影响垃圾焚烧发电厂效率主要因素的分析

1、影响垃圾焚烧发电厂效率主要因素的分析随着经济迅速发展，人民生活水平的提高，城市生活垃圾量增长迅速，我国每年 以6%8%的速度增长，预计2000年全国城市垃圾产出量将达14亿t。因此， 如何有效地对城市生活垃圾进行净化处理，已成为人们广泛关注的问题。用焚烧方式并回收其中能量的垃圾处理技术在近20年得到了迅速发展，美 国、欧洲、日本等发达国家已开始大量应用，并产生了良好的环保效益与经济效 益。焚烧垃圾，回收能源，以实现城市生活垃圾的减容化、无害化和资源化，被 认为是我国处理城市生活垃圾的一个重要方向。城市生活垃圾焚烧发电厂由于有自己的特点，发电效率比现代化火电厂低得 多，本文对其主要影响因素进行分

2、析。在技术上及经济上可行的情况下，提高发 电效率，是垃圾发电产业的研究课题之一。2焚烧锅炉效率的影响在垃圾焚烧锅炉中，将垃圾中的化学能转换为蒸汽中的热能，其能量转换效 率（以表示）即焚烧锅炉效率，比现代火电厂锅炉效率低得多。n尸n lax n lb, 其中为燃烧效率，即化学能转换为烟气中热能的百分比；Un.为热能回收效 率，即烟气中热能转换为蒸汽中热能的百分比。表1列出两种电厂的比较。表1現代垃競焚烧发电厂与现代火电厂能益转换的比较（一）%傩扯转换坍代垃圾找烧发电厂现代火电厂垃圾化学能焰气热陀59098烟气煥能-嫌汽热施（险）&593偶炉效準（?怜）769L.页脚.造成垃圾焚烧锅炉效率偏低的原

3、因有：（1）城市生活垃圾的高水份、低热值；（2）焚烧锅炉热功率相对较小，蒸发量一般为1 Ot/h,不会超过100t/h,出 于经济原因，能量回收措施有局限性；（3）垃圾焚烧后烟气中含灰尘及各种复 杂成份，带来燃烧室热回收的局限性等。垃圾焚烧锅炉的效率还取决于焚烧方式: 炉排炉、流化床炉、热解炉等；也与辅助燃料（煤）量与垃圾处理量比值有关。 大学热能工程研究所开发了城市生活垃圾异重循环流化床焚烧新技术，示焚烧锅 炉建于余杭锦江热电公司，日处理垃圾150t,经测定，焚烧锅炉效率为81. 3%, 燃烧效率达90%以上。国际上应用的炉排式焚烧锅炉，其锅炉效率最高水平为 德国（80%）,日本三菱公司较低

4、（63%） 13蒸汽参数的影响垃圾焚烧锅炉生产的蒸汽其参数偏低，原因如下：（1）焚烧锅炉的热功率较小, 在同容量的小型火电厂中也同样不会应用高压蒸汽参数；（2）焚烧锅炉燃烧气 体中含有的氯化物盐类会引起过热器的高温腐蚀。在日本通常将焚烧锅炉的蒸汽 参数设计为2. 94 MPa. 300C以下；在欧洲与美国，过热器管材应用低合金钢 与高银合金，蒸汽参数一般不超过4. 5 MPa、45（TC；国际上作为发展方向，今 后向高温高压化（9. 8 MPa. 5009）发展。市政环卫综合处理厂是我国第一家采用焚烧工艺处理城市生活垃圾并用 其热能进行发电与供热的工厂，安装2台日本三菱重工炉排式焚烧锅炉，每台

5、可 供1. 6 MPa饱和蒸汽12t/h,后经技改后，每台可供1. 4 MPa. 350 C过热蒸 汽10. 7t/h。此工厂采用二炉一机运行方式，日处理圾300400t,发电3000 kWo同一工厂的3号焚烧锅炉是锅炉厂引进三菱重工技术制造的首台产品，垃圾 处理量150t/d,生产1. 5 MPa、350C过热蒸汽10. 65t / h t3。总之，市的我 国第一座垃圾焚烧发电厂其蒸汽参数是偏低的，但原有2台炉经改进设计，改变 过热器布置位置，使其处于烟气入口温度不太高的区域，从而过热蒸汽温度提高 至 350Co大学热能工程研究所研究开发了异重循环流化床焚烧锅炉，与锦江集团合作 建成了余杭锦

