摘要：目前，針對生活垃圾的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，對垃圾進行焚燒進而將其中的化學能轉化為電能，對于我國社會的發(fā)展而言具有重大意義。在當今社會，對生活垃圾進行環(huán)保形勢的焚燒已經成為國家支持的一種方式，通過對焚燒系統(tǒng)進行合理優(yōu)化，有利于保障設備運行的穩(wěn)定性，同時也可以使得焚燒效率大大提升。
引言
當前隨著我國城市化建設發(fā)展速度不斷加快，城市內部產生的各種垃圾量也越來越大，我國很多城市對大量的垃圾無法進行有效的處理，導致了人們的生活質量受到了嚴重影響，因此，垃圾焚燒和處理受到了人們廣泛的關注和重視。在垃圾處理工作中主要的工作原則是通過減量化和無害化的使用，通過垃圾回收可以實現有價值的垃圾循環(huán)使用。但是在我國眾多的垃圾處理方式當中，焚燒垃圾是一個比較有效的垃圾處理方式，將垃圾焚燒之后進行發(fā)電實現了能源之間的有效轉換，同時也使得城市內部的垃圾處理效果有著明顯的提高，實現了資源可持續(xù)性應用，降低垃圾對城市環(huán)境所產生的不良污染問題。
1垃圾焚燒發(fā)電技術應用現狀
雖然我國垃圾焚燒技術發(fā)展時間相對較晚，與西方國家存在一定差距。在垃圾焚燒廠投建數量以及建設規(guī)模不斷擴大的前提下，垃圾焚燒發(fā)電技術也越發(fā)成熟，國內設備已實現自主生產目標，不僅降低垃圾焚燒廠的焚燒發(fā)電成本，同時也大大增加了垃圾焚燒發(fā)電廠的運作效率，給我國生態(tài)環(huán)境保護提出有效保護途徑。對城市垃圾進行焚燒發(fā)電不僅能夠有效控制城市垃圾產生數量，同時還能提升城市垃圾處理效率。垃圾焚燒發(fā)電技術的應用可將城市垃圾最終價值充分挖掘，因此在一段時間內國家政府部門極為支持垃圾焚燒發(fā)電技術的應用，同時國家也開始出臺一系列的政策支持垃圾焚燒發(fā)電項目，為垃圾焚燒發(fā)電技術在我國城市垃圾處理工作中的應用推廣奠定了堅實基礎。
2垃圾焚燒發(fā)電工程提高熱效率的措施
2.1降低排煙熱損失的措施
對于生活垃圾焚燒鍋爐，排煙熱損失是垃圾焚燒鍋爐的主要熱損失。典型垃圾焚燒余熱鍋爐，q2一般在12%～18%之間。排煙熱損失主要與排煙溫度和過量空氣系數有關。過量空氣系數一定時，隨著排煙溫度的升高，排煙熱損失逐漸增加，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失升高約0．9%。排煙溫度一定時，過量空氣系數增加，排煙量也增加，排煙熱損失也相應增加。過量空氣系數每增加0．1，排煙熱損失增加約0．7%～0．9%。降低排煙熱損失主要有降低排煙溫度和降低過量空氣系數兩種措施。為防止低溫腐蝕，目前城市生活垃圾焚燒鍋爐典型排煙溫度一般在190～200℃之間，比常規(guī)燃煤機組約130℃的排煙溫度高60～70℃。開展了垃圾焚燒煙氣條件下省煤器管在不同溫度下的低溫腐蝕研究，研究發(fā)現，與常規(guī)燃煤機組中SO3帶來的低溫腐蝕不同，HCl引起的低溫腐蝕是引起省煤器管低溫腐蝕的主要原因。根據SO3引起低溫腐蝕的酸露點關聯式計算垃圾焚燒煙氣酸露點溫度一般為100～130℃，而由于垃圾焚燒煙氣中HCl引起的低溫腐蝕的酸露點溫度一般在60℃以下。西格斯公司在英國Runcorn垃圾焚燒廠設計中已經將鍋爐排煙溫度降低至135～145℃，提高鍋爐效率約6%，發(fā)電效率提高約1%。降低過量空氣系數也可以有效的提高垃圾焚燒鍋爐的熱效率。過量空氣系數對焚燒鍋爐內垃圾燃燒狀況影響很大。增大過量空氣系數可以提供過量的空氣、增加爐內的湍流度，有利于垃圾的充分燃燒。但過量空氣系數過大可能造成爐內溫度降低、增加輸送空氣及預熱空氣所需的能量。一般來說，垃圾焚燒余熱鍋爐出口氧含量一般在8%～11%之間，折算過量空氣系數為1．