1MW生物質等固廢物氣化熱解－余熱發電工程概念設計
0概況
二十世紀末，垃圾(ji)(ji)潔凈焚燒(shao)處(chu)理技術之一的(de)氣(qi)化熱(re)解(jie)技術有了長足進步。一些外(wai)商(shang)，例如芬蘭推出生物(wu)質、煤、天(tian)然氣(qi)混合燃(ran)(ran)料的(de)發電(dian)供熱(re)設備，降(jiang)低(di)燃(ran)(ran)料成(cheng)本；挪(nuo)威發展小(xiao)規模氣(qi)化和燃(ran)(ran)燒(shao)裝置(zhi)，每年(nian)可(ke)處(chu)理上千(qian)噸(dun)固廢物(wu)，將多種(zhong)垃圾(ji)(ji)轉換成(cheng)電(dian)能和熱(re)能，煙氣(qi)污染物(wu)排放量降(jiang)低(di)到很低(di)的(de)水準，達到歐盟環保(bao)法規要求(qiu)。
該(gai)技術可處理各(ge)種垃(la)圾，包(bao)括生物(wu)質廢(fei)(fei)料(liao)，如木屑(xie)、樹皮，來(lai)自城(cheng)市或工業區的垃(la)圾及(ji)衍生物(wu)，也(ye)適用液(ye)態廢(fei)(fei)料(liao)如油(you)類、溶劑等，廢(fei)(fei)料(liao)的含水率可達(da)60％左右。
多(duo)年的運(yun)行表明：氣(qi)化(hua)熱解(jie)焚(fen)燒方式(shi)對(dui)生物質、各類垃圾(ji)有(you)著很(hen)好的適應性(xing)。同時，大大加快(kuai)氣(qi)化(hua)熱解(jie)方式(shi)的余熱利用、熱電聯(lian)產設備的商業化(hua)。
生(sheng)物質如秸稈(gan)、薪(xin)柴(chai)、谷殼(ke)等(deng)是(shi)我(wo)國廣大(da)農(nong)(nong)村居民的(de)主要(yao)生(sheng)活燃(ran)料，也(ye)是(shi)實施農(nong)(nong)村現代(dai)化的(de)動力資源。隨著農(nong)(nong)村城(cheng)鎮(zhen)現代(dai)化發(fa)展(zhan)，同樣(yang)農(nong)(nong)村經(jing)(jing)濟可持(chi)續發(fa)展(zhan)與環保的(de)矛(mao)盾(dun)(dun)也(ye)相當(dang)突(tu)出(chu)。大(da)量產生(sheng)的(de)城(cheng)鎮(zhen)生(sheng)活垃(la)圾(ji)以(yi)及工業垃(la)圾(ji)積滿為患，已經(jing)(jing)到(dao)了(le)非整(zheng)治(zhi)不(bu)可的(de)地步。為了(le)盡快緩解這(zhe)一矛(mao)盾(dun)(dun)，在(zai)城(cheng)鎮(zhen)地區建設(she)生(sheng)物質、固體廢棄物的(de)小(xiao)容量熱(re)電站已經(jing)(jing)成(cheng)為農(nong)(nong)村城(cheng)鎮(zhen)現代(dai)化發(fa)展(zhan)的(de)必然。
1999年國內(nei)引(yin)進(jin)氣化(hua)熱(re)解(jie)垃圾處理技術(shu)，經過(guo)消(xiao)化(hua)吸收，進(jin)行(xing)二次創新，成(cheng)功地(di)開發(fa)了系(xi)列產品(pin) [。目前已(yi)(yi)在江蘇(su)、上海等(deng)地(di)區先后建(jian)成(cheng)多座小容量的氣化(hua)熱(re)解(jie)垃圾處理裝(zhuang)置。最(zui)近，我國首套固廢(fei)物氣化(hua)熱(re)解(jie)、余熱(re)利用示范機組投運成(cheng)功，這標志著我國環保技術(shu)和裝(zhuang)備已(yi)(yi)經進(jin)入新的里程碑。
