摘要：目前，針對生活垃圾的處理問題主要可以分為三種方式，分別是填埋、焚燒以及堆肥，在這三種處理方法中，焚燒屬于一種無害化的處理方式，在目前能源日趨緊張的大背景下，如果可以通過一種環保的方式，對垃圾進行焚燒進而將其中的化學能轉化為電能，對于我國社會的發展而言具有重大意義。在當今社會，對生活垃圾進行環保形勢的焚燒已經成為國家支持的一種方式，通過對焚燒系統進行合理優化，有利于保障設備運行的穩定性，同時也可以使得焚燒效率大大提升。
引言
當前隨著我國城市化建設發展速度不斷加快，城市內部產生的各種垃圾量也越來越大，我國很多城市對大量的垃圾無法進行有效的處理，導致了人們的生活質量受到了嚴重影響，因此，垃圾焚燒和處理受到了人們廣泛的關注和重視。在垃圾處理工作中主要的工作原則是通過減量化和無害化的使用，通過垃圾回收可以實現有價值的垃圾循環使用。但是在我國眾多的垃圾處理方式當中，焚燒垃圾是一個比較有效的垃圾處理方式，將垃圾焚燒之后進行發電實現了能源之間的有效轉換，同時也使得城市內部的垃圾處理效果有著明顯的提高，實現了資源可持續性應用，降低垃圾對城市環境所產生的不良污染問題。
1垃圾焚燒發電技術應用現狀
雖然我國垃圾焚燒技術發展時間相對較晚，與西方國家存在一定差距。在垃圾焚燒廠投建數量以及建設規模不斷擴大的前提下，垃圾焚燒發電技術也越發成熟，國內設備已實現自主生產目標，不僅降低垃圾焚燒廠的焚燒發電成本，同時也大大增加了垃圾焚燒發電廠的運作效率，給我國生態環境保護提出有效保護途徑。對城市垃圾進行焚燒發電不僅能夠有效控制城市垃圾產生數量，同時還能提升城市垃圾處理效率。垃圾焚燒發電技術的應用可將城市垃圾最終價值充分挖掘，因此在一段時間內國家政府部門極為支持垃圾焚燒發電技術的應用，同時國家也開始出臺一系列的政策支持垃圾焚燒發電項目，為垃圾焚燒發電技術在我國城市垃圾處理工作中的應用推廣奠定了堅實基礎。
2垃圾焚燒發電工程提高熱效率的措施
2.1降低排煙熱損失的措施
對于生活垃圾焚燒鍋爐，排煙熱損失是垃圾焚燒鍋爐的主要熱損失。典型垃圾焚燒余熱鍋爐，q2一般在12%～18%之間。排煙熱損失主要與排煙溫度和過量空氣系數有關。過量空氣系數一定時，隨著排煙溫度的升高，排煙熱損失逐漸增加，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失升高約0．9%。排煙溫度一定時，過量空氣系數增加，排煙量也增加，排煙熱損失也相應增加。過量空氣系數每增加0．1，排煙熱損失增加約0．7%～0．9%。降低排煙熱損失主要有降低排煙溫度和降低過量空氣系數兩種措施。為防止低溫腐蝕，目前城市生活垃圾焚燒鍋爐典型排煙溫度一般在190～200℃之間，比常規燃煤機組約130℃的排煙溫度高60～70℃。開展了垃圾焚燒煙氣條件下省煤器管在不同溫度下的低溫腐蝕研究，研究發現，與常規燃煤機組中SO3帶來的低溫腐蝕不同，HCl引起的低溫腐蝕是引起省煤器管低溫腐蝕的主要原因。根據SO3引起低溫腐蝕的酸露點關聯式計算垃圾焚燒煙氣酸露點溫度一般為100～130℃，而由于垃圾焚燒煙氣中HCl引起的低溫腐蝕的酸露點溫度一般在60℃以下。西格斯公司在英國Runcorn垃圾焚燒廠設計中已經將鍋爐排煙溫度降低至135～145℃，提高鍋爐效率約6%，發電效率提高約1%。降低過量空氣系數也可以有效的提高垃圾焚燒鍋爐的熱效率。過量空氣系數對焚燒鍋爐內垃圾燃燒狀況影響很大。