城市垃圾焚烧发电系统热平衡分析与优化方案

优化方案2：复合发电模式。垃圾焚烧发电系统发电效率较低的主要原因是为了防止锅炉管的高温腐蚀，所以锅炉出口蒸汽的温度一般控制在250～300℃之间采用复合发电模式可以彻底解决这一问题，在整个系统中增加1台燃气轮发电机和蒸汽过热器。燃气轮发电机以天然气为燃气进行发电，同时利用燃气轮机产生的废热通过蒸汽过热器对余热锅炉的出口蒸汽过热升温进一步提高蒸汽温度，可将蒸汽温度由原来的300％提高至380％，以提高蒸汽轮机的发电效率和整个系统的发电功率。若使用相当于垃圾总热值35％的天然气，天然气的热值按31000kJ／m³计，天然气用量为41323m³／d。

表1、表2分别是对传统方案(只用垃圾发电)、优化方案1和优化方案2这三种方案的热工计算和经济分析结果。

衰1三种方案热工计算结果

说明：发电功率均是指蒸汽轮机的发电功宰，优化方案2的系统总发电功率为13091kW

表2三种方案经济分析结果万元

说明：垃圾进厂收费标准50元／t，电力销售价格按当地入网电价计，辅助燃料价格按当地价一方面，煤和天然气等燃料本身的燃烧发电在经济上是可行的；另一方面，无论是采用优化方案1还是优化方案2，均可以大幅度提高垃圾焚烧发电系统的能源利用效率和发电功率，每吨垃圾发电量也显著增加，从经济分析结果可知，10年左右即可收回投资，从而使垃圾焚烧发电系统的商业运行成为可能。

4我国城市垃圾焚烧发电的能量回收利用前景分析

随着社会经济的发展和生活水平的提高，城市垃圾中有机物含量越来越高，热值也逐年升高。在能源消耗和需求逐渐增长的现代社会，城市垃圾作为一种新的能源开发途径，也日益受到人们的重视。日本城市垃圾发电总量相当于其全国总发电量的0.2％，垃圾发电装机达2000mw^[2]，平均每吨垃圾可以发电350kWh。我国部分太中城市、沿海城市和经济发达地区的城市生活垃圾的热值近年来不断提高，例如1999年深圳经济特区城市垃圾低位热值已经达到5289kJ／kg.基本具备了焚烧发电的条件。随着我国城市人口的增加和居民生活水平的提高，2000年我国城市垃圾年清运量已达到1.14×10⁸t，若焚烧处理率为15％，每吨垃圾发电量按250kWh／t计，则年焚烧发电量可达到4.31×109kWh。因此完全可以把垃圾作为一种新型能源加以开发利用。既解决了垃圾的污染问题，又获得了宝贵的能源，一举两得，具有相当广阔的应用前景。

5结语

鉴于单纯依靠垃圾进行焚烧发电的发电功率较低，投资回收期较长，在实际工程中，建议结合实际情况，采用优化方案1或优化方案2，通过添加辅助燃料或采用利用天然气的复台发电系统，均可以大大提高垃圾焚烧发电系统的能源利用效率和发电功率，每吨垃圾发电量也显著增加.并大幅度缩短了投资回收期。从而为实现城市垃圾焚烧发电系统的市场化运行成为可能。

在能源短缺的现代社会，垃圾作为一种新的能源开发途径，已经日益受到人们的重视。在一些欧美发达国家，已经将垃圾焚烧提到“废物能源工厂(Waste-to-EnergyFacility)”的高度进行评价。目前，城市垃圾焚烧处置和发电利用已成为我国城市垃圾管理领域的重要课题。因此，无论从环境保护的角度，还是从能源再生利用的角度考虑，国家都应该尽快制定相关的技术和经济政策，推进垃圾焚烧热工学基础研究和垃圾焚烧及发电成套设备的国产化技术开发，以进一步提高我国的城市垃圾处理处置水平。

参考文献

[1]王伟，袁光钰.我国的固体废物处理处置现状与发展[J].环境科学，1997，18(2)：88—89

[2]余化良.我国城市生恬垃圾焚烧发电模式研究[J]中国能源，1998，5(5)2o一2l