因(yin)此，本概念設(she)計的(de)裝備(bei)(bei)由余熱鍋爐－蒸汽發電機組及(ji)國產化(hua)(hua)的(de)氣化(hua)(hua)熱解處理(li)裝置組成(cheng)。以高(gao)起點(dian)、高(gao)標準(zhun)、低排放為(wei)原(yuan)則制造出具有中(zhong)國特色的(de)生物質、固體廢(fei)棄物處理(li)設(she)備(bei)(bei)，實現處理(li)無害化(hua)(hua)、減量化(hua)(hua)、資源化(hua)(hua)。
1概念設計
概念(nian)設(she)計目標(biao)：為(wei)農村城鎮地區現代化提供經濟適(shi)用型生物質(zhi)、固體廢棄物焚燒處理發電站。
1.1設計規摸
建(jian)設規模：擬建(jian)一座(zuo)示范性1MW生物質、固(gu)體廢棄(qi)物焚燒發電站。
廢(fei)物處理量：30t／日～50t／日。
1.2設計條件
(1)處理廢(fei)物種(zhong)類：秸(jie)稈、城(cheng)鎮生活垃圾、工業固體廢(fei)棄物。
(2)設備型號參數見表1。
表1 |
(3)處理方法
物料一次(ci)投入(ru)、氣(qi)化熱解(jie)燃燒方式。
配(pei)置A、B熱解氣(qi)化(hua)爐。A、B爐交替氣(qi)化(hua)，間(jian)斷運行；燃燒爐、煙氣(qi)凈化(hua)系統(tong)等設備連續運行。
(4)作業條件
手動／機械投(tou)料、出灰、自動點火。
(5)物料儲存
料倉可設計成帶(dai)垃圾坑的廠(chang)房結(jie)構，儲量為5天。
(6)垃圾(ji)組成與灰處(chu)理
物料組(zu)成(cheng)：暫(zan)按假定。
處理后的灰渣：衛生填埋。
(7)輔助燃料
點爐、穩燃用燃料：木柴、煙煤。
輔助燃料(liao)：輕油／天然氣。
(8)焚燒站占(zhan)地面積
垃(la)圾焚燒站場地規劃面積約為2000m2。
(9)供電條件
低壓電壓380V
照明電壓220V
控制電流：4mA--20mA
頻率50Hz
1.3工(gong)藝原理與特點
該裝(zhuang)置采用(yong)完全(quan)控(kong)氧狀態下的熱分解垃圾工藝，即把垃圾的投(tou)入(ru)和灰(hui)化(hua)處理(li)區(qu)域與(yu)氣(qi)化(hua)氣(qi)燃燒區(qu)域完全(quan)分離，采用(yong)專用(yong)可編程控(kong)制器(qi)對(dui)氣(qi)化(hua)速度、燃燒溫度、壓力(li)控(kong)制、變(bian)頻控(kong)制實施全(quan)過程的自(zi)動化(hua)管理(li)。從根本上防(fang)止二次污染，抑制二曝英的產生(sheng)。同時，尾氣(qi)凈化(hua)采用(yong)布(bu)袋除塵器(qi)和中和反應裝(zhuang)置，除去SO2、HCl等(deng)有害氣(qi)體。在燃燒爐出口端配置余(yu)熱鍋(guo)爐，所產生(sheng)的蒸汽驅動蒸汽輪(lun)機發(fa)電。
1.3.1靜態氣(qi)化熱解工藝(yi)
本(ben)機(ji)組氣(qi)化(hua)爐設計為缺氧空(kong)(kong)(kong)氣(qi)系統(tong)，燃燒(shao)爐則設計為過量空(kong)(kong)(kong)氣(qi)系統(tong)。所謂少量空(kong)(kong)(kong)氣(qi)即助燃空(kong)(kong)(kong)氣(qi)未達燃燒(shao)理論(lun)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)量，其燃燒(shao)過程變成熱解、氣(qi)化(hua)過程；而過量空(kong)(kong)(kong)氣(qi)即供(gong)應的(de)助燃空(kong)(kong)(kong)氣(qi)超過燃燒(shao)理論(lun)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)量，使進入(ru)燃燒(shao)爐的(de)廢氣(qi)能(neng)完全燃燒(shao)。
