提高垃圾焚烧发电厂热能转换效率的几个途径

3、发电工质作功后冷源损失偏大。热力发电厂热能—电能转换基本原理是发电工质在汽轮机内绝热膨胀，实现热能转换为机械能，带动发电机发电。最大热能损失是发电工质作功后乏汽在汽机凝汽器中凝结放热损失，亦称为汽轮机冷源损失，这部分作功后乏汽因其温度较低（一般在28-42℃）难以直接利用，热力学观点称之为无法利用热能，一般占全厂热能损失60％左右。垃圾焚烧锅炉助燃空气一般采用二级空气预热器。第一级助燃空气预热器采用蒸汽作为加热源，其出发点是将助燃空气先加热到焚烧烟气中酸性气体露点之上，避免布置在焚烧锅炉尾部烟道第二级空预器低温侧发生低温腐蚀现象。其热力系统采用压力式热力除氧器（亦作为一级给水加热器，提高给水温度，避免锅炉省煤器发生低温腐蚀）和锅炉给水加热器亦是需用蒸汽的热力设备。上述热力设备又是极为稳定、理想的热用户。早期引进的垃圾电厂的蒸汽式空气预热器、除氧器、锅炉给水加热器直接由锅炉减压供汽，未利用其压差发电。因而垃圾发电厂应选用抽汽——凝汽式汽轮发电机组，将在汽机高压段作过功的一部分蒸汽抽出供上述热力设备运行。从能量转变的观点来看，这部分回热抽汽，在汽轮机中作过部分功，因为回热抽汽用于提高一助燃空气温度或提高给水温度，避免了发电工质冷源损失。
4.汽轮发电机组与锅炉出力不匹配。一些垃圾焚烧设施选用进口焚烧锅炉，配置国产的汽轮发电机组只能选择系列产品，设计项目虽不考虑扩建，汽轮机组功率往往大于锅炉最大出力，而电站辅机仍需按汽轮发电机组额定功率配置。某厂三台锅炉总蒸发量为30t/h，配置6MW汽轮机，发电汽耗量略大于30t/h。其中除氧器、蒸汽式空气预热器由本厂热力系统直接减压供汽，用汽量近l0t/h,可供汽轮发电机组作功汽量不足20t/h。其发电出力在3MW上下，机组长时期工作在低负荷运行状态，热力系统长期出现小马拉大车状况，导致厂用电极大浪费，既不经济，又不安全。亦有个别垃圾焚烧厂配置发电机组功率远小于锅炉平均出力，热力系统多余蒸汽需直接冷却，产生不必要热能损失。
5.热力系统设计不完善，一些可利用热能未充分利用。一些垃圾发电厂热力系统设计蒸汽直接冷凝器，用于在紧急状态下（如汽机因突发事故停运）直接冷却锅炉蒸汽。为避免直接冷凝器和供汽管道在投用时发生水击，要求在焚烧设备运行情况下，冷凝器处于热备用状态，因而必须保证系统直接冷凝设备有少量蒸汽流动，在运行中其流量调节阀开度往往大于实际需要。一些垃圾电厂选择机组功率偏小，在设备正常运行时，将热力系统多余蒸汽直接冷却。供直接冷凝器蒸汽非但不作功，反而需耗能冷却，产生电能损失和热能直接冷凝损失。
6.锅炉排污的热能损失。垃圾锅炉在运行中，为使炉水含盐量控制在允许范围内，在运行中采用排除一部分炉水，以放走一部分盐分和炉水中渣、垢，代之以较清洁给水，这种方式称之为锅炉排污。锅炉排污水是压力较高的饱和水，可以进行减压，分离一些参数较低的蒸汽予以利用。
提高垃圾焚烧发电厂热能转换效率几个途径：
1．择合适炉型，提高锅炉热效率。根锯各地生活垃圾不同特性，对生活垃圾焚烧锅炉选择的基本要求是，入炉垃圾实现完全焚烧，在焚烧炉床上完成失水、燃烧、燃烬全部过程；锅炉燃烧温度850-950℃；不投助燃用油能实现稳定燃烧；炉渣热灼减率＜4.5%；新建垃圾焚烧锅炉热效率应大于70%。
2.尽量少用价格昂贵的耐高温腐蚀金属材料前提下，依据生活垃圾焚烧设施的规模，选择合适发电工质参数，以降低整体焚烧译备造价并尽可能提高热——电能转换效率。垃圾发电厂属于小型热力发电厂，发电工质提高压力需提高热力设备承庄等级。过高温度需采用价格昂贵的耐高温腐蚀金属材料制造过热器，其整体经济效益不一定经济。因而，一定要测算出设备投入——产出效能比较并与汽轮发电机组相匹配，优选最佳方案。目前国内外大中型垃圾发电厂常选用发电工质参数为4.0MPa/400℃过热蒸汽，发电汽耗率小于6.0kg/kWh。2003年建成的温州第二座垃圾发电厂，采用国产垃圾焚烧锅炉，其蒸汽参数为3.9Mpa/450t，发电汽耗率已接近5.0kg/kWh。已达到当代垃圾电厂国际先进水平。
3.优化、完善热力系统。减少全厂热力系统损失，除考虑对外供热用户供汽能力外，要求机组发电能力与全部运行锅炉最大供汽量相适应。在正常运行工况下，垃圾锅炉产生的蒸汽全部用于供热和供汽轮发电机组发电，不允许出现热力系统蒸汽直接旁路冷却工况，以尽可能利用垃圾焚烧锅炉提供热能。
4.选择抽汽机组，减少发电工质冷源损失。垃圾电厂热力系统的除氧器、蒸汽式空气预热器和低压给水加热器是用汽量基本恒定的热用户。选用抽汽机组意义是将汽轮机高压段作过功部分蒸汽抽出供热力系统混合式加热器（热力除氧器）表面式加热器（低压给水加热器、蒸汽式空气预热器等）用于给水除氧、加热锅炉给水和助燃空气。从热能利用角度来讲，这部分热能除极少部分管道、热力设备效率损失外，基本上避免了冷源损失。一般发电工质采用次中参数以上，单机容量在3000KW以上的垃圾电厂应选用抽汽——凝汽式汽轮机组，对本厂热力系统蒸汽式空气预热器、除氧器和低压给水加热器采取多级抽汽供系统回热循环。其中一段抽汽参数较高，供蒸汽式助燃空气预热器，作功后背压进除氧器；二段和二段抽汽供除氧器和低压给水加热器，可有效减少发电设备的冷源损失。从热力发电厂意义来看，垃圾电厂仍属于小型火力发电厂，抽汽级数不宜过多，以免造成垃圾电厂热力系统过于复杂，反而不利于系统管理和运行，