您好 ,欢迎光临中国工业炉门户网!
最新新闻:
联系我们 | 设为首页 | 收藏本站 
 您当前位置:首页 > 新闻中心 >
企业快讯 >>更多
市场行情 >>更多
点击排行
提升垃圾焚烧发电厂的热效率 关键在于这几点
发布时间:2020-12-25    点击次数:109

    进入21世纪以来,随着国家经济的快速腾飞,城镇化进程的持续推进,我国城市规模和人口数量也在不断扩大。在人民生活水平在提高的同时,生活中产生的垃圾也日益增多,据资料显示,全世界垃圾年均增长速度为8.42%,而中国垃圾增长率达到10%以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾,而仅中国每年就产生近1.5亿吨,中国已成为垃圾包围城市最严重的国家之一。

    垃圾数量日益增长,危害人类健康,压缩生活空间。垃圾减量化、无害化、资源化处理,使“放错地方的资源”合理利用已经成为当务之急,通过焚烧垃圾发电来处理生活垃圾,相较于卫生填埋和堆肥的方式而言,优势明显。

    一、我国垃圾焚烧发电厂现状

    垃圾焚烧可以减少垃圾总量的80%以上,实现垃圾处理的无害化与减量化,垃圾焚烧产生的热量可以用来供热、发电,实现了回收利用的资源化,垃圾焚烧发电符合国家对垃圾处理“三化”的要求,近年来发展极为迅速。

    一般认为,低位发热量小于3300kJ/kg的垃圾不易采用焚烧处理,介于3300~5000kJ/kg的垃圾可以采用焚烧处理,大于5000kJ/kg的垃圾适宜焚烧处理。

    同时,为了确保垃圾的彻底燃烧和控制二噁因的产生,国家于2002年颁布实施的《生活垃圾焚烧污染控制标准》要求生活垃圾的焚烧温度要大于850℃,停留时间要大于2s。

    根据热量衡算,垃圾进炉低位发热量应达到6280kJ/kg。考虑到整个焚烧工艺系统的经济性,业内人士提出7000kJ/kg经济热值的观点。

    目前,国内已建成焚烧设施的城市生活垃圾低位发热值大致在4600kJ/kg,含水率约为30~60%左右,与发达国家城市相比,其特征是热值低、含水率高、成分复杂。早期引进建设的垃圾焚烧设施,主要解决减容和无害化处理,垃圾焚烧热能-电能转换效率较低,因而垃圾发电效率仍有潜力可挖,那么影响垃圾焚烧发电厂热效率的因素都有哪些呢?

    二、影响热效率的主要因素

    热效率是电厂输出能量与所消耗燃料发热量及其他输入能量之比。热效率作为垃圾焚烧发电厂的重要指标,相较于火电厂的热效率百分比,垃圾焚烧发电厂的热效率值偏低。垃圾焚烧发电的核心是焚烧锅炉内的能量转化,经过高温燃烧,将垃圾中的化学能转化为蒸汽热能,蒸汽热能进入汽轮发电机组产生电能,因此焚烧锅炉效率直接影响垃圾焚烧发电厂的热效率。

    1焚烧锅炉的效率

    在垃圾焚烧锅炉中,将垃圾中的化学能转换为蒸汽中的热能,其能量转换效率即焚烧锅炉效率,要比现代火电厂锅炉效率低得多。造成垃圾焚烧锅炉效率低下的原因有:

    1)城市生活垃圾的高水分、低热值;焚烧锅炉热功率相对较小,蒸发量一般不会超过100t/h。出于经济原因,能量回收措施有局限性;

    2)垃圾焚烧后烟气中含灰尘及各种复杂成份,带来燃烧室内热回收的局限性;

    3)排烟温度高,排烟热损失大,锅炉效率下降。为了确保烟气净化处理系统的进口烟气温度满足要求,设计时考虑垃圾焚烧锅炉排烟温度一般为220℃左右,大大高于火电厂锅炉排烟温度,也就是说为了环保效益牺牲了垃圾焚烧锅炉的经济效益。