在(zai)(zai)(zai)處理垃(la)圾(ji)時(shi)，首(shou)先供給小風量空氣，在(zai)(zai)(zai)氣化(hua)爐(lu)內形成650℃左右(you)的垃(la)圾(ji)熱解(jie)區域(yu)，在(zai)(zai)(zai)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)爐(lu)中(zhong)再以(yi)微過量助燃(ran)空氣將燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)溫(wen)(wen)度(du)提升到850℃以(yi)上(shang)(shang)溫(wen)(wen)度(du)，完全燃(ran)盡(jin)碳(tan)氫化(hua)合(he)物(wu)。該過程中(zhong)，垃(la)圾(ji)自燃(ran)過程達到93％以(yi)上(shang)(shang)。在(zai)(zai)(zai)燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)爐(lu)高溫(wen)(wen)穩定燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)過程中(zhong)，設(she)計保(bao)(bao)證其燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)室出(chu)口煙氣溫(wen)(wen)度(du)大(da)于850℃，滯留時(shi)間2s以(yi)上(shang)(shang)，確保(bao)(bao)抑制二惡英類有毒有害物(wu)質(zhi)的產生。
本裝(zhuang)置是一個將垃(la)圾高溫(wen)、穩定燃燒、熱能有效利用與操作系(xi)統自動化(hua)相結合的高科技處理系(xi)統。
垃圾焚(fen)燒(shao)(shao)處理(li)決不允許二次(ci)污染(ran)。優良的(de)操(cao)控系統必(bi)須能經(jing)濟有效地(di)控制各(ge)類(lei)固體廢棄(qi)物焚(fen)燒(shao)(shao)處理(li)的(de)污染(ran)物排放量，特別是(shi)二晤(wu)英這類(lei)劇毒物。在同類(lei)氣化熱解裝置上(shang)已獲得優異成績，實測二惡英為0.18ngTEQ／Nm，低于國家標(biao)準允許排放的(de)五分之一。
尾(wei)部煙(yan)氣經凈化(hua)處理后，應完全達到(dao)或超(chao)過中國GB18485—2001《生活垃(la)圾焚燒(shao)污(wu)染控制標準》的(de)要(yao)求。
1.3.2靜態氣化熱解爐(lu)的技術特點
熱解氣化爐與常見的焚燒爐在系統結構和性能上有著很大差別。表2為不同焚燒爐型比較。
表2 |
1.4技術方案
1.4.1工藝流程
本項目1Mw生物質電站采用氣化、熱解焚燒技術和常規蒸汽發電技術的優化組合。生物質處理裝置由投料裝置、氣化爐、燃燒爐、余熱鍋爐、布袋除塵器、中和反應裝置、發電裝置等部分組成。系統工藝流程見圖1。
 圖1氣化、熱解處理工藝流程 |
1.4.2燃(ran)燒系統設備特點(dian)與(yu)性能(neng)
(1)氣化爐
物料(liao)一次投入，產出可燃氣(qi)(qi)體。氣(qi)(qi)化爐(lu)中(zhong)物料(liao)處于靜止、低(di)溫(wen)的氣(qi)(qi)化狀態，對爐(lu)體的損傷極小。水(shui)冷卻氣(qi)(qi)化爐(lu)結構，降低(di)爐(lu)壁溫(wen)度，爐(lu)體壽命(ming)長。采用(yong)自動點火，點火時間(jian)短(duan)。
(2)噴燃爐
摻入(ru)二次(ci)空氣助燃。可燃氣自燃、不需要(yao)噴油助燃時，噴油裝置自動(dong)停止。
(3)燃燒爐
噴(pen)燃(ran)(ran)爐(lu)(lu)內的燃(ran)(ran)燒(shao)火焰在燃(ran)(ran)燒(shao)爐(lu)(lu)內旋轉回流強化燃(ran)(ran)燒(shao)，其(qi)逗留時間為2s以上，有效分(fen)解有害臭氣和多氯化合物，抑制二惡英類物質的產(chan)生全自動溫度(du)控制，CO濃(nong)度(du)控制在50mg／kg以下(xia)
(4)尾部處(chu)理裝置、引風機及煙道
