城市垃圾焚烧发电蒸汽系统技术分析

摘要：随着我国城市化的逐步提高，伴随着城市人口激增一系列的城市问题也逐渐的显现出来，尤其是城市垃圾处理的问题，严重影响着城市居民的生产生活。如何保证将城市垃圾的数量减少并且尽可能地将城市垃圾转变为人们可以利用的资源，这是值得人们关注与研究的。目前，城市垃圾焚烧发电已经成为了城市垃圾处理的重要手段，因此本文笔者将结合多年的工作经历以及在垃圾焚烧发电领域的研究，对垃圾焚烧发电蒸汽系统技术进行详细的分析探讨。

关键词：城市；垃圾焚烧发电；蒸汽系统；技术分析

2002年1月宁波枫林绿色能源开发有限公司设计建设的垃圾焚烧发电厂正式投产运营，这是我国第一家大型的、规范化的垃圾焚烧发电厂，其生产、运营状况以及为社会带来的环境效益引起了社会各方面的关注。由于垃圾焚烧发电厂具有其特殊的运行特点，因此与常规的火力发电厂不同的是：垃圾焚烧发电厂不仅需要常规的蒸汽系统，还需要考虑到汽水旁路系统以及与垃圾焚烧发电与之对应的电厂工作方式。这是垃圾焚烧发电系统最为主要的技术特点，同时也是与常规发电方式的主要区分指标。

一、汽水旁路系统的主要构成以及技术特点

垃圾焚烧发电厂在运行的过程中要求做到停机不停炉，因此针对垃圾焚烧发电厂的该技术特点，汽轮机系统要考虑设置合理高效的旁路系统。目前，垃圾焚烧发电技术领域多采用的是以下两种汽轮机旁路系统：一种是旁路减温减压器与汽轮机及旁路公共凝汽器配合使用，另一种是旁路减温减压器与旁路高压凝汽器配合使用。

（一）旁路减温减压器与汽轮机及旁路公共凝汽器配合使用的技术特点

旁路减温减压器与汽轮机及旁路公共凝汽器配合使用的汽水旁路系统主要用于安装有2台以上汽轮机的垃圾焚烧发电厂。采用这种汽水旁路系统可以保证任何一台汽轮机停机工作时，而锅炉仍然可以在额定的负荷下工作，同时另一台正在运行的汽轮机为保证提高发电量应适量的增加进汽量，同时多余的新蒸汽从汽轮机旁路系统排入凝汽器。该旁路系统的主要组成成分为减温水系统、低负荷减温减压系统与旁路减温减压系统等，新产生的蒸汽通过减温减压系统进入凝汽器，在蒸汽进入凝汽器后，凝汽器设备内的压力会相应提高，可能压力值会是常规运行的数倍，因此这时虽需要的冷却水与设备内的冷却面积也会大幅度的提高。除此之外，还有需要设置低负荷减温减压系统，当汽轮机停机后，新产生的蒸汽再通过减温减压装置后分成两路，一路进入空气预热器用于加热空气，另一路进入除氧器作为加热蒸汽，其主要作用是加热。

这种汽水旁路系统具有系统简单、配套设备少、节省占地面积、与之对应的凝结水系统与循环冷却水系统结构也相对简单、日常维护费用较低等。但是同时该系统也具有一定的局限性，由于冷凝器所承受的压力可能高于正常压力值的数倍，并且所需的冷凝水较多，一些设备需要进行特殊的加工制作，因此对于设备的设计与制造有着较高的要求。

（二）旁路减温减压器与旁路高压凝汽器配合使用的技术特点

与上面说到的旁路减温减压器与汽轮机及旁路公共凝汽器系统相比较，这一系统的构成更加的复杂，除了上一种汽轮机旁路系统相同的旁路减温减压系统、低负荷减温减压系统与减温水系统之外，还要设置与该系统对应配套的其他设备，包括：旁路凝结水系统以及射水抽气系统。该系统主要的工作原理如下：当汽轮机停止工作时，焚烧炉依旧保持额定的功率继续保持运行这是焚烧炉新产生的蒸汽直接通过减温减压器进入高压凝汽器，蒸汽在凝汽器中冷凝形成冷凝水，然会再进入凝结水母管，最终进入除氧器。该系统当汽轮机停机时，低负荷减温减压器同步开启，新产生的蒸汽通过上述步骤分别用于焚烧炉级空气预热器与锅炉给水加热与焚烧炉，这样可以保证在停机状态时，焚烧发电系统的各个部分都正常的运行。

