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生活垃圾焚烧发电系统优化技术研究

2020-09-02来源:中国火力发电网 点击:

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。本文就生活垃圾焚烧发电系统优化技术进行了分析和探讨。

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流程

目前,常见的生活垃圾焚烧发电系统由垃圾接收及贮存系统、焚烧系统、热量回收系统、热量利用系统、烟气处理系统、灰渣接收系统以及自动控制系统等部分构成,其中,垃圾接收及贮存系统和自动控制系统最为重要,这主要是良好的垃圾接收分类以及合理的垃圾贮存方式可以为垃圾焚烧奠定基础,而自动控制系统的性能将会对焚烧效率产生直接影响,同时,自动控制系统将控制其他系统,使得其他系统之间相互配合,因此,本次研究将主要对垃圾接收及贮存系统和自动控制系统进行深入研究。

2垃圾接收与贮存系统

2.1在垃圾接收的过程中对垃圾进行有效的分类。在垃圾焚烧发电厂中,生活垃圾是十分重要的原料,其来源的稳定性将会对焚烧的质量产生直接影响,尽管我国部分城市 已经开始从源头上进行垃圾分类,但是实施效果相对较差,这主要是因为生活垃圾的成分相对较为复杂,不同垃圾之间也存在较大的热值差距,我国的垃圾焚烧发电厂中,为了达到高效处理生活垃圾的目的,一般都使用煤油或者柴油作为重要的辅助燃料,进而可以使得焚烧温度得到提升。在接下来的一段时间内,由于我国环保方面的工作将会得到大力开展,生活垃圾的分类也将会大力实施,所以未来垃圾焚烧的热值也将会得到一定程度的提升。在目前我国垃圾分类实施效果较差的前提下,相关企业首先需要保证无法燃烧的垃圾不会进入到焚烧设备中,例如建筑垃圾以及玻璃材料等,如果这些材料进入到焚烧设备中,不但会影响燃烧效果,还会给焚烧设备带来巨大的负担,会对整个系统的运行产生不利影响。

2.2对垃圾坑进行分格化处理,并遵循先进先出的基本原则。一般情况下,在对垃圾进行焚烧的过程中,其热值会随着周围空气的温度、湿度以及季节变化而变化,例如, 在阴雨天气下,垃圾中的含水量会升高,此时垃圾的热值会降低,垃圾焚烧的难度也会增加。在对垃圾进行分格化管理以后,能有效地保障垃圾热值的稳定性。相关企业可以将垃圾放置区域划分为四个区,第一天的垃圾可以放置于第一个区域内,第二天的垃圾可以放置于第二个区域内,以此类推,第一天的垃圾首先被焚烧,即遵循先进先出的基本原则。通过该种方式,可以使得垃圾中的滤液被有效排出,同时,在垃圾得到一定时间的发酵以后,也可以使得垃圾热值的稳定性得到有效的提高,有利于提高生活垃圾的焚烧效率。

3生活垃圾焚烧发电系统优化技术分析

3.1焚烧控制系统优化技术

(1)实现对第一个T的系统控制主要是通过控制外部的焚烧炉的温度在850℃以上,此时控制好通风量和燃料进炉时间以及助燃器的反应时间来控制垃圾焚烧温度大小。此时,就可以利用自动控制技术进行自动的投运工作。一旦燃烧炉控制的温度低于850℃,该系统自动往复操作运行。

(2)对于第二个T的控制,是烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间大于2秒,可实现二恶英的分解。从工程角度考虑将控制条件设定为炉膛温度达到850℃时,烟气停留时间不低于2s,可确保二恶英的高温分解。是否可再提高烟气停留时间,则取决余热锅炉设计和制造单位的设计与制造。焚烧炉低于额定焚烧量运行,且垃圾低位热值小于设计值时,根据自动燃烧控制系统的指令,辅助燃料系统可自动启动,由辅助燃烧器向炉内喷辅助燃料,以确保炉膛温度>850℃,并维持不低于2s。

