垃圾焚烧发电厂节能研究

孔令棚

【摘 要】在当今能源紧张的时代，垃圾焚烧发电成为一种新的清洁能源发电方式，发展前景尤为可观。垃圾焚烧发电技术得到国家政策的支持，技术逐渐走向成熟，国内外已经有不少成功的案例。垃圾焚烧发电厂在发电的同时，耗能也相当大。针对垃圾焚烧发电耗能大的缺点，本文对厂内照明、线损、变压器等进行研究，通过计算选出合理的方案，提出节能的措施，实现可靠高效的供电，降低损耗，节约电能。

【关键词】垃圾焚烧;发电;节能;研究

中图分类号： TM619 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）18-0135-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.18.064

Research on Energy Saving of Waste Incineration Power Plant

KONG Ling-peng

（School of Electrical Engineering， Guangzhou Guangdong 510800， China）

【Abstract】In todays era of energy shortage， garbage incineration power generation has become a new clean energy power generation method， with a particularly promising development prospect. Garbage incineration power generation technology is supported by national policies， and the technology is gradually maturing. There have been many successful cases at home and abroad. Waste incineration power plants consume considerable energy while generating electricity. Aiming at the disadvantage of large energy consumption in waste incineration power generation， this paper studies the lighting， line loss and transformer in the plant， selects a reasonable scheme through calculation and puts forward energy-saving measures to realize reliable and efficient power supply， reduce loss and save electric energy.

【Key words】Waste incineration; Power generation; Energy saving; Research

0 引言

我国人口众多，也是垃圾产生大国。据相关调查，我国每年垃圾生产量大于两亿吨。妥善处理垃圾关系到我们的生产和生活，需一个合理的处理方式解决人们日益增长的垃圾和生活环境之间的平衡。垃圾焚烧发电作为一种废物利用的发电技术，不仅可以使废物垃圾得到有效处理，还可以解决日益增长的用电需求。垃圾焚烧发电作为清洁能源发电，在如今资源枯竭的时代，必将成为新兴的朝阳产业，清洁能源发电是可持续发展方针的重要内容。但垃圾焚烧发电厂也是耗能的产业，本文通过对垃圾焚烧发电的工艺流程、负荷计算，提出垃圾焚烧发电厂的几种节能研究措施。

1 垃圾焚烧发电工艺流程

垃圾焚烧发电厂是将城市的垃圾收集起来，汇集到垃圾存储池中，经过搅拌和压缩，再用吊车将垃圾放进焚烧炉的供料机口。垃圾池将剩下的渗沥液含有有害的污染物和重金属元素，通过污水接口无害化处理。垃圾在焚烧炉中燃烧产生的高温烟气，经过处理后进入余热锅炉。通过加热余热锅炉，产生的过热蒸气带动汽轮发电机组发电。控制汽轮机的导页开度，来控制进汽量推动汽轮机运转，进而控制发电。垃圾焚烧发电流程如图1所示。

2 负荷计算

2.1 负荷计算的方法

电力供配电系统的运行稳定性和经济性，需要正确选择设备的类型和容量，因此需要对电力负荷进行计算。电力负荷分为几种，其中一级负荷属于断电会危及到人身安全，造成经济重大损失的负荷，如引风机，送风机，给水泵等;二级负荷属于断电会影响人民正常活动，造成工业大量减产的负荷，如消防用电等。负荷计算通常采用需要系数法，见式1所示。

式中，Kd为需要系数;Pc为计算负荷;Pe为设备容量。

对于多种负荷类型的，应该根据负荷的类型分为多组，先求出每组单独的计算负荷，再将各组的计算负荷相加。

2.2 本工程的负荷计算

本工程的负荷计算主要是厂用电负荷的计算。属于同一台锅炉的，同组汽轮机的厂用负荷都接在同一段厂用电母线上，该段母线由本组发电机组供电。厂用电负荷可以分为两条处理线的单独负荷和公用负荷。第一条工艺处理线的负荷由第一段厂用电母线供电，第二條工艺处理线由第二段厂用电母线供电，公共负荷由第三段厂用电母线供电。负荷计算应该按照单组设备和多组设备分别进行计算。除了鼓风机功率差较大外，选用10kV的电压等级以外，其他设备采用0.4kV厂用电压等级。取同时系数=0.9，需要系数通过查表可得，厂用电负荷计算表见表1所示。

3 节能研究

对于我国人口众多，能源日益枯竭的国情，节约用电可以减少能源损失和缓解用电紧张的问题。在垃圾焚烧发电厂，电力系统节能设计可以减少电能损耗，降低运行费用。垃圾焚烧发电厂实现节能供配电，将提高整体的经济效益，实现高效绿色的发电模式。

3.1 照明节能

圾焚烧发电厂的厂房和供配电室选择使用寿命长和效率较高的照明光源。不同场所可以选择不同的光源，公共场所如楼梯走廊可以采用LED灯，厂房可以使用钪钠型金属卤化物灯，控制室和办公室区域可以使用T5荧光灯。在对美观要求较低的场所可选择敞开式的灯具，如配电房。在环境恶劣和比较潮湿的环境下应该装设有透光能力较强的防护罩，如在排放物处理系统等。垃圾焚烧发电厂的照明通常要求灯具带有节能型电感镇流器和电容补偿装置，以提高它的功率因数。根据相关规定，照明的密度值不应过大或过小，应符合下表2所示的规定，如果高于或者低于规定值应对照明功率密度值进行提高或降低。

