浅谈提高生活垃圾焚烧发电厂能源利用率的方法及措施

李连杰 郑雪艳

（1中电投远达环保工程有限公司 重庆 401122 2重庆三峰卡万塔环境产业有限公司 重庆 400084）

在我国，城市生活垃圾焚烧发电技术是20世纪80年代末期开始出现的，以处理生活垃圾为目的，实现垃圾“三化”处理并实现焚烧余热利用的一种生活垃圾处理方式。

本文以国内某垃圾焚烧发电厂例，结合设计运行经验分析了影响垃圾焚烧发电厂能源利用率的主要因素，提出了提高垃圾焚烧发电厂能源利用率的方法及措施，希望可以为同类项目提供借鉴意义。

2 能源利用率的主要影响因素和提高的方法及措施.

2.1 入炉垃圾品质的影响

目前国内的入炉垃圾均为不分拣的生活垃圾，由于其低热值、高水分的特点。由于垃圾的发酵时间不够，水分大，特别是垃圾储坑上下部的垃圾水分很大，中下部的垃圾水分蒸发出来后集结在上部垃圾上，比下部的垃圾难烧，可通过下述途径提高入炉垃圾品质：（1）垃圾储坑容量设计时按所建焚烧处理线5～7天的额定处理量考虑；（2）垃圾吊司机应该对垃圾储坑中的生活垃圾按照进厂时间分区域进行堆料，倒料，以使坑中垃圾充分发酵，沥除大部分渗沥液；同时在搅拌过程中，使部分无机材料沉人储坑底部。对含水率在60%以上的高水分、低热值生活垃圾在入炉前进行2~3天的发酵，可沥除12%左右的渗沥液，整体减重约20%，在实现脱水、减重的同时，有效提高单位质量人炉垃圾的低位热值[1]，促进垃圾在炉内的完全燃烧，提高焚烧垃圾燃烧效率。（3）投料时，应投在料斗的中间位置，给料机将生活垃圾推到往复式逆推炉排上时，炉排两侧的料层相对中间要薄，而从炉排下穿出来的风是中间大两侧小，这样对燃烧有利。（4）将一次风空预器预热器（蒸汽作为热源）的进汽量加大，提高一次风的温度，炉排上的垃圾在辐射热和一次风的双重作用下更易于干燥，对燃烧有利。

2.2 焚烧炉内燃烧的影响

生活垃圾焚烧流程：一次风由炉排下方的空气室吹人，穿过垃圾料层的同时与垃圾发生燃烧反应，垃圾在炉排上的燃烧过程可分为干燥、燃烧燃尽三个阶段。二次风由焚烧炉前后墙上方吹入，使挥发性气体和炉排上未燃尽的垃圾充分燃烧。可通过下述方法让垃圾在炉内进行彻底充分的燃烧：

2.2.1 料层厚度的控制

垃圾料层厚度调整是垃圾稳定燃烧的关键因素之一。料层厚度过大，会导致不完全燃烧和不稳定燃烧。料层厚度太小，会减少焚烧炉的处理量和影响锅炉负荷。由于垃圾水份变化会造成垃圾热值变化，故需对炉排速度和垃圾料层厚度进行相应的调整。

应根据垃圾含水率的高低，由司炉工根据锅炉负荷和燃烧情况及时调节给料小车的给料速度、炉排的速度、料层厚度以确保垃圾的稳定焚烧。处理高水分低热值的垃圾时，可通过提高一次风温，增加料层厚度，从而提高日处理量和锅炉热负荷；对低水分高热值的垃圾，则只考虑适当提高风压即可[2]。

2.2.2 一、二次风的配比

一次风四个风室的配风比例对料层燃烧影响很大，在运行中，司炉工通过锅炉出口氧含量、一氧化碳含量、炉内温度、燃烧火焰颜色等来调整一次风和四个风室的流量及压力。控制一次风量为总风量的的70%～80%，通过调整一次风风温（通过空预器的一次风温度为220℃）来调整炉温和垃圾的燃尽率。