    2蒸汽参数的影响

    发电厂的热经济性不仅与循环热效率有关,还与生产过程各设备的效率相关,其中汽轮机的效率又与蒸汽参数有较大关联。蒸汽参数高,特别是初压力高,入口蒸汽容积流量减小,汽轮机高压部分进汽的流动和泄漏损失增大,使汽轮机效率下降,特别是当汽轮机功率小蒸汽容积流量偏小时,效率下降愈甚,甚至超过因采用较高蒸汽参数带来的循环热效率提高的效益。垃圾焚烧锅炉生产的蒸汽参数偏低,原因如下:

    1)焚烧锅炉的热功率较小,在同容量的小型火电厂中也同样不会应用高压蒸汽参数;

    2)焚烧锅炉燃烧气体中含有的氯化物盐类会引起过热器的高温腐蚀。在欧洲与美国,过热器管材应用低合金钢与高镍合金,蒸汽参数一般不超过4.5MPa,450℃。

    3给水回热系统热效率的影响

    汽轮机组的给水回热系统既是汽轮机热力系统的基础,该系统的性能直接影响到机组的安全和经济性,对全厂的热经济性也起着决定性的作用。因此,在实际的运行过程中,给水回热系统的工作状态也会影响着发电厂的热效率。

    4厂用电率的影响

    垃圾焚烧发电由于其特殊性,厂用电率较高,约为17%~25 %,其原因为:

    1)垃圾焚烧发电厂容量小、蒸汽参数低;

    2)系统复杂,辅机数量及耗电量增加。垃圾输送储存及炉排驱动系统能耗较大;同时,因垃圾焚烧产生的烟气中有害成分较多,需要有烟气净化处理系统等,增加了辅机,并导致引风机功率增加。

    通过上述简析,目前影响垃圾焚烧发电厂的热效率影响因素很多,垃圾焚烧发电厂的热效应能力还有待提升。

    三、提高锅炉热效率的措施1降低生活垃圾入炉前的含水率

    1)根据相关理论推导:垃圾维持自行燃烧需要的最低热值应随垃圾水分的升高而增加,当垃圾含水率分别为40%、48%和55%时,对应的垃圾最低热值分别为7658、7908和 8126kJ/kg。

    对于采用混合收运的生活垃圾来说,降低生活垃圾的含水率污泥是提高生活垃圾热值的最有效办法。因此在许多生活垃圾焚烧发电厂焚烧炉前设置垃圾池,其很重要的作用就是降低垃圾的含水率。在堆贮的过程中,一部分水分被沥干,一部分水分在近似堆肥化的过程中蒸发流失。

    天津顺港垃圾焚烧厂原生垃圾在垃圾坑里面贮存5到7天,用抓斗进行翻堆,在夏季含水率从50%~60%降低到30%~48%,低位热值从4180~4600kJ/kg提高到4600~ 5130kJ/kg。

    2)根据相关实验证明:混合原生垃圾在密闭的垃圾仓内,堆高1.5m,通过强制通风,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,垃圾低位热值超过焚烧基本要求值。

    2提高锅炉出口蒸汽参数

    垃圾发电厂属于小型热力发电厂,发电工质提高压力需提高热力设备承压等级;过高温度需采用价格昂贵的耐高温腐蚀金属材料制造过热器,其整体经济效益不一定经济。因而,一定要测算出设备投入——产出效能比较并与汽轮发电机组相匹配,优选最佳方案。目前国内外大中型垃圾发电厂常选用发电工质参数为4.0MPa/400℃过热蒸汽,发电汽耗率小于6.0kg/(kW·h)。

    3优化热力系统

    由于焚烧炉采用进口设备,而热力系统设备往往在国内采购,在热力系统的设计中,存在一些可利用热能未充分利用,而早期引进的垃圾电厂的蒸汽式空气预热器、除氧器、锅炉给水加热器直接由锅炉减压供汽,未利用其压差发电,直接造成了蒸汽可用能的损失等。