煙(yan)氣經過余熱鍋爐(lu)及(ji)熱交換器(qi)冷(leng)卻后，由布袋(dai)除(chu)塵器(qi)凈化處(chu)理。通過中(zhong)和(he)反應(ying)裝置噴鈣、活性(xing)炭，在(zai)煙(yan)道(dao)和(he)布袋(dai)壁去除(chu)煙(yan)氣中(zhong)的HCl、SO2等酸性(xing)氣體。周波數控制(zhi)引風機(ji)，調節爐(lu)內壓力，平衡通風。
1.5余熱發電機組
1.5.1余熱鍋爐
從燃燒爐排出的高(gao)溫煙氣進入余熱(re)鍋(guo)爐冷卻，鍋(guo)爐工質(zhi)被加熱(re)產生飽和蒸汽，再經過熱(re)器加熱(re)到額(e)定過熱(re)溫度(du)。
額(e)定蒸(zheng)發(fa)量：6500kg／h
蒸汽壓力(li)：1.38MPa
蒸汽溫度：350℃
給水溫度：50℃
排煙溫度：250℃
1.5.2蒸汽(qi)發電(dian)機組
利用余熱(re)鍋爐過(guo)熱(re)蒸汽發電(dian)(dian)，實(shi)現(xian)熱(re)電(dian)(dian)轉(zhuan)換。
汽輪機：
型式：凝汽式
額定流量：6500kg／h
主汽門前(qian)蒸(zheng)汽溫度：340℃
主汽門前絕(jue)對壓(ya)力(li)：1.28MPa(A)
發電機：
額定功率：1000kW
出線電壓：400V
轉速：1500r／min
頻率：50Hz
1.6熱控系統
本工(gong)程自動控(kong)(kong)制(zhi)以可(ke)靠(kao)為原則采(cai)用(yong)(yong)先進(jin)、成熟、實用(yong)(yong)的自控(kong)(kong)系(xi)統，配(pei)專(zhuan)用(yong)(yong)可(ke)編程序控(kong)(kong)制(zhi)器(qi)(qi)、專(zhuan)用(yong)(yong)智(zhi)能儀表、變頻器(qi)(qi)。控(kong)(kong)制(zhi)設(she)備可(ke)手(shou)動、自動切換。
微(wei)機監控裝(zhuang)置主(zhu)要功能：
●主要熱力參數控制
●CRT屏幕顯(xian)示(shi)系(xi)統及報警畫(hua)面
●現場(chang)數據自動(dong)采集，制表(biao)打印、事件(jian)記(ji)錄(lu)
●熱工檢(jian)測、聯鎖(suo)、保(bao)護、報警(jing)等(deng)功能全(quan)程控制包括：
●A、B氣化爐(lu)交替氣化，燃(ran)燒(shao)爐(lu)不問斷地燃(ran)燒(shao)自動調節
●冷(leng)卻(que)水處理(li)系統(tong)、冷(leng)卻(que)水位自動調節系統(tong)
●氣化(hua)爐自(zi)動(dong)投料、灰(hui)化(hua)系(xi)統(tong)，自(zi)動(dong)出灰(hui)系(xi)統(tong)
●蒸汽汽輪發電部分
2系統簡介
垃圾焚(fen)燒(shao)發電站主要由垃圾焚(fen)燒(shao)前處(chu)理(li)系(xi)統(tong)、氣化(hua)爐進料及(ji)出灰系(xi)統(tong)、焚(fen)燒(shao)系(xi)統(tong)、煙氣凈(jing)化(hua)處(chu)理(li)系(xi)統(tong)和發電設(she)備組成。其(qi)中(zhong)焚(fen)燒(shao)系(xi)統(tong)和煙氣凈(jing)化(hua)處(chu)理(li)系(xi)統(tong)較為突出，介紹如下：
2.1焚燒系統
2.1.1氣化、燃燒爐(圖2)
 圖2 熱解氣化爐原理圖 |
2.1.2噴燃爐
A、B兩爐(lu)(lu)的(de)氣(qi)體交替地(di)匯(hui)集于噴燃(ran)(ran)爐(lu)(lu)，由(you)電(dian)腦(nao)控制所需(xu)燃(ran)(ran)燒空氣(qi)和燃(ran)(ran)油(you)量(liang)，在設定溫(wen)度(du)下使來自(zi)(zi)氣(qi)化爐(lu)(lu)的(de)可燃(ran)(ran)氣(qi)體燃(ran)(ran)燒。系統配備自(zi)(zi)動點火器(qi)、輕油(you)霧化器(qi)。