(3)对于第三个T的控制,是对于燃料与空气混合状态的优化控制,主要是采用为焚烧炉内提供阻燃空气的速度、数量和时间的方式来充分实现燃料与空气的混合状态符合标准。当供风量越大时,紊流度越大,混合越充分。这一原理的主要控制系统的燃烧空气系统,其有一次风机、二次风机、蒸汽式空气预热器组成。一次风机先行进行送风,到焚烧炉内温度达到850℃之后,二次风机送风,加强烟气的扰动,延长烟气的燃烧形成。由此实现对燃烧空气系统优化。

3.2分散控制系统优化技术

在生活垃圾焚烧发电厂中,分散控制系统是相应的热力系统的核心所在。分散控制系统能够实现对各个子系统进行实时的监视控制,并且进行统筹优化。其主要的控制范围有对于操作站进行监视控制,实现对各个参数数据的有效调节,实现对实时数据采集存储和报表的监视图的显示输出功能,对于垃圾焚烧发电厂运作流程的周期控制,防止过快带来的焚烧不彻底,过慢带来的效率过低等各种问题。当前实现对分散控制系统优化是要求在发电厂内的各个热力系统中都导入该系统,如在电气监控中纳入分散控制系统,集中对中央控制室内的各个设备的控制手段,同时设有紧急按钮,在分散系统出现故障时,能够紧急停炉,停机。总之,只有通过优化分散系统的逻辑设计,从而达到维持系统稳定的作用。

4资源高效综合利用

4.1垃圾发电与附近燃煤、燃气机组耦合

垃圾发电产生的蒸汽参数较低,如果项目建设地点附近有高温高压以上参数的燃煤或者燃气机组,可以将这部分蒸汽引入高参数锅炉内进行过热,以提高蒸汽品质,然后送回垃圾发电机组发电;也可以将这部分蒸汽作为高参数热力系统的一部分。

4.2飞灰固化利用

垃圾焚烧后产生灰渣和飞灰,飞灰中含有碱金属及二噁英等有害物质,直接排放必然会污染环境,因此需要进行固化处理。焚烧过程中产生的飞灰通过斗提机输送至飞灰仓,散装水泥罐车通过气力输送将散装水泥吹送至水泥料仓;飞灰稳定化站设有螯合剂制备槽和螯合剂存储槽;各仓下设电子计量秤,飞灰和水泥按设定比例称量后送至混合搅拌机;混合搅拌机对物料搅拌混合,并按比例均匀加入螯合剂溶液和水。水泥、螯合剂和加湿水的添加比例分别接近飞灰质量的10%、2%和30%,稳定化产物满足GB16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》要求后,由运输车辆运至填埋场进行填埋处置。

4.3炉渣回收利用

生活垃圾焚烧炉产生的炉渣主要由熔渣、玻璃、陶瓷、金属、可燃物等不均匀混合物组成,炉渣的主要成分为Si、Al、Ca,可运出厂外回收金属、制砖等综合利用。

4.4排污水梯级回收利用

循环水冷却系统的排污水,仅含盐量及悬浮物增加,无其他污染物,可用于厂内对水质要求不高的用水点,例如卸车平台冲洗用水、炉渣冷却、锅炉排污冷却水、净化系统消耗水、厂区绿化、道路浇洒及车辆冲洗等处。循环系统排污水的再次利用可有效减少工业新水的用量,还可减少厂区外排污水量,是既节水又环保的有效措施。餐厨垃圾处理废水和污泥处理废水均排至渗滤液处理站。渗滤液处理后出水达到敞开式循环冷却水系统补充水标准,回送至冷却塔补水。渗滤液浓水可以回喷至焚烧炉内进行燃烧,避免污染环境。

结束语

随着人类生活水平的不断提高,能源紧缺和环境恶化问题亟待解决。垃圾焚烧发电技术,不但能给人类社会带来了“额外”的能源,减缓了对化石能源消耗的压力,而且也符合节能减排、低碳社会的国际共识,支持可持续发展的能源战略。相信在不久的将来,堆积成山的垃圾将成为人们渴望的新时代“煤炭”。



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