    可以通过优化热力系统,增加热能利用率,合理平衡机组发电能力与对外供热用户需求,尽可能地利用焚烧锅炉提供的热能。

    由于焚烧炉采用进口设备,而热力系统设备往往在国内采购,在热力系统的设计中,存在一些可利用热能未充分利用,而早期引进的垃圾电厂的蒸汽式空气预热器、除氧器、锅炉给水加热器直接由锅炉减压供汽,未利用其压差发电,直接造成了蒸汽可用能的损失等。

    可以通过优化热力系统,增加热能利用率,合理平衡机组发电能力与对外供热用户需求,尽可能地利用焚烧锅炉提供的热能。

    4降低厂用电率

    垃圾发电厂厂用电量主要包含:生活用电,生产用电。生活用电主要包括照明、空调等耗电。生产用电主要包含办公设施、生产照明、动力设备等耗电。由于电厂就是一个产生电能的工厂,在一般情况下为自给自足,当厂内不产生电能的情况下由外接保安电源提供。

    厂内的电力消耗主要在于动力设备的耗电,为此我们对机电装置进行改造,采用的节能型产品或先进产品。对动力消耗大的设备采用变频调节,比如给水泵、引风机。在减少动力设备耗电量的同时,建筑按照节能设计规范,增加光照和通风,减少照明和空调设备的耗电量。通过这些措施来降低厂用电率,节约电能。

    5加强对燃烧过程的监测和管控

    长期以来,由于燃烧过程的复杂性,人们仅能对一些宏观数据进行测量研究,无法对燃烧的整个过程进行分析。随着科学技术的发展,非分光红外气体分析技术得以在焚烧锅炉方向应用,加之实验设备和测试设备的改进,使得其数据采集与分析系统也得到了同步的发展。通过实时对焚烧锅炉工作过程中气体的体积浓度以及排烟温度的分析监测,能有效强化对垃圾焚烧发电厂的科学管控调节,从而提升发电厂的热效率。

    目前,湖北锐意自控系统有限公司开发出一款高性能的燃烧效率分析仪,为提升焚烧锅炉热效率提供了便利。Gasboard-3400(P)采用非分光红外气体分析技术及长寿命电化学传感器技术,可同时测量CO、CO2、O2等气体的体积浓度及排烟温度,并计算空气系数。此外,垃圾焚烧发电厂还可根据锅炉实验验收或运行调控需求选择在线型或便携型产品。相较于传统的分析仪器低精度检测、慢响应速度及繁琐的操作流程、较高的耗材成本,具有测量精度高、响应速度快、操作简单、性价比高等不可比拟的优势。

    结语

    良好的废物管理对于建立循环经济至关重要,以智能和可持续的方式管理废弃物,将有助于促进经济的高效增长,同时最大限度地减少对环境的影响。

    为了提高垃圾焚烧发电厂整体的热能利用效率,可以通过适当选型,降低焚烧锅炉散热损失,对进厂垃圾进行堆酵以沥出其中水分,提高入炉垃圾低位热值,以先进工具加强燃烧过程的监测管控等方法,全面提升垃圾焚烧发电厂运行维护水平,从而推动垃圾焚烧发电行业健康可持续发展。

来源:工业过程气体监测技术

关键字:垃圾焚烧 焚烧炉 垃圾焚烧发电

相关评论 共0条 [查看全部]
好评  ★★★
0% 0
中评  ★★
0% 0
差评  ★★
0% 0
好评  ★★★   中评  ★★   差评  ★★   
    友情连接 更多>>    
   帮助中心   |    广告服务   |    网站地图   |    法律声明   |    关于我们   |    联系我们
版权所有:中国工业炉协会   电话:024-31911086/1087   地址:辽宁省沈阳市和平区长白西路51号时代广场b座14楼-3   
email:neuf2009@163.com 技术支持:中国工业炉协会   辽ICP备09024706号