燃汽轮机

五大技术路径助推生活垃圾焚烧碳减排

发布时间:2022/9/2 17:36:22   

除了中温次高压参数的应用外,余热利用过程中增加了中间再热技术对热效率提升也有较为明显的效果。目前采用的再热方式主要由两种,一种是在荷兰AEB电厂采用的炉外饱和蒸汽加热方式,主蒸汽参数为13MPa、℃,再热蒸汽温度为℃;另一种是在江阴项目采用的炉内设置再热器的加热方式,主蒸汽参数为6.5MPa、℃,再热蒸汽温度为℃。第一种方式汽轮机通常采用分缸方式,高压缸部分采用高速汽轮机,高压缸排汽进入蒸汽式再热器再热后进入低压缸继续做功。第二种方式汽轮机可以采用分缸方式也可采用单缸方式。根据理论测算,第一种方式比第二种方式可提高机组热效率约2%~3%左右。而采用第二种再热方式,在采用中温次高压主蒸汽参数的条件下,再热机组比非再热机组可提高机组效率约1%~2%。尽管高参数余热利用技术能够带来更高的效率,但在提高主蒸汽参数时还需要统筹考虑汽机排汽湿度和锅炉防腐蚀的限制。

排烟热损失是垃圾焚烧炉的最主要热损失,排烟热损失主要与锅炉的排烟温度和焚烧炉的过量空气系数有关。当过量空气系数一定时,随着排烟温度的升高,排烟热损失逐渐增加,排烟温度每升高10℃,排烟热损失升高约0.9%。排烟温度一定时,过量空气系数增加,排烟量也增加,排烟热损失也相应增加。过量空气系数每增加0.1,排烟热损失增加约0.7%~0.9%。降低排烟热损失主要有降低排烟温度和降低过量空气系数两种措施。

由于生活垃圾焚烧烟气中SOx和HCl的浓度较高,过低的排烟温度容易对锅炉受热面造成低温腐蚀,为防止锅炉受热面的低温腐蚀,目前生活垃圾焚烧余热锅炉省煤器出口排烟温度一般在℃~℃之间。从上海环境众多已运行项目的实际运行情况来看,随着焚烧厂运行年限的增加,余热锅炉出口的排烟温度无法达到设计值,甚至高出设计值20℃~30℃。造成排烟温度过高的原因主要有两方面,第一,已投运焚烧厂设计热值较低,但随着垃圾分类在全国大范围推进,导致入炉垃圾热值远超设计热值,余热锅炉的受热面布置无法满足现有焚烧工况;第二,锅炉受热面的清灰效果无法达到设计要求,导致受热面换热效果不佳。对于已运行的焚烧项目可以通过增加水冷壁受热面、增加过热器等、改善清灰方式等改善排烟温度过高的问题,也可通过技改将排烟余热回收利用。

影响排烟热损失的另一个主要原因是锅炉出口的过量空气系数,焚烧炉出口过量空气系数一般控制在1.5左右。助燃空气以一次风和二次风/再循环风的形式进入炉膛。其中一次风以保障炉膛内垃圾层的充分转化为目的,二次风/再循环风则以强化气态可燃物湍流燃烧。一次风过量空气系数与垃圾热值有关,低热值垃圾所需的一次风过量空气系数一般较高,以保证床层中垃圾的燃烧反应确保垃圾干燥过程的顺利进行。可以通过提高一次风温度、改善炉膛配风、强化炉膛湍流等措施降低过量空气系数。荏原HPCC焚烧炉的烟气再循环技术,利用布袋除尘器出口烟气回流至焚烧炉喉部前后拱,通过高速喷入可在焚烧炉喉部形成强烈的湍流,有效降低焚烧炉出口过量空气系数,过量空气系数控制在1.3左右。



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