2.1.3燃燒爐
燃燒(shao)爐補燃二次空氣量(liang)由電腦(nao)操控。燃燒(shao)爐加(jia)裝(zhuang)(zhuang)垃圾滲瀝(li)水霧化(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，由溫控確定滲瀝(li)水裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)投切(qie)。
2.2煙氣凈化處理系統(tong)
2.2.1中和反應裝置(zhi)(zhi)和活性炭加入裝置(zhi)(zhi)
在(zai)余(yu)熱鍋(guo)爐(lu)與布袋除(chu)塵(chen)器之間設置消石灰活性炭噴(pen)注裝(zhuang)置。根據在(zai)線煙氣分析儀信號，實時調節消石灰量(liang)。
2.2.2布袋除塵(chen)器
采(cai)用技術成熟的(de)低壓(ya)脈沖袋式布(bu)袋除(chu)塵器PlC控制器控制。
3關鍵問題
3.1系統匹配
國內氣化(hua)熱解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)已投運(yun)多臺，也有配(pei)余熱利(li)用裝置(zhi)的，如(ru)氣氣熱交(jiao)換器(qi)。可是，在交(jiao)替投運(yun)的氣化(hua)熱解(jie)(jie)爐(lu)(lu)(lu)系統上加裝臥(wo)式(shi)水管鍋爐(lu)(lu)(lu)、氣氣熱交(jiao)換器(qi)、布(bu)袋除塵器(qi)后(hou)，盡管配(pei)置(zhi)設備(bei)質(zhi)量尚好，但在設備(bei)總體上仍發生一些(xie)參數匹(pi)配(pei)的問題。
3.1.1氣化熱解爐的運行特殊性
由氣(qi)(qi)化熱(re)(re)(re)解爐(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)運行特(te)點可(ke)知：A、B爐(lu)(lu)(lu)(lu)交替投(tou)運方式與常規連續運行的(de)(de)(de)焚(fen)燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)有(you)著較大的(de)(de)(de)差別(bie)，即煙氣(qi)(qi)成分有(you)著很大的(de)(de)(de)不(bu)(bu)連續性。正常啟(qi)動時(shi)，先(xian)開啟(qi)引、送風(feng)機，點燃噴燃爐(lu)(lu)(lu)(lu)油霧化器，氣(qi)(qi)體(ti)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)達400℃左右。大約40rain后(hou)，氣(qi)(qi)化熱(re)(re)(re)解爐(lu)(lu)(lu)(lu)點火啟(qi)動。在物料(liao)(liao)(liao)加(jia)熱(re)(re)(re)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)逐漸升到(dao)600℃左右，不(bu)(bu)同溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)區域便有(you)不(bu)(bu)同組分的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)揮發(fa)出來最先(xian)揮發(fa)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)為水蒸(zheng)(zheng)汽，隨物料(liao)(liao)(liao)不(bu)(bu)斷(duan)干燥、繼續升溫(wen)(wen)(wen)，水蒸(zheng)(zheng)汽成分消失，有(you)機揮發(fa)分成分增加(jia)，物料(liao)(liao)(liao)漸漸炭化，直到(dao)完全熱(re)(re)(re)解、灰(hui)化。