淺談提高生活垃圾焚燒發(fā)電廠能源利用率的方法及措施

李連杰 鄭雪艷

（1中電投遠達環(huán)保工程有限公司 重慶 401122 2重慶三峰卡萬塔環(huán)境產業(yè)有限公司 重慶 400084）

在我國，城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術是20世紀80年代末期開始出現(xiàn)的，以處理生活垃圾為目的，實現(xiàn)垃圾“三化”處理并實現(xiàn)焚燒余熱利用的一種生活垃圾處理方式。

本文以國內某垃圾焚燒發(fā)電廠例，結合設計運行經驗分析了影響垃圾焚燒發(fā)電廠能源利用率的主要因素，提出了提高垃圾焚燒發(fā)電廠能源利用率的方法及措施，希望可以為同類項目提供借鑒意義。

2 能源利用率的主要影響因素和提高的方法及措施.

2.1 入爐垃圾品質的影響

目前國內的入爐垃圾均為不分揀的生活垃圾，由于其低熱值、高水分的特點。由于垃圾的發(fā)酵時間不夠，水分大，特別是垃圾儲坑上下部的垃圾水分很大，中下部的垃圾水分蒸發(fā)出來后集結在上部垃圾上，比下部的垃圾難燒，可通過下述途徑提高入爐垃圾品質：（1）垃圾儲坑容量設計時按所建焚燒處理線5～7天的額定處理量考慮；（2）垃圾吊司機應該對垃圾儲坑中的生活垃圾按照進廠時間分區(qū)域進行堆料，倒料，以使坑中垃圾充分發(fā)酵，瀝除大部分滲瀝液；同時在攪拌過程中，使部分無機材料沉人儲坑底部。對含水率在60%以上的高水分、低熱值生活垃圾在入爐前進行2~3天的發(fā)酵，可瀝除12%左右的滲瀝液，整體減重約20%，在實現(xiàn)脫水、減重的同時，有效提高單位質量人爐垃圾的低位熱值[1]，促進垃圾在爐內的完全燃燒，提高焚燒垃圾燃燒效率。（3）投料時，應投在料斗的中間位置，給料機將生活垃圾推到往復式逆推爐排上時，爐排兩側的料層相對中間要薄，而從爐排下穿出來的風是中間大兩側小，這樣對燃燒有利。（4）將一次風空預器預熱器（蒸汽作為熱源）的進汽量加大，提高一次風的溫度，爐排上的垃圾在輻射熱和一次風的雙重作用下更易于干燥，對燃燒有利。

2.2 焚燒爐內燃燒的影響

生活垃圾焚燒流程：一次風由爐排下方的空氣室吹人，穿過垃圾料層的同時與垃圾發(fā)生燃燒反應，垃圾在爐排上的燃燒過程可分為干燥、燃燒燃盡三個階段。二次風由焚燒爐前后墻上方吹入，使揮發(fā)性氣體和爐排上未燃盡的垃圾充分燃燒?？赏ㄟ^下述方法讓垃圾在爐內進行徹底充分的燃燒：

2.2.1 料層厚度的控制

垃圾料層厚度調整是垃圾穩(wěn)定燃燒的關鍵因素之一。料層厚度過大，會導致不完全燃燒和不穩(wěn)定燃燒。料層厚度太小，會減少焚燒爐的處理量和影響鍋爐負荷。由于垃圾水份變化會造成垃圾熱值變化，故需對爐排速度和垃圾料層厚度進行相應的調整。

應根據(jù)垃圾含水率的高低，由司爐工根據(jù)鍋爐負荷和燃燒情況及時調節(jié)給料小車的給料速度、爐排的速度、料層厚度以確保垃圾的穩(wěn)定焚燒。處理高水分低熱值的垃圾時，可通過提高一次風溫，增加料層厚度，從而提高日處理量和鍋爐熱負荷；對低水分高熱值的垃圾，則只考慮適當提高風壓即可[2]。

2.2.2 一、二次風的配比

一次風四個風室的配風比例對料層燃燒影響很大，在運行中，司爐工通過鍋爐出口氧含量、一氧化碳含量、爐內溫度、燃燒火焰顏色等來調整一次風和四個風室的流量及壓力。控制一次風量為總風量的的70%～80%，通過調整一次風風溫（通過空預器的一次風溫度為220℃）來調整爐溫和垃圾的燃盡率。

