生活垃圾焚烧发电系统优化技术研究

生活垃圾焚烧发电系统优化技术研究

曲建明

天壕环境股份有限公司霸州分公司 河北 廊坊 065710

摘要：在当今社会，对生活垃圾进行环保形势的焚烧已经成为国家支持的一种方式，通过对焚烧系统进行合理的优化，有利于保障设备运行的稳定性，同时也可以使得焚烧效率大大提升。针对生活垃圾焚烧发电系统的优化问题，本次研究首先对其工艺流程进行简单介绍，在此基础上，对其重要的两项组成部分分别进行深入研究，为推动生活垃圾焚烧发电系统的进一步发展奠定基础。

关键词：生活垃圾；焚烧发电系统；优化技术

1生活垃圾焚烧发电工艺过程

生活垃圾一般在垃圾贮坑中放一个星期左右就可以除去10%左右的渗滤液，由于垃圾中的水分一般每降低1%，垃圾的热能就会增长100kJ/kg，因此，可以通过一些工艺提高垃圾的热能。在生活垃圾焚烧处理的过程中，需要把生活垃圾运送到焚烧炉中，在焚烧炉中对生活垃圾进行高温焚烧处理。第一烟道一般都会进行脱硝系统，通过投放尿素或者是氨液来控制NOX。之后焚烧的烟气会进入余热锅炉中并产生大量的蒸汽，然后这些蒸汽会通过汽轮发电机组推动涡轮转动，使发电机产生动力形成电能。这些生活垃圾产生的电能除了可以用于发电厂用电之外，剩余的电量还可以介入到电网系统中，供人们生产和生活使用。在生活垃圾焚烧发电的过程中会产生炉渣，炉渣通过焚烧炉的底部进入排渣机中，冷却之后被排放到专门的坑中，之后在运输到专门的地方进统一的处理；生活垃圾焚烧过程中产生的烟气被净化，达到排放标准后排放到空气中。飞灰会在焚烧厂内进行固化处理，然后再进行填埋，而其他产生的废弃物会放到焚烧炉内进行焚烧处理。

2焚烧技术比较

“移动式炉排焚烧炉技术”适合用于大多数的生活垃圾处理，“流化床焚烧炉技术”仅可应用于均质及预处理的生活垃圾。在正常应用过程中，“移动炉排焚烧技术”与“流化床焚烧技术”的差异性主要表现在以下几方面：①“移动炉排焚烧技术”垃圾处理量为每天800~1200t，处理能力比较大，同时每年运行时间可超过8000h，且垃圾焚烧状态比较稳定，主要借助炉排运行，易于掌握炉内垃圾停留的时间，保证垃圾可以充分焚烧。在燃烧中燃料处在烧结状态，飞灰量为焚烧垃圾量的5%，炉排炉产生的飞灰量相较流化床少。炉排炉排烟的温度应该控制在185℃，当焚烧的垃圾相同，炉排炉渣和灰的有毒气体处在浓缩状态，符合处置高危废弃物的条件。②“流化床焚烧炉”处理能力为每天600t，运行的时间为6000h/年，燃烧效率可以达到99%。受到流化床焚烧方式的影响，炉温控制在980℃左右，与炉内脱硫温度相符合，会使流化床中的有毒成分得到稀释，但是流化床产生的飞灰量比较大，可达到入炉垃圾总量的15%，且一氧化碳排放量超标的问题是抑制流化床技术推广的主因。

3生活垃圾焚烧发电系统优化技术

3.1原料供给路径优化

原料供给路径研宄的是从原料产地到原料需求终端的过程，与供应链有相似之处。供应链是一个包含供应商、制造商、运输商、零售商以及客户等多个主体的系统。供应链管理就是指对整个供应链系统进行计划、协调、操作、控制和优化的各种活动和过程，其目标是将顾客所需的正确的产品，能够在正确的时间，按照正确的数量、质量和状态送到正确的地点，并使这一过程所耗费的总成本最小。同样的，原料供给路径优化也是一个统筹协调的过程，对原料供给路径进行优化能够从根本上提高原料供应的效率，达到降低风险和提高效益的目的。通常可以从环境、经济和优化方式三个方面对原料供给路径优化进行分析。文章以经济角度的原料供给路径优化为例进行说明，通常来说，原料采购成本在生产总成本中占有很大的比例，要达到降低原料成本的目的，除了对原料价格进行经济比选之外，还可以通过对原料供给路径的优化来达到。对原料从收集、运输、储存到最后发电并网整个物流过程的成本构成进行分析，有助于精确计算原料在其各个供给阶段所发生的成本，为物流成本优化模型的构建提供依据，从而控制原料的供给成本。利用生命循环分析和敏感性分析的方法对生物质发电项目的成本构成进行了分析，得出了以下结论:首先，生物质发电的成本比传统火力发电的成本要高;其次，燃料成本占生物质发电成本的绝大部分比重，而燃料成本主要产生于原料的运输和配送过程；最后，造成生物质电厂成本过高的原因主要包括秸秆的性质、原料的供需不平衡、处理设施选址不合理等。上述研究结果表明，生物质发电原料的成本过高限制了生物质发电厂的发展。对原料供给路径的优化是基于对整个供应环节进行具体分析，针对各个环节的特点进行优化从而达到更优的供应效果。