特(te)別(bie)是(shi)氣(qi)(qi)化爐(lu)(lu)(lu)(lu)剛剛投(tou)運時(shi)，爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)物料(liao)(liao)(liao)隨溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)升高而(er)釋放大量水蒸(zheng)(zheng)氣(qi)(qi)。這時(shi)候爐(lu)(lu)(lu)(lu)內(nei)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)緩慢上(shang)升，其時(shi)間的(de)(de)(de)長短視物料(liao)(liao)(liao)水分多少而(er)定。在這段時(shi)間內(nei)，投(tou)輕油，燃燒(shao)廢氣(qi)(qi)，進行除臭(chou)處理，預(yu)熱(re)(re)(re)燃燒(shao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)、管道等(deng)設(she)(she)備(bei)。若系統(tong)不(bu)(bu)設(she)(she)煙氣(qi)(qi)旁路系統(tong)，則(ze)煙道下游的(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)進口煙溫(wen)(wen)(wen)必然很低，落在煙氣(qi)(qi)酸露(lu)點區域，導致(zhi)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)損壞，輕則(ze)設(she)(she)備(bei)積灰(hui)、腐蝕；重則(ze)堵塞、爛穿。
3.1.2煙(yan)溫控(kong)制點
垃圾(ji)成分極其(qi)復(fu)雜，對焚燒系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)運行穩定性影響極大，尤其(qi)是煙(yan)(yan)氣(qi)溫度的(de)(de)變化。顯然(ran)，余熱(re)利用設(she)(she)備(bei)、布袋除(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)溫度控制特(te)別重要(yao)一般(ban)地說，尾氣(qi)排放溫度控制在150℃～180℃間(jian)是比較合理的(de)(de)。同樣，當(dang)氣(qi)化熱(re)解系(xi)統(tong)(tong)排煙(yan)(yan)溫度低于下(xia)限(xian)時，很容易發(fa)生(sheng)設(she)(she)備(bei)結露、堵塞，甚(shen)至腐蝕(shi)，布袋除(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)阻力(li)劇增。
3.1.3吹掃系統
盡管氣化(hua)熱解爐有煙塵較少的(de)特點，但在余熱利(li)用設備上仍(reng)應(ying)予重視(shi)。
3.1.4中和系統
目前，干法中(zhong)和裝(zhuang)置的噴粉(fen)量缺(que)少(shao)反饋信號的控制。因而，無法判明煙(yan)氣(qi)酸(suan)氣(qi)量，這也往往導(dao)致煙(yan)氣(qi)尾部(bu)設(she)備(bei)酸(suan)腐蝕(shi)現象(xiang)的發生。
3.1.5布袋除塵器運行(xing)參數
布(bu)袋除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)最(zui)適(shi)合于焚燒煙氣的(de)凈化。根據煙氣的(de)成(cheng)分確定(ding)運(yun)行(xing)參數，經濟(ji)地選擇布(bu)袋材料是(shi)保證設(she)備(bei)使(shi)用壽(shou)命的(de)必(bi)要條件。氣化熱解系統的(de)特(te)殊(shu)性必(bi)須與布(bu)袋除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)運(yun)行(xing)要求一致時，才能物(wu)盡(jin)其(qi)(qi)用，收到最(zui)佳效果。