6～2．1，常規(guī)燃煤鍋爐過量空氣系數一般控制在1．2左右。降低過量空氣系數可能導致垃圾焚燒效率的降低。通過強化湍流燃燒、改善配風等措施可以盡可能的減少低過量空氣系數條件下CO等可燃物的濃度，保證垃圾焚燒的整體效率。丹麥偉倫公司在Copenhill垃圾焚燒廠鍋爐出口過量空氣系數控制在1．4左右;而在Reno－Nord焚燒廠4號焚燒爐中，鍋爐出口過量空氣系數控制在1．3左右。需要注意的是，降低過量空氣系數時應通過預熱空氣溫度、改善配風、強化湍流燃燒等措施保證垃圾完全燃燒。對于爐排式垃圾焚燒技術，空氣以一次風和二次風的形式進入爐膛。其中一次風主要負責爐排上固態(tài)垃圾的充分轉化，而二次風則主要實現垃圾焚燒過程中氣態(tài)可燃物的充分燃燒。一次風過量空氣系數主要與垃圾熱值有關，低熱值垃圾所需的一次風過量空氣系數一般較高，以保證床層中垃圾的燃燒反應確保垃圾干燥過程的順利進行。
2.2提高主蒸汽參數
垃圾焚燒發(fā)電熱力系統(tǒng)通過提高主蒸汽參數可以有效提高熱效率。對于典型的垃圾焚燒電廠來說，主要采用的蒸汽參數有中溫中壓(4．0MPa，400℃)和中溫次高壓(5．3MPa，450℃或6．5MPa，450℃)。與中溫中壓參數相比，采用中溫次高壓參數，垃圾焚燒發(fā)電機組理論熱效率可提高約2．5%。對于理想朗肯循環(huán)，理論計算表明，主蒸汽溫度每提高10℃，循環(huán)效率提高約0．15%，蒸汽壓力每提高0．1MPa，循環(huán)熱效率提高約0．07%。垃圾焚燒發(fā)電主蒸汽參數的提高主要受余熱鍋爐防腐蝕(主要是煙氣高溫腐蝕)的限制。近年來，由于優(yōu)質耐腐蝕材料應用于鍋爐，鍋爐受熱面的壽命顯著提高，雖然投資和運行成本有所增加，但綜合經濟效益較好，中溫次高壓參數的應用顯著增加，并有進一步向中溫、高壓和超高壓參數應用的趨勢。荷蘭AEB垃圾焚燒廠是目前世界上熱效率最高的垃圾焚燒發(fā)電廠，其主蒸汽參數已經提高至13MPa、440℃，并可允許主蒸汽溫度提高至480℃，熱效率達到30%。需要注意的是，在提高主蒸汽參數時必須統(tǒng)籌考慮汽機排汽濕度和鍋爐防腐蝕的限制。
2.3采用中間再熱
采用中間再熱循環(huán)，可以顯著提高垃圾焚燒發(fā)電機組的熱經濟性。目前采用的再熱方式主要由兩種，一種是在荷蘭AEB電廠采用的爐外飽和蒸汽加熱方式，主蒸汽參數為13MPa、440℃，再熱蒸汽溫度為320℃;另一種是在光大江陰項目采用的爐內設置再熱器的加熱方式，主蒸汽參數為6．5MPa、450℃，再熱蒸汽溫度為420℃。第一種方式汽輪機通常采用分缸方式，高壓缸部分采用高速汽輪機，高壓缸排汽進入蒸汽式再熱器再熱后進入低壓缸繼續(xù)做功。第二種方式汽輪機可以采用分缸方式也可采用單缸方式。根據理論測算，第一種方式比第二種方式可提高機組熱效率約2%～3%左右。而采用第二種再熱方式，在采用中溫次高壓主蒸汽參數的條件下，再熱機組比非再熱機組可提高機組效率約1%～2%。
結語
在進行垃圾焚燒發(fā)電提效設計時，應根據垃圾熱值、成分、處理量、污染物排放等具體條件和要求，結合方案技術經濟比選，綜合權衡選擇所采用的具體提效措施，確保提效方案的技術可行性和項目的經濟效益。
參考文獻
[1]明小名，劉金海.垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機特點及熱力系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].科技尚品，2017（2）：4.
[2]韋尚正，石生春.某垃圾焚燒發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運行方式[J].熱力發(fā)電，2012，41（12）：8-11.
