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城生活垃圾是一個突出的社會問題，備受人們關(guān)注，減量化及無害化處置垃圾，保護(hù)人類環(huán)境不受損害，利用有價值物質(zhì)，促進(jìn)社會發(fā)展。焚燒法處理垃圾，憑借其獨特優(yōu)勢引起人們重視，應(yīng)用到國內(nèi)外許多城垃圾焚燒中，構(gòu)成了城生活垃圾消納不可缺少的途徑。垃圾焚燒發(fā)電廠生產(chǎn)運行十分必要。分析并研究了垃圾焚燒發(fā)電蒸汽系統(tǒng)技術(shù)，希望為垃圾焚燒研究提供有效參考。

1概括

某有限公司設(shè)計了每天的處理量2000噸，配置了從國外引進(jìn)的順推階梯式焚燒爐、汽輪發(fā)電機組。項目投入運營生產(chǎn)，是全國范圍內(nèi)運行狀況比較好的垃圾焚燒發(fā)電廠?？紤]到生活垃圾焚燒發(fā)電常見的生活特征，且將運行工況考慮其中，不但要結(jié)合常規(guī)發(fā)電廠蒸汽系統(tǒng)，通常還將汽水旁路系統(tǒng)考慮其中，通知考慮與之相互匹配的運行模式。上述配置為生活垃圾焚燒發(fā)電比較有代表性的工藝，相比常規(guī)小型火力發(fā)電廠這是垃圾焚燒發(fā)電廠與之不同的關(guān)鍵特征。

2垃圾焚燒發(fā)電汽水旁路系統(tǒng)組成與特征

因為垃圾焚燒發(fā)電廠雖然停機，然而不停爐，這是其工藝特征，通常汽輪機系統(tǒng)均將旁路系統(tǒng)設(shè)置考慮其中。一般選取的汽輪機旁路系統(tǒng)包括兩種代表性的組成，一類是“旁路減溫減壓器與旁路高壓凝汽器相結(jié)合的形式”，另外一類是“旁路減溫減壓器與汽輪機、旁路公共凝汽器相結(jié)合的形式”。

2.1垃圾焚燒發(fā)電“旁路減溫減壓器與旁路高壓凝汽器相結(jié)合”的系統(tǒng)特征

該系統(tǒng)比較復(fù)雜，不但要設(shè)置減溫水系統(tǒng)、低負(fù)荷減溫減壓器系統(tǒng)、旁路減溫減壓器系統(tǒng)，還離不開配套旁路高壓凝汽器、旁路射水抽氣系統(tǒng)等。如果汽輪機發(fā)生停機，在相同額定負(fù)荷條件下，焚燒爐還能運轉(zhuǎn)，形成新蒸汽，在減溫及溫減壓條件下，進(jìn)到旁路高壓凝汽器冷凝，成為一部分旁路凝結(jié)水。旁路凝結(jié)水系統(tǒng)先后經(jīng)過汽水系統(tǒng)凝結(jié)水母管、除氧器。

汽機在停機狀態(tài)下，使低負(fù)荷減溫減壓器系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)，新蒸汽在減溫減壓作用下，經(jīng)過除氧加熱蒸汽管，用作鍋爐給水除氧加熱，也經(jīng)過空氣預(yù)熱器，用作焚燒爐級空氣預(yù)熱器，繼而保證焚燒爐、除氧器等運行的穩(wěn)定。在方案當(dāng)中，旁路系統(tǒng)處于熱態(tài)備用情況下，當(dāng)發(fā)生故障，切換運行時間不長，切換需要的時間與汽輪機降負(fù)荷需要的時間是相符的，汽機負(fù)荷均符合從零負(fù)荷至滿負(fù)荷整體范圍，較好地確保了系統(tǒng)運行的真實及可靠。而該系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置一套汽輪機主凝汽器，且還需增加設(shè)置一套旁路高壓凝汽器，主凝汽器射水及旁路高壓凝汽器射水的抽氣系統(tǒng)分別為1套，這種方案十分復(fù)雜。此外，旁路減溫減壓器處于設(shè)備備用情況下，高壓凝汽器也是如此，高壓凝汽器中應(yīng)存在一定的真空度，讓通過減溫減壓器的飽和蒸汽短時間步入到高壓凝汽器中，接著被冷卻。

2.2垃圾焚燒發(fā)電“旁路減溫減壓器與汽輪機及旁路公共凝汽器相集合”的系統(tǒng)特征

通常此種系統(tǒng)被使用到垃圾電廠，該垃圾電廠裝了超過2臺的汽輪機，如果隨意1臺汽輪機處于停機狀態(tài)，鍋爐全部于額定負(fù)荷條件下工作，另外1臺在運轉(zhuǎn)狀態(tài)的汽輪機需盡量增多汽量，提供更多的發(fā)電電能，且多出的新蒸汽在汽輪機旁路系統(tǒng)協(xié)助下被排入運轉(zhuǎn)著中的凝汽器。該旁路系統(tǒng)的構(gòu)成中有減溫水旁路減溫減壓器等的一些系統(tǒng)，新蒸汽先降溫及降壓條件下，被排到凝汽器中，這時凝汽器背壓便會上升。因為在發(fā)生事故情況下，凝汽器中蒸汽溫度與壓力值全部比正常運行狀態(tài)下要高出很多倍，許多更多的冷卻水量，且冷卻面積變得越來越大，所以，凝汽器應(yīng)經(jīng)過專門的設(shè)計，進(jìn)行升級。此外，還要裝上低負(fù)荷減溫減壓器系統(tǒng)，如果汽輪機處于停機狀態(tài)，新蒸汽進(jìn)入該裝置，溫度及壓力得以降低，源源不斷地進(jìn)入到空氣預(yù)熱器加熱空氣，另外一路以加熱蒸汽身份進(jìn)入除氧器。

