影響垃圾焚燒發(fā)電廠效率主要因素的分析

1、- PAGE 7 -影響垃圾焚燒發(fā)電廠效率主要因素的分析隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民生活水平的提高，城市生活垃圾量增長迅速，我國每年以68的速度增長，預(yù)計2000年全國城市垃圾產(chǎn)出量將達(dá)14億t。因此，如何有效地對城市生活垃圾進(jìn)行凈化處理，已成為人們廣泛關(guān)注的問題。用焚燒方式并回收其中能量的垃圾處理技術(shù)在近20年得到了迅速發(fā)展，美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家已開始大量應(yīng)用，并產(chǎn)生了良好的環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益。焚燒垃圾，回收能源，以實現(xiàn)城市生活垃圾的減容化、無害化和資源化，被認(rèn)為是我國處理城市生活垃圾的一個重要方向。城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠由于有自己的特點，發(fā)電效率比現(xiàn)代化火電廠低得多，本文對其主要影響因素進(jìn)

2、行分析。在技術(shù)上及經(jīng)濟(jì)上可行的情況下，提高發(fā)電效率，是垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的研究課題之一。2 焚燒鍋爐效率的影響在垃圾焚燒鍋爐中，將垃圾中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為蒸汽中的熱能，其能量轉(zhuǎn)換效率（以1表示）即焚燒鍋爐效率，比現(xiàn)代火電廠鍋爐效率低得多。11alb，其中l(wèi)a為燃燒效率，即化學(xué)能轉(zhuǎn)換為煙氣中熱能的百分比；lb為熱能回收效率，即煙氣中熱能轉(zhuǎn)換為蒸汽中熱能的百分比。表1列出兩種電廠的比較。造成垃圾焚燒鍋爐效率偏低的原因有：（1）城市生活垃圾的高水份、低熱值；（2）焚燒鍋爐熱功率相對較小，蒸發(fā)量一般為10th，不會超過100th，出于經(jīng)濟(jì)原因，能量回收措施有局限性；（3）垃圾焚燒后煙氣中含灰塵及各種復(fù)雜成份，帶

3、來燃燒室內(nèi)熱回收的局限性等。垃圾焚燒鍋爐的效率還取決于焚燒方式：爐排爐、流化床爐、熱解爐等；也與輔助燃料（煤）量與垃圾處理量比值有關(guān)。浙江大學(xué)熱能工程研究所開發(fā)了城市生活垃圾異重循環(huán)流化床焚燒新技術(shù)，示范焚燒鍋爐建于余杭錦江熱電公司，日處理垃圾150t，經(jīng)測定，焚燒鍋爐效率為813，燃燒效率達(dá)90以上。國際上應(yīng)用的爐排式焚燒鍋爐，其鍋爐效率最高水平為德國（80），日本三菱公司較低（63）1。3 蒸汽參數(shù)的影響垃圾焚燒鍋爐生產(chǎn)的蒸汽其參數(shù)偏低，原因如下：（1）焚燒鍋爐的熱功率較小，在同容量的小型火電廠中也同樣不會應(yīng)用高壓蒸汽參數(shù)；（2）焚燒鍋爐燃燒氣體中含有的氯化物鹽類會引起過熱器的高溫腐蝕。在

4、日本通常將焚燒鍋爐的蒸汽參數(shù)設(shè)計為294 MPa、300以下；在歐洲與美國，過熱器管材應(yīng)用低合金鋼與高鎳合金，蒸汽參數(shù)一般不超過45 MPa、450；國際上作為發(fā)展方向，今后向高溫高壓化（98 MPa、500）發(fā)展。深圳市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠2是我國第一家采用焚燒工藝處理城市生活垃圾并用其熱能進(jìn)行發(fā)電與供熱的工廠，安裝2臺日本三菱重工爐排式焚燒鍋爐，每臺可供16 MPa飽和蒸汽12th，后經(jīng)技改后，每臺可供14 MPa、350過熱蒸汽107th。此工廠采用二爐一機(jī)運行方式，日處理圾300400t，發(fā)電3000 kW。同一工廠的3號焚燒鍋爐是杭州鍋爐廠引進(jìn)三菱重工技術(shù)制造的首臺產(chǎn)品，垃圾處理量150

