分析|生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

垃圾發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活質(zhì)量的進(jìn)步，人們生活中一些生活垃圾數(shù)量也隨之增加。這些生活垃圾不僅對(duì)于環(huán)境帶來(lái)一定程度的影響，還占據(jù)了大量的土地資源。因而如何解決生活垃圾所帶來(lái)的社會(huì)問題引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。與此同時(shí)，我國(guó)能源資源的欠缺的背景以及焚燒發(fā)電技術(shù)的優(yōu)化，生活垃圾的焚燒發(fā)電提供了技術(shù)支持和社會(huì)基礎(chǔ)?；诖吮疚恼归_對(duì)于生活垃圾發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)探討，對(duì)于社會(huì)發(fā)展、能源使用具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；焚燒發(fā)電；系統(tǒng)優(yōu)化

引言

目前，針對(duì)生活垃圾處理問題主要可以分為三種方式，分別是填埋、焚燒以及堆肥，在這三種處理方法中，焚燒屬于一種無(wú)害化的處理方式，在目前能源日趨緊張的大背景下，如果可以通過一種環(huán)保的方式，對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒進(jìn)而將其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，對(duì)于我國(guó)社會(huì)的發(fā)展而言具有重大意義。在當(dāng)今社會(huì)，對(duì)生活垃圾進(jìn)行環(huán)保形勢(shì)的焚燒已經(jīng)成為國(guó)家支持的一種方式，通過對(duì)焚燒系統(tǒng)進(jìn)行合理的優(yōu)化，有利于保障設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以使得焚燒效率大大提升。針對(duì)生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化問題，本次研究首先對(duì)其工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，在此基礎(chǔ)上，對(duì)其重要的兩項(xiàng)組成部分分別進(jìn)行深入研究，為推動(dòng)生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)

為提高垃圾焚燒電廠的經(jīng)濟(jì)效益，提高垃圾焚燒發(fā)電效率是關(guān)鍵且切實(shí)可行的措施。垃圾焚燒發(fā)電熱力系統(tǒng)主要包含三大主機(jī)：焚燒爐、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)組，垃圾焚燒發(fā)電效率主要取決于三大主機(jī)的性能。目前我國(guó)的垃圾焚燒焚燒爐以爐排爐為主，主蒸汽參數(shù)為4.0MPa/400℃，焚燒爐與余熱鍋爐的效率80%，汽輪機(jī)效率在28%，發(fā)電效率在22%左右。提高焚燒發(fā)電效率應(yīng)重點(diǎn)從焚燒爐、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)性能著手。目前焚燒爐熱灼減率3%以下，焚燒爐性能提升空間有限，因主蒸汽參數(shù)較低、余熱鍋爐排煙溫度偏高達(dá)220℃，提高主蒸汽參數(shù)、采用蒸汽中間再熱、降低排煙溫度成為提升垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率的關(guān)鍵措施。

2系統(tǒng)優(yōu)化

2.1垃圾前處理系統(tǒng)優(yōu)化

垃圾前處理系統(tǒng)包括垃圾稱重、垃圾卸料、垃圾貯坑、吊車及抓斗。主要是由環(huán)衛(wèi)部門垃圾車將生活垃圾運(yùn)輸至垃圾發(fā)電廠，在進(jìn)廠地磅房稱重后，經(jīng)垃圾運(yùn)輸坡道進(jìn)入主廠房卸料大廳。汽車通過垃圾卸料門，將垃圾卸至貯坑內(nèi)，貯坑上方設(shè)有吊車及抓斗，可以將垃圾送至焚燒爐內(nèi)燃燒。

2.1.1垃圾稱重系統(tǒng)

垃圾稱重系統(tǒng)由汽車衡及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，這部分配置往往與垃圾發(fā)電廠的規(guī)模密切相關(guān)，汽車衡規(guī)格按照規(guī)范最低要求選取，即按照垃圾車最大滿載質(zhì)量的1.3倍選擇，經(jīng)查閱相關(guān)技術(shù)規(guī)程，我國(guó)垃圾車額定荷載通常為24t，考慮車輛自重等其他因素，總質(zhì)量約為30t。因此汽車衡規(guī)格可以選擇40t，考慮汽車衡同時(shí)要給大型運(yùn)渣車和石灰車稱重，大型焚燒廠設(shè)置的2臺(tái)汽車衡可以為一大一小配置，相比正常配置可節(jié)約設(shè)備投資5%~10%。

2.1.2垃圾貯坑

垃圾貯坑的作用不僅是對(duì)進(jìn)廠垃圾進(jìn)行儲(chǔ)存和緩沖，更重要的作用是垃圾能在坑內(nèi)經(jīng)過幾天的自然壓縮、發(fā)酵等過程，排出部分滲濾液，提高入爐垃圾熱值，穩(wěn)定焚燒工況。因此，通常垃圾貯坑容積為5~7d額定垃圾焚燒量。通常垃圾密度設(shè)計(jì)值為0.3~0.4t/m3，但是由于垃圾自然堆積和起重機(jī)抓斗機(jī)械攪拌作用，垃圾密度可按0.5t/m3考慮，在同等規(guī)模垃圾處理量下，貯坑容積可以減少20%~40%，既減少了土建造價(jià)，又可以縮短廠房跨距，降低起重機(jī)投資。

