一是不斷提高運營人員的技能水平,增強全過程工況的平穩性。從垃圾堆酵、負荷控制、料層厚度控制、配風控制等多個環節著手,減少工況驟然波動的負面效應,保障熱交換的平穩性。
二是優化設備運行,減少廠用電率。焚燒發電廠的廠用電率約為 13%—18%,經測算,每噸垃圾及所轉化的煙氣運移必要的耗電量一般占比較?。榘l電量的 1%),廠用電率仍有較大的優化空間。
三是轉變單純關注噸垃圾發電量的觀念,重點關注監測能效指標。焚燒發電廠在處理過程中將廢物的化學能轉化為蒸汽熱焓、再轉化為電能,故噸垃圾發電量既與入爐廢物的熱值有關,也與各工藝段的熱能利用效率有關。全廠發電效率是余熱鍋爐熱效率、蒸汽管道效率、汽輪機熱效率和發電機效率等 4 個能效指標的乘積。其中,蒸汽管道效率約為 99%、發電機效率約為 98%,故全廠發電效率主要受制于余熱鍋爐熱效率和汽輪機熱效率。我國生活垃圾焚燒發電廠主要采用中溫中壓余熱利用技術,理論上的余熱鍋爐熱效率和汽輪機熱效率分別為 80% 以上和 30% 以上。對它們及時監測分析,有利于找準薄弱環節、有的放矢制定改進措施。
四是優化設備維護模式。基于對工況參數、能效指標等設備狀態的實時監測而適時開展預測性維護,既能降低維護成本,又能最大限度地提高設備可用率,從而增加焚燒發電廠的全生命周期收益。
垃圾焚燒煙氣成分復雜、腐蝕性強,為防止鍋爐換熱面的煙氣腐蝕和汽輪機末級葉片的水蝕,焚燒發電廠的余熱利用設備參數偏于保守,限制了余熱利用效率的進一步提高。據統計,歐盟 900 余臺垃圾焚燒爐的單爐焚燒規模約為 226 噸 / 日,采用低、中、高三類參數余熱鍋爐的比例依次為 28%、58%、14%,而我國 1400 余臺垃圾焚燒爐的單爐焚燒規模約為 488 噸 / 日,大多采用中參數余熱鍋爐,少部分在探索使用高參數余熱鍋爐。根據歐盟對于焚燒發電廠能量利用效率(R1)的計算方法,結合部分文獻報道,歐盟焚燒發電廠的 R1 值約為 0.55,我國垃圾焚燒發電廠的 R1 值約為 0.59,仍有進一步提升的空間。
與中溫中壓余熱利用技術相比,若采用中溫次高壓再熱技術,焚燒發電能效約可提升 3%—6%,而若采用中溫超高壓再熱技術,焚燒發電能效約可提升 6%—10%。但高參數余熱利用技術不僅需要余熱鍋爐和汽輪機的技術改進,也需要在運維方面配套開展技術創新,否則難以保障余熱利用設備長效安全穩定運行。
我國垃圾焚燒廠大多采用單純發電模式,垃圾焚燒廠單純發電的綜合能效低于單純蒸汽供熱或者熱電聯供。據了解,歐盟垃圾焚燒廠蒸汽供熱、熱電聯供的 R1 值分別為 0.64、0.76,而韓國垃圾焚燒廠蒸汽供熱、熱電聯供的 R1 值分別為 0.75、0.64。為進一步提高綜合能效,拓寬盈利渠道,我國有條件的焚燒發電廠可結合周邊地區的產業布局特點,升級為熱電聯供或者冷熱電三聯供的能源階梯利用系統。
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