二次風設計為常溫，風量一般為總配風量的20%～30%，根據(jù)二次風噴口附近火焰的顏色、爐膛上部的溫度和爐內一氧化碳含量等來進行調整。

2.2.3 鍋爐熱效率的影響

早期垃圾焚燒余熱鍋爐熱效率為65%，遠低于同時期的電站鍋爐（90%以上）。因垃圾燃燒煙氣中主要由含氧成分構成腐蝕性氣體，對余熱鍋爐受熱面產生高溫腐蝕和低溫腐蝕；余熱鍋爐設計難以選擇較高蒸汽參數(shù)。為避免低溫腐蝕，垃圾鍋爐排煙溫度又不能過低，一般在控制在210℃左右；因而，提高垃圾焚燒鍋爐熱效率亦受到一定限制[3]。應從設計考慮提高鍋爐熱效率，降低散熱損失的措施：（1）根據(jù)各地生活垃圾的不同特性，選擇合適的生活垃圾焚燒鍋爐爐型。其基本要求是：入爐垃圾實現(xiàn)徹底的燃燒，在爐排上上完成干燥、燃燒、燃燼的過程；一煙室出口溫度850℃以上；不投輔助燃料能實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒；爐渣熱灼減率小于等于3%；（2）充分利用鍋爐排污水熱量，降低排污熱損失。一般鍋爐連續(xù)排污率為3%左右，鍋爐還設有定期排污系統(tǒng)。一般在設計時均考慮將連排和定排設置集中排污擴容熱能利用設備，將這部分熱能利用；（3）蒸汽參數(shù)的提高需提高鍋爐、汽機、換熱器等設備和管道的承壓等級，需采用耐高溫腐蝕材料制造，會大幅提高制造成本。在設計時需進行深入的技術經濟性比較，選出最佳方案。目前國內生活垃圾發(fā)電廠常選用蒸汽參數(shù)大多為3.8MPa/400℃的過熱蒸汽。

2.4 汽機系統(tǒng)熱效率的影響

由于垃圾焚燒發(fā)電廠要求“停機不停爐”，所以設計時大多考慮設置汽機旁路系統(tǒng)。目前旁路系統(tǒng)有兩種設計方案：一種是配備旁路減溫減壓器和高壓旁路凝汽器的大旁路系統(tǒng)，另一種是僅具有旁路減溫減壓器的小旁路系統(tǒng)[4]。可通過下述措施來提高汽機系統(tǒng)的熱效率：（1）設計時整體考慮鍋爐和汽機的匹配，使汽輪發(fā)電機系統(tǒng)在最經濟的情況下運行，盡可能利用余熱鍋爐提供的熱能；（2）選擇抽汽機組，采用回熱循環(huán)增加熱能利用率；比如：汽機一段抽汽供空預器，二段抽汽供除氧器三段抽汽供低壓給水加熱器，可充分利用這部分蒸汽中所蘊涵的熱能，提高整個系統(tǒng)的熱效率。

3 結語

本文以國內某生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，結合設計運行經驗分析了影響垃圾焚燒發(fā)電廠能源利用率的主要因素，從設計運行角度提出如下方法措施來提高生活垃圾焚燒發(fā)電廠全廠能源利用率：（1）設計5～7天的大容量垃圾儲坑，垃圾吊司機按照垃圾進廠時間分區(qū)域進行堆料，倒料，以使坑中垃圾充分發(fā)酵，瀝除大部分滲瀝液，提高入爐垃圾品質；（2）司爐工根據(jù)入爐垃圾的特點對爐排上垃圾料層的厚度進行及時調整，并合理控制一二次風的配比，可以讓垃圾在爐內進行徹底充分的燃燒；（3）根據(jù)各地生活垃圾的不同特性，設計時選擇合適的生活垃圾焚燒鍋爐爐型，充分利用鍋爐排污水熱量，降低排污熱損失；對鍋爐蒸汽參數(shù)的選取進行深入的技術經濟性比較，選出最佳方案；（4）設計時整體考慮鍋爐和汽機的匹配，使汽輪發(fā)電機系統(tǒng)在相對經濟的情況下運行；選擇抽汽機組，采用回熱循環(huán)增加熱能利用率。

[1]柏杰.垃圾焚燒鍋爐的燃燒調整[J].安徽電力，2008，25(2)：19-21．

[2]王小聰，李茂東，黎華,等．生活垃圾焚燒發(fā)電鍋爐的穩(wěn)定燃燒控制與調整.節(jié)能技術,2012，30（6）：562-563．

[3]阿世孺，張洪波．提高垃圾焚燒電廠熱能利用效率的幾個途徑[J]．安全與環(huán)境學報，2004，4(s1)：39-40．

[4]李軍，陳竹，嚴圣軍,等．生活垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機旁路系統(tǒng)形式比較[J]．發(fā)電設備，2011，25(6)：447-449．