垃圾焚烧电厂一次风加热方式比较分析

陈宏伟

（宁波明州环境能源有限公司，浙江宁波315100）

垃圾焚烧电厂一次风加热方式比较分析

陈宏伟

（宁波明州环境能源有限公司，浙江宁波315100）

介绍了垃圾焚烧发电厂一次风预热系统，分析对比了蒸汽加热（SAH）、尾部烟气加热（GAH）、直接式加热（DAH）3种方式。通过分析认为采用DAH这种新型的加热方式将大大提高垃圾电厂的经济性，在处理有异味沼气同时，达到了资源的最大综合利用。

生活垃圾；焚烧；一次风；过热方式

1　一次风预热系统介绍

生活垃圾焚烧发电是垃圾资源化的最有效处理方式。为了保证低热值垃圾的顺利着火、充分燃烧和保证燃烧室温度，燃烧空气须经加热到一定温度后，再送人焚烧炉。如图1所示，一次风从垃圾坑上方抽取，经2段一次风空气预热器（采用蒸汽加热方式，I段采用汽机抽汽、II段采用过热蒸汽/汽包饱和抽汽）加热到合适的温度，同时汇合被空冷墙加热过的炉墙冷却风提高温度，形成一次风燃烧热空气，从各炉排底部以足够的压力供给焚烧炉炉膛内。

图1　一次风布风示意

2　3种加热方式的对比

为保证垃圾燃烧充分，最重要环节之一就是保证一次风的温度。实际操作中针对不同的进炉垃圾性质、垃圾热值、燃烧状况的变化，由自动燃烧控制软件（ACC）计算后，通过调节加热源及风量实时保证一次风的温度。

2.1采用蒸汽作为加热源（SAH）

一次风预热器普遍采用蒸汽-空气热交换方式。从能级上考虑，预热器I段加热普遍采用汽机抽汽加热，利用汽轮发电机组的一级抽汽（约300℃，1.0 MPa）将一次风由20℃加热至140℃。II段加热介质利用锅炉出口过热蒸汽（400℃，4.0 MPa）或汽包饱和蒸汽（256℃，4.4 MPa）将一次风由140℃加热至220℃。

2.2采用尾部烟气作为加热源（GAH）

空气预热系统也采用两级加热的方式，一级加热段采用蒸汽加热将常温空气（20℃）加热至120℃，加热热源来自汽机一抽（1.0 MPa，260℃）。二级加热段采用尾部烟气加热，将一级加热后的空气加热至180～260℃。

2.3采用其他加热源（DAH）

考虑到垃圾电厂经济性，为了节省高品质蒸汽的消耗，现在设计中也越来越多采用天然气或者沼气（由渗沥液处理产生）对一次风进行直接加热，提高一次风温度。通过在一次风机后部风道安装燃气燃烧器，直接把燃烧后的高温烟气对一次风冷风掺混加热，提高一次风温。

垃圾焚烧发电厂中沼气主要来自渗沥液处理系统厌氧过程中产生的废气。沼气主要由CH4、CO组成，还包括一些微量成分，其危害主要是加剧温室效应、发生爆炸和火灾等。沼气各成分体积分数为CH4约45%、CO约40%、N2约l0%、H2S＜0.5%；低位热值约18 MJ/m3。CH4具有很高的热值，通常其低位热值为l7.0～23.9 MJ/m3，其净化处理后是一种较理想的气体燃料。一般2 000 t/d的生活垃圾焚烧厂，其渗沥液处理系统产生的沼气量1 000 m3/h，沼气被送入除湿装置，除去沼气中的水分，再进入脱硫过滤装置，过滤出沼气中的颗粒杂质。最后通过压缩机送入高压沼气储罐，如采用纯发电形式，可能还需要脱硫。

焚烧厂渗沥液产生的沼气作为一种燃料，完全符合DAH对燃料的需求。

2.43种加热源的比较

就3种加热方式的投资、经济、安全性等进行比较，见表1。

表1　3种加热方式的比较

3　工程案例

某工程一次风空预器上游空气经过风道燃烧器的燃烧室被加热到下游工艺过程要求的温度。空气中的氧被燃料燃烧消耗掉一部分，大部分的新鲜空气与燃烧烟气混合进入下游炉膛中，如图2所示。

图2　直接式空预器布置

风道燃烧器可以燃用液体燃料轻油、重油、渣油等，或气体燃料天然气、液化石油气、人工煤气等，垃圾焚烧电厂可以考虑污水处理的厌氧罐出口沼气。

燃烧器主要技术参数见表2。风道燃烧器可以根据下游工艺要求调节燃烧负荷提供不同的烟气温度。

表2　燃烧器主要技术参数

4　结束语

随着垃圾焚烧发电厂处理能力大型化，污水处理等产生的沼气量也越来越多，将这部分沼气作为一次风加热器的热源，既能除掉有异味爆燃的气体，又能够加热一次风，节约蒸汽消耗。

Comparison of Heating Methods of Primary Air in Waste Incineration Power Plant

Chen Hongwei
（Ningbo Mingzhou Waste to Energy Co.Ltd.，NingboZhejiang315100）

Primany air preheating system used in waste incineration power plan was inrtoduced，and three kinds of heating methods steam-air heater（SAH），gas-air heater（GAH），direct-air heater（DAH）were analyzed and compared.According to the analysis，it is believed that DAH this new type of heating method will greatly improve the economic effect of waste incineration power plant.In thisway，it can achieve the maximum comprehensive utilization aswell.

municipal solid waste；incineration；primary air；heating method

X799.3；X705

A

1005-8206（2016）05-0036-02

2015-12-17

陈宏伟（1978—），高级工程师，主要从事垃圾焚烧发电技术管理工作。