2.2焚燒控制系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)

焚燒控制系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)象是3T優(yōu)化。①實(shí)現(xiàn)對(duì)第一個(gè)T的系統(tǒng)控制主要是通過控制外部的焚燒爐的溫度在850℃以上，此時(shí)控制好通風(fēng)量和燃料進(jìn)爐時(shí)間以及助燃器的反應(yīng)時(shí)間來(lái)控制垃圾焚燒溫度大小。此時(shí)，就可以利用自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)的投運(yùn)工作。一旦燃燒爐控制的溫度低于850℃，該系統(tǒng)自動(dòng)往復(fù)操作運(yùn)行。②對(duì)于第二個(gè)T的控制，主要是通過焚燒爐液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的作動(dòng)來(lái)控制給料的速度和垃圾停留時(shí)間。這兩者要進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。一旦給料速度快，必將造成垃圾停留時(shí)間短，無(wú)法控制好燃燒的時(shí)間，從而導(dǎo)致燃燒不充分，而反之，給料速度過慢，會(huì)導(dǎo)致焚燒爐的溫度下降過快，造成焚燒時(shí)的溫度不足，導(dǎo)致效率低下，要求通過液壓控制系統(tǒng)的合理配置來(lái)完成該程序的有效控制。如調(diào)節(jié)給料速度，實(shí)現(xiàn)爐排運(yùn)動(dòng)周期的調(diào)整等。以下以600t的焚燒爐為例進(jìn)行焚燒系統(tǒng)中液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化分析。③對(duì)于燃料與空氣混合狀態(tài)的優(yōu)化控制主要是采用為焚燒爐內(nèi)提供阻燃空氣的速度、數(shù)量和時(shí)間的方式來(lái)充分實(shí)現(xiàn)燃料與空氣的混合狀態(tài)符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)供風(fēng)量越大時(shí)，紊流度越大，混合越充分。這一原理的主要控制系統(tǒng)的燃燒空氣系統(tǒng)，其有一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、蒸汽式空氣預(yù)熱器組成。一次風(fēng)機(jī)先行進(jìn)行送風(fēng)，到焚燒爐內(nèi)溫度達(dá)到850℃之后，二次風(fēng)機(jī)送風(fēng)，加強(qiáng)煙氣的擾動(dòng)，延長(zhǎng)煙氣的燃燒形成。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒空氣系統(tǒng)優(yōu)化需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。

2.3爐渣收運(yùn)系統(tǒng)

爐渣處理系統(tǒng)由爐排下刮板輸送機(jī)和渣吊組成，主要作用為爐渣的收集和輸送。焚燒爐中爐渣通過爐排的往復(fù)運(yùn)動(dòng)直接掉入除渣機(jī)入口，然后所有的爐渣在除渣機(jī)中冷卻，冷卻后的爐渣經(jīng)除渣機(jī)送至渣坑。安裝在渣坑上方的渣吊將爐渣抓取輸送至運(yùn)輸車上，然后送至政府指定地點(diǎn)。在爐渣收運(yùn)系統(tǒng)中的爐渣需進(jìn)行爐渣灼減率檢測(cè)，可通過檢測(cè)結(jié)果來(lái)判斷并調(diào)節(jié)焚燒爐燃燒工況。爐渣灼減率是作為判斷垃圾在焚燒爐中燃燒完全程度的一個(gè)重要指標(biāo)。爐渣灼減率的檢測(cè)值作為系統(tǒng)輸出的參數(shù)，反饋到焚燒爐控制系統(tǒng)。一般來(lái)說，爐渣灼減率的標(biāo)準(zhǔn)在5%以下，當(dāng)爐渣灼減率偏大時(shí)，就要實(shí)施相應(yīng)的對(duì)策來(lái)降低，如降低垃圾含水率、提高熱值、加強(qiáng)焚燒爐的3T控制等。

結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)優(yōu)化是提高垃圾發(fā)電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益、降低工程投資的有利措施，參照其他實(shí)際運(yùn)行項(xiàng)目，鑒于設(shè)計(jì)優(yōu)化的局限性和項(xiàng)目業(yè)主特殊要求，從系統(tǒng)到局部，從全面到分項(xiàng)，根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，展示出每個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化空間。同時(shí)，結(jié)合垃圾發(fā)電技術(shù)的更新，總結(jié)出垃圾相關(guān)資源的綜合利用技術(shù)。未來(lái)隨著人們生活水平提高，城市化進(jìn)程不斷深入，垃圾發(fā)電項(xiàng)目將會(huì)呈井噴式發(fā)展，如何變廢為寶，最大程度利用垃圾這一充足資源，需要以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力，不斷推動(dòng)垃圾發(fā)電行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。隨著建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高、技術(shù)革新的不斷推進(jìn)，設(shè)計(jì)優(yōu)化前景和空間巨大，今后在焚燒爐型改進(jìn)、飛灰固化處理、滲濾液處理和煙氣凈化方面，仍然有許多研究成果會(huì)不斷推出，并廣泛應(yīng)用于固廢處理行業(yè)。