二次风设计为常温，风量一般为总配风量的20%～30%，根据二次风喷口附近火焰的颜色、炉膛上部的温度和炉内一氧化碳含量等来进行调整。

2.2.3 锅炉热效率的影响

早期垃圾焚烧余热锅炉热效率为65%，远低于同时期的电站锅炉（90%以上）。因垃圾燃烧烟气中主要由含氧成分构成腐蚀性气体，对余热锅炉受热面产生高温腐蚀和低温腐蚀；余热锅炉设计难以选择较高蒸汽参数。为避免低温腐蚀，垃圾锅炉排烟温度又不能过低，一般在控制在210℃左右；因而，提高垃圾焚烧锅炉热效率亦受到一定限制[3]。应从设计考虑提高锅炉热效率，降低散热损失的措施：（1）根据各地生活垃圾的不同特性，选择合适的生活垃圾焚烧锅炉炉型。其基本要求是：入炉垃圾实现彻底的燃烧，在炉排上上完成干燥、燃烧、燃烬的过程；一烟室出口温度850℃以上；不投辅助燃料能实现稳定燃烧；炉渣热灼减率小于等于3%；（2）充分利用锅炉排污水热量，降低排污热损失。一般锅炉连续排污率为3%左右，锅炉还设有定期排污系统。一般在设计时均考虑将连排和定排设置集中排污扩容热能利用设备，将这部分热能利用；（3）蒸汽参数的提高需提高锅炉、汽机、换热器等设备和管道的承压等级，需采用耐高温腐蚀材料制造，会大幅提高制造成本。在设计时需进行深入的技术经济性比较，选出最佳方案。目前国内生活垃圾发电厂常选用蒸汽参数大多为3.8MPa/400℃的过热蒸汽。

2.4 汽机系统热效率的影响

由于垃圾焚烧发电厂要求“停机不停炉”，所以设计时大多考虑设置汽机旁路系统。目前旁路系统有两种设计方案：一种是配备旁路减温减压器和高压旁路凝汽器的大旁路系统，另一种是仅具有旁路减温减压器的小旁路系统[4]。可通过下述措施来提高汽机系统的热效率：（1）设计时整体考虑锅炉和汽机的匹配，使汽轮发电机系统在最经济的情况下运行，尽可能利用余热锅炉提供的热能；（2）选择抽汽机组，采用回热循环增加热能利用率；比如：汽机一段抽汽供空预器，二段抽汽供除氧器三段抽汽供低压给水加热器，可充分利用这部分蒸汽中所蕴涵的热能，提高整个系统的热效率。

3 结语

本文以国内某生活垃圾焚烧发电厂为例，结合设计运行经验分析了影响垃圾焚烧发电厂能源利用率的主要因素，从设计运行角度提出如下方法措施来提高生活垃圾焚烧发电厂全厂能源利用率：（1）设计5～7天的大容量垃圾储坑，垃圾吊司机按照垃圾进厂时间分区域进行堆料，倒料，以使坑中垃圾充分发酵，沥除大部分渗沥液，提高入炉垃圾品质；（2）司炉工根据入炉垃圾的特点对炉排上垃圾料层的厚度进行及时调整，并合理控制一二次风的配比，可以让垃圾在炉内进行彻底充分的燃烧；（3）根据各地生活垃圾的不同特性，设计时选择合适的生活垃圾焚烧锅炉炉型，充分利用锅炉排污水热量，降低排污热损失；对锅炉蒸汽参数的选取进行深入的技术经济性比较，选出最佳方案；（4）设计时整体考虑锅炉和汽机的匹配，使汽轮发电机系统在相对经济的情况下运行；选择抽汽机组，采用回热循环增加热能利用率。

[1]柏杰.垃圾焚烧锅炉的燃烧调整[J].安徽电力，2008，25(2)：19-21．

[2]王小聪，李茂东，黎华,等．生活垃圾焚烧发电锅炉的稳定燃烧控制与调整.节能技术,2012，30（6）：562-563．

[3]阿世孺，张洪波．提高垃圾焚烧电厂热能利用效率的几个途径[J]．安全与环境学报，2004，4(s1)：39-40．

[4]李军，陈竹，严圣军,等．生活垃圾焚烧发电厂汽轮机旁路系统形式比较[J]．发电设备，2011，25(6)：447-449．