這種方案十分方便，無需太多的配套輔助設(shè)備，占地面積不大，對應(yīng)的循環(huán)冷卻水與凝結(jié)水系統(tǒng)并不復(fù)雜，減少了運行當(dāng)中維護(hù)費用的消耗，增加用戶的經(jīng)濟(jì)效益。而凝汽器與凝結(jié)水系統(tǒng)全部是一種非標(biāo)設(shè)計，要求設(shè)備的設(shè)計與制造要達(dá)到很高的條件。

2.3上述兩種方案對比分析

以上兩種比較有代表性的構(gòu)成均有自身特征。在第一種方案中，要求制造的汽輪機主凝汽器與旁路凝汽器需要達(dá)到常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，盡管旁路凝汽器、旁路抽真空系統(tǒng)等數(shù)目越來越多，同時占用非常大的面積，而整體系統(tǒng)有了可靠性及經(jīng)濟(jì)性的擔(dān)保，同時應(yīng)用到實踐當(dāng)中，這點獲得了認(rèn)可，無需花費較多的投資費用。第二種方案使用用到了非常少的設(shè)備，占地面積并不大，而一定要將密封性十分突出的矩形排汽逆止閥設(shè)置到汽輪機排汽接管上，確保汽輪機于停機檢修當(dāng)中，切實關(guān)閉好逆止閥，防止蒸汽于公共凝汽器中逆流到汽缸中;次臥，公共凝汽器本體需承受汽輪機排汽、二次蒸汽，其中汽輪機排汽源于各方向及各溫度的排氣，二次蒸汽由旁路減溫減壓閥二產(chǎn)生而來，這兩方面均會對公共凝汽器本體造成影響;所以，這要求制作的公共凝汽器與矩形逆止閥要達(dá)到非常高的條件，我國技術(shù)不容易完成此項工作，需要從國外引入設(shè)備，這讓工程投資費用越來越多。

3垃圾焚燒汽水系統(tǒng)運行方式

①二臺焚燒爐與余熱鍋爐相結(jié)合在額定或負(fù)荷正常波動區(qū)間中運轉(zhuǎn)，余熱鍋爐形成的蒸汽均用作電能發(fā)電，被送至汽輪機，在負(fù)荷或滿負(fù)條件下電網(wǎng)接受機組有一定波動地運轉(zhuǎn)，電動主汽閥與自動主汽閥均處于開啟狀態(tài)，于壓力控制條件下，主蒸汽母管壓力在汽輪機調(diào)節(jié)汽閥調(diào)控之下，汽輪機于額定負(fù)荷中運轉(zhuǎn)，讓機組最大可能發(fā)電，獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。

②汽水旁路系統(tǒng)運行，汽輪機降負(fù)荷。孤網(wǎng)運行。于額定或負(fù)荷正常波動區(qū)間內(nèi)，二臺焚燒爐與余熱鍋爐相結(jié)合投入運轉(zhuǎn)中，主汽閥與自動主汽閥均處于開啟狀態(tài)，在速度控制前提下，調(diào)節(jié)汽閥維持穩(wěn)定的用電系統(tǒng)頻率，有效控制發(fā)電量，而該部分發(fā)電量就是總體消耗的電量。多出的過熱蒸汽在減溫及減壓條件下，進(jìn)到旁路凝汽器，凝結(jié)水被送到除氧器，經(jīng)過除氧給水，最終被送到余熱鍋爐。因為汽輪機負(fù)荷處于非常低的水平，第一級非調(diào)整抽汽處于非常低的壓力狀態(tài)，提供的氣量及壓力無法達(dá)到蒸汽要求，這時便使低負(fù)荷減溫減壓系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)，提供除氧加熱蒸。

③汽水旁路系統(tǒng)運行，汽輪機停機。在不超過額定或負(fù)荷正常波動區(qū)間內(nèi)二臺焚燒爐與余熱鍋爐相結(jié)合運轉(zhuǎn)，汽輪發(fā)電機組解列，使電動主汽閥與自動主汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)汽閥全關(guān)，讓抽汽逆止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，低負(fù)荷減溫減壓系統(tǒng)投入運行當(dāng)中，汽水旁路系統(tǒng)也處于運轉(zhuǎn)當(dāng)中。余熱鍋爐產(chǎn)生過熱蒸汽，經(jīng)過減溫及減壓之后，進(jìn)入旁路凝汽器，凝結(jié)水在旁路凝結(jié)水泵協(xié)助下，送至除氧器，經(jīng)過除氧、給水，在給水泵作用下，壓力不斷上升被送到余熱鍋爐。在該運行狀況下，主蒸汽母管壓力于旁路減溫減壓閥把控之下。一小部分過熱蒸汽在降溫及降壓作用下，一些經(jīng)過空氣加熱，然后排入到疏水系統(tǒng);另外一些蒸汽用作除氧加熱，在余熱鍋爐給水中發(fā)揮除氧加熱作用。

人們?nèi)諠u增強了環(huán)保意識，在垃圾處理整個流程當(dāng)中，垃圾發(fā)電蒸汽旁路系統(tǒng)于其中起到突出價值，持續(xù)穩(wěn)定地處置生活垃圾，繼而有效解決了焚燒生產(chǎn)運行中不易處置的垃圾問題。在選取蒸汽系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化措施時，選取了經(jīng)濟(jì)且有效的技術(shù)方案，取得較好的控制效果，維持系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性及真實性，未來焚燒發(fā)電的前景會越來越好。