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分析|生活垃圾焚烧发电系统优化技术研究

北极星垃圾发电网  来源:《当代电力文化》  作者:杨海斌  2021/2/26 14:18:24  我要投稿  

北极星垃圾发电网讯:摘要:随着经济的发展和生活质量的进步,人们生活中一些生活垃圾数量也随之增加。这些生活垃圾不仅对于环境带来一定程度的影响,还占据了大量的土地资源。因而如何解决生活垃圾所带来的社会问题引起了社会各界的广泛关注。与此同时,我国能源资源的欠缺的背景以及焚烧发电技术的优化,生活垃圾的焚烧发电提供了技术支持和社会基础。基于此本文展开对于生活垃圾发电系统的优化技术探讨,对于社会发展、能源使用具有重要的作用。

关键词:生活垃圾;焚烧发电;系统优化

引言

目前,针对生活垃圾处理问题主要可以分为三种方式,分别是填埋、焚烧以及堆肥,在这三种处理方法中,焚烧属于一种无害化的处理方式,在目前能源日趋紧张的大背景下,如果可以通过一种环保的方式,对垃圾进行焚烧进而将其中的化学能转化为电能,对于我国社会的发展而言具有重大意义。在当今社会,对生活垃圾进行环保形势的焚烧已经成为国家支持的一种方式,通过对焚烧系统进行合理的优化,有利于保障设备运行的稳定性,同时也可以使得焚烧效率大大提升。针对生活垃圾焚烧发电系统的优化问题,本次研究首先对其工艺流程进行简单介绍,在此基础上,对其重要的两项组成部分分别进行深入研究,为推动生活垃圾焚烧发电系统的进一步发展奠定基础。

1垃圾焚烧发电技术

为提高垃圾焚烧电厂的经济效益,提高垃圾焚烧发电效率是关键且切实可行的措施。垃圾焚烧发电热力系统主要包含三大主机:焚烧炉、余热锅炉、汽轮发电机组,垃圾焚烧发电效率主要取决于三大主机的性能。目前我国的垃圾焚烧焚烧炉以炉排炉为主,主蒸汽参数为4.0MPa/400℃,焚烧炉与余热锅炉的效率80%,汽轮机效率在28%,发电效率在22%左右。提高焚烧发电效率应重点从焚烧炉、余热锅炉、汽轮发电机性能着手。目前焚烧炉热灼减率3%以下,焚烧炉性能提升空间有限,因主蒸汽参数较低、余热锅炉排烟温度偏高达220℃,提高主蒸汽参数、采用蒸汽中间再热、降低排烟温度成为提升垃圾焚烧发电厂发电效率的关键措施。

2系统优化

2.1垃圾前处理系统优化

垃圾前处理系统包括垃圾称重、垃圾卸料、垃圾贮坑、吊车及抓斗。主要是由环卫部门垃圾车将生活垃圾运输至垃圾发电厂,在进厂地磅房称重后,经垃圾运输坡道进入主厂房卸料大厅。汽车通过垃圾卸料门,将垃圾卸至贮坑内,贮坑上方设有吊车及抓斗,可以将垃圾送至焚烧炉内燃烧。

2.1.1垃圾称重系统

垃圾称重系统由汽车衡及数据处理系统组成,这部分配置往往与垃圾发电厂的规模密切相关,汽车衡规格按照规范最低要求选取,即按照垃圾车最大满载质量的1.3倍选择,经查阅相关技术规程,我国垃圾车额定荷载通常为24t,考虑车辆自重等其他因素,总质量约为30t。因此汽车衡规格可以选择40t,考虑汽车衡同时要给大型运渣车和石灰车称重,大型焚烧厂设置的2台汽车衡可以为一大一小配置,相比正常配置可节约设备投资5%~10%。

