摘要：隨著生活條件的改善，日常生活中產(chǎn)出的垃圾在不斷增多，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，不僅影響生態(tài)平衡，還會制約城市發(fā)展。所以，需要采取有效的措施來處理各類垃圾。為了提升資源利用率，可以采用垃圾焚燒發(fā)電的方式處理垃圾，在這個過程中，要采取有效的熱效率提升對策，本文對此進(jìn)行了相關(guān)的闡述和分析。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒;發(fā)電廠;熱效率

在城鎮(zhèn)化的背景下，人們的生活質(zhì)量大幅度改善，生活垃圾隨之增多，垃圾處理工作增加了很多難題。在2010年，我國城鎮(zhèn)生活垃圾就已經(jīng)達(dá)到了1.58億噸，到了2020年，城鎮(zhèn)生活垃圾已經(jīng)達(dá)到3.6億噸，同比增長4.9%。統(tǒng)計顯示，在垃圾無害化處理方式中，采用焚燒方式進(jìn)行處理的垃圾占總體的40%。所以，要提升焚燒發(fā)電的水平，使焚燒發(fā)電廠有更高的熱效率，在處理生活垃圾的同時，也可以獲取更多能源，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

一、垃圾焚燒發(fā)電廠中影響熱效率的主要因素

垃圾焚燒發(fā)電的原理如下圖所示：

在焚燒發(fā)電的過程中，熱效率會受到各種因素的影響，具體包括以下幾個方面：

（一）焚燒鍋爐

焚燒垃圾可以將垃圾中原本的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，焚燒鍋爐的效率就是能量轉(zhuǎn)換的效率。與普通的火電廠鍋爐相比，垃圾焚燒鍋爐的效率比較低?？梢允褂霉接嬎悖?。其中，為燃燒效率;為熱能 回收效率。以某個垃圾焚燒電廠的效率為例，對比火電廠鍋爐效率。其中，垃圾電廠的燃燒效率為90%，火電廠則為98%;熱能回收效率為88%，火電廠則為93%;鍋爐效率為79%，火電廠為91%。通過對比分析可以發(fā)現(xiàn)，對垃圾焚燒鍋爐效率造成影響的原因有很多，包括垃圾中含有的水分較高，很多垃圾的熱值比較低;焚燒過濾熱功率不是很高，蒸發(fā)量在100t/h以內(nèi)，受到經(jīng)濟(jì)效益因素的影響，通常無法采取完善的能量回收措施;垃圾焚燒之后產(chǎn)生的煙氣成分比較復(fù)雜，含有各類灰塵、物質(zhì)，導(dǎo)致熱回收受到限制;為了使煙氣凈化處理系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行，通常會對禁煙口溫度進(jìn)行控制，在設(shè)計的過程中，焚燒鍋爐排煙溫度普遍會控制在220℃左右，比火電廠鍋爐排煙溫度要高。也就是說，為了減少環(huán)境污染問題，極大的削減了分銷鍋爐效率。

（二）蒸汽參數(shù)

在垃圾焚燒的過程中，會產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽的參數(shù)也會影響熱效率。一方面，鍋爐熱功率不高，即使與小型火電廠的容量相同，采用的蒸汽參數(shù)也不同，通常不會選擇高壓參數(shù);另一方面，焚燒鍋爐在燃燒的過程中，氣體中含有很多氯化物鹽類，久而久之會腐蝕過熱器。國外普遍采用低合金鋼材料制作的過熱器管材或者采用高鎳合金材料，蒸汽參數(shù)在4.5MPa以內(nèi)，溫度約為450℃。

（三）給水回?zé)嵯到y(tǒng)

在汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中，最基礎(chǔ)的組成部分就是機(jī)組中的給水回?zé)嵯到y(tǒng)?；A(chǔ)系統(tǒng)的性能對機(jī)組整體性能有直接影響，如果性能低下，不僅會降低生產(chǎn)效益，還會影響運行安全，對熱經(jīng)濟(jì)性的作用也十分明顯[1]。所以，在運行的過程中，要保障熱效率，對該系統(tǒng)采取合理的設(shè)計方案和把控措施也十分重要。

（四）廠用電率

垃圾焚燒發(fā)電是一種比較特殊的發(fā)電方式，電廠用電率在17%-25%之間，相對較高。這主要是因為，此類電廠的容量不高，蒸汽參數(shù)也比較低。而且系統(tǒng)比較復(fù)雜，需要數(shù)量較多的輔機(jī)，同時消耗大量的電量。垃圾輸送系統(tǒng)、爐排驅(qū)動系統(tǒng)都會消耗較高的能源，且垃圾焚燒會產(chǎn)生很多帶有有害成分的煙氣，要處理這些煙氣就要增加更多輔助機(jī)組，進(jìn)而需要增加引風(fēng)機(jī)的功率。

