摘要：近年來，生活垃圾的處理已經成為了經濟高速發展的大中型城市的難題，大量的生活垃圾嚴重污染了環境，影響了市容，制約著城市的進一步發展，作為可以將垃圾體積減小，質量減輕，同時能夠進行能量再利用產生經濟效益的方法——生活垃圾焚燒發電目前在發達國家所普遍采用。從1988年我國建造第一座垃圾焚燒發電廠之后，發展較為迅速。本文就提高垃圾焚燒發電廠熱效率的措施進行了探討。
關鍵詞：垃圾焚燒發電廠 ；熱效率
目前，我國許多城市陷入了垃圾包圍的狀態。垃圾不僅污染環境，威脅人類健康，龐大數量的垃圾更侵占了大量的土地。資料顯示，全世界垃圾年均增長速度為8.42%，中國垃圾增長率達10%以上，中國已成為垃圾包圍城市最嚴重的國家之一。垃圾數量日益增長，危害人類健康，壓縮人們生活的空間。垃圾減量化、無害化、資源化處理，使“放錯地方的資源”合理利用已經成為當務之急。
1．垃圾焚燒發電廠的應用前提
關于是否采用垃圾焚燒發電廠，國家于2000年印發的《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》對采用焚燒處理垃圾的最低發熱量做了規定：“6.1 焚燒適用于進爐垃圾平均低位熱值高于5000kJ/kg、衛生填埋場地缺乏和經濟發達的地區?！笨梢娚罾牡臀话l熱量是決定一個城市生活垃圾適不適合采用焚燒法處理技術的關鍵。一般認為,低位發熱量小于3300kJ/kg的垃圾不易采用焚燒處理,介于3300～5000kJ/kg的垃圾可以采用焚燒處理,大于5000kJ/kg的垃圾適宜焚燒處理。
同時，為了確保垃圾的徹底燃燒和控制二惡因的產生，國家于2002年頒布實施的《生活垃圾焚燒污染控制標準》要求生活垃圾的焚燒溫度要大于850℃,停留時間要大于2s。根據熱量衡算,垃圾進爐低位發熱量應達到6280kJ/kg?？紤]到整個焚燒工藝系統的經濟性,業內人士提出7000kJ/kg經濟熱值的觀點。
2.熱效率的主要影響因素
2.1 熱效率的影響因素概述
2.1.1 焚燒鍋爐的效率
在垃圾焚燒鍋爐中，將垃圾中的化學能轉換為蒸汽中的熱能，其能量轉換效率(以表示)即焚燒鍋爐效率，比現代火電廠鍋爐效率低得多。，其中為燃燒效率，即化學能轉換為煙氣中熱能的百分比；為熱能回收效率，即煙氣中熱能轉換為蒸汽中熱能的百分比。
造成垃圾焚燒鍋爐效率低下的原因有：
(1）城市生活垃圾的高水分、低熱值；
(2）焚燒鍋爐熱功率相對較小，蒸發量一般不會超過100t/h，出于經濟原因，能量回收措施有局限性；
(3）垃圾焚燒后煙氣中含灰塵及各種復雜成份，帶來燃燒室內熱回收的局限性。
2.1.2 蒸汽參數的影響
垃圾焚燒鍋爐生產的蒸汽其參數偏低，原因如下：
(1）焚燒鍋爐的熱功率較小，在同容量的小型火電廠中也同樣不會應用高壓蒸汽參數；
(2）焚燒鍋爐燃燒氣體中含有的氯化物鹽類會引起過熱器的高溫腐蝕。在歐洲與美國，過熱器管材應用低合金鋼與高鎳合金，蒸汽參數一般不超過4.5MPa，450℃。
2.1.3 給水回熱系統熱效率的影響
汽輪機組的給水回熱系統既是汽輪機熱力系統的基礎，該系統的性能直接影響到機組的安全和經濟性，對全廠的熱經濟性也起著決定性的作用。因此，在實際的運行過程中，要保證該系統處于良好的工作狀態。
2.1.4 廠用電率的影響
垃圾焚燒發電由于其特殊性，廠用電率較高，約為17%～25 %，其原因為：
(1）垃圾焚燒發電廠容量小、蒸汽參數低；
(2）系統復雜，輔機數量及耗電量增加。垃圾輸送儲存及爐排驅動系統能耗較大；同時，因垃圾焚燒產生的煙氣中有害成分較多，需要有煙氣凈化處理系統等，增加了輔機，并導致引風機功率增加。
2.2垃圾焚燒發電廠熱效率的主要影響因素