对于室外区域可以设置光敏控制方式，根据实际的光亮程度自动控制灯具的通断。对于夜间较少人员走动的区域可以设置声光控制，室内照明要充分利用自然光，也可以采取一些调光调压的自动控制措施。照明开关的合理设计也能减少电能的浪费。开关布置不恰当会出现电压短时的骤升，产生一些周期性的电能浪费，要根据线路，合理地设置开关位置，提高节能灯具的应用效果。对于人员活动频繁的场所，设置不同的控制开关对灯具进行分组控制，对于配电房和控制室，一般设置在门口够得着的地方，对于走廊，可以设置一组双控开关，保证走廊两头都可以在离开时随手关灯，避免浪费。

3.2 降低线路、网损

在供配电系统中，选择合适的线路，降低线路网络的损耗。首先要正确选择导线的截面积，导线的截面积不能过大，否则将加大投资成本，也不能过小，否则将影响供电的可靠性和电能的质量。根据公式P=I2R，要降低线路的损耗就要降低导线中的电阻值，选择导线中导体的电阻率低的，如选用铜导体。更换绝缘老化的供配电导线，减少漏电流损耗，更换截面积较大的导线，减少电阻引起的损耗，保持导线表面的清洁，减少电晕损耗。

在供配电系统中，提高用户负荷的功率因数可以减少无功功率的输送，降低线损率。本工程的厂用电负荷采用并联电容器就地补偿装置，可以降低网路的损耗和提高电压质量。将老化和效率低的电气设备更换成节能高效的设备，在有条件的情况下，可以使厂用负荷由异步电动机改为同步电动机，提高功率因数。

3.3 变压器的经济运行

变压器的型号和容量都会影响到变压器的经济运行。在供配电系统设计中，在满足负荷和运行条件下，要尽可能降低设备损耗。变压器作为重要的电力设备，选型尤为重要，在设计中应该选择损耗低，节能的电力变压器。变压器可以分为干式变压器和油浸式变压器，干式变压器的优点是噪音小，体积较小，损耗低，运行可靠性高，安装方便，无油化等。主要的型号有SC型和SC（B），目前应用得很广泛。变压器容量选得太大，将会增加投资，增加电能损耗，占用较大的面积，不能达到最大利用率。容量选得小将满足不了所接负荷的要求，导致功率输送不足。经济负荷系数越小，变压器越节能，目前，经济负荷系数大约在68%左右比较符合我国现阶段的国情。变压器的经济负荷和经济负荷系数的具体算法如下列所示。变压器总有功损耗ΔP：

变压器所接负荷S，变压器空载有功损耗ΔP0，变压器负载有功损耗ΔPK，变压器空载无功损耗ΔQ0，变压器负载无功损耗ΔQK，额定容量SN。

3.4 厂房布置优化

厂房的优化布置关系到整个项目的投资成本，合理布置可以减少用地面积，提高用地的效率，降低电能损耗。设计将垃圾焚烧发电处理工艺线划分为多个模块，如集控室，锅炉燃烧房，垃圾输送线，发电机房等几个模块，使得布置合理，节约连接的管线，缩短工程工期，降低项目的工程造价。优化平面布置，尽可能利用厂房的空间，减少建筑材料和管道电缆等材料，同时在厂房优化布置的情况下，需要考虑预留足够的空间供检修和安全通道。

3.5 企业节能管理

企业节能管理也是垃圾焚烧发电厂节能措施的一个重要方面，从检修管理，设备管理，运行方式，运行参数优化，基层人员意识等进行节能管理，应建立完善的管理制度规定，从基层员工抓起，把责任落实到具体每个人，提高工作人员的节能意识，制定相关的奖罚制度，提高员工的主动性和积极性。厂内每个季度制定节能降耗指标任务，开展节能分析，对设备损耗指标和运行经济指标进行评估。优化厂用电系统的运行方式，如脱硫系统，给补水系统，灰渣处理系统，排水系统的技改优化方案，降低电能的损耗。强化管理制度的执行，确保节能措施落实到位，及时对设备进行检修，减少设备停机几率，实现长期安全可靠稳定的运行和节能最优。各部门应该紧密沟通，财务管理部门积极参加到工程管理方面，从财务的角度发现存在的问题和不足，严格把关经济铺张浪费的现象。人力资源部门要制定合理的人力安排方案，对人手方面和工作模式进行合理调整，保证没有多余的人力物力，实现最经济模式。多开展厂内节能减耗的竞赛活动，奖励与考核同时进行，充分调动工作人员的积极性。

4 结语

本文通过分析垃圾焚烧发电的工艺流程，负荷容量计算，节能计算等，对垃圾焚烧发电厂能耗进行研究。垃圾焚烧发电厂耗能较大，合理设计保证了运行的可靠性和经济效益，同时也节约能源。本文通过对垃圾负荷计算、能耗研究，为类似工程設计提供参考。

【参考文献】

[1]朱万浩.基于PLC和上位机的污水处理监控系统设计[D].华南理工大学，2017.

[2]赵志营.基于DCS的垃圾焚烧炉排炉自动燃烧控制系统设计与实现[D].东南大学，2017.