垃圾發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景研究

吳浩?黃杰

摘要：本文將主要介紹我國(guó)城市垃圾問(wèn)題及垃圾發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀，并以此為前提，明確垃圾焚燒關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備情況，據(jù)此提出制約我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電發(fā)展的因素，為垃圾焚燒發(fā)電工作的發(fā)展指明發(fā)展前景，讓垃圾發(fā)電得以邁向市場(chǎng)化發(fā)展道路。

關(guān)鍵詞：垃圾發(fā)電技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展前景

引言：

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展也因此推動(dòng)了城市工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，帶來(lái)了嚴(yán)重的生活環(huán)境污染問(wèn)題。現(xiàn)階段，我國(guó)城市人均垃圾產(chǎn)量可達(dá)400千克，主要城市中的年垃圾產(chǎn)量可達(dá)1.5億噸，由于城市工業(yè)垃圾和生活垃圾數(shù)量相對(duì)較多，為了讓垃圾的利用率得以充分提升，要求相關(guān)人員妥善利用城市工業(yè)垃圾和生活垃圾，同時(shí)，構(gòu)建垃圾焚燒鍋爐，充分發(fā)揮鍋爐的燃燒熱量?jī)?yōu)勢(shì)，并進(jìn)行發(fā)電，以充分緩解城市垃圾污染，達(dá)到良好的環(huán)境保護(hù)效果。

1、我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)早在1985年開(kāi)始便已經(jīng)初步引進(jìn)了垃圾焚燒熱電技術(shù)，且該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展速度相對(duì)較快。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)提升的背景下，城市燃料結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了不同程度的變化，且相應(yīng)提升了垃圾熱值和垃圾產(chǎn)量，讓人們?cè)桨l(fā)關(guān)注垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)。現(xiàn)階段，隨著各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)力度的不斷提升，我國(guó)已經(jīng)初步建設(shè)了國(guó)產(chǎn)化的垃圾焚燒鍋爐設(shè)備，可以將其作為主要的垃圾處理設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)害化的垃圾處理，表現(xiàn)出較為突出的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。同時(shí)，相比于進(jìn)口設(shè)備，此類(lèi)設(shè)備在安裝、培訓(xùn)、備件等領(lǐng)域中的投入成本都持續(xù)降低。

目前，我國(guó)許多城市，如北京、常州、蘇州等城市都已經(jīng)初步建立了垃圾電站，而北京地區(qū)的垃圾發(fā)電項(xiàng)目也已經(jīng)被國(guó)家計(jì)委正式批復(fù)，該項(xiàng)目位于朝陽(yáng)區(qū)高安屯內(nèi)，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，該座垃圾場(chǎng)將成為我國(guó)規(guī)模最大的垃圾發(fā)電站，其年發(fā)電量甚至可以達(dá)到136GW·h[1]。

2、垃圾發(fā)電技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 工藝流程

何謂垃圾發(fā)電技術(shù)？也即充分利用垃圾在焚燒過(guò)程中所釋放出來(lái)的燃燒熱能，進(jìn)行水加熱處理，以獲取所需的過(guò)熱蒸汽，同時(shí)，利用過(guò)熱蒸汽作用，帶動(dòng)汽輪機(jī)做功，以加快發(fā)電機(jī)的發(fā)電過(guò)程。通常可以將垃圾發(fā)電的主要工藝環(huán)節(jié)概括如下：

首先，要求針對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理;其次，要求積極開(kāi)展垃圾運(yùn)輸，并將其向鍋爐中運(yùn)輸;再次，在鍋爐中進(jìn)行垃圾焚燒，使其得以保持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài);最后，要求充分利用蒸汽作用，推動(dòng)汽輪機(jī)作用，使其得以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2.2 垃圾焚燒鍋爐

現(xiàn)階段，我國(guó)應(yīng)用最多的垃圾焚燒廢料鍋爐主要包含機(jī)械式層燃爐排焚燒爐、旋轉(zhuǎn)窯型和循環(huán)流化床焚燒爐等幾種形式，而其中尤以層燃垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展速度最快，也最趨近于成熟。鍋爐設(shè)備普遍具有工作穩(wěn)定性高、設(shè)備體積規(guī)模小及操作便捷等優(yōu)勢(shì)，而在層燃垃圾焚燒鍋爐中主要含有往復(fù)推飼爐排、鏈條爐排及輥式爐排等層燃裝置。

