屬辦公及休息區域，內設辦公區、餐廳、多功能廳等。

每個區域對安全防范的需求不一，生產、儲存區域的需求需與安全生產相結

合，應針對不同特點特定分析。其中，焚燒車間的危廢料坑、破碎區，廢液罐

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區，危廢暫存庫等區域可能存在可燃氣體，在這些爆炸危險環境中安裝使用的

安全防范設備需采用防爆產品，鑒于危廢種類的復雜性，該項目的相關設備采

用防爆等級為ExdllCT6Gb的隔爆型產品⑷。

4.5.安全防范設備選型

安全防范系統應根據所需保護對象的防護級別進行相應設計，在滿足功能

的前提下考慮經濟性要求，不盲目擴大。安全防范設備的設置首先應明確需保

護的對象，通過風險評估確定需要防范的具體風險及安全需求，該項目的安全

防范設備包括了周界報警、出入口控制、視頻監控，除了常規的實體防護，還

結合了電子防護等技術⑸。

4.5.1.周界報警

該項目廠區周界的防護除了實體圍墻防護外，還在圍墻上設有主動紅外入

侵探測器。一套主動紅外探測器包括一個發射器和一個接收器，由發射器至接

收器的紅外光束構成警戒線，當外物入侵時，該光束被遮擋導致接收器接收的

信號發生變化，觸發報警，由入侵報警控制主機聯動相關報警設施⑹。根據該

項目廠區圍墻的特點，將一套主動紅外探測器的探測距離定為20m及45m,考

慮到探測器受環境溫度變化的影響，所選用探測器的探測距離至少應比實際探

測距離多30%的余量，最終選用探測距離為30m及60m的探測器。考慮到室

外圍墻安裝時可能會有樹葉、飛鳥等小動物等遮擋引起探測器誤報，選用雙紅

外光束的探測器，經過軟件修正，減少不必要的誤報。

4.5.2.出入口控制

1）出入口實體防護包括廠區道閘，各單體入戶門，房間防盜門窗等；

2）在實體防護基礎上設置門禁等電子防護。門禁系統包括現場設備及控制

主機，其中現場設備包括讀卡器、IC卡、電控鎖及開門按鈕等；

3）在廠區人行出入口設置與道閘一體化的門禁讀卡設備，其他區域在出入

門口附近設置掛墻式門禁讀卡器，控制點包括焚燒車間MCC室、DCS機柜

間、UPS間、集中控制室；

4）危廢暫存庫人行口；

5）消防泵房電氣設備間；

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6）消防控制室；

7）綜合辦公樓弱電機房、財務室等；

8）其中，綜合辦公樓入口大廳設置門禁讀卡及指紋一體機，兼做考勤機使

用。各單體處于疏散通道上的出入口控制與火災自動報警系統聯動，當發生火

災報警時，釋放門禁電控鎖，使得逃生人員可不用門禁卡快速通過閉。

4.5.3.視頻監控

1）視頻監控對需保護的區域進行24小時不間斷監視，同時與周界報警和

出入口控制聯動，補全安全防范功能；

2）視頻監控設備包括了前端攝像機、網絡傳輸設備、儲存設備、顯示設備

等；

3）前端攝像機按照信號、顏色、形狀等主要分為以下幾種：

3.1）模擬攝像機;

3.2）網絡攝像機；

3.3）彩色攝像機；

3.4）黑白攝像機；

3.5）彩色轉黑白攝像機；

3.6）槍型攝像機；

3.7）半球型攝像機；

3.8）球形攝像機。

4）選用的攝像機采用200萬像素CMOS高清攝像頭，圖像質量高于4分，

滿足相關規范的要求網。

根據不同區域特點，主要選用了以下幾種攝像機：

1）智能紅外高速球型網絡攝像機采用變焦攝像頭，360°旋轉全天候監

控，自帶紅外燈照射距離可達100m,可根據外部光線實現彩色/黑白的自動轉

換。該攝像機安裝在進廠區主道路口，通過智能偵測功能全面監控主道路情

況。

2）固定式槍型網絡攝像機采用自帶紅外燈的固定焦距攝像頭，同樣具備彩

色/黑白切換功能。夜晚光線不足時切換為黑白，并啟動紅外燈，照射距離達

50m,可獲得更好圖像效果。該類攝像機通用性強，性價比高，主要用于監控

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廠區道路口、各車間及倉庫入口、廢液罐區以及危廢暫存庫內部等。固定式攝

像機需在設計安裝時確定監控的范圍，選擇焦距，調整角度，監控盲區采用設

置交叉攝像機彌補，盡量減少整體盲區。

3）半球型網絡攝像機室內吸頂安裝的半球型攝像機白天彩色夜晚黑白，紅

外夜視距離達30m,用于監控綜合辦公樓大廳、走道，消防控制室內部，弱電

間內部，財務室門口，電梯口等位置。在電梯轎廂內設置的攝像機，紅外夜視

距離達10米，可清晰反映電梯內的監控圖像。

4）特殊攝像機根據工藝的特點，設在特殊攝像機用于監控生產相關的環

節，如爐膛火焰監控，汽包水位監控等，這些攝像機采用特殊的模擬攝像機，

配置水冷或風冷等冷卻裝置，經視頻編碼器轉換信號后輸出至交換機。其余的

網絡攝像機可直接輸出數字信號連接至交換機。所有室外安裝的攝像機采用

IP65及以上防護等級，并具有防雷、防浪涌保護功能；

爆炸危險區域內的攝像機采用隔爆型產品。

4.6.系統設計及應用

1）該項目的安全防范系統包括了周界報警、出入口控制以及視頻監控系

統，三個子系統通過TCP/IP網絡有機的整合成一套系統；

2）安全防范系統主設備設在綜合辦公樓的弱電機房，包括了入侵報警控制

主機、門禁控制主機、主交換機、硬盤儲存設備、數據服務器、系統管理主機

等；

3）入侵報警控制主機與廠區圍墻的主動紅外入侵探測器通過控制總線連接

構成周界報警子系統；

4）門禁控制主機與門禁現場設備通過控制總線連接構成出入口控制子系

統；

5）入侵報警控制主機及門禁控制主機與主交換機通訊連接，將這兩個子系

統冗余視頻監控系統；

6）現場攝像機經各單體內的區域交換機連接至主交換機構成視頻監控系

統，同時數據服務器及配備硬盤儲存設備，可錄制、回放、遠程訪問數據信

息，設系統管理控制主機對整個安全防范系統全面控制；

7）所