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垃圾焚烧发电系统优化及综合利用探讨

北极星固废网  来源:《电力设备》  作者:曹锋泽  2020/1/6 8:51:08  我要投稿  

北极星固废网讯:摘要:为落实节能减排工作,垃圾焚烧发电系统已经成为当前的一个重点研究项目,但是这一系统运行过程中存在一定问题,今后要通过对系统的整体性优化,让其的综合使用水平获得进一步的提高。研究过程中需要分析发电系统的优化对象,在此基础上制定优化对象的优化方案,并分析如何将其综合使用,才能够让经过优化的系统更好发挥应有作用。

关键词:垃圾焚烧发电系统;系统优化;方案使用

引言:垃圾焚烧发电系统作为一项对废弃资源的新型应用体系,相较于传统的发电形式具有更高的经济收入,但是由于垃圾焚烧过程会产生大量的污染物,并且发热量处于一定程度上的大幅度波动状态,导致对这类废弃资源的实际使用效果较差,今后要通过系统优化工作对这些问题全面解决,提高整个系统的实际作用水平。

一、垃圾焚烧发电系统的优化对象

(一)系统的工况调整

垃圾焚烧发电系统虽然从收益上来看,其对于垃圾的日常损耗量基本固定,但是受限于垃圾本身的类型不同,以及能够发出热量存在差异,所以需要通过对整个系统的工况调整,让发电系统运行参数能够符合当前垃圾的总发热量,以防止出现实际的热量和转子发电功率之间的不匹配问题。工况调整过程,一方面要实现对垃圾类型的合理分类,并计算出能够发出的热量,另一方面也要分析其和传统发电系统之间存在的差异,以实现对各类硬、软件设施的合理调整。

(二)焚烧物发电量

焚烧物的发热量具有较高的波动性,今后的工作过程中,可以通过对垃圾类型的深度了解和分析对其进行分类,确定可焚烧性的垃圾和不可焚烧性的垃圾使用水平。同时通过对系统中硬件设施的优化和调整,对焚烧物的预期发电量进行分析,并通过实际检测的方式了解是否对能量进行了最高水平的应用。当发现实际发电量和预期发电量之间存在较大差距时,则要在此基础上进一步落实优化工作,最终形成了一种动态性的工作管理升级体系[1]。

二、垃圾焚烧发电系统的优化方法

(一)工作参数分析

工作参数分析首先要了解正常情况下,不同地区市政系统日常工作中能够收集到的垃圾量以及这些垃圾能够产生的热量,以深圳市为例,市政系统日常向发电系统提供的垃圾总重量达到150吨,而垃圾的低热值有所差距,通常得3344kJ/kg、5852kJ/kg、7524kJ/kg,事实上所有垃圾虽然可以核算出最低发热量数值,但是这些热量不可能被发电系统完全利用,所以要通过实际的检测和分析工作,实现对垃圾发热量的全面分析。后续的分析工作内容包括气体未完全燃烧时损失的热量,其中因缺少气体成分而导致的热损失数据,初步确定为0.5%,而对于不同燃料的锅炉利用率分析过程来说,需要完成的工作项目包括热量损失的降低、灰渣的热物理损失和排烟损失等降低,该过程考虑的因素主要包括对于现有设备的升级和优化。

(二)工况参数制定

通常情况下,汽轮机运行过程中还有一个最佳的转速比,在能够达到额定功率的情况下,气轮机的发电效率最高,而对于产生的蒸汽流量来说,会在接受不同热量之时出现一定程度上的波动。无论是蒸汽流速高于额定值还是低于额定值时,都会导致汽轮机的发电功率下降,不能达到额定值。本文分析了发电厂汽轮机出力额定水平的75%、100%和125%三种情况,分析了发电厂汽轮机实际发电功率和蒸汽流量之间的数据对应关系曲线,以此为标准选择最佳的蒸汽流量方案。而这一过程需要考虑实际的参数是发电量和蒸汽机发电功率之间的差异,对比已经确定的设备运行效率,实际设计过程中可在了解这一参数的基础之上,从中选用最佳的蒸汽流量,之后则需要考虑垃圾的投入类型、单位时间内的投入量以及这类垃圾的实际发出热量,以这类数据为标准,完成后续的优化设计工作。

