生活垃圾焚烧发电厂设计浅析

1生活垃圾焚烧发电厂概述

近年来，中国各城市随着经济实力的不断增长和环保意识的不断加强，对城市生活垃圾的处理日益重视起来，发展十分快速，在所在城市的生活垃圾处理中发挥着巨大作用，并且利用焚烧炉产生的余热发电，除去自用外，盈余部分并入地区电力网，创造着可观的经济收益和一定的社会价值。

垃圾焚烧发电厂的工作流程与小型火力发电厂比较类似，可以说，垃圾焚烧发电厂是脱胎于小型火力发电厂。当然，与小型火力发电厂相比，由于入炉燃料成份的显著不同，垃圾焚烧厂处理流程中的一些环节也有其鲜明的特色。

垃圾焚烧发电厂虽然发电机组装机容量不大，单机容量一般在25 MW以下，机组总数一般不超过2台，但“五脏俱全”，而且采用的设备和技术比较先进，工作流程比较复杂。

2照明系统分类和设计重点

和其他各类工厂一样，垃圾焚烧发电厂的正常运行离不开照明系统的支持，照明系统设计的科学、合理与否，将会对日后该厂的正常运行和节能环保等方面产生重要影响。

照明系统按功能可分为正常照明和应急照明，应急照明又包括备用照明、疏散照明和安全照明。备用照明用于正常活动继续进行，疏散照明用于确保疏散通道被有效的辨认和使用，安全照明用于确保处于潜在危险之中的人员安全。

垃圾焚烧发电厂内照明设计的重点为综合主厂房，其里面包含了垃圾卸料、给料、焚烧锅炉、烟气净化、汽轮发电机、化学水处理及空压站等绝大部分工艺系统，无论是从建筑面积方面还是从复杂程度方面来说，在全厂都是首屈一指的。其它建构筑物和场所的功能都相对较为单一，照明设计也相对简单。

3供电系统

3.1正常照明

垃圾焚烧发电厂正常照明的电源，应由动力和照明网络共用的中性点直接接地的低压厂用变压器供电。低压厂用变压器宜选用D,yn11接线组别，目前国内各类工程中大多采用该种接线组别。

3.2应急照明

国内垃圾焚烧发电厂多数为两台发电机组，厂用中压母线段至少保证分为两段，采用双回路35 kV或110 kV电压等级并网。也有不少厂采用单回路并网，但此时或者另从地区中压电网引来一回可靠的中压电源线路(常采用10 kV或6 kV)，或者在厂内设置应急柴油发电机组，作为全厂的应急电源。而每段厂用中压母线至少接1台厂用变压器，构成至少2个相互独立的动力中心(PC)，因此能够获得两回路相互独立的比较可靠的380/220 V低压电源。

为了减轻厂内蓄电池组的负担，综合主厂房内备用照明平时尽量由厂用交流供电网络供电，采用双电源末端切换，当两回路厂内交流电源全部失电时，再自动切换为由直流系统的蓄电池组直流供电，应急照明持续时间不小于30 min。

远离综合主厂房的其他建构筑物内的应急照明一般采用自带蓄电池的应急灯供电，应急照明持续时间不小于30 min。

3.3供电电压

正常照明网络电压应为380/220VAC，中性点接地的三相四线制系统，光源工作电压为220 VAC。应急照明电压一般为220 VAC、220 VDC或110 VDC。

