关键词：生活垃圾焚烧；发电厂；设计
引言：
利用垃圾焚烧进行发电指的是通过特定的垃圾焚烧装备，焚烧城市生活与生产过程中产生的生活垃圾和工业垃圾，将热能转化为电能进而实现能源发电的一套流程。利用垃圾焚烧进行发电不仅可以减少城市垃圾的堆积和不合理排放，消除城市垃圾对城市发展带来的危害，而且还能实现资源的转化与利用，为城市发展提供能源动力[1]，因此具备较高的社会、经济与环境价值。
1生活垃圾焚烧发电厂设计的主要内容
对垃圾进行焚烧处理主要是将城市垃圾以固体燃料的形式置于焚烧炉之中，在高温环境下，垃圾中的可燃性物质会和氧气进行充分接触然后燃烧，在此过程中大量的能量会以热能形式释放出来，而且还会转化成为两种形态：一，高温气体，二，固体残渣。当垃圾本身蕴含的热量较大时，不需要助燃即可维持长时间的自燃状态，此时可以将焚烧炉中的热能转变为高温蒸汽，带动涡轮机的旋转使发电机开始工作实现发电功能[2]。因此，从工艺设计的角度来看，需要进行以下流程：一。确定垃圾焚烧的整个流程；二，对放置于焚烧炉中的各种物料进行核算，确保反应能够在充足条件下进行，实现物料与热能转换的双重平衡；三，针对上述要求选择合适型号与规格的工艺设备；四，对工艺流程的参数进行确定，选择控制方式和控制水平。
2生活垃圾焚烧发电厂设计需要注意的几点问题
2.1垃圾预处理
在利用垃圾进行发电的过程中，对垃圾进行预处理是十分有必要的，且该工作是发电厂工程的设计难点。在实际设计时，首先需要综合考量当地的垃圾种类、垃圾成分以及垃圾特征，然后选择合适的焚烧炉型，接着还需要根据相关技术规范确定对垃圾进行焚烧处理的具体方式。
在了解垃圾特性时，需着重关注垃圾的低位热值、内容物种类和形态以及内容物的物理性质[3]，例如密度以及水溶性。垃圾的低位热值是最主要的考量部分，这是因为在焚烧过程中国需要将热能转换为电能。从实现环保的角度来看，为了能够让焚烧炉保持稳定、高效的工作状态，垃圾的平均低位热值至少需要每公斤五千千焦以上。由于我国的城市垃圾种类较多，成分十分复杂，形态不一，含水量较大，且热值较低，因此为了适应焚烧炉的低位热值需求，需要在垃圾进炉前实现让其进行充分地发酵，直至其中蕴含的水分全部析出。在进行工程设计时，一定要对垃圾的热值进行准确地估量，并通过多种方式调整垃圾的堆放热值。
例如，在设计炉排式焚烧炉时，由于该炉型对热值的要求较为严格，但不需要对粒径做严格处理，只需要符合正常的尺寸即可。因此，该炉型的预处理系统无需太过复杂，主要是对材料的热值进行判断与处理。
再比如设计流化床焚烧炉时，由于该炉型对热值的要求并不严格，因此直接将原始垃圾导入炉内即可。但是该炉需要对垃圾的尺寸与垃圾的可燃性进行考究，因此该类型的焚烧炉需要设计相对较为复杂的预处理系统，对垃圾的尺寸与可燃性进行一一检验。
2.2垃圾焚烧系统
焚烧炉是对垃圾进行焚烧处理的主要场所，炉内的焚烧环境十分优良，将对发电效率与质量产生帮助。根据环保部门的要求，垃圾应该在焚烧炉内实现充分燃烧，且形成的烟气应该在高于八百五十摄氏度的后燃室内持续停留两秒以上。从我国的炉型选择来看，主要使用的两种炉型为机械炉排型和流化床型[4]。
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机械炉排焚烧炉的工作流程如下：首先垃圾会通过进料斗进入炉排之中，然后借助燃油和氧气实现快速助燃，接着炉排会进行机械运动带动垃圾翻滚，实现垃圾的干燥与燃烬。根据炉排的运动方式，又可以将炉排划分为平推型、斜推型以及滚同型等类型。目前，机械炉排型的单台焚烧炉每天基本可以实现一万两千吨的垃圾燃烧，是所有焚烧炉型中的佼佼者。除此之外，机械炉排型焚烧炉的运行时间较长，一般在八千小时以上，能够对各种垃圾进行焚烧处理，且处理后不会产生大量飞灰。但还需要注意的是，该类型的焚烧炉容易在开车和停炉时发生二恶英污染现象，且整体的燃烧效率并没有流化床型高，工程造价以及之后的维护工作需要付出更多的人力和经济成本。
