垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機(jī)特點(diǎn)及熱力系統(tǒng)優(yōu)化

與常規(guī)火電廠不同，垃圾焚燒發(fā)電廠以垃圾處理為主，發(fā)電為輔。受垃圾總產(chǎn)量及垃圾熱值不高的限制（相對(duì)于標(biāo)煤熱量），垃圾焚燒發(fā)電廠均配置小功率的汽輪機(jī)組，采用定壓?jiǎn)?dòng)的運(yùn)行方式，同時(shí)不參與調(diào)頻。相配套的垃圾焚燒鍋爐蒸汽參數(shù)均為中溫中壓工況（4．0MPa，400℃）［1－2］，僅有少數(shù)垃圾焚燒電廠采用了中溫次高壓工況（6．4MPa，450℃）［3］。由于垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機(jī)的主蒸汽溫度不高易導(dǎo)致汽輪機(jī)低壓段濕蒸汽區(qū)擴(kuò)大，為了避免低壓段的水蝕，汽輪機(jī)低壓段葉片級(jí)數(shù)就必須增加。又因垃圾熱值會(huì)隨季節(jié)波動(dòng)，導(dǎo)致鍋爐主蒸汽流量和參數(shù)變化幅度也相當(dāng)大，所以首選具有較強(qiáng)變工況運(yùn)行能力的汽輪機(jī)組［4］。

本文結(jié)合垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機(jī)組及其熱力系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)汽輪機(jī)的選型合理性進(jìn)行了計(jì)算分析，同時(shí)針對(duì)國(guó)內(nèi)典型垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機(jī)組熱力系統(tǒng)方面存在的問(wèn)題，給出了合理的優(yōu)化措施，其分析結(jié)論適用于同類型機(jī)組。

1 寶安垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機(jī)及其相關(guān)熱力系統(tǒng)特點(diǎn)分析

1．1 汽輪機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

由以上分析得出，垃圾焚燒發(fā)電廠常選擇低壓段抗水蝕能力強(qiáng)、變工況能力強(qiáng)的中壓或次高壓凝汽式汽輪機(jī)。寶安垃圾焚燒發(fā)電廠二期工程配置4臺(tái)比利時(shí)西格斯的焚燒爐，形式為多級(jí)傾斜式往復(fù)排爐，單臺(tái)焚燒爐日處理垃圾量為750t，日處理能力可達(dá)4200t，垃圾低位熱值設(shè)計(jì)值為7118kJ／kg。配套的2臺(tái)汽輪機(jī)由南京汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司制造，中壓、單缸、抽汽、凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為C30－3．8／1．7／395型，配套2×32MW的發(fā)電機(jī)組。采用定壓?jiǎn)⑼７绞?。汽輪機(jī)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 寶安垃圾發(fā)電廠（二期）汽輪機(jī)技術(shù)參數(shù)

1．2汽輪機(jī)選型合理性分析

垃圾焚燒發(fā)電廠不同于火力發(fā)電機(jī)組，在以垃圾處理為主的情況下，需考慮如何降低發(fā)電成本。從汽輪機(jī)選型合理性的角度來(lái)分析，汽輪機(jī)的額定容量成為關(guān)鍵分析因素，既要選取額定功率較小的汽輪發(fā)電機(jī)組，同時(shí)也要避免汽輪發(fā)電機(jī)組的額定功率太小，導(dǎo)致與鍋爐出力不相匹配的情況發(fā)生。以下對(duì)寶安垃圾焚燒發(fā)電廠的汽輪機(jī)選型情況進(jìn)行校核計(jì)算。

以下結(jié)合寶安垃圾發(fā)電廠2臺(tái)焚燒爐匹配1臺(tái)汽輪機(jī)組的滿負(fù)荷實(shí)際運(yùn)行工況下的相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)用以上計(jì)算公式，得出了機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行所需汽輪機(jī)的最大輸出功率，見(jiàn)表2。

表2 滿負(fù)荷運(yùn)行工況下汽輪機(jī)的功率計(jì)算結(jié)果

由表2計(jì)算結(jié)果可知，在滿負(fù)荷運(yùn)行工況下，也即2臺(tái)焚燒爐達(dá)到最大出力工況時(shí)，汽輪機(jī)組的輸出功率略高于31．64MW，才能與鍋爐出力基本相匹配。該廠配置額定輸出功率為30MW（最大功率32MW）的汽輪機(jī)組，滿足垃圾焚燒電廠的正常運(yùn)行，所以該廠汽輪機(jī)組的選型合理。