供锅炉本体及金属容器内检修用携带式作业灯的供电电压应采用12V。

4光源和灯具的选择

4.1光源选择

根据GB 50034-2004 建筑照明设计标准 第3.2条规定，选择光源时，应在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定[1]。参照中小型电厂的习惯，目前国内垃圾焚烧发电厂的照明光源可采用白炽灯、荧光灯、高压汞灯，高压钠灯、低压钠灯、镝灯和金属卤化物灯。

a高度较低的办公类房间，如办公室、控制室、会议室、值班室、宿舍和餐厅等宜采用细管径直管形(φ≤26 mm)荧光灯;

b)高度较高的车间，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径荧光灯。金属卤化物灯具有光效高、寿命长等优点，因而在目前国内的垃圾焚烧发电厂中得到普遍应用。而高压钠灯光效更高，寿命更长，价格也较低，但其显色性差一般Ra只能达到20~30之间，而根据DL/T 5390-2007 火力发电厂和变电站照明设计技术规定 中表8.0.1-1~表8.0.1-2的规定规定，生产车间内大部分场所的Ra值均不小于60，因此应用范围受到限制，但可用于辨色要求不高的场所，如材料库等。不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高压汞灯;

c)一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯;在特殊情况下需采用时，其额定功率不应超过100W。

4.2灯具选择

4.2.1选择原则和注意事项

灯具具有重新分配光源光通，保护光源不受环境、机械和人为损伤或污染和避免眩光等作用。可以把光源光通的全部或大部分投射到所需要的方向上，达到理想的照明效果。

由于灯具的更新较快，越来越高效和合理，因此在选择灯具的型号时，应根据使用场所的环境条件、照度和光色要求等，优先选用经过鉴定的新产品，以提高照明水平。选择灯具时，一般原则和注意事项如下：

a) 车间内灯具的安装地点应尽量考虑便于维护和安装，当没有天车时，灯具安装高度如超过6 m应考虑如何维护的措施(如灯具插接装置加钢丝绳传动或机械升降装置)。

b) 在可能有机械损伤的场所或灯具悬挂高度低于1.8 m时，应加防止机械损伤的保护网罩，以保证人身和设备安全。

c) 选定灯具时，应与所选光源相配合。

d) 任何电压母线上方和大的水池上方，严禁装设灯具。

e) 生产车间不宜采用软线吊灯。

f) 所有高强气体放电灯都尽量自带无功补偿装置。

4.2.2主要场所灯具选型

根据上述原则，汽机除氧间、焚烧锅炉间、烟气净化间和水泵间等场所采用配照型或深照型工矿灯;卸料大厅、垃圾池上空、除渣间等场所含有大量腐蚀性气体和水汽，灯具应选用防水防尘防腐型;渗沥液沟道间含有大量的甲烷气体，应采用防爆型灯;中央控制室采用荧光灯;对于高出45m的烟囱和建筑物，应按GB 50051-2002 烟囱设计规范 及国家民航有关规定要求设置航空障碍灯。

5照明标准值：

厂内各生产车间、辅助建筑、交通运输及露天工作场所作业面上的照明标准值应符合DL/T 5390-2007 火力发电厂和变电站照明设计技术规定 中表8.0.1-1~表8.0.1-3的规定，其他建筑物的标准照明值，应按照GB50034 建筑照明设计标准 执行。

6应急照明设计注意事项

6.1设置场所

由于各车间，尤其是综合主厂房内的设备或系统比较复杂，有许多高温、高压的危险、重要或贵重设备，当正常照明失去时，为了向现场操作人员提供必要的能够正常处理危机的照度或引导人员安全疏散至安全场所，主要有以下部位应设置消防应急灯具：a)封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯间和前室或合用前室;b)各主要生产车间、电信室、蓄电池室、各级电压配电室、消防控制室、消防水泵房、自备发电机房、防烟与排烟机房以及发生火灾时仍需正常工作的房间，如中央控制室等。

6.2控制室应急照明

国内的垃圾焚烧发电厂均设有单独的集中控制室，常叫做中央控制室，并与电子设备间合建，是全厂正常、安全、可靠和自动化运行的核心。另外，还设有垃圾给料吊车控制室和炉渣吊车控制室(根据需要设置)。至于焚烧锅炉、汽轮发电机和烟气净化系统的控制室设置与否，与其容量和工艺要求有关。

