李培元

（中國(guó)電能成套設(shè)備有限公司，北京 100080）

中國(guó)人口基數(shù)大，每人每日垃圾生產(chǎn)量高達(dá)1.5kg，對(duì)于這些垃圾的處理主要采取垃圾回收、垃圾填埋、垃圾堆肥以及垃圾焚燒等，垃圾焚燒方式則可將熱量轉(zhuǎn)化成熱能，實(shí)現(xiàn)能源的再利用，環(huán)保普及率較高，特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家，幾乎所有垃圾都采用焚燒法，垃圾焚燒產(chǎn)生余熱，鍋爐將熱量轉(zhuǎn)為熱能，達(dá)到發(fā)電、供熱等目的。目前，中國(guó)很多生活垃圾焚燒發(fā)電廠借助焚燒垃圾方式節(jié)約資源，不僅消除了垃圾，還能實(shí)現(xiàn)能源的再造回收。

1 影響熱能利用率的幾個(gè)因素

1．1 垃圾質(zhì)量

進(jìn)入焚燒爐的垃圾質(zhì)量直接影響能源的利用率，若是垃圾未分類、未分揀，直接投入焚燒爐進(jìn)行高溫處理，不同垃圾的發(fā)酵時(shí)間不同，還會(huì)造成一部分垃圾由于發(fā)酵時(shí)間短而增加含水量。一般來說，垃圾存儲(chǔ)分高位、中位與低位，其中高位垃圾與低位垃圾的水分含量較大，屬低熱值、高熱度，燃燒難度較大，能源的利用率不高。

1．2 余熱鍋爐熱效率

余熱鍋爐熱效率對(duì)垃圾焚燒的能源利用率具有直接影響。例如，垃圾燃燒后余熱鍋爐的熱效率在64%左右，而同時(shí)間電站鍋爐余熱效率卻在93%左右，垃圾焚燒后煙氣內(nèi)包含大量氧、一氧化碳等，氣體腐蝕性比較強(qiáng)，若是余熱鍋爐的溫度過高，那么可能出現(xiàn)非常嚴(yán)重的腐蝕；若是余熱鍋爐的溫度過低，那么，也可能造成腐蝕。配置蒸汽參數(shù)的難度較大，局限性也非常強(qiáng)，溫度調(diào)整控制至關(guān)重要，若是調(diào)整不好會(huì)造成資源浪費(fèi)，那么，需要盡可能降低余熱鍋爐熱量散失，提升能源的利用率。

1．3 爐內(nèi)料層與吹風(fēng)因素

爐內(nèi)料層與吹風(fēng)對(duì)能源利用率的影響，一方面，是焚燒爐內(nèi)料層厚度直接影響燃燒效率，若是料層較厚，那么可能造成燃燒不充分或者燃燒不穩(wěn)定；若是料層過薄，那么可能降低爐子焚燒能力，同時(shí)影響負(fù)載。因此，適當(dāng)控制料層厚度有利于提升燃燒作業(yè)穩(wěn)定性；另一方面，爐內(nèi)料層焚燒過程中，為了能夠加快垃圾的脫水速度，在燃燒作業(yè)中會(huì)進(jìn)行兩次吹風(fēng)，風(fēng)室配比直接影響燃燒效率，若是配比不夠合理，那么可能造成燃燒的效率低并且燃燒時(shí)間長(zhǎng)現(xiàn)象，因此，適當(dāng)調(diào)整風(fēng)量配比有利于提升爐內(nèi)燃燒效率。

2 垃圾焚燒電廠熱能效率低下原因分析

2．1 垃圾焚燒爐熱效率比較低

利用焚燒設(shè)備有利于解決低熱值垃圾的燃燒、無害化處理。由于技術(shù)條件和客觀因素限制，致使垃圾焚燒鍋爐的熱效率較低。由于垃圾燃燒煙氣包含腐蝕性氣體，那么，余熱鍋爐受熱面會(huì)產(chǎn)生高溫腐蝕或者低溫腐蝕；余熱鍋爐設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于蒸汽參數(shù)的選擇。為避免出現(xiàn)低溫腐蝕；垃圾鍋爐的排煙溫度也不能過低，大多控制在200℃以上，進(jìn)而影響垃圾焚燒爐熱效率。