2.2.1 輥式爐排垃圾焚燒鍋

這是一種具有高度代表性的垃圾焚燒鍋爐，此類(lèi)鍋爐的額定蒸發(fā)量和蒸汽壓力通常為10t/h，而其中的飽和蒸汽溫度則可以達(dá)到194°C，同時(shí)，鍋爐本體裝置為雙鍋筒縱置式結(jié)構(gòu)。爐排的主要構(gòu)成結(jié)構(gòu)為連續(xù)傾斜安裝的輥?zhàn)樱渲忻總€(gè)輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)內(nèi)部都含有相對(duì)獨(dú)立的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立化的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，需要利用彈簧進(jìn)行垃圾喂給，并將其作為主要的燃料，向給料機(jī)中進(jìn)行供給。需要分別沿不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行輥輪控制，使其得以按照不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，讓垃圾得以結(jié)合相應(yīng)的速度要求實(shí)現(xiàn)緩慢移動(dòng)，并不斷從上一個(gè)輥?zhàn)右苿?dòng)到后面的輥?zhàn)又校瑺?zhēng)取在輥?zhàn)右苿?dòng)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)翻松處理，以促進(jìn)整體爐排垃圾的充分燃燒。要求在每個(gè)輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)下端配備一個(gè)可以自由調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)箱。一次箱普遍由輥?zhàn)酉露怂刀鴣?lái)，同時(shí)，由于輥?zhàn)邮冀K保持在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，可能由于垃圾燃燒而導(dǎo)致受熱輥?zhàn)訉?shí)現(xiàn)充分冷卻，也不會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而導(dǎo)致輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)發(fā)生損壞，為此，可以使用鑄鐵材料進(jìn)行制作。

針對(duì)鍋爐整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，并將其分成雙鍋筒縱置式水管鍋爐結(jié)構(gòu)，其中6個(gè)輥?zhàn)佣伎梢詷?gòu)成爐排上部，以形成燃燒室。位于鍋爐裝置上端的3排輥?zhàn)由喜拷Y(jié)構(gòu)均為爐膛，其上端為燃盡室，在該裝置結(jié)構(gòu)四周均含有水冷壁裝置，且在其中部下端分布有中間煙室，至于上鍋筒后端，則是布置在上下鍋筒之間的對(duì)流管束組。在垃圾燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的煙氣可以依次經(jīng)由燃盡室、中間煙室及對(duì)流管束等裝置，并最后經(jīng)由省煤器從鍋爐中排放。

2.2.2 循環(huán)流化床型焚燒鍋爐

此類(lèi)鍋爐的燃燒效率普遍相對(duì)較高，且可以充分適應(yīng)高水分垃圾焚燒，其燃燒熱值相對(duì)較低，其可以將爐內(nèi)溫度始終保持在850℃以上。一般而言，循環(huán)流化床中的鍋爐進(jìn)料口主要處于燃燒區(qū)中部位置處，且多位于物料內(nèi)循環(huán)的下降區(qū)域內(nèi)，需要將物料降低到床底部位置，使其得以與空氣實(shí)現(xiàn)充分混合，以相應(yīng)延長(zhǎng)垃圾的爐內(nèi)焚燒時(shí)間，促進(jìn)垃圾分解，使其中的有害物質(zhì)得以充分轉(zhuǎn)化。循環(huán)流化床鍋爐是十分有效的一種垃圾焚燒處理形式，且有著多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然而，由于受到研制技術(shù)水平的限制，導(dǎo)致?tīng)t型規(guī)模普遍相對(duì)較小，相信隨著技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，這一鍋爐必將迎來(lái)更為光明的應(yīng)用前景。

2.2.3 旋轉(zhuǎn)窯型焚燒爐

利用此類(lèi)裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同類(lèi)型垃圾的充分處理，以全面焚燒工業(yè)廢料，需要將焚燒垃圾長(zhǎng)時(shí)間放置于窯內(nèi)高溫段之中，讓其中的垃圾得以充分燃燒，以全面清除其中的有害物質(zhì)[2]。

3、我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電前景

現(xiàn)階段，我國(guó)城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了充分優(yōu)化，且已經(jīng)初步具備一定的發(fā)電技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。隨著垃圾產(chǎn)量的不斷增加，城市垃圾問(wèn)題已經(jīng)逐漸成為制約我國(guó)城市發(fā)展的公害，要求充分利用垃圾焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量實(shí)現(xiàn)發(fā)電，以爭(zhēng)取更佳的垃圾處理效果，并予以深度推廣。我國(guó)現(xiàn)有超過(guò)2000個(gè)縣級(jí)以上城市，且大中城市數(shù)量眾多，若在各個(gè)縣級(jí)城市中構(gòu)建熱電站裝置，則要求在各個(gè)大中城市中分別構(gòu)建2個(gè)以上的熱電站，以實(shí)現(xiàn)高效的垃圾處理。然而，垃圾發(fā)電站建設(shè)并非一蹴而就，因此，需要循序漸進(jìn)，在部分發(fā)達(dá)城市及省級(jí)以上城市中構(gòu)建垃圾發(fā)電站[3]。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電機(jī)技術(shù)目前仍然有待優(yōu)化，要求積極探索更為高效合理的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)方案，方可切實(shí)推動(dòng)我國(guó)垃圾焚燒事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]董亞楠，袁文祥，畢蕾，李海燕. 中國(guó)—非洲生活垃圾發(fā)電技術(shù)轉(zhuǎn)移分析[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保，2019（02）：47-49.

[2]保繼棟，朱曉蕾. 我國(guó)新能源技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析研究——以垃圾發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域?yàn)槔齕J]. 中國(guó)建材科技，2019，28（02）：23-24.

[3]龔維婷. 垃圾發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景研究[J]. 黑龍江科學(xué)，2019，10（18）：154-155.511EF19E-57E9-4884-A05F-DD551245311F