[3]劉俊峰，陳坤，劉超，等.垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機特點及熱力系統(tǒng)優(yōu)化[J].熱力透平，2014（2）：111-113..
引言
當前隨著我國城市化建設發(fā)展速度不斷加快，城市內部產生的各種垃圾量也越來越大，我國很多城市對大量的垃圾無法進行有效的處理，導致了人們的生活質量受到了嚴重影響，因此，垃圾焚燒和處理受到了人們廣泛的關注和重視。在垃圾處理工作中主要的工作原則是通過減量化和無害化的使用，通過垃圾回收可以實現有價值的垃圾循環(huán)使用。但是在我國眾多的垃圾處理方式當中，焚燒垃圾是一個比較有效的垃圾處理方式，將垃圾焚燒之后進行發(fā)電實現了能源之間的有效轉換，同時也使得城市內部的垃圾處理效果有著明顯的提高，實現了資源可持續(xù)性應用，降低垃圾對城市環(huán)境所產生的不良污染問題。
1垃圾焚燒發(fā)電技術應用現狀
雖然我國垃圾焚燒技術發(fā)展時間相對較晚，與西方國家存在一定差距。在垃圾焚燒廠投建數量以及建設規(guī)模不斷擴大的前提下，垃圾焚燒發(fā)電技術也越發(fā)成熟，國內設備已實現自主生產目標，不僅降低垃圾焚燒廠的焚燒發(fā)電成本，同時也大大增加了垃圾焚燒發(fā)電廠的運作效率，給我國生態(tài)環(huán)境保護提出有效保護途徑。對城市垃圾進行焚燒發(fā)電不僅能夠有效控制城市垃圾產生數量，同時還能提升城市垃圾處理效率。垃圾焚燒發(fā)電技術的應用可將城市垃圾最終價值充分挖掘，因此在一段時間內國家政府部門極為支持垃圾焚燒發(fā)電技術的應用，同時國家也開始出臺一系列的政策支持垃圾焚燒發(fā)電項目，為垃圾焚燒發(fā)電技術在我國城市垃圾處理工作中的應用推廣奠定了堅實基礎。
2垃圾焚燒發(fā)電工程提高熱效率的措施
2.1降低排煙熱損失的措施
對于生活垃圾焚燒鍋爐，排煙熱損失是垃圾焚燒鍋爐的主要熱損失。典型垃圾焚燒余熱鍋爐，q2一般在12%～18%之間。排煙熱損失主要與排煙溫度和過量空氣系數有關。過量空氣系數一定時，隨著排煙溫度的升高，排煙熱損失逐漸增加，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失升高約0．9%。排煙溫度一定時，過量空氣系數增加，排煙量也增加，排煙熱損失也相應增加。過量空氣系數每增加0．1，排煙熱損失增加約0．7%～0．9%。降低排煙熱損失主要有降低排煙溫度和降低過量空氣系數兩種措施。為防止低溫腐蝕，目前城市生活垃圾焚燒鍋爐典型排煙溫度一般在190～200℃之間，比常規(guī)燃煤機組約130℃的排煙溫度高60～70℃。開展了垃圾焚燒煙氣條件下省煤器管在不同溫度下的低溫腐蝕研究，研究發(fā)現，與常規(guī)燃煤機組中SO3帶來的低溫腐蝕不同，HCl引起的低溫腐蝕是引起省煤器管低溫腐蝕的主要原因。根據SO3引起低溫腐蝕的酸露點關聯式計算垃圾焚燒煙氣酸露點溫度一般為100～130℃，而由于垃圾焚燒煙氣中HCl引起的低溫腐蝕的酸露點溫度一般在60℃以下。西格斯公司在英國Runcorn垃圾焚燒廠設計中已經將鍋爐排煙溫度降低至135～145℃，提高鍋爐效率約6%，發(fā)電效率提高約1%。降低過量空氣系數也可以有效的提高垃圾焚燒鍋爐的熱效率。過量空氣系數對焚燒鍋爐內垃圾燃燒狀況影響很大。增大過量空氣系數可以提供過量的空氣、增加爐內的湍流度，有利于垃圾的充分燃燒。但過量空氣系數過大可能造成爐內溫度降低、增加輸送空氣及預熱空氣所需的能量。一般來說，垃圾焚燒余熱鍋爐出口氧含量一般在8%～11%之間，折算過量空氣系數為1．6～2．1，常規(guī)燃煤鍋爐過量空氣系數一般控制在1．2左右。降低過量空氣系數可能導致垃圾焚燒效率的降低。