摘要：隨著我國城市化的逐步提高，伴隨著城市人口激增一系列的城市問題也逐漸的顯現(xiàn)出來，尤其是城市垃圾處理的問題，嚴(yán)重影響著城市居民的生產(chǎn)生活。如何保證將城市垃圾的數(shù)量減少并且盡可能地將城市垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兛梢岳玫馁Y源，這是值得人們關(guān)注與研究的。目前，城市垃圾焚燒發(fā)電已經(jīng)成為了城市垃圾處理的重要手段，因此本文筆者將結(jié)合多年的工作經(jīng)歷以及在垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域的研究，對垃圾焚燒發(fā)電蒸汽系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析探討。

關(guān)鍵詞：城市；垃圾焚燒發(fā)電；蒸汽系統(tǒng)；技術(shù)分析

2002年1月寧波楓林綠色能源開發(fā)有限公司設(shè)計(jì)建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電廠正式投產(chǎn)運(yùn)營，這是我國第一家大型的、規(guī)范化的垃圾焚燒發(fā)電廠，其生產(chǎn)、運(yùn)營狀況以及為社會帶來的環(huán)境效益引起了社會各方面的關(guān)注。由于垃圾焚燒發(fā)電廠具有其特殊的運(yùn)行特點(diǎn)，因此與常規(guī)的火力發(fā)電廠不同的是：垃圾焚燒發(fā)電廠不僅需要常規(guī)的蒸汽系統(tǒng)，還需要考慮到汽水旁路系統(tǒng)以及與垃圾焚燒發(fā)電與之對應(yīng)的電廠工作方式。這是垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)最為主要的技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)也是與常規(guī)發(fā)電方式的主要區(qū)分指標(biāo)。

一、汽水旁路系統(tǒng)的主要構(gòu)成以及技術(shù)特點(diǎn)

垃圾焚燒發(fā)電廠在運(yùn)行的過程中要求做到停機(jī)不停爐，因此針對垃圾焚燒發(fā)電廠的該技術(shù)特點(diǎn)，汽輪機(jī)系統(tǒng)要考慮設(shè)置合理高效的旁路系統(tǒng)。目前，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域多采用的是以下兩種汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)：一種是旁路減溫減壓器與汽輪機(jī)及旁路公共凝汽器配合使用，另一種是旁路減溫減壓器與旁路高壓凝汽器配合使用。

（一）旁路減溫減壓器與汽輪機(jī)及旁路公共凝汽器配合使用的技術(shù)特點(diǎn)

旁路減溫減壓器與汽輪機(jī)及旁路公共凝汽器配合使用的汽水旁路系統(tǒng)主要用于安裝有2臺以上汽輪機(jī)的垃圾焚燒發(fā)電廠。采用這種汽水旁路系統(tǒng)可以保證任何一臺汽輪機(jī)停機(jī)工作時(shí)，而鍋爐仍然可以在額定的負(fù)荷下工作，同時(shí)另一臺正在運(yùn)行的汽輪機(jī)為保證提高發(fā)電量應(yīng)適量的增加進(jìn)汽量，同時(shí)多余的新蒸汽從汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)排入凝汽器。該旁路系統(tǒng)的主要組成成分為減溫水系統(tǒng)、低負(fù)荷減溫減壓系統(tǒng)與旁路減溫減壓系統(tǒng)等，新產(chǎn)生的蒸汽通過減溫減壓系統(tǒng)進(jìn)入凝汽器，在蒸汽進(jìn)入凝汽器后，凝汽器設(shè)備內(nèi)的壓力會相應(yīng)提高，可能壓力值會是常規(guī)運(yùn)行的數(shù)倍，因此這時(shí)雖需要的冷卻水與設(shè)備內(nèi)的冷卻面積也會大幅度的提高。除此之外，還有需要設(shè)置低負(fù)荷減溫減壓系統(tǒng)，當(dāng)汽輪機(jī)停機(jī)后，新產(chǎn)生的蒸汽再通過減溫減壓裝置后分成兩路，一路進(jìn)入空氣預(yù)熱器用于加熱空氣，另一路進(jìn)入除氧器作為加熱蒸汽，其主要作用是加熱。

這種汽水旁路系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡單、配套設(shè)備少、節(jié)省占地面積、與之對應(yīng)的凝結(jié)水系統(tǒng)與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對簡單、日常維護(hù)費(fèi)用較低等。但是同時(shí)該系統(tǒng)也具有一定的局限性，由于冷凝器所承受的壓力可能高于正常壓力值的數(shù)倍，并且所需的冷凝水較多，一些設(shè)備需要進(jìn)行特殊的加工制作，因此對于設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造有著較高的要求。

（二）旁路減溫減壓器與旁路高壓凝汽器配合使用的技術(shù)特點(diǎn)

與上面說到的旁路減溫減壓器與汽輪機(jī)及旁路公共凝汽器系統(tǒng)相比較，這一系統(tǒng)的構(gòu)成更加的復(fù)雜，除了上一種汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)相同的旁路減溫減壓系統(tǒng)、低負(fù)荷減溫減壓系統(tǒng)與減溫水系統(tǒng)之外，還要設(shè)置與該系統(tǒng)對應(yīng)配套的其他設(shè)備，包括：旁路凝結(jié)水系統(tǒng)以及射水抽氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要的工作原理如下：當(dāng)汽輪機(jī)停止工作時(shí)，焚燒爐依舊保持額定的功率繼續(xù)保持運(yùn)行這是焚燒爐新產(chǎn)生的蒸汽直接通過減溫減壓器進(jìn)入高壓凝汽器，蒸汽在凝汽器中冷凝形成冷凝水，然會再進(jìn)入凝結(jié)水母管，最終進(jìn)入除氧器。該系統(tǒng)當(dāng)汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)，低負(fù)荷減溫減壓器同步開啟，新產(chǎn)生的蒸汽通過上述步驟分別用于焚燒爐級空氣預(yù)熱器與鍋爐給水加熱與焚燒爐，這樣可以保證在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，焚燒發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)部分都正常的運(yùn)行。