该系统可以保证旁路系统一直处于热备用状态，意味着当焚烧发电系统汽轮机发生故障时，该旁路系统转换为运行状态所需要的时间极少，并且其转换时间与其统计负荷由100%转至为0的时间几乎同步，同时该旁路系统可以针对汽轮机的运行负荷进行适度的调节，从而该系统的运行是非常的可靠的，并且相对更有保证。但是该汽轮机旁路系统的缺点也是非常的显而易见，该系统需要非常多的与之配套的设备，因此该系统的设备安装方案非常复杂，并且由于设备数量的增多，系统出现故障的几率也会大幅度的增加，因此日常维护的费用也相对较高，这些缺陷都是难以避免的。

（三）两种汽轮机旁路系统的比较

文章上面详细阐述了旁路减温减压器与汽轮机及旁路公共凝汽器配合使用与旁路减温减压器与旁路高压凝汽器配合使用的两种汽轮机旁路系统的设计方案的主要的组成设备、工作原理与优缺点。下面将对两种系统进行详细的比较：旁路减温减压器与汽轮机及旁路公共凝汽器配合使用的汽轮机旁路系统所需设备较少，结构相对简单，设备占地面积少，但是其主要设备需要承受非常大的蒸汽压力，因此许多设备的关键位置需要特殊设计，对设计与制造的工艺要求较高，从目前的情况来看，我国很难达到这样的设计制造标准；旁路高压凝汽器配合使用的汽轮机旁路系统对于设备的制作工艺要求较低，虽然设备数量较多并且占地面积较大，但是其系统运行相对更有保障。总体来说，第二种系统的投资相对较低并且运行也相对有保障，因此第二种汽轮机旁路系统更加符合我国国情。

二、汽水系统的运行方式以及技术分析

（一）二台焚烧炉与余热锅炉

二台焚烧炉与余热锅炉的汽水系统可以保证在额定功率以及正常负荷波动的情况下保证运行，焚烧炉焚烧垃圾产生的热量传输入余热锅炉，余热锅炉驱动汽轮机将热能转化为电能，机组可以在正常的运行范围内尽可能多的发电，从而保证经济效益。当发电系统保证以额定功率发电或者发电功率在一定的正常范围内波动的情况下，所发电量可以送入电网机组。

（二）汽轮机停机，汽水旁路系统运行

当汽轮机停止运行时，关闭汽轮机的主气阀，调节汽水旁路系统的气阀，是汽水旁路系统投入运行。在该运行方式下，焚烧垃圾产生的热蒸汽一部分进入空气预热器，经过空气加热后，排入全场的输水系统；另一部分热蒸汽进入除氧器，用于加热余热锅炉给水。

（三）厂用电孤岛运行

当汽轮机与汽水旁路系统同时运行的情况下，汽轮机降低负荷，垃圾焚烧发电系统产生的电量仅仅满足发电厂的用电，其主要的操作是通过调节汽轮机的主气阀，降低汽轮机的发电功率，使其发电功率恰好等于全厂的用电功率，多余的热蒸汽通过调整汽水旁路系统的主气阀使其进入汽水旁路系统进行处理。由于汽轮机低负荷运行时，汽轮机内部的压力非常的低，因此同步开启旁路系统的低负荷减温减压系统，保证系统的压力平衡。

三、总结

目前，垃圾焚烧发电技术在我国经历了近二十年的发展已经相对完善，为未来我国各地区建立垃圾焚烧发电厂提供了重要的技术保障。我国各地应依据当地的经济发展状况等实际条件选用合理的垃圾焚烧发电技术的各设备系统，以求实现经济利益最大化与环境保护最大化。垃圾焚烧发电系统不仅极大的解决了城市垃圾过剩的状况，为我国城镇化减轻压力，其运行所产生的电量还为社会带来了巨大经济效益，解决了部分地区的用电紧张问题，同时与之配套的其配套的生产模式为社会提供了大量的就业岗位，因此垃圾焚烧发电技术对于我国建设环境友好型社会、促进我国社会经济发展与基础设施建设有着重要的意义。

参考文献：

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