當然，布(bu)袋除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)最(zui)忌火(huo)星煙塵(chen)，尤其(qi)(qi)是(shi)運(yun)行(xing)初(chu)期布(bu)袋過(guo)濾餅太薄時。防火(huo)星問(wen)題應在(zai)系統上予以解決。另外(wai)，布(bu)袋除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)應配(pei)備(bei)蒸汽伴管或電加(jia)熱裝置，防止卸灰不(bu)暢。
3.2鍋爐(lu)的高溫(wen)腐蝕
焚燒煙氣中的酸氣(HC1、SO2等)對鍋(guo)爐受熱面的安全運行影響很大。特別是余熱鍋(guo)爐工(gong)(gong)質參數提高到一定值以(yi)(yi)上(shang)時(shi)，鍋(guo)爐受熱面管壁金屬溫度與腐蝕(shi)速度有著直接關聯。在常規焚燒爐上(shang)工(gong)(gong)質蒸汽(qi)溫度提高到過熱溫度350℃以(yi)(yi)上(shang)時(shi)，腐蝕(shi)速度加劇。
國內(nei)對碳鋼材料(liao)的(de)(de)(de)高溫(wen)腐(fu)蝕進行了大量(liang)研究(jiu)，已(yi)獲(huo)得鍋爐過熱器入口溫(wen)度950℃～800℃時的(de)(de)(de)高溫(wen)腐(fu)蝕特性和管壁沾污特性的(de)(de)(de)數據。然而，在氣化(hua)熱解爐加裝(zhuang)水管蒸汽(qi)鍋爐的(de)(de)(de)系(xi)統上將會產生怎樣(yang)的(de)(de)(de)問題還有待進一步研究(jiu)。
3.3運行管理
氣(qi)(qi)化(hua)(hua)熱(re)(re)解爐(lu)(lu)(lu)對(dui)各類垃圾(ji)的(de)(de)(de)焚燒有著良好的(de)(de)(de)適應性(xing)。它可(ke)(ke)以通過(guo)不同熱(re)(re)值垃圾(ji)的(de)(de)(de)摻(chan)混(hun)(hun)，均衡爐(lu)(lu)(lu)料的(de)(de)(de)熱(re)(re)量。它可(ke)(ke)以燃燒干、濕交替混(hun)(hun)進的(de)(de)(de)物料，對(dui)于(yu)熱(re)(re)值太低(di)的(de)(de)(de)垃圾(ji)，可(ke)(ke)在氣(qi)(qi)化(hua)(hua)爐(lu)(lu)(lu)底部(bu)先放(fang)(fang)一(yi)層煤，后放(fang)(fang)焚燒物。這一(yi)特性(xing)已在氣(qi)(qi)化(hua)(hua)熱(re)(re)解爐(lu)(lu)(lu)上得到驗證。可(ke)(ke)是，在氣(qi)(qi)化(hua)(hua)熱(re)(re)解爐(lu)(lu)(lu)上實現垃圾(ji)資源再生利用時，應遵照穩定、可(ke)(ke)靠、經(jing)濟的(de)(de)(de)原則加強設備的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)(xing)管理，必須制定嚴格的(de)(de)(de)操作(zuo)規程。氣(qi)(qi)化(hua)(hua)熱(re)(re)解爐(lu)(lu)(lu)運(yun)行(xing)(xing)(xing)表明，違(wei)背了(le)正常(chang)的(de)(de)(de)管理操作(zuo)程序(xu)，就容易導致運(yun)行(xing)(xing)(xing)事故及設備的(de)(de)(de)損壞。
4技術經濟分析
4.1技術指標
設備(bei)運(yun)行時水、電(dian)、油消(xiao)耗(hao)量見表3。
表3 |
4.2經濟效益分析