5、td，生產(chǎn)15 MPa、350過熱蒸汽1065th3?？傊钲谑械奈覈谝蛔贌l(fā)電廠其蒸汽參數(shù)是偏低的，但原有2臺爐經(jīng)改進(jìn)設(shè)計，改變過熱器布置位置，使其處于煙氣入口溫度不太高的區(qū)域，從而過熱蒸汽溫度提高至350。浙江大學(xué)熱能工程研究所研究開發(fā)了異重循環(huán)流化床焚燒鍋爐，與杭州錦江集團(tuán)合作建成了余杭錦江熱電公司垃圾焚燒發(fā)電廠，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用此技術(shù)由我院設(shè)計山東菏澤垃圾焚燒發(fā)電廠，焚燒鍋爐應(yīng)用合理設(shè)計的過熱器，蒸汽參數(shù)是382 MPa、450，比深圳爐排爐提高了很多，在國際上也屬先進(jìn)水平。4 汽輪機(jī)型式及其熱力系統(tǒng)的影響深圳市環(huán)衛(wèi)綜合處理廠的原設(shè)計，以處理垃圾為主，忽視了熱能的回收利用，在

6、汽輪機(jī)型式及其熱力系統(tǒng)方面存在著多方面的不合理性：（1）2臺爐排式焚燒鍋爐，每臺每小時可外供16MPa飽和蒸汽12t，僅配一臺500 kW背壓汽輪發(fā)電機(jī)組，連廠用電都不夠；（2）汽輪機(jī)進(jìn)汽為飽和蒸汽，背壓為003 MPa，汽耗率高達(dá)17 kgkWh，此背壓機(jī)排汽不外供其它熱用戶，而直接進(jìn)入凝汽器造成熱能損失，焚燒爐生產(chǎn)的多余蒸汽直接被高壓凝汽器凝結(jié)，損失更大；（3）熱量用戶少，并直接用16 MPa新蒸汽供熱。1995年經(jīng)過技改后，作出如下改進(jìn)：（1）焚燒鍋爐加裝過熱器，過熱蒸汽溫度為350；（2）選用與改造后鍋爐參數(shù)配套的3000 kW抽汽冷凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，實現(xiàn)以發(fā)電為主兼顧供熱的方式；（3

7、）改造現(xiàn)有熱力系統(tǒng)，避免新蒸汽直接凝結(jié)。改造后發(fā)電3000kW，外供2100 kW，發(fā)電汽耗率為667 kgkWh。我院設(shè)計的山東菏澤垃圾焚燒發(fā)電廠在汽輪機(jī)選型及熱力系統(tǒng)方面應(yīng)用中壓蒸汽參數(shù)，優(yōu)化熱力系統(tǒng)，并注意機(jī)爐匹配，發(fā)電與供熱協(xié)調(diào)，提高了發(fā)電廠效率，詳見表2所示。5 廠用電率的影響垃圾焚燒發(fā)電廠由于其特殊性，廠用電率較高，約為2125，其原因為：（1）垃圾焚燒發(fā)電廠容量小、蒸汽參數(shù)低；（2）循環(huán)流化床焚燒鍋爐需要高壓風(fēng)機(jī)，能耗較高；（3）系統(tǒng)復(fù)雜，輔機(jī)數(shù)量及耗電量增加。如垃圾需要與煤混燒，即要有輸煤系統(tǒng)，又要有垃圾處理及運輸系統(tǒng)；同時，因垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中有害成分較多，需要有煙氣凈化處理系統(tǒng)等，增加了輔機(jī)，并導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)功率增加?，F(xiàn)代垃圾焚燒發(fā)電廠與現(xiàn)代火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的比較除了表1所示的1外，另有表3所示的2，3，發(fā)，供。蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為發(fā)電電能的效率用2表示；發(fā)電電能轉(zhuǎn)換為供電電能的效率用3表示，31廠用電率；發(fā)電效率發(fā)12；供電效率供123。（1）現(xiàn)代垃圾焚燒發(fā)電廠由于有其特殊性，其發(fā)電及供電效率比現(xiàn)代火力發(fā)電廠低得多。（2）現(xiàn)代垃圾焚燒發(fā)電廠不是以追求高發(fā)電及供電效率為第一目標(biāo)，但在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)可行的條件下，應(yīng)盡量提高熱能利用率。（3）從表3可以看出，從化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能的效率較高，垃圾焚燒發(fā)電廠適