2．2 并未充分利用機(jī)組排汽熱能

由于天氣因素的影響，排氣參數(shù)無法低于對(duì)應(yīng)飽和溫度。汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽膨脹做功，降壓到排氣壓力后經(jīng)由凝結(jié)器實(shí)現(xiàn)凝結(jié)放熱，但很難直接利用蒸汽能量，熱力學(xué)方面則很難利用熱能，熱能損失非常高。垃圾焚燒鍋爐熱力系統(tǒng)采取壓力式熱力除氧器與鍋爐給水加熱器，提升熱用戶穩(wěn)定性，早期引進(jìn)垃圾焚燒電廠直接進(jìn)行鍋爐減壓供汽，并未實(shí)現(xiàn)壓差發(fā)電，蒸汽可用損失非常大。

2．3 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠完善

一部分垃圾焚燒電廠在熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，直接選擇冷凝器，主要應(yīng)用于緊急狀態(tài)下鍋爐蒸汽直接冷卻。為避免直接冷凝器集供汽管道投用過程中出現(xiàn)水擊，焚燒設(shè)備運(yùn)行條件下，冷凝器一直處在熱備用狀態(tài)，那么需要保證冷凝設(shè)備存在少量的蒸汽流動(dòng)，實(shí)際運(yùn)行過程中，流量調(diào)節(jié)閥開度高于實(shí)際需求。

一部分垃圾電廠的機(jī)組功率較小，設(shè)備運(yùn)行過程中，熱力系統(tǒng)內(nèi)多余蒸汽直接冷卻。直接冷凝器蒸汽不但不做工，反而冷卻過程需要耗能，產(chǎn)生電能、熱能方面的損失。垃圾鍋爐運(yùn)行時(shí)，為保證爐水含鹽量在允許范圍內(nèi)，排除一些爐水，釋放一部分鹽分及爐水內(nèi)渣垢，代之清潔度較高的給水，這個(gè)過程就是鍋爐排污。鍋爐排污水以壓力較高飽和水為主，利用減壓分離參數(shù)相對(duì)較低的蒸汽。

3 提高垃圾焚燒電廠熱能利用效率的途徑

3．1 提升垃圾的焚燒質(zhì)量

為了能夠提升垃圾進(jìn)入焚燒爐質(zhì)量，那么，就需要保證要焚燒的垃圾是易焚燒的，同時(shí)，還需要做好垃圾存儲(chǔ)的數(shù)量體積控制。一般單位容量?jī)?chǔ)坑垃圾能夠滿足6天的焚燒數(shù)量，若是容量過多，那么可能造成上下部位水分較多，直接影響焚燒能源使用的合理性。從事垃圾分類相關(guān)工作人員需要根據(jù)垃圾入場(chǎng)順序進(jìn)行堆垛分類，避免新入場(chǎng)垃圾與已經(jīng)發(fā)酵過垃圾混合，確保入爐垃圾都經(jīng)歷2～3天發(fā)酵期，降低垃圾水分值與質(zhì)量，盡可能縮短垃圾焚燒的時(shí)間，提高垃圾焚燒效率，例如，在倒料時(shí)，需要瀝掉垃圾中的液體，盡量將無機(jī)垃圾置于垃圾坑最底部，確保無機(jī)垃圾有足夠的發(fā)酵時(shí)間。在投料時(shí)，則需盡量將垃圾投入料斗中間位置，給料機(jī)在作業(yè)過程中，將垃圾推到爐排上，確保垃圾能夠接受風(fēng)干、脫水、焚燒，相較于中間料層，兩側(cè)料層較薄，爐排下的風(fēng)則是中間風(fēng)比較大，兩側(cè)風(fēng)比較小，因此，處在料斗中間位置的垃圾焚燒更加充分。在進(jìn)風(fēng)進(jìn)入溫度設(shè)置過程中，在經(jīng)受風(fēng)吹與高溫條件下，垃圾更容易脫水干燥，更容易充分燃燒。

