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生活垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電量提升因素分析
發(fā)布時間:2019-09-20 來源:海螺創(chuàng)業(yè)

? ? 摘要:目前,焚燒是一種重要的生活垃圾處理方法,在我國許多城市得到了應(yīng)用,焚燒垃圾的同時兼?zhèn)浒l(fā)電上網(wǎng)效益,是一種非常貼合我國國情的垃圾處理方式.近年來生活垃圾焚燒噸發(fā)電量提升迅猛,主要剖析了生活垃圾焚燒發(fā)電廠噸發(fā)電量關(guān)鍵因素,希望對今后工作有所幫助.

? ? 我國生活垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的噸垃圾上網(wǎng)電量均值在2011~2018年間提升42kW·h。按照全年上網(wǎng)電量/年入廠垃圾量作為計算指標(biāo),2018年垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)平均噸上網(wǎng)電量均值為283kW·h,較2011年時提升了16%。深圳能源環(huán)保噸上網(wǎng)電量從2010 年的227kW·h 提升到2018年的293kW·h,噸上網(wǎng)電量提升達(dá)66kW·h。噸上網(wǎng)電量的主要影響因素比較多,但是核心原因在于入爐生活垃圾熱值提升以及垃圾焚燒技術(shù)工藝明顯改善。其中,生活垃圾熱值是帶動垃圾焚燒噸發(fā)電量提升的關(guān)鍵因素;技術(shù)工藝進(jìn)步是噸發(fā)電量提升的重要補充。

? ? 1 生活垃圾熱值提高是噸發(fā)電量提升的主要原因

? ? 近年來垃圾焚燒企業(yè)噸上網(wǎng)電量有較明顯的提升趨勢。行業(yè)普遍出現(xiàn)噸發(fā)電量提升,而大規(guī)模企業(yè)提升尤其明顯,其他主要垃圾焚燒上市企業(yè)近兩三年來噸上網(wǎng)電量也均有較明顯提升。

? ? 1)生活垃圾熱值是影響垃圾焚燒噸發(fā)電量關(guān)鍵因素之一,輕質(zhì)可燃組分(主要包括紙類、織物、塑料)含量的多少對生活垃圾熱值具有決定性影響。2)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),生活垃圾熱值一般較高,在我國的珠三角、長三角、京津地區(qū)都有噸上網(wǎng)電量相當(dāng)高的項目。珠三角:粵豐環(huán)保已經(jīng)投運項目主要位于廣東東莞,自2011年以來噸上網(wǎng)電量就高于340kW·h,2018年噸上網(wǎng)電量達(dá)365kW·h;深能環(huán)保投運項目主要在廣東深圳,噸上網(wǎng)電量也一直保持在315kW·h以上;康恒環(huán)境已投運項目目前在珠海以及寧波,2018年噸上網(wǎng)電量均值達(dá)324kW·h。長三角:偉明環(huán)保已投運項目目前主要位于浙江,2018年噸上網(wǎng)電量均值達(dá)303kW·h;旺能環(huán)境主要項目位于浙江,噸上網(wǎng)電量在260kW·h左右,與其部分項目供熱以及部分項目是流化床技術(shù)有關(guān);上海環(huán)境運營項目主要位于上海,噸上網(wǎng)電量接近300kW·h。京津冀:泰達(dá)環(huán)保運營項目主要位于天津、大連等地,2018年噸上網(wǎng)電量300kW·h以上。北控環(huán)境運營項目主要位于北京和全國其他區(qū)域,噸上網(wǎng)電量接近250kW·h。

? ? 3)垃圾分類收集推進(jìn)人民生活水平提高,使得城鎮(zhèn)生活垃圾噸熱值提升,帶來噸上網(wǎng)電量增加:

? ? (1)垃圾分類收集推進(jìn):剩余垃圾的水分含量會隨著生物質(zhì)垃圾分類率的提高而降低,以深圳為例,隨著生活垃圾分類的推進(jìn),廚余垃圾逐年減少,當(dāng)生物質(zhì)垃圾分類率為20%時,剩余垃圾的低位熱值將由4419kJ/kg升高5465kJ/kg;如果生物質(zhì)垃圾分類率達(dá)到39%,剩余垃圾的低位熱值將達(dá)到7000kJ/kg。

? ? (2) 人民生活水平提高使得生活垃圾熱值自然提升:在中國,垃圾中不燃物逐年降低和可燃物的逐年上升,熱值在過去十幾年間有較快的增長。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高,生活垃圾熱值有提升趨勢。生活垃圾熱值的高低取決于構(gòu)成垃圾的各種廢棄物性質(zhì)及其所占比例。對凈熱值有貢獻(xiàn)的主要是固定碳、水分和揮發(fā)分。固定碳主要成分為碳,其熱值為碳的燃燒熱;水分對熱值是負(fù)貢獻(xiàn),主要考慮其蒸發(fā)潛熱;而揮發(fā)分的熱值與垃圾中的塑膠份額有密切關(guān)系。其中輕質(zhì)可燃組分(主要包括紙類、織物、塑料)含量的多少對生活垃圾熱值具有決定性影響。雖然目前,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的垃圾焚燒項目噸發(fā)電量和噸上網(wǎng)電量已經(jīng)達(dá)到較高水平,但是對比發(fā)達(dá)國家,仍有較大提升空間。美國生活垃圾焚燒噸發(fā)電量在600kW·h以上,高噸發(fā)電量的背后是垃圾分類到位帶來的高熱值,美國生活垃圾熱值可達(dá)到我國目前平均水平的兩倍。在我國,垃圾分類收集的推進(jìn)及人民生活水平提高,使得城鎮(zhèn)生活垃圾噸熱值處于提升過程中,帶來噸上網(wǎng)電量的增加。