流化床焚烧炉的工作流程如下：首先将炉膛内的石砂或者是炉渣加热到六百摄氏度以上，然后将两百摄氏度以上的热空气从炉底通入炉内，在炉内进行分类和固体破碎等处理之后，掺入百分之二十的煤粉，然后将炉内容物进行翻滚和燃烧，由于砂粒能够长时间处于沸腾状态，因此炉内的传热性能较好，垃圾能够持续地充分燃烧。当垃圾形成的余烬堆积在炉底后，需要将一些无法燃烧的物体和砂粒同时排出，然后进行分离操作，结束之后可以将重新得到的砂粒再次送回炉内使用。流化床型的焚烧炉处理能力一般，一天仅能燃烧五百吨垃圾[5]。但是该类型的焚烧炉并不会产生二恶英，且在炉内的反应更加彻底，使垃圾减量的效果更加明显，整体的运行过程更加安全可靠。但仍需注意的是，该类型的焚烧炉在工作时必须掺煤，且一年的运行时间在六千小时左右，由于该设备需要垃圾保持良好的均匀性，易产生灰尘，且石英砂会对设备造成严重磨损，因此该设备的检修周期较短，检修力度更大。
2.3余热锅炉系统
余热锅炉是回收高温烟气热能的一种设备，该设备通常会和焚烧炉作配套使用。在垃圾焚烧过程中，垃圾中的化学能最终会转变为蒸汽中的热能，而转换效率的高低通常取决于焚烧炉和余热锅炉的双重影响。从实际情况来看，我国的余热锅炉利用率并不高，因此在较大程度上影响着能源转换效率。
在垃圾焚烧过程中，一旦产生氯化氢、氧化硫以及氮化硫等有害气体，将会对锅炉的气体对冲造成严重的酸性腐蚀，继而无法有效控制锅炉内的蒸汽参数，导致能量转化出现异常。此时通常采取的应对办法有如下几种：一，在开展工作前选择合理的炉型，减少散热造成的能量损失；二，在预处理时，需要让垃圾进行充分的发酵，将其中的水分完全析出，然后提升垃圾的低位热值。
3结语
除了上述的几种系统设计，在实际设计工作中还会存在对汽轮发电系统的设计，具体包括如何利用汽轮机的叶轮将蒸汽中过的热能转化为机械能，然后最终转变为电能。此外，还应该涉及对烟气净化系统的设计，为了防止烟气对正常工作的干扰，确保工作人员和工作环境的安全与稳定，需要对烟气进行脱酸、除尘以及活性炭吸附等操作。
综上所述，对生活垃圾进行焚烧处理然后用于发电实现了环境保护和资源再利用的统一，不仅减少了垃圾存储量，而且为城市发展提供了能源动力。在设计生活垃圾焚烧厂时，需要考虑经济、环境以及社会等因素，选用合理的垃圾预处理方式和能够与之相对应的焚烧炉、余热锅炉、汽轮机以及烟气处理设备对垃圾进行焚烧处理。
参考文献：
[1]孙锦榕.生活垃圾焚烧发电厂设计的几点体会[J].化学工程与装备,2017(5):274-276.
[2]林文锋.三明市生活垃圾焚烧发电厂设计经验总结[J].化学工程与装备,2018,No.256(05):330-333.
[3]徐阜新.垃圾焚烧发电厂屋面防水设计与施工技术探讨[J].中国建筑防水,2018,403(23):27-31.
[4]毕蕾,谭翊莅,董亚楠.宁波明州生活垃圾焚烧发电厂规避邻避问题的技术升级和建筑设计[J].环境卫生工程,2018(3).
[5]尹盈峰.生活垃圾焚烧发电厂运行与管理分析研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2017(4).
论文作者:赵龙
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年11期
论文发表时间:2019/12/2
标签：垃圾论文; 热值论文; 焚烧炉论文; 发电厂论文; 垃圾焚烧论文; 热能论文; 烟气论文; 《当代电力文化》2019年11期论文;