增大過量空氣系數可以提供過量的空氣、增加爐內的湍流度，有利于垃圾的充分燃燒。但過量空氣系數過大可能造成爐內溫度降低、增加輸送空氣及預熱空氣所需的能量。一般來說，垃圾焚燒余熱鍋爐出口氧含量一般在8%～11%之間，折算過量空氣系數為1．6～2．1，常規燃煤鍋爐過量空氣系數一般控制在1．2左右。降低過量空氣系數可能導致垃圾焚燒效率的降低。通過強化湍流燃燒、改善配風等措施可以盡可能的減少低過量空氣系數條件下CO等可燃物的濃度，保證垃圾焚燒的整體效率。丹麥偉倫公司在Copenhill垃圾焚燒廠鍋爐出口過量空氣系數控制在1．4左右;而在Reno－Nord焚燒廠4號焚燒爐中，鍋爐出口過量空氣系數控制在1．3左右。需要注意的是，降低過量空氣系數時應通過預熱空氣溫度、改善配風、強化湍流燃燒等措施保證垃圾完全燃燒。對于爐排式垃圾焚燒技術，空氣以一次風和二次風的形式進入爐膛。其中一次風主要負責爐排上固態垃圾的充分轉化，而二次風則主要實現垃圾焚燒過程中氣態可燃物的充分燃燒。一次風過量空氣系數主要與垃圾熱值有關，低熱值垃圾所需的一次風過量空氣系數一般較高，以保證床層中垃圾的燃燒反應確保垃圾干燥過程的順利進行。
2.2提高主蒸汽參數
垃圾焚燒發電熱力系統通過提高主蒸汽參數可以有效提高熱效率。對于典型的垃圾焚燒電廠來說，主要采用的蒸汽參數有中溫中壓(4．0MPa，400℃)和中溫次高壓(5．3MPa，450℃或6．5MPa，450℃)。與中溫中壓參數相比，采用中溫次高壓參數，垃圾焚燒發電機組理論熱效率可提高約2．5%。對于理想朗肯循環，理論計算表明，主蒸汽溫度每提高10℃，循環效率提高約0．15%，蒸汽壓力每提高0．1MPa，循環熱效率提高約0．07%。垃圾焚燒發電主蒸汽參數的提高主要受余熱鍋爐防腐蝕(主要是煙氣高溫腐蝕)的限制。近年來，由于優質耐腐蝕材料應用于鍋爐，鍋爐受熱面的壽命顯著提高，雖然投資和運行成本有所增加，但綜合經濟效益較好，中溫次高壓參數的應用顯著增加，并有進一步向中溫、高壓和超高壓參數應用的趨勢。荷蘭AEB垃圾焚燒廠是目前世界上熱效率最高的垃圾焚燒發電廠，其主蒸汽參數已經提高至13MPa、440℃，并可允許主蒸汽溫度提高至480℃，熱效率達到30%。需要注意的是，在提高主蒸汽參數時必須統籌考慮汽機排汽濕度和鍋爐防腐蝕的限制。
2.3采用中間再熱
采用中間再熱循環，可以顯著提高垃圾焚燒發電機組的熱經濟性。目前采用的再熱方式主要由兩種，一種是在荷蘭AEB電廠采用的爐外飽和蒸汽加熱方式，主蒸汽參數為13MPa、440℃，再熱蒸汽溫度為320℃;另一種是在光大江陰項目采用的爐內設置再熱器的加熱方式，主蒸汽參數為6．5MPa、450℃，再熱蒸汽溫度為420℃。第一種方式汽輪機通常采用分缸方式，高壓缸部分采用高速汽輪機，高壓缸排汽進入蒸汽式再熱器再熱后進入低壓缸繼續做功。第二種方式汽輪機可以采用分缸方式也可采用單缸方式。根據理論測算，第一種方式比第二種方式可提高機組熱效率約2%～3%左右。而采用第二種再熱方式，在采用中溫次高壓主蒸汽參數的條件下，再熱機組比非再熱機組可提高機組效率約1%～2%。
結語
在進行垃圾焚燒發電提效設計時，應根據垃圾熱值、成分、處理量、污染物排放等具體條件和要求，結合方案技術經濟比選，綜合權衡選擇所采用的具體提效措施，確保提效方案的技術可行性和項目的經濟效益。
參考文獻
[1]明小名，劉金海.垃圾焚燒發電廠汽輪機特點及熱力系統優化研究[J].科技尚品，2017（2）：4.
