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一、概述
《十三五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》指出到2020年底，直辖市、计划单列市和省会城市（建成区）生活垃圾无害化处理率达到100%。其他城市生活垃圾无害化处理率达到95%以上（新疆、西藏除外）。县城（建成区）生活垃圾无害化处理率达到80%以上（新疆、西藏除外）。建制镇生活垃圾无害化处理率达到70%以上。全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力占无害化处理能力50%以上，其中东部地区达到60%以上。大部分垃圾焚烧发电厂采用纯凝机组，利用焚烧余热发电。少部分垃圾焚烧厂靠近供热需求地区或工业园区，采用背压机组，焚烧余热产生的蒸汽推动汽轮机做工后，乏汽全部用于供热。纯凝机组即余热主蒸汽进入汽轮机做功后，利用循环水降乏汽凝结水，再次送入余热锅炉进行汽水循环。背压机组即热主蒸汽进入汽轮机做功后，乏汽对外供热。垃圾焚烧发电厂采用的纯凝机组，虽然可利用较低的真空度，降低乏汽的排气温度。但采用循环水冷却乏汽的过程，带走了蒸汽侧大量的热量，使得全厂热效率较低，仅为20-30%左右。《江苏省热电联产项目管理暂行办法》指出热电联产规划应当坚持就近利用可再生能源、充分利用废弃资源、积极利用清洁能源的原则，优先规划和建设以生物质等可再生资源和工业余气余压余热等可利用废弃资源为初始能源的热电联产项目。全国的垃圾焚烧行业已具备产业规模，垃圾焚烧发电厂纯凝机组的改造有相关产业政策的支持。单座垃圾焚烧发电厂的规模一般较小，且机随炉的运行方式，决定了圾焚烧发电厂仅作为少量热源或者尖峰热源。低真空供热即降凝汽器真空度提高，提高汽轮机排汽压力和排汽温度，提高循环水温度，达到居民采暖的温度要求，将原来损失于冷源的排汽凝结热回收于供暖。背压供热即根据供热负荷来确定发电负荷的发电机组。本文浅析垃圾焚烧发电厂纯凝机组改造的两种方式及低真空供热及背压供热的综合经济性。
二、以国外某项目为例进行的计算
国外某项目为垃圾焚烧热电联产项目，主蒸汽参数为5.0MPa(a)，420℃，蒸汽量为61.4t/h，汽轮机进汽参数为4.8MPa(a)，410℃。垃圾焚烧电厂产生的热能用于供给城市热水，供回水温度为40/70℃。热负荷仅为补充尖峰热负荷。全厂的热平衡计算基于汽轮机厂家提供的标准抽汽和排汽的蒸汽参数。除氧器工作压力和温度分别为0.58MPa(a)，420℃。
背压供热条件下：
背压式汽轮机进汽参数为4.8MPa(a)，410℃，排汽参数为0.16MPa(a)，133.3℃。采用换热器将背压排汽参数转换为市政供水的热能，供回水温度为40/70℃。通过空预器热平衡、除氧器热平衡，利用汽轮机进出口的焓差，计算可得，背压条件下，发电量为7.54Mw，供热量约为29.4Mw。
低真空供热条件下：
低真空改造后的纯凝汽轮机进汽参数为4.8MPa(a)，410℃，排汽参数为0.0723MPa(a)，90.8℃。采用凝汽器直接加热市政供水，供回水温度为40/70℃。通过空预器热平衡、除氧器热平衡，利用汽轮机进出口的焓差，计算可得，低真空条件下，发电量为10.45Mw，供热量约为28Mw。
结论
经过热平衡计算，在适宜的供回水温度条件下，低真空改造的纯凝机组可提供与背压机组相当的供热量，但其提供的发电量更高，经济效益更好。在夏季，供热负荷较低或者零供热负荷时，低真空供热机组具备机动性，可切换为高真空度的凝汽器，减少或取消供热量，改为常规的纯凝机组运行参数进行运行，进一步提高发电量。
在对垃圾焚烧汽轮机组进行改造时，可综合热用户特点，供回水温度，进行规划。在低供热负荷或者补充热负荷的条件下，采用低真空供热，可明显提高全厂的综合热效率，具备明显的经济性。
论文作者:张晓斌1,刘浩2
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/11
标签：汽轮机论文; 机组论文; 发电厂论文; 真空论文; 垃圾焚烧论文; 回水论文; 负荷论文; 《防护工程》2019年9期论文;