通過強化湍流燃燒、改善配風等措施可以盡可能的減少低過量空氣系數條件下CO等可燃物的濃度，保證垃圾焚燒的整體效率。丹麥偉倫公司在Copenhill垃圾焚燒廠鍋爐出口過量空氣系數控制在1．4左右;而在Reno－Nord焚燒廠4號焚燒爐中，鍋爐出口過量空氣系數控制在1．3左右。需要注意的是，降低過量空氣系數時應通過預熱空氣溫度、改善配風、強化湍流燃燒等措施保證垃圾完全燃燒。對于爐排式垃圾焚燒技術，空氣以一次風和二次風的形式進入爐膛。其中一次風主要負責爐排上固態(tài)垃圾的充分轉化，而二次風則主要實現垃圾焚燒過程中氣態(tài)可燃物的充分燃燒。一次風過量空氣系數主要與垃圾熱值有關，低熱值垃圾所需的一次風過量空氣系數一般較高，以保證床層中垃圾的燃燒反應確保垃圾干燥過程的順利進行。
2.2提高主蒸汽參數
垃圾焚燒發(fā)電熱力系統(tǒng)通過提高主蒸汽參數可以有效提高熱效率。對于典型的垃圾焚燒電廠來說，主要采用的蒸汽參數有中溫中壓(4．0MPa，400℃)和中溫次高壓(5．3MPa，450℃或6．5MPa，450℃)。與中溫中壓參數相比，采用中溫次高壓參數，垃圾焚燒發(fā)電機組理論熱效率可提高約2．5%。對于理想朗肯循環(huán)，理論計算表明，主蒸汽溫度每提高10℃，循環(huán)效率提高約0．15%，蒸汽壓力每提高0．1MPa，循環(huán)熱效率提高約0．07%。垃圾焚燒發(fā)電主蒸汽參數的提高主要受余熱鍋爐防腐蝕(主要是煙氣高溫腐蝕)的限制。近年來，由于優(yōu)質耐腐蝕材料應用于鍋爐，鍋爐受熱面的壽命顯著提高，雖然投資和運行成本有所增加，但綜合經濟效益較好，中溫次高壓參數的應用顯著增加，并有進一步向中溫、高壓和超高壓參數應用的趨勢。荷蘭AEB垃圾焚燒廠是目前世界上熱效率最高的垃圾焚燒發(fā)電廠，其主蒸汽參數已經提高至13MPa、440℃，并可允許主蒸汽溫度提高至480℃，熱效率達到30%。需要注意的是，在提高主蒸汽參數時必須統(tǒng)籌考慮汽機排汽濕度和鍋爐防腐蝕的限制。
2.3采用中間再熱
采用中間再熱循環(huán)，可以顯著提高垃圾焚燒發(fā)電機組的熱經濟性。目前采用的再熱方式主要由兩種，一種是在荷蘭AEB電廠采用的爐外飽和蒸汽加熱方式，主蒸汽參數為13MPa、440℃，再熱蒸汽溫度為320℃;另一種是在光大江陰項目采用的爐內設置再熱器的加熱方式，主蒸汽參數為6．5MPa、450℃，再熱蒸汽溫度為420℃。第一種方式汽輪機通常采用分缸方式，高壓缸部分采用高速汽輪機，高壓缸排汽進入蒸汽式再熱器再熱后進入低壓缸繼續(xù)做功。第二種方式汽輪機可以采用分缸方式也可采用單缸方式。根據理論測算，第一種方式比第二種方式可提高機組熱效率約2%～3%左右。而采用第二種再熱方式，在采用中溫次高壓主蒸汽參數的條件下，再熱機組比非再熱機組可提高機組效率約1%～2%。
結語
在進行垃圾焚燒發(fā)電提效設計時，應根據垃圾熱值、成分、處理量、污染物排放等具體條件和要求，結合方案技術經濟比選，綜合權衡選擇所采用的具體提效措施，確保提效方案的技術可行性和項目的經濟效益。
參考文獻
[1]明小名，劉金海.垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機特點及熱力系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].科技尚品，2017（2）：4.
[2]韋尚正，石生春.某垃圾焚燒發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運行方式[J].熱力發(fā)電，2012，41（12）：8-11.
[3]劉俊峰，陳坤，劉超，等.垃圾焚燒發(fā)電廠汽輪機特點及熱力系統(tǒng)優(yōu)化[J].熱力透平，2014（2）：111-113..