[2]韋尚正，石生春.某垃圾焚燒發電廠循環水系統的優化運行方式[J].熱力發電，2012，41（12）：8-11.
[3]劉俊峰，陳坤，劉超，等.垃圾焚燒發電廠汽輪機特點及熱力系統優化[J].熱力透平，2014（2）：111-113..
引言
當前隨著我國城市化建設發展速度不斷加快，城市內部產生的各種垃圾量也越來越大，我國很多城市對大量的垃圾無法進行有效的處理，導致了人們的生活質量受到了嚴重影響，因此，垃圾焚燒和處理受到了人們廣泛的關注和重視。在垃圾處理工作中主要的工作原則是通過減量化和無害化的使用，通過垃圾回收可以實現有價值的垃圾循環使用。但是在我國眾多的垃圾處理方式當中，焚燒垃圾是一個比較有效的垃圾處理方式，將垃圾焚燒之后進行發電實現了能源之間的有效轉換，同時也使得城市內部的垃圾處理效果有著明顯的提高，實現了資源可持續性應用，降低垃圾對城市環境所產生的不良污染問題。
1垃圾焚燒發電技術應用現狀
雖然我國垃圾焚燒技術發展時間相對較晚，與西方國家存在一定差距。在垃圾焚燒廠投建數量以及建設規模不斷擴大的前提下，垃圾焚燒發電技術也越發成熟，國內設備已實現自主生產目標，不僅降低垃圾焚燒廠的焚燒發電成本，同時也大大增加了垃圾焚燒發電廠的運作效率，給我國生態環境保護提出有效保護途徑。對城市垃圾進行焚燒發電不僅能夠有效控制城市垃圾產生數量，同時還能提升城市垃圾處理效率。垃圾焚燒發電技術的應用可將城市垃圾最終價值充分挖掘，因此在一段時間內國家政府部門極為支持垃圾焚燒發電技術的應用，同時國家也開始出臺一系列的政策支持垃圾焚燒發電項目，為垃圾焚燒發電技術在我國城市垃圾處理工作中的應用推廣奠定了堅實基礎。
2垃圾焚燒發電工程提高熱效率的措施
2.1降低排煙熱損失的措施
對于生活垃圾焚燒鍋爐，排煙熱損失是垃圾焚燒鍋爐的主要熱損失。典型垃圾焚燒余熱鍋爐，q2一般在12%～18%之間。排煙熱損失主要與排煙溫度和過量空氣系數有關。過量空氣系數一定時，隨著排煙溫度的升高，排煙熱損失逐漸增加，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失升高約0．9%。排煙溫度一定時，過量空氣系數增加，排煙量也增加，排煙熱損失也相應增加。過量空氣系數每增加0．1，排煙熱損失增加約0．7%～0．9%。降低排煙熱損失主要有降低排煙溫度和降低過量空氣系數兩種措施。為防止低溫腐蝕，目前城市生活垃圾焚燒鍋爐典型排煙溫度一般在190～200℃之間，比常規燃煤機組約130℃的排煙溫度高60～70℃。開展了垃圾焚燒煙氣條件下省煤器管在不同溫度下的低溫腐蝕研究，研究發現，與常規燃煤機組中SO3帶來的低溫腐蝕不同，HCl引起的低溫腐蝕是引起省煤器管低溫腐蝕的主要原因。根據SO3引起低溫腐蝕的酸露點關聯式計算垃圾焚燒煙氣酸露點溫度一般為100～130℃，而由于垃圾焚燒煙氣中HCl引起的低溫腐蝕的酸露點溫度一般在60℃以下。西格斯公司在英國Runcorn垃圾焚燒廠設計中已經將鍋爐排煙溫度降低至135～145℃，提高鍋爐效率約6%，發電效率提高約1%。降低過量空氣系數也可以有效的提高垃圾焚燒鍋爐的熱效率。過量空氣系數對焚燒鍋爐內垃圾燃燒狀況影響很大。增大過量空氣系數可以提供過量的空氣、增加爐內的湍流度，有利于垃圾的充分燃燒。但過量空氣系數過大可能造成爐內溫度降低、增加輸送空氣及預熱空氣所需的能量。一般來說，垃圾焚燒余熱鍋爐出口氧含量一般在8%～11%之間，折算過量空氣系數為1．6～2．