6、江热电公司垃圾焚烧发电厂，并在此基础上应用此技术由我院设计 垃圾焚烧发电厂，焚烧锅炉应用合理设计的过热器，蒸汽参数是3.82MPa、45（TC,.页脚.比炉排炉提高了很多，在国际上也属先进水平。4汽轮机型式及其热力系统的影响市环卫综合处理厂的原设计，以处理垃圾为主，忽视了热能的回收利用，在 汽轮机型式及其热力系统方面存在着多方面的不合理性：（1） 2台炉排式焚烧 锅炉，每台每小时可外供1. 6HPa饱和蒸汽12t,仅配一台500 kW背压汽轮发 电机组，连厂用电都不够；（2）汽轮机进汽为饱和蒸汽，背压为0. 03 MPa, 汽耗率高达17 kg / kWh,此背压机排汽不外供其它热用户，而直接

7、进入凝汽 器造成热能损失，焚烧炉生产的多余蒸汽直接被高压凝汽器凝结，损失更大；（3） 热量用户少，并直接用1. 6 MPa新蒸汽供热。1995年经过技改后，作岀如下改 进：（1）焚烧锅炉加装过热器，过热蒸汽温度为350“C；（2）选用与改造后锅炉参数配套的3000 kW抽汽冷凝式汽轮发电机组，实现以发电为主兼顾供热的方 式；（3）改造现有热力系统，避免新蒸汽直接凝结。改造后发电3000kW,外供 2100 kW,发电汽耗率为6. 67 kg / kWh。我院设计的垃圾焚烧发电厂在汽轮机选型及热力系统方面应用中压蒸汽参 数，优化热力系统，并注意机炉匹配，发电与供热协调，提 高了发电厂效率,详见表

8、2所示。表2蒲泽垃圾焚烧发电厂参数坏说化床荧烧锚炉3台紬台彖汽於算t/h过热器:E1压力382 Ml认过热盜出日温度45OX单卸直联训怕Hl F（冷逬式汽瓮札治每台功舉6000 kW进九册62i/h主族汽压力343主蒸FO1度435t 排力$8kFn回鸡抽旳级数3级（1耐低加）设计工况英烧炉濮汽3x 35 h. N机进汽2* 52.25 S.汽伦机对外供）98 MPa；312Wx 25 i/h.f/L 细发电2x5.8 MW5厂用电率的影响垃圾焚烧发电厂由于其特殊性，厂用电率较高，约为21%25%,其原因为：.页脚.（1）垃圾焚烧发电厂容量小、蒸汽参数低；（2）循环流化床焚烧锅炉需要高压 风机

9、，能耗较高；（3）系统复杂，辅机数量及耗电量增加。如垃圾需要与煤混 烧，即要有输煤系统，又要有垃圾处理及运输系统；同时，因垃圾焚烧产生的烟 气中有害成分较多，需要有烟气净化处理系统等，增加了辅机，并导致引风机功 率增加。现代垃圾焚烧发电厂与现代火力发电厂能量转换的比较除了表1所示的n. 外，另有表3所示的口2, n3, n发，n供。蒸汽热能转换为发电电能的效率用 表示；发电电能转换为供电电能的效率用in表示，rn=i厂用电率；发电 效率n发=n叽；供电败率nn n2x n 3O表3现代垃圾荧烧发电与现代火力发电厂能妣转换的比较（二）%能fit转換现代垃圾焚烧发电厂现代火力愛电厂化学能f蒸汽热佩7691姦汽热能一发电电能fh2545发电电隠一供电电能759$仮电奴率= 9 x 721941洪电效率忻三刃哭* q、1439=（1）现代垃圾焚烧发电厂由于有其特殊性，其发电及供电效率比现代火力发电厂低得多。（2）现代垃圾焚烧发电厂不是以追求高发电及供电效率为第一目标，但在技术及经济可行的条件下，应尽量提高热能利用率。（3）从表3可以看出，从化学能转换为热能的效率较高