(三)工况特性分析

考虑到垃圾焚烧过程中的实际情况,其产生的蒸汽流量会出现一定程度上的波动,这就导致发电效率的波动水平高于传统的燃料[2]。为解决这一问题,采用的方法为降低气缸的壁厚参数,这一方式可以降低气缸的热变形参数总量,以提高产出蒸汽流量的稳定性。此外要降低转子的工作温度,可通过滑压运行的方式实现,另外也要改变转子的表面结构,这一方式可以防止波动水平较大的蒸汽压力和产生的热量,对转子的综合性运行寿命和作业稳定性造成一定程度上的影响,在提高转子运行寿命的同时,也能够让转子处于更为稳定的运行状态下。

为了能够适应蒸汽流量发生的大幅度波动情况,通常可采用的另一个方式是,允许汽缸和转子之间具有较大的纵向和轴向间距,该过程中要对汽封结构进行升级,从而实现对汽轮机各项运行参数的合理调整。具体的设计过程中,要通过对于各个传感器的设置以及当前蒸汽流量的检测,将这类参数作为控制系统运行过程中的调整指令来源,这类数据能够为后续的具体控制指令输出过程奠定基础。自动控制系统当发现某时间段内的蒸汽流量大幅上升时,一方面可借助已经建成的控制设施防止这一流量变化情况对系统造成的负面影响,另一方面也可以对单位时间里投入的燃烧物数量进行合理调控,以达到提高蒸汽流量稳定性的目的。

三、垃圾焚烧发电系统优化后的综合利用方式

(一)硬件设施配置

在硬件设施的配置过程中,设计过程已经给出了针对蒸汽流量波动水平过高现象的具体解决方法,在具体的调整过程中,要通过对新开发设备的使用和装配,让整个机组能够处于更为优质稳定的运行状态。比如对于自动控制系统的使用过程,要建成反馈通讯系统,通常借助PLC控制体系完成该项工作。由于该设备已经完成了整个发电机组对蒸汽流量需求的合理计算,则今后采用的方式主要是通过对于各类对应数据的调整和分析,把这一数据上传给数据的中枢分析系统,而中央控制系统在后续的运行过程中,可以更好调节这一系统的实际运行水平,从而让发电机组能够处于安全性更高以及综合性更为完善的运行状态下。

(二)运行参数调整

运行参数的调整过程,要根据当前投入垃圾的类型,完成对于各类参数的合理计算,比如发现某批次垃圾的实际发热值较低时,则可认为其在燃烧过程中可能会导致蒸汽流量与设定值之间存在较大差异现象,为了能够更充分的提高发电机组的实际发电效率,则需要根据这一新型的工作参数,合理调整这一系统的实际运行稳定度,比如对这些设施的实际转速被合理控制,以防止其出现实际的蒸汽流量和转子的转速比出现不匹配问题,防止降低发电机的运行水平。

(三)发电系统调整

发电系统的调整工作,要根据已经计算的相关参数,完成对于各类硬件设备的替换以及辅助控制系统的安装工作[3]。比如对于燃烧室来说,要实现对于各类材料的合理应用,让其在运行过程中可以最大化的防止出现严重散热问题,避免让发电系统的状态与设计参数之间存在不对应问题。另外也要实时调整这一系统的各类运行参数,通过设置监控装置,让所有的设备都能够处于最佳的运行状态。

结论:综上所述,垃圾焚烧发电系统的优化过程中,要通过对垃圾产热量的分析,计算能够生成的蒸汽流量,并且实现蒸汽流量和发电机组额定功率之间的适配。优化的项目包括自动控制系统、一些硬件设施的使用材料和具体参数,并且在后续的综合应用过程中,把这些经过优化后的设备装配到原有的发电体系内,从而让这一系统能够处于最稳定的运行状况。

参考文献:

[1]王利军.垃圾焚烧发电系统优化及综合利用技术[J].发电技术,2019,40(04):377-381.

[2]陈琪华,何育恒,李茂东,曾永忠.垃圾焚烧发电锅炉蒸汽空气预热器经济性分析及热力系统优化[J].工业锅炉,2019(04):19-20+28.

[3]强栓平.SCR脱硝系统在生活垃圾焚烧发电项目的应用[J].设备管理与维修,2019(07):161-163.

作者简介:姓名:曹锋泽(1970.04--);民族:汉 性别:男,籍贯:山西省灵石县,学历:专科,毕业于郑州轻工业学院;现有职称:中级工程师;研究方向:生活垃圾处理规划、建设和运营。

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