1，常規燃煤鍋爐過量空氣系數一般控制在1．2左右。降低過量空氣系數可能導致垃圾焚燒效率的降低。通過強化湍流燃燒、改善配風等措施可以盡可能的減少低過量空氣系數條件下CO等可燃物的濃度，保證垃圾焚燒的整體效率。丹麥偉倫公司在Copenhill垃圾焚燒廠鍋爐出口過量空氣系數控制在1．4左右;而在Reno－Nord焚燒廠4號焚燒爐中，鍋爐出口過量空氣系數控制在1．3左右。需要注意的是，降低過量空氣系數時應通過預熱空氣溫度、改善配風、強化湍流燃燒等措施保證垃圾完全燃燒。對于爐排式垃圾焚燒技術，空氣以一次風和二次風的形式進入爐膛。其中一次風主要負責爐排上固態垃圾的充分轉化，而二次風則主要實現垃圾焚燒過程中氣態可燃物的充分燃燒。一次風過量空氣系數主要與垃圾熱值有關，低熱值垃圾所需的一次風過量空氣系數一般較高，以保證床層中垃圾的燃燒反應確保垃圾干燥過程的順利進行。
2.2提高主蒸汽參數
垃圾焚燒發電熱力系統通過提高主蒸汽參數可以有效提高熱效率。對于典型的垃圾焚燒電廠來說，主要采用的蒸汽參數有中溫中壓(4．0MPa，400℃)和中溫次高壓(5．3MPa，450℃或6．5MPa，450℃)。與中溫中壓參數相比，采用中溫次高壓參數，垃圾焚燒發電機組理論熱效率可提高約2．5%。對于理想朗肯循環，理論計算表明，主蒸汽溫度每提高10℃，循環效率提高約0．15%，蒸汽壓力每提高0．1MPa，循環熱效率提高約0．07%。垃圾焚燒發電主蒸汽參數的提高主要受余熱鍋爐防腐蝕(主要是煙氣高溫腐蝕)的限制。近年來，由于優質耐腐蝕材料應用于鍋爐，鍋爐受熱面的壽命顯著提高，雖然投資和運行成本有所增加，但綜合經濟效益較好，中溫次高壓參數的應用顯著增加，并有進一步向中溫、高壓和超高壓參數應用的趨勢。荷蘭AEB垃圾焚燒廠是目前世界上熱效率最高的垃圾焚燒發電廠，其主蒸汽參數已經提高至13MPa、440℃，并可允許主蒸汽溫度提高至480℃，熱效率達到30%。需要注意的是，在提高主蒸汽參數時必須統籌考慮汽機排汽濕度和鍋爐防腐蝕的限制。
2.3采用中間再熱
采用中間再熱循環，可以顯著提高垃圾焚燒發電機組的熱經濟性。目前采用的再熱方式主要由兩種，一種是在荷蘭AEB電廠采用的爐外飽和蒸汽加熱方式，主蒸汽參數為13MPa、440℃，再熱蒸汽溫度為320℃;另一種是在光大江陰項目采用的爐內設置再熱器的加熱方式，主蒸汽參數為6．5MPa、450℃，再熱蒸汽溫度為420℃。第一種方式汽輪機通常采用分缸方式，高壓缸部分采用高速汽輪機，高壓缸排汽進入蒸汽式再熱器再熱后進入低壓缸繼續做功。第二種方式汽輪機可以采用分缸方式也可采用單缸方式。根據理論測算，第一種方式比第二種方式可提高機組熱效率約2%～3%左右。而采用第二種再熱方式，在采用中溫次高壓主蒸汽參數的條件下，再熱機組比非再熱機組可提高機組效率約1%～2%。
結語
在進行垃圾焚燒發電提效設計時，應根據垃圾熱值、成分、處理量、污染物排放等具體條件和要求，結合方案技術經濟比選，綜合權衡選擇所采用的具體提效措施，確保提效方案的技術可行性和項目的經濟效益。
參考文獻
[1]明小名，劉金海.垃圾焚燒發電廠汽輪機特點及熱力系統優化研究[J].科技尚品，2017（2）：4.
[2]韋尚正，石生春.某垃圾焚燒發電廠循環水系統的優化運行方式[J].熱力發電，2012，41（12）：8-11.
[3]劉俊峰，陳坤，劉超，等.垃圾焚燒發電廠汽輪機特點及熱力系統優化[J].熱力透平，2014（2）：111-113..