控制室特别是中央控制室要求稳定、可靠和不间断的高质量照明，因此，设计正常照明时普遍采用荧光灯;应急照明光源常采用白炽灯。目前荧光灯的效率很高，启动性能也已有大幅提高，在各类场所的应急照明中已得到广泛应用，因此也可采用荧光灯，但要求配有逆变功能的电子镇流器。

6.3应急照明的照度值

根据DL/T 5390-2007 火力发电厂和变电站照明设计技术规定 中第8.0.4规定：“主控制室、单元控制室、集中控制室、网络控制室主环内的应急照明照度，按正常照明照度值的30%选取，而直流应急和其他控制室应急照明照度分别按10%和15%选取。”

而根据GB 50016-2006 建筑设计防火规范 11.3.2第4条中“仍应保证正常照明的照度”的有关规定，在中央控制室、电子设备间、消防控制室(如果有)、各级电压配电室、消防水泵房等场所应急照明的照度值，应按一般照明照度值的100%设计。

因此，对于上述场所应急照明的照度值，两本规范提出了规定差异很大。笔者认为，GB 50016-2006 建筑设计防火规范 中相关规定主要应用在民用建筑和一般工业企业场所的照明设计中，而DL/T 5390-2007 火力发电厂和变电站照明设计技术规定 属于电力行业规范。垃圾焚烧发电厂从设计角度考虑，更类似于火力发电厂设计，因此，遵循DL/T 5390-2007 火力发电厂和变电站照明设计技术规定为宜。

6.4应急照明线路敷设

根据GB 50016-2006 建筑设计防火规范 第11.1.6规定，厂内的应急照明设备的配电线路应满足火灾时连续供电的需要，其敷设应符合下列规定。

a)暗敷时，应穿管并应敷设在不燃烧体结构内且保护层厚度不应小于30 mm。明敷时(包括敷设在吊顶内)，应穿金属管或封闭式金属线槽，并应采取防火保护措施;

b)当采用阻燃或耐火电缆时，敷设在电缆井、电缆沟内可不采取防火保护措施;

c)当采用矿物绝缘类不燃性电缆时，可直接明敷;

d)宜与其他配电线路分开敷设;当敷设在同一井沟内时，宜分别布置在井沟的两侧。

7道路照明

垃圾焚烧发电厂厂区道路照明宜采用半截光型灯具。由于垃圾焚烧厂不可避免会存在一定含量的腐蚀性气体和水汽，因此场区照明灯具宜选用密闭式，光源腔的防护等级不应低于IP54。环境污染严重、维护困难的道路，光源腔的防护等级不应低于IP65，灯具电气腔的防护等级不应低于IP43。空气中酸碱等腐蚀性气体含量高的地区或场所，如沿海地区，宜采用耐腐蚀性能好的灯具。

由于高压钠灯具有光效高、寿命长，透雾性强、显色性也符合一般道路照明要求的特点，所以在国内各类道路上广泛使用，在垃圾焚烧发电厂厂区道路及栈桥照明也多采用此类光源。由于自镇流高压汞灯和白炽灯的光效过低，使用这些光源会造成能源的浪费，而且路面的照明水平也很难达到标准要求，不应采用这两类光源。

配电系统中性线的截面不应小于相线的导线截面，且应满足不平衡电流及谐波电流的要求。

为避免单灯故障造成大面积灭灯，尽可能减小故障影响范围，每盏灯具应设有单独的保护装置

高杆灯或其他安装在高耸构筑物上的照明装置应配置避雷装置，并应符合现行国家标准GB 50057 建筑物防雷设计规范 (2000年版)的有关规定。

道路照明配电系统的接地形式宜根据实际情况采用TN-S系统或TT系统。

8照明控制方式

室内照明控制采用集中控制与分散控制相结合。道路照明开关灯控制宜采用光控和时控相结合的控制方式，并保留手动控制功能。

路灯照明控制箱应设置在门卫或其它常有专人值班的房间内，开灯时的自然光照度水平可设为15 lx，关灯时的自然光照度水平可设为20 lx。