陳宏偉

（寧波明州環(huán)境能源有限公司，浙江寧波315100）

垃圾焚燒電廠(chǎng)一次風(fēng)加熱方式比較分析

陳宏偉

（寧波明州環(huán)境能源有限公司，浙江寧波315100）

介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)一次風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)，分析對(duì)比了蒸汽加熱（SAH）、尾部煙氣加熱（GAH）、直接式加熱（DAH）3種方式。通過(guò)分析認(rèn)為采用DAH這種新型的加熱方式將大大提高垃圾電廠(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性，在處理有異味沼氣同時(shí)，達(dá)到了資源的最大綜合利用。

生活垃圾；焚燒；一次風(fēng)；過(guò)熱方式

1　一次風(fēng)預(yù)熱系統(tǒng)介紹

生活垃圾焚燒發(fā)電是垃圾資源化的最有效處理方式。為了保證低熱值垃圾的順利著火、充分燃燒和保證燃燒室溫度，燃燒空氣須經(jīng)加熱到一定溫度后，再送人焚燒爐。如圖1所示，一次風(fēng)從垃圾坑上方抽取，經(jīng)2段一次風(fēng)空氣預(yù)熱器（采用蒸汽加熱方式，I段采用汽機(jī)抽汽、II段采用過(guò)熱蒸汽/汽包飽和抽汽）加熱到合適的溫度，同時(shí)匯合被空冷墻加熱過(guò)的爐墻冷卻風(fēng)提高溫度，形成一次風(fēng)燃燒熱空氣，從各爐排底部以足夠的壓力供給焚燒爐爐膛內(nèi)。

圖1　一次風(fēng)布風(fēng)示意

2　3種加熱方式的對(duì)比

為保證垃圾燃燒充分，最重要環(huán)節(jié)之一就是保證一次風(fēng)的溫度。實(shí)際操作中針對(duì)不同的進(jìn)爐垃圾性質(zhì)、垃圾熱值、燃燒狀況的變化，由自動(dòng)燃燒控制軟件（ACC）計(jì)算后，通過(guò)調(diào)節(jié)加熱源及風(fēng)量實(shí)時(shí)保證一次風(fēng)的溫度。

2.1采用蒸汽作為加熱源（SAH）

一次風(fēng)預(yù)熱器普遍采用蒸汽-空氣熱交換方式。從能級(jí)上考慮，預(yù)熱器I段加熱普遍采用汽機(jī)抽汽加熱，利用汽輪發(fā)電機(jī)組的一級(jí)抽汽（約300℃，1.0 MPa）將一次風(fēng)由20℃加熱至140℃。II段加熱介質(zhì)利用鍋爐出口過(guò)熱蒸汽（400℃，4.0 MPa）或汽包飽和蒸汽（256℃，4.4 MPa）將一次風(fēng)由140℃加熱至220℃。

2.2采用尾部煙氣作為加熱源（GAH）

空氣預(yù)熱系統(tǒng)也采用兩級(jí)加熱的方式，一級(jí)加熱段采用蒸汽加熱將常溫空氣（20℃）加熱至120℃，加熱熱源來(lái)自汽機(jī)一抽（1.0 MPa，260℃）。二級(jí)加熱段采用尾部煙氣加熱，將一級(jí)加熱后的空氣加熱至180～260℃。

2.3采用其他加熱源（DAH）

考慮到垃圾電廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)性，為了節(jié)省高品質(zhì)蒸汽的消耗，現(xiàn)在設(shè)計(jì)中也越來(lái)越多采用天然氣或者沼氣（由滲瀝液處理產(chǎn)生）對(duì)一次風(fēng)進(jìn)行直接加熱，提高一次風(fēng)溫度。通過(guò)在一次風(fēng)機(jī)后部風(fēng)道安裝燃?xì)馊紵?，直接把燃燒后的高溫?zé)煔鈱?duì)一次風(fēng)冷風(fēng)摻混加熱，提高一次風(fēng)溫。

垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)中沼氣主要來(lái)自滲瀝液處理系統(tǒng)厭氧過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣。沼氣主要由CH4、CO組成，還包括一些微量成分，其危害主要是加劇溫室效應(yīng)、發(fā)生爆炸和火災(zāi)等。沼氣各成分體積分?jǐn)?shù)為CH4約45%、CO約40%、N2約l0%、H2S＜0.5%；低位熱值約18 MJ/m3。CH4具有很高的熱值，通常其低位熱值為l7.0～23.9 MJ/m3，其凈化處理后是一種較理想的氣體燃料。一般2 000 t/d的生活垃圾焚燒廠(chǎng)，其滲瀝液處理系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣量1 000 m3/h，沼氣被送入除濕裝置，除去沼氣中的水分，再進(jìn)入脫硫過(guò)濾裝置，過(guò)濾出沼氣中的顆粒雜質(zhì)。最后通過(guò)壓縮機(jī)送入高壓沼氣儲(chǔ)罐，如采用純發(fā)電形式，可能還需要脫硫。

焚燒廠(chǎng)滲瀝液產(chǎn)生的沼氣作為一種燃料，完全符合DAH對(duì)燃料的需求。

2.43種加熱源的比較

就3種加熱方式的投資、經(jīng)濟(jì)、安全性等進(jìn)行比較，見(jiàn)表1。

表1　3種加熱方式的比較

3　工程案例

某工程一次風(fēng)空預(yù)器上游空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)道燃燒器的燃燒室被加熱到下游工藝過(guò)程要求的溫度。空氣中的氧被燃料燃燒消耗掉一部分，大部分的新鮮空氣與燃燒煙氣混合進(jìn)入下游爐膛中，如圖2所示。

圖2　直接式空預(yù)器布置

風(fēng)道燃燒器可以燃用液體燃料輕油、重油、渣油等，或氣體燃料天然氣、液化石油氣、人工煤氣等，垃圾焚燒電廠(chǎng)可以考慮污水處理的厭氧罐出口沼氣。

燃燒器主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。風(fēng)道燃燒器可以根據(jù)下游工藝要求調(diào)節(jié)燃燒負(fù)荷提供不同的煙氣溫度。

表2　燃燒器主要技術(shù)參數(shù)

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)處理能力大型化，污水處理等產(chǎn)生的沼氣量也越來(lái)越多，將這部分沼氣作為一次風(fēng)加熱器的熱源，既能除掉有異味爆燃的氣體，又能夠加熱一次風(fēng)，節(jié)約蒸汽消耗。

Comparison of Heating Methods of Primary Air in Waste Incineration Power Plant

Chen Hongwei
（Ningbo Mingzhou Waste to Energy Co.Ltd.，NingboZhejiang315100）

Primany air preheating system used in waste incineration power plan was inrtoduced，and three kinds of heating methods steam-air heater（SAH），gas-air heater（GAH），direct-air heater（DAH）were analyzed and compared.According to the analysis，it is believed that DAH this new type of heating method will greatly improve the economic effect of waste incineration power plant.In thisway，it can achieve the maximum comprehensive utilization aswell.

municipal solid waste；incineration；primary air；heating method

X799.3；X705

A

1005-8206（2016）05-0036-02

2015-12-17

陳宏偉（1978—），高級(jí)工程師，主要從事垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)管理工作。