根據本技術(shu)方(fang)案，在農村城鎮地區建立(li)獨立(li)的能源(yuan)自給體(ti)(ti)(ti)系(xi)，即生(sheng)物質、固體(ti)(ti)(ti)廢棄物直接轉換電能，再(zai)生(sheng)能源(yuan)可供居(ju)民使(shi)用(yong)。這種(zhong)自然資源(yuan)或固體(ti)(ti)(ti)廢棄物轉換成(cheng)清潔能源(yuan)的循(xun)環(huan)體(ti)(ti)(ti)系(xi)大大支持城鎮現代化的進程，既清潔地區環(huan)境，又利用(yong)資源(yuan)，化廢為寶，其社會效益(yi)顯而易見。
生(sheng)物質氣化(hua)－蒸汽輪機發(fa)電系統項目經濟效(xiao)益估算：
發電能力(li)1000kW
年運(yun)行(xing)時(shi)間8000h
電力輸出(除廠用(yong)電外)600萬度／年
生物(wu)質價格80元／t
生物(wu)質消耗1.4kg／kWh
生物質成(cheng)本89.6萬(wan)元／年
人工管(guan)理費(fei)32萬元(yuan)／年(nian)
維修費30萬元／年
發電成本0.236元／kWh
售電價(jia)0.50元／kWh
利稅148萬元／年
由計算可(ke)(ke)見，盡管小(xiao)發(fa)電(dian)效率不高(gao)，由于(yu)設備(bei)可(ke)(ke)靠性好，投運率高(gao)，且運行管理人員少，因(yin)而生物(wu)質氣(qi)化.汽輪發(fa)電(dian)機組的發(fa)電(dian)成本約(yue)為0.25元／kWh。設備(bei)投產后，每年可(ke)(ke)收益約(yue)148萬元。
垃圾處(chu)理的(de)經(jing)濟收益：
按城鎮地域(yu)人口的垃(la)圾產(chan)出量估算，日處理量約(yue)(yue)10t。生活垃(la)圾處理費價格(ge)為300元(yuan)(yuan)(yuan)／t～40元(yuan)(yuan)(yuan)／t，工業垃(la)圾處理費平均(jun)價約(yue)(yue)1000元(yuan)(yuan)(yuan)／t，則每年至少可收入(ru)130萬元(yuan)(yuan)(yuan)。項目投資(zi)可在投產(chan)后4年～5年內回收。
在農村城鎮建(jian)設生(sheng)物(wu)質氣(qi)化(hua)、汽輪發電機組的經濟性格外(wai)引人注目。
5結語
綜上(shang)所述，該機組能有(you)效地處(chu)理(li)(li)農村大量(liang)剩余生(sheng)物質，如秸(jie)稈、薪(xin)柴(chai)、谷殼、城(cheng)鎮生(sheng)活(huo)垃圾(ji)(ji)等(deng)各類垃圾(ji)(ji)；也可(ke)處(chu)理(li)(li)液態(tai)廢料，如油類、溶劑(ji)等(deng)，可(ke)處(chu)理(li)(li)高水分垃圾(ji)(ji)；可(ke)用煙(yan)煤(mei)鋪(pu)墊(dian)補充(chong)垃圾(ji)(ji)熱值，干濕搭配，可(ke)謂食譜寬廣。
該機組設計額(e)定日處(chu)理垃圾約(yue)50t／天。這種氣(qi)化(hua)熱解(jie)裝置(zhi)能(neng)適應固體廢棄物散裝、包裝的收集特點，不需(xu)要垃圾前(qian)處(chu)理，大大簡化(hua)處(chu)理系統。
靜態(tai)氣化熱解(jie)裝置上已獲得優(you)異的環(huan)保(bao)排(pai)放指標(biao)(biao)，實測(ce)二惡英0.18ngTEQ／Nm，低于國(guo)家標(biao)(biao)準(zhun)允許排(pai)放的五分(fen)之一。垃圾氣化熱解(jie)處理是當(dang)代最潔凈的焚燒技(ji)術(shu)之一。
在農(nong)村(cun)城鎮(zhen)建設發電能力100kw的生物(wu)質氣化－汽輪(lun)發電機性的經濟性引人注目，項目投(tou)(tou)資可在投(tou)(tou)產后4年～5年內回收。
固廢物氣化熱(re)解(jie)、余熱(re)利(li)用(yong)一體化，充分體現(xian)(xian)出經濟價(jia)值。它必將為我國農村城鎮現(xian)(xian)代化作出應有的貢獻。
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