該系統(tǒng)可以保證旁路系統(tǒng)一直處于熱備用狀態(tài)，意味著當(dāng)焚燒發(fā)電系統(tǒng)汽輪機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該旁路系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)所需要的時(shí)間極少，并且其轉(zhuǎn)換時(shí)間與其統(tǒng)計(jì)負(fù)荷由100%轉(zhuǎn)至為0的時(shí)間幾乎同步，同時(shí)該旁路系統(tǒng)可以針對汽輪機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行適度的調(diào)節(jié)，從而該系統(tǒng)的運(yùn)行是非常的可靠的，并且相對更有保證。但是該汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的缺點(diǎn)也是非常的顯而易見，該系統(tǒng)需要非常多的與之配套的設(shè)備，因此該系統(tǒng)的設(shè)備安裝方案非常復(fù)雜，并且由于設(shè)備數(shù)量的增多，系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率也會大幅度的增加，因此日常維護(hù)的費(fèi)用也相對較高，這些缺陷都是難以避免的。

（三）兩種汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的比較

文章上面詳細(xì)闡述了旁路減溫減壓器與汽輪機(jī)及旁路公共凝汽器配合使用與旁路減溫減壓器與旁路高壓凝汽器配合使用的兩種汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的主要的組成設(shè)備、工作原理與優(yōu)缺點(diǎn)。下面將對兩種系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的比較：旁路減溫減壓器與汽輪機(jī)及旁路公共凝汽器配合使用的汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)所需設(shè)備較少，結(jié)構(gòu)相對簡單，設(shè)備占地面積少，但是其主要設(shè)備需要承受非常大的蒸汽壓力，因此許多設(shè)備的關(guān)鍵位置需要特殊設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)與制造的工藝要求較高，從目前的情況來看，我國很難達(dá)到這樣的設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)；旁路高壓凝汽器配合使用的汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)對于設(shè)備的制作工藝要求較低，雖然設(shè)備數(shù)量較多并且占地面積較大，但是其系統(tǒng)運(yùn)行相對更有保障。總體來說，第二種系統(tǒng)的投資相對較低并且運(yùn)行也相對有保障，因此第二種汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)更加符合我國國情。

二、汽水系統(tǒng)的運(yùn)行方式以及技術(shù)分析

（一）二臺焚燒爐與余熱鍋爐

二臺焚燒爐與余熱鍋爐的汽水系統(tǒng)可以保證在額定功率以及正常負(fù)荷波動的情況下保證運(yùn)行，焚燒爐焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量傳輸入余熱鍋爐，余熱鍋爐驅(qū)動汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)組可以在正常的運(yùn)行范圍內(nèi)盡可能多的發(fā)電，從而保證經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)保證以額定功率發(fā)電或者發(fā)電功率在一定的正常范圍內(nèi)波動的情況下，所發(fā)電量可以送入電網(wǎng)機(jī)組。

（二）汽輪機(jī)停機(jī)，汽水旁路系統(tǒng)運(yùn)行

當(dāng)汽輪機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉汽輪機(jī)的主氣閥，調(diào)節(jié)汽水旁路系統(tǒng)的氣閥，是汽水旁路系統(tǒng)投入運(yùn)行。在該運(yùn)行方式下，焚燒垃圾產(chǎn)生的熱蒸汽一部分進(jìn)入空氣預(yù)熱器，經(jīng)過空氣加熱后，排入全場的輸水系統(tǒng)；另一部分熱蒸汽進(jìn)入除氧器，用于加熱余熱鍋爐給水。

（三）廠用電孤島運(yùn)行

當(dāng)汽輪機(jī)與汽水旁路系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的情況下，汽輪機(jī)降低負(fù)荷，垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電量僅僅滿足發(fā)電廠的用電，其主要的操作是通過調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的主氣閥，降低汽輪機(jī)的發(fā)電功率，使其發(fā)電功率恰好等于全廠的用電功率，多余的熱蒸汽通過調(diào)整汽水旁路系統(tǒng)的主氣閥使其進(jìn)入汽水旁路系統(tǒng)進(jìn)行處理。由于汽輪機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)內(nèi)部的壓力非常的低，因此同步開啟旁路系統(tǒng)的低負(fù)荷減溫減壓系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的壓力平衡。

三、總結(jié)

目前，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在我國經(jīng)歷了近二十年的發(fā)展已經(jīng)相對完善，為未來我國各地區(qū)建立垃圾焚燒發(fā)電廠提供了重要的技術(shù)保障。我國各地應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等實(shí)際條件選用合理的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的各設(shè)備系統(tǒng)，以求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化與環(huán)境保護(hù)最大化。垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)不僅極大的解決了城市垃圾過剩的狀況，為我國城鎮(zhèn)化減輕壓力，其運(yùn)行所產(chǎn)生的電量還為社會帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益，解決了部分地區(qū)的用電緊張問題，同時(shí)與之配套的其配套的生產(chǎn)模式為社會提供了大量的就業(yè)崗位，因此垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)對于我國建設(shè)環(huán)境友好型社會、促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有著重要的意義。

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