3．2 盡可能降低余熱鍋爐散熱損失

為了減少余熱鍋爐的散熱損失，垃圾焚燒電廠需要以焚燒垃圾的屬性作為依據(jù)選擇鍋爐，在選擇鍋爐時(shí)，需要確保鍋爐內(nèi)垃圾能夠充分燃盡，順利完成爐排對(duì)垃圾的干燥、燃燒與燃盡，不借助輔助燃料就能夠確保垃圾焚燒的穩(wěn)定性。同時(shí)，需要充分利用鍋爐內(nèi)污水熱量，將鍋爐排污率控制在3%以內(nèi)，在能源利用設(shè)計(jì)過程中，需要將定排污水、連排無數(shù)加入到排污擴(kuò)容熱能利用設(shè)備中，盡可能減少排污上的熱能損失。此外，確保爐內(nèi)換熱器、汽機(jī)等達(dá)到可承受高壓蒸汽的條件，選擇耐高溫、耐腐蝕材料，同時(shí)，還需要控制成本，綜合考慮綜合性價(jià)比，在合理范圍內(nèi)降低設(shè)計(jì)的成本。

3．3 調(diào)整料層厚度與吹風(fēng)比例

為了提升焚燒爐內(nèi)垃圾焚燒效率，那么，調(diào)整料層厚度以及吹風(fēng)至關(guān)重要。一方面，為了能夠調(diào)整料層的厚度，司爐工人需要結(jié)合入爐垃圾水分值與爐內(nèi)負(fù)荷控制給料，調(diào)整爐排速度與給料速度，同時(shí)，還需要調(diào)整料層厚度，若是垃圾的水分較大，那么需要加高進(jìn)風(fēng)溫度，適當(dāng)增加垃圾厚度，提升爐內(nèi)垃圾處理能力；若是垃圾的水分較低，那么，只要增加風(fēng)力就能夠加快焚燒速度；另一方面，調(diào)整吹風(fēng)的比例非常重要。爐內(nèi)第一次吹風(fēng)時(shí)，司爐工需要根據(jù)焚燒爐口氧氣值、爐內(nèi)溫度以及火苗顏色等判斷風(fēng)室風(fēng)量，首次給風(fēng)控制在總風(fēng)量3/4左右，在進(jìn)行二次給風(fēng)調(diào)整時(shí)，風(fēng)量是總風(fēng)量的1/4左右，司爐工需要根據(jù)爐內(nèi)一氧化碳、溫度以及火苗顏色等確定二次給風(fēng)力度。通過兩次風(fēng)量與溫度的調(diào)整保證爐內(nèi)溫度，確保垃圾能夠充分燃燒。

3．4 有效控制鍋爐熱效率

垃圾焚燒時(shí)，早期焚燒鍋爐的效率只有65%，遠(yuǎn)低于同時(shí)期電廠鍋爐效率，生活垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣包含氧成分且形成腐蝕性氣體，造成鍋爐受熱面腐蝕。

在設(shè)計(jì)焚燒鍋爐時(shí)，很難選擇正確蒸汽參數(shù)，若是想有效解決鍋爐腐蝕的問題，那么就需要重點(diǎn)關(guān)注鍋爐排煙問題，溫度控制在210℃。垃圾焚燒設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同區(qū)域垃圾不同特質(zhì)，選擇更合適焚燒爐型號(hào)，為垃圾徹底燃燒提供保證。在設(shè)計(jì)煙室出口溫度時(shí)，為確保垃圾穩(wěn)定燃燒，減少爐渣熱灼率，那么，需要重視排污水熱量控制，減少散熱方面的損失。

4 結(jié)語(yǔ)

垃圾焚燒電廠不僅消除了垃圾，還實(shí)現(xiàn)能源的再利用。為了能夠提高垃圾焚燒電廠的能源利用率，需要明確影響能源利用率的因素，對(duì)癥下藥，針對(duì)性提升垃圾焚燒電廠能源利用率的途徑?？萍夹畔⒓夹g(shù)逐漸發(fā)展，那需要在能源利用率的途徑方面不斷創(chuàng)新，因此，如何提升垃圾焚燒電廠能源利用率仍然需要不斷地探索、不斷地創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)中國(guó)居民垃圾的高效燃燒機(jī)高效利用。