根據上述分析，針對鍋爐熱效率不高的實際, 通過對某垃圾焚燒發電廠實際運行情況的認真分析與探討, 并結合鍋爐實際運行中出現的問題和取得的經驗, 總結出了影響該焚燒發電廠熱效率的幾點原因：
2.2.1 垃圾的混合均勻程度、給料速度、爐排運動速度；
2.2.2 一次風的分配；
2.2.3 排煙溫度高, 排煙熱損失大；
2.2.4 傳熱較差或長期運行導致傳熱惡化特別是蒸發管束的積灰；
2.2.5 爐膛負壓過大導致的漏風以及保溫狀況；
2.2.6給水回熱循環的熱效率；
2.2.7廠用電率。
3. 提高垃圾焚燒發電廠鍋爐熱效率的措施
3.1降低生活垃圾入爐前的含水率
(1)根據相關理論推導：垃圾維持自行燃燒需要的最低熱值應隨垃圾水分的升高而增加,當垃圾含水率分別為40%、48%和55%時,對應的垃圾最低熱值分別為7658、7908和 8126kJ/kg。對于采用混合收運的生活垃圾來說,降低生活垃圾的含水率污泥是提高生活垃圾熱值的最有效辦法。因此在許多生活垃圾焚燒發電廠焚燒爐前設置垃圾池,其很重要的作用就是降低垃圾的含水率。在堆貯的過程中,一部分水分被瀝干,一部分水分在近似堆肥化的過程中蒸發流失。天津順港垃圾焚燒廠原生垃圾在垃圾坑里面貯存5到7天,用抓斗進行翻堆,在夏季含水率從50％～60％降低到30％～48％,低位熱值從4180～4600kJ/kg提高到4600～ 5130kJ/kg。
(2)根據相關實驗證明：混合原生垃圾在密閉的垃圾倉內,堆高1.5m,通過強制通風,二次翻堆,含水率62%的混合生活垃圾,7天后含水率降至45%左右,垃圾低位熱值超過焚燒基本要求值。
3.2提高鍋爐出口蒸汽參數
垃圾發電廠屬于小型熱力發電廠，發電工質提高壓力需提高熱力設備承壓等級;過高溫度需采用價格昂貴的耐高溫腐蝕金屬材料制造過熱器，其整體經濟效益不一定經濟。因而，一定要測算出設備投入——產出效能比較并與汽輪發電機組相匹配，優選最佳方案。目前國內外大中型垃圾發電廠常選用發電工質參數為4.0MPa/400℃過熱蒸汽，發電汽耗率小于6.0kg/(kW·h)。2003年建成的溫州第2座垃圾發電廠，采用國產垃圾焚燒鍋爐。其蒸汽參數為3.9MPa/450℃，發電汽耗率已接近5.0kg/(kW·h)。已達到當代垃圾電廠國際先進水平。
3.3優化熱力系統
由于焚燒爐采用進口設備，而熱力系統設備往往在國內采購，在熱力系統的設計中，存在一些可利用熱能未充分利用，而早期引進的垃圾電廠的蒸汽式空氣預熱器、除氧器、鍋爐給水加熱器直接由鍋爐減壓供汽，未利用其壓差發電，直接造成了蒸汽可用能的損失等。
通過優化熱力系統，增加熱能利用率，合理平衡機組發電能力與對外供熱用戶需求，盡可能地利用焚燒鍋爐提供的熱能。
結語
用焚燒方式并回收其中能量的垃圾處理技術在近20年得到了迅速發展。焚燒垃圾，回收能源，以實現城市生活垃圾的減容化、無害化和資源化，符合可持續發展的要求。但是由于垃圾焚燒爐產生的煙氣具有腐蝕性大，易產生高溫腐蝕和低溫腐蝕的特點，因此可通過適當選型，降低焚燒鍋爐散熱損失，對進廠垃圾進行堆酵以瀝出其中水分，提高入爐垃圾低位熱值等方法和手段提高鍋爐熱效率。從而也提高了垃圾焚燒發電廠整體的熱能利用效率。
參考文獻
[1]張寶峰.垃圾發電的優勢及存在問題[J].西北電力技術,2015(3):42-43.
[2]魏永軍,朱庚富.垃圾焚燒發電項目主要環境問題及應對措施[J].電力環境保護,2012(3):57-59.
延伸閱讀：
循環流化床鍋爐熱效率問題探討
原標題:提高垃圾焚燒發電廠熱效率的措施
特此聲明：
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