? ? 2 技術(shù)進(jìn)步也是帶動噸發(fā)電量數(shù)據(jù)提升的重要原因

? ? 爐排爐技術(shù)全面推廣,垃圾預(yù)處理、給料、分選和焚燒技術(shù)的進(jìn)步,以及垃圾焚燒裝備技術(shù)的提升,尤其是中溫次高壓蒸汽參數(shù)的垃圾焚燒鍋爐技術(shù)的應(yīng)用,帶來新建項目噸發(fā)電量的進(jìn)一步提升。

? ? 3 爐排爐較流化床技術(shù)噸上網(wǎng)電量高,而爐排爐技術(shù)在我國已成為主流

? ? 1)爐排爐在塊狀物料方面有著良好的處理效果,并且對垃圾前處理并無過高要求,因此,其儲料上料機(jī)制較為成熟并且十分簡單,借助爐排翻轉(zhuǎn),能夠使垃圾得到充分燃燒,在燃燒中,能夠添加固體或液體補充燃料進(jìn)行助燃,當(dāng)前,燃燒系統(tǒng)也日益成熟。另外,其除渣系統(tǒng)十分穩(wěn)定。在燃燒時能夠保持穩(wěn)定狀態(tài),控制便捷,通過光大國際、深能環(huán)保、綠色動力(爐排爐技術(shù))與錦江環(huán)境(硫化床技術(shù))對比,可以看出爐排爐技術(shù)比流化床技術(shù)噸上網(wǎng)電量有顯著優(yōu)勢。

? ? 2)2010年到2018年上半年,全國使用了流化床技術(shù)的項目產(chǎn)能占比已由49% 下降到21%。

? ? 4 中溫次高壓蒸汽鍋爐能夠促進(jìn)發(fā)電效率

? ? 余熱鍋爐的熱效益、運行成本、制造成本以及焚燒廠收益等均會受到蒸汽參數(shù)的直接影響,對于垃圾焚燒廠,一般會選用4.0MPa,400℃以及6.5MPa、450℃,5.3MPa、450℃作為余熱鍋爐的主要參數(shù)。李坑垃圾發(fā)電廠,是國內(nèi)首次將中溫次高壓工況技術(shù)應(yīng)用于余熱鍋爐中,對于比較以上兩種工況,是在外部條件確定的情況下,開展的簡略計算。在條件不同的情況下,其比率也會發(fā)生變化,然而對比趨勢并無明顯差異。對于售電收入,次高溫高壓的方案更具優(yōu)勢,然而其有著較高的鍋爐設(shè)備費用與運維費用,以25a運行的綜合情況分析,中溫次高壓有著良好的經(jīng)濟(jì)效果。因此,在我國新建的焚燒廠中,已經(jīng)開始推廣、使用6.5MPa、450℃,5.3MPa、450℃參數(shù)蒸汽鍋爐。當(dāng)前,通過在過熱器中應(yīng)用高鎳合金鋼等耐腐蝕材料,使得過熱器壽命得到有效延長,雖然,在一次性建設(shè)有著較高的投資成本,但是其有著良好的綜合效益,因此,該參數(shù)有著良好的應(yīng)用前景。

? ? 1)李坑一廠借助中溫超高壓技術(shù),在2017年的垃圾熱值已經(jīng)達(dá)到6900~7100kJ/kg,并且1t 垃圾的發(fā)電量達(dá)到350~360kWh。

? ? 2)深圳平湖垃圾焚燒廠一期通過中溫中壓技術(shù),其垃圾熱值已經(jīng)達(dá)到6 900kJ/kg,每噸垃圾垃圾發(fā)電量為290kW·h在垃圾熱值相近的情況下,比較當(dāng)前國內(nèi)垃圾焚燒廠用余熱鍋爐采用的蒸汽參數(shù)即中溫中壓參數(shù)(400℃,4MPa)和中溫次高壓參數(shù)(450℃,6.5MPa)下的發(fā)電量,表明蒸汽溫度越高,發(fā)電效率越高,中溫次高壓余熱鍋爐發(fā)電量增加17%。

? ? 5 結(jié)語

? ? 垃圾分類推進(jìn)及人民生活水平提高帶來生活垃圾熱值提升,以及焚燒發(fā)電技術(shù)進(jìn)步,使得行業(yè)普遍噸上網(wǎng)電量有較明顯的提升,給垃圾焚燒企業(yè)帶來發(fā)電收入的增加,和與之對應(yīng)的盈利改善,必將引領(lǐng)更多的企業(yè)進(jìn)入到垃圾焚燒發(fā)電的浪潮中,持續(xù)推進(jìn)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。