二、垃圾焚燒發(fā)電廠提高熱效率的對策

（一）降低垃圾含水率

從上文分析的內(nèi)容可以看出，要使來及長時間維持自行燃燒的狀態(tài)，就要降低垃圾的含水量，在含水率為40%時，垃圾最低熱值為7658kj/kg;如果含水量為48%，則最低熱值為7908kj/kg;含水量為55%時，最低熱值為8126kj/kg。很多生活垃圾采用混合收運的方式，要使其含水率污泥降低，就要采取有效的處理措施?？梢栽诙逊刨A存的階段就將部分水分瀝干，然后在堆肥化的過程中再蒸發(fā)一部分水分?？梢再A存在垃圾坑中，時間為5-7天，使用抓斗進(jìn)行翻動，如果是夏天則含水率可以降低20%左右，最低熱值可以提升500kj/kg左右。實驗表明，如果在密封性較好的垃圾場內(nèi)貯存，堆放高度為1.5m，采用強(qiáng)制通風(fēng)措施的同時進(jìn)行翻堆，含水率也可以大幅度降低，經(jīng)過7天月可以降低17%左右，低位熱值也能夠符合焚燒要求。

（二）提升出口蒸汽參數(shù)

垃圾發(fā)電廠的規(guī)模普遍比較小，無法與普通的火電廠相提并論，要提升發(fā)電工作的質(zhì)量，就要提升壓力，可以從熱力設(shè)備承壓等級的優(yōu)化入手。如果溫度比較高，需要選擇耐熱性、耐腐蝕性較好的材料制作過熱器，但經(jīng)濟(jì)效益未必滿足要求[2]。所以，應(yīng)該對設(shè)備投入進(jìn)行合理的規(guī)劃計算，對比產(chǎn)出效能，同時也要考慮與汽輪發(fā)電機(jī)的匹配性，從經(jīng)濟(jì)、效率兩個方面著手考慮。國內(nèi)外大中型垃圾發(fā)電廠采用的過熱蒸汽的發(fā)電工質(zhì)參數(shù)通常為4.0MPa/400℃，汽耗率在6.0kg/（kW·h）以內(nèi)。我國垃圾發(fā)電廠的數(shù)量在不斷增加，蒸汽參數(shù)也隨之調(diào)整，發(fā)電汽耗率得到了有效的控制，已經(jīng)可以達(dá)到國際水平。

（三）清理蒸發(fā)管束積灰

在發(fā)電的過程中，如果沒有做好蒸發(fā)管束的清理工作，造成內(nèi)部積攢大量灰塵，則會導(dǎo)致過熱器溫度較高，也會影響蒸發(fā)量，導(dǎo)致排煙溫度不斷上升，帶來更多熱損失，同時增加電廠用電，系統(tǒng)整體效益都會受到影響。針對這種問題，需要先明確產(chǎn)生問題的主要原因。一方面，光管換熱系數(shù)不高，影響傳熱效果;另一方面，受熱面順列分布，旨在減少積灰，使傳熱效果增加，但是為了保護(hù)過熱器，會縮小管束節(jié)距，造成實際應(yīng)用時依舊會有很多灰塵。為了提升熱效率，應(yīng)該將部分蒸發(fā)器換熱管取消，使管與管之間的節(jié)距增加，采用錯列分布的方式，在管材規(guī)格為φ38X4.5的情況下，節(jié)距控制在110mm左右，管凈距為72mm。通過改造，不僅可以增加節(jié)距和管凈距，還能減少管排數(shù)量，與原本的設(shè)計方式相比，可以減少5/8的換熱面積[3]。在進(jìn)口蒸汽溫度不變的條件下，主蒸汽溫度會提升5℃，通過調(diào)節(jié)減溫水量的方式對蒸汽溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以保障電廠運行效率。針對積灰問題，應(yīng)該及時吹灰，使受熱面外壁始終保持清潔的狀態(tài)，同時確保軟化除氧水的質(zhì)量，避免汽水管道結(jié)垢的問題。

（四）減少不完全燃燒

不完全燃燒也會造成較大的損失，燃燒的灰分和揮發(fā)分成反比，在灰分較少的情況下，揮發(fā)分會比較多，則不完全燃燒熱損失會相對較小。爐渣含有大量的碳，會增加熱損失，所以要根據(jù)鍋爐負(fù)荷對給料速度、爐排速度、料層厚度進(jìn)行合理的調(diào)整，保障垃圾可以充分燃燒。不僅如此，如果前后拱出現(xiàn)較為嚴(yán)重的吊渣，則爐膛內(nèi)熱輻射會受到影響，造成溫度下降，使灰渣含碳量提升，需要及時進(jìn)行檢修工作和除焦渣工作。

結(jié)語：

綜上所述，在垃圾焚燒發(fā)電廠中，影響熱效率的因素有很多。根據(jù)這些影響因素，要采取有效的改造措施，包括降低垃圾含水率、提升蒸汽參數(shù)、減少并清理積灰、減少不完全燃燒等等。通過提升熱效率來提升發(fā)電效益，使生活垃圾得到有效的處理和利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]鞠付棟，孫永斌，聶會建，等.垃圾焚燒發(fā)電工程提高熱效率的措施[J].電力科技與環(huán)保，2020，036（003）：53-56.

[2]焦學(xué)軍，黃潔，白力，等.一種可提高熱效率的垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)：，CN210568440U[P].2020.

[3]劉慶樂.城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].消費導(dǎo)刊，2020，000（006）：182.

姓名：譚艷青（1988.10.03），性別：男;籍貫：河南;民族：漢;學(xué)歷：大學(xué)本科;職稱：中級工程師;職務(wù)：熱機(jī)工程師：研究方向：垃圾焚燒發(fā)電設(shè)計。