3.2垃圾焚烧发电系统的3T控制

垃圾焚烧系统的3T控制基本方法为：1）将垃圾焚烧的温度控制在850℃以上，因为这个温度以上才能达到垃圾完全焚烧的目的，工作人员可以通过控制燃料停留时间的方式达到其目的，如果垃圾焚烧的温度低于该温度，则助燃燃烧器需要根据焚烧系统内的情况进行自动运行；2）通过垃圾焚烧系统中的传动系统，对垃圾进入系统的速度以及空气进出速度进行严格的控制，如果垃圾进入系统的速度较快，则垃圾燃烧的时间相对较短，无法实现垃圾完全焚烧的目的，有害气体的成分就会不断增加；如果垃圾进入系统的速度较慢，则垃圾焚烧的时间相对较长，可能会由于后续垃圾得不到有效的补充，进而使得系统内的焚烧温度严重下降。该系统中的传动系统主要可以对给料器以及除渣器进行动作控制，只有对传统系统的参数进行合理的配置，才能对给料速度以及除渣速度进行严格的控制，这是一种控制焚烧工况的重要措施；3）使用空气系统，向垃圾焚烧系统内注入一定量的助燃空气，并对空气与垃圾的混合状态进行合理的改变，一般情况下，供给空气的量越大，则紊流度就会增加，此时空气与垃圾之间的混合将更加充分，空气系统主要由三部分构成，分别是一次风机、二次风机以及预热器，一次风机主要是从系统的下端位置处送风，同时使得燃烧室内的温度可以得到一定的保持，二次风机主要在系统的前后位置处送风，通过提高烟气扰动的方式，使得空气与燃烧垃圾之间充分的混合，使得整个焚烧过程更加的充分，在对一次风机和二次风机进行选择的过程中，相关参数必须符合相关要求。

3.3烟气处理系统优化

通常情况下，在对垃圾焚烧发电过程中，通常会产生二噁英，严重威胁到了人们的身体健康。在对垃圾进行焚烧阶段，为了能够有效地降低二噁英地产生，应科学地对炉型进行选择，让垃圾在炉内得到充分的燃烧，确保烟气在进入到余热锅炉前，温度不低于850℃，氧气的浓度不低于6%，尽可能地对烟气的停留时间进行缩短，以确保可以从整体的角度上对二噁英的形成进行控制。针对重金属来说，其对环境以及人体的危害十分大。通常情况下，垃圾焚烧在发电之后，对于其所产生的金属物质，一般会进入到除尘器中，可以依照重金属物质的物理特点，科学地对系统的温度进行调节，以便重金属能够达到最佳的计划效果。此外，在对二噁英进行去除的过程中，除了要对其排放进行严格的把控之外，还应该对垃圾中的氯元素进行高温加热，然后在借助活性炭的吸附作用，有效地对二噁英进行去除。

4结束语

对生活垃圾进行焚烧发电是一种环保且符合能源发展需求的垃圾处理方式，未来该种方式具有很大的发展空间，其中，原料供给路径以及3T控制系统是整个垃圾焚烧发电系统的重要组成部分，相关企业需要对垃圾接收及贮存系统进行一定的改进，提高3T控制系统的性能，使得垃圾燃烧的热值可以得到提升，垃圾焚烧更加充分，进而全面推动垃圾焚烧发电领域的进一步发展。

参考文献

[1]毛凯,丁海霞,崔小爱.生活垃圾焚烧发电烟气处理技术综述及其优化控制建议[J].污染防治技术,2018,31(05):10-13,39.

[2]王利军.垃圾焚烧发电系统优化及综合利用技术[J].发电技术,2019,40(4):377-381.