2.1.2垃圾贮坑

垃圾贮坑的作用不仅是对进厂垃圾进行储存和缓冲,更重要的作用是垃圾能在坑内经过几天的自然压缩、发酵等过程,排出部分渗滤液,提高入炉垃圾热值,稳定焚烧工况。因此,通常垃圾贮坑容积为5~7d额定垃圾焚烧量。通常垃圾密度设计值为0.3~0.4t/m3,但是由于垃圾自然堆积和起重机抓斗机械搅拌作用,垃圾密度可按0.5t/m3考虑,在同等规模垃圾处理量下,贮坑容积可以减少20%~40%,既减少了土建造价,又可以缩短厂房跨距,降低起重机投资。

2.2焚烧控制系统优化技术

焚烧控制系统的优化对象是3T优化。①实现对第一个T的系统控制主要是通过控制外部的焚烧炉的温度在850℃以上,此时控制好通风量和燃料进炉时间以及助燃器的反应时间来控制垃圾焚烧温度大小。此时,就可以利用自动控制技术进行自动的投运工作。一旦燃烧炉控制的温度低于850℃,该系统自动往复操作运行。②对于第二个T的控制,主要是通过焚烧炉液压传动系统的作动来控制给料的速度和垃圾停留时间。这两者要进行有机的结合。一旦给料速度快,必将造成垃圾停留时间短,无法控制好燃烧的时间,从而导致燃烧不充分,而反之,给料速度过慢,会导致焚烧炉的温度下降过快,造成焚烧时的温度不足,导致效率低下,要求通过液压控制系统的合理配置来完成该程序的有效控制。如调节给料速度,实现炉排运动周期的调整等。以下以600t的焚烧炉为例进行焚烧系统中液压传动系统的参数的优化配置,实现整个系统的优化分析。③对于燃料与空气混合状态的优化控制主要是采用为焚烧炉内提供阻燃空气的速度、数量和时间的方式来充分实现燃料与空气的混合状态符合标准。当供风量越大时,紊流度越大,混合越充分。这一原理的主要控制系统的燃烧空气系统,其有一次风机、二次风机、蒸汽式空气预热器组成。一次风机先行进行送风,到焚烧炉内温度达到850℃之后,二次风机送风,加强烟气的扰动,延长烟气的燃烧形成。由此实现对燃烧空气系统优化需要对设备进行优化。

2.3炉渣收运系统

炉渣处理系统由炉排下刮板输送机和渣吊组成,主要作用为炉渣的收集和输送。焚烧炉中炉渣通过炉排的往复运动直接掉入除渣机入口,然后所有的炉渣在除渣机中冷却,冷却后的炉渣经除渣机送至渣坑。安装在渣坑上方的渣吊将炉渣抓取输送至运输车上,然后送至政府指定地点。在炉渣收运系统中的炉渣需进行炉渣灼减率检测,可通过检测结果来判断并调节焚烧炉燃烧工况。炉渣灼减率是作为判断垃圾在焚烧炉中燃烧完全程度的一个重要指标。炉渣灼减率的检测值作为系统输出的参数,反馈到焚烧炉控制系统。一般来说,炉渣灼减率的标准在5%以下,当炉渣灼减率偏大时,就要实施相应的对策来降低,如降低垃圾含水率、提高热值、加强焚烧炉的3T控制等。

结束语

设计优化是提高垃圾发电项目经济效益、降低工程投资的有利措施,参照其他实际运行项目,鉴于设计优化的局限性和项目业主特殊要求,从系统到局部,从全面到分项,根据实际工程经验,展示出每个环节的优化空间。同时,结合垃圾发电技术的更新,总结出垃圾相关资源的综合利用技术。未来随着人们生活水平提高,城市化进程不断深入,垃圾发电项目将会呈井喷式发展,如何变废为宝,最大程度利用垃圾这一充足资源,需要以技术创新为驱动力,不断推动垃圾发电行业长远健康发展。随着建设标准的逐步提高、技术革新的不断推进,设计优化前景和空间巨大,今后在焚烧炉型改进、飞灰固化处理、渗滤液处理和烟气净化方面,仍然有许多研究成果会不断推出,并广泛应用于固废处理行业。


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