垃圾焚燒電廠一次風加熱方式比較分析

陳宏偉

（寧波明州環(huán)境能源有限公司，浙江寧波315100）

垃圾焚燒電廠一次風加熱方式比較分析

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)電廠一次風預熱系統(tǒng)，分析對比了蒸汽加熱（SAH）、尾部煙氣加熱（GAH）、直接式加熱（DAH）3種方式。通過分析認為采用DAH這種新型的加熱方式將大大提高垃圾電廠的經(jīng)濟性，在處理有異味沼氣同時，達到了資源的最大綜合利用。

生活垃圾；焚燒；一次風；過熱方式

1　一次風預熱系統(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，一次風從垃圾坑上方抽取，經(jīng)2段一次風空氣預熱器（采用蒸汽加熱方式，I段采用汽機抽汽、II段采用過熱蒸汽/汽包飽和抽汽）加熱到合適的溫度，同時匯合被空冷墻加熱過的爐墻冷卻風提高溫度，形成一次風燃燒熱空氣，從各爐排底部以足夠的壓力供給焚燒爐爐膛內(nèi)。

圖1　一次風布風示意

2　3種加熱方式的對比

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的溫度。實際操作中針對不同的進爐垃圾性質(zhì)、垃圾熱值、燃燒狀況的變化，由自動燃燒控制軟件（ACC）計算后，通過調(diào)節(jié)加熱源及風量實時保證一次風的溫度。

2.1采用蒸汽作為加熱源（SAH）

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

2.2采用尾部煙氣作為加熱源（GAH）

空氣預熱系統(tǒng)也采用兩級加熱的方式，一級加熱段采用蒸汽加熱將常溫空氣（20℃）加熱至120℃，加熱熱源來自汽機一抽（1.0 MPa，260℃）。二級加熱段采用尾部煙氣加熱，將一級加熱后的空氣加熱至180～260℃。

2.3采用其他加熱源（DAH）

考慮到垃圾電廠經(jīng)濟性，為了節(jié)省高品質(zhì)蒸汽的消耗，現(xiàn)在設(shè)計中也越來越多采用天然氣或者沼氣（由滲瀝液處理產(chǎn)生）對一次風進行直接加熱，提高一次風溫度。通過在一次風機后部風道安裝燃氣燃燒器，直接把燃燒后的高溫煙氣對一次風冷風摻混加熱，提高一次風溫。

垃圾焚燒發(fā)電廠中沼氣主要來自滲瀝液處理系統(tǒng)厭氧過程中產(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、發(fā)生爆炸和火災等。沼氣各成分體積分數(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，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，再進入脫硫過濾裝置，過濾出沼氣中的顆粒雜質(zhì)。最后通過壓縮機送入高壓沼氣儲罐，如采用純發(fā)電形式，可能還需要脫硫。

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

2.43種加熱源的比較

就3種加熱方式的投資、經(jīng)濟、安全性等進行比較，見表1。

表1　3種加熱方式的比較

3　工程案例

某工程一次風空預器上游空氣經(jīng)過風道燃燒器的燃燒室被加熱到下游工藝過程要求的溫度。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入下游爐膛中，如圖2所示。

圖2　直接式空預器布置

風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)見表2。風道燃燒器可以根據(jù)下游工藝要求調(diào)節(jié)燃燒負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

隨著垃圾焚燒發(fā)電廠處理能力大型化，污水處理等產(chǎn)生的沼氣量也越來越多，將這部分沼氣作為一次風加熱器的熱源，既能除掉有異味爆燃的氣體，又能夠加熱一次風，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—），高級工程師，主要從事垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)管理工作。