垃圾发电技术现状与发展前景研究

吴浩?黄杰

摘要：本文将主要介绍我国城市垃圾问题及垃圾发电技术现状，并以此为前提，明确垃圾焚烧关键技术设备情况，据此提出制约我国垃圾焚烧发电发展的因素，为垃圾焚烧发电工作的发展指明发展前景，让垃圾发电得以迈向市场化发展道路。

关键词：垃圾发电技术;现状;发展前景

引言：

国民经济的持续发展也因此推动了城市工业化进程的发展，带来了严重的生活环境污染问题。现阶段，我国城市人均垃圾产量可达400千克，主要城市中的年垃圾产量可达1.5亿吨，由于城市工业垃圾和生活垃圾数量相对较多，为了让垃圾的利用率得以充分提升，要求相关人员妥善利用城市工业垃圾和生活垃圾，同时，构建垃圾焚烧锅炉，充分发挥锅炉的燃烧热量优势，并进行发电，以充分缓解城市垃圾污染，达到良好的环境保护效果。

1、我国垃圾焚烧发电技术现状

我国早在1985年开始便已经初步引进了垃圾焚烧热电技术，且该项技术发展速度相对较快。在国民经济持续提升的背景下，城市燃料结构已经发生了不同程度的变化，且相应提升了垃圾热值和垃圾产量，让人们越发关注垃圾焚烧发电技术。现阶段，随着各类先进技术引进力度的不断提升，我国已经初步建设了国产化的垃圾焚烧锅炉设备，可以将其作为主要的垃圾处理设备，可以实现无害化的垃圾处理，表现出较为突出的经济和社会效益。同时，相比于进口设备，此类设备在安装、培训、备件等领域中的投入成本都持续降低。

目前，我国许多城市，如北京、常州、苏州等城市都已经初步建立了垃圾电站，而北京地区的垃圾发电项目也已经被国家计委正式批复，该项目位于朝阳区高安屯内，预计在不久的将来，该座垃圾场将成为我国规模最大的垃圾发电站，其年发电量甚至可以达到136GW·h[1]。

2、垃圾发电技术简介

2.1 工艺流程

何谓垃圾发电技术？也即充分利用垃圾在焚烧过程中所释放出来的燃烧热能，进行水加热处理，以获取所需的过热蒸汽，同时，利用过热蒸汽作用，带动汽轮机做功，以加快发電机的发电过程。通常可以将垃圾发电的主要工艺环节概括如下：

首先，要求针对垃圾进行预处理;其次，要求积极开展垃圾运输，并将其向锅炉中运输;再次，在锅炉中进行垃圾焚烧，使其得以保持稳定的燃烧状态;最后，要求充分利用蒸汽作用，推动汽轮机作用，使其得以带动发电机发电。

2.2 垃圾焚烧锅炉

现阶段，我国应用最多的垃圾焚烧废料锅炉主要包含机械式层燃炉排焚烧炉、旋转窑型和循环流化床焚烧炉等几种形式，而其中尤以层燃垃圾焚烧技术的发展速度最快，也最趋近于成熟。锅炉设备普遍具有工作稳定性高、设备体积规模小及操作便捷等优势，而在层燃垃圾焚烧锅炉中主要含有往复推饲炉排、链条炉排及辊式炉排等层燃装置。

2.2.1 辊式炉排垃圾焚烧锅

这是一种具有高度代表性的垃圾焚烧锅炉，此类锅炉的额定蒸发量和蒸汽压力通常为10t/h，而其中的饱和蒸汽温度则可以达到194°C，同时，锅炉本体装置为双锅筒纵置式结构。炉排的主要构成结构为连续倾斜安装的辊子，而其中每个辊子结构内部都含有相对独立的传动机构，可以实现独立化的转速调节，需要利用弹簧进行垃圾喂给，并将其作为主要的燃料，向给料机中进行供给。需要分别沿不同的转速进行辊轮控制，使其得以按照不同的转速进行缓慢转动，让垃圾得以结合相应的速度要求实现缓慢移动，并不断从上一个辊子移动到后面的辊子中，争取在辊子移动的过程中实现翻松处理，以促进整体炉排垃圾的充分燃烧。要求在每个辊子结构下端配备一个可以自由调节风量的风箱。一次箱普遍由辊子下端所吹而来，同时，由于辊子始终保持在转动状态，可能由于垃圾燃烧而导致受热辊子实现充分冷却，也不会因为温度过高而导致辊子结构发生损坏，为此，可以使用铸铁材料进行制作。

针对锅炉整体结构进行划分，并将其分成双锅筒纵置式水管锅炉结构，其中6个辊子都可以构成炉排上部，以形成燃烧室。位于锅炉装置上端的3排辊子上部结构均为炉膛，其上端为燃尽室，在该装置结构四周均含有水冷壁装置，且在其中部下端分布有中间烟室，至于上锅筒后端，则是布置在上下锅筒之间的对流管束组。在垃圾燃烧过程中所产生的烟气可以依次经由燃尽室、中间烟室及对流管束等装置，并最后经由省煤器从锅炉中排放。

2.2.2 循环流化床型焚烧锅炉

此类锅炉的燃烧效率普遍相对较高，且可以充分适应高水分垃圾焚烧，其燃烧热值相对较低，其可以将炉内温度始终保持在850℃以上。一般而言，循环流化床中的锅炉进料口主要处于燃烧区中部位置处，且多位于物料内循环的下降区域内，需要将物料降低到床底部位置，使其得以与空气实现充分混合，以相应延长垃圾的炉内焚烧时间，促进垃圾分解，使其中的有害物质得以充分转化。循环流化床锅炉是十分有效的一种垃圾焚烧处理形式，且有着多种应用优势，然而，由于受到研制技术水平的限制，导致炉型规模普遍相对较小，相信随着技术发展水平的不断提升，这一锅炉必将迎来更为光明的应用前景。

2.2.3 旋转窑型焚烧炉

利用此类装置可以实现对于不同类型垃圾的充分处理，以全面焚烧工业废料，需要将焚烧垃圾长时间放置于窑内高温段之中，让其中的垃圾得以充分燃烧，以全面清除其中的有害物质[2]。

3、我国垃圾焚烧发电前景

现阶段，我国城市垃圾焚烧发电技术已经得到了充分优化，且已经初步具备一定的发电技术经验。随着垃圾产量的不断增加，城市垃圾问题已经逐渐成为制约我国城市发展的公害，要求充分利用垃圾焚烧过程中所产生的热量实现发电，以争取更佳的垃圾处理效果，并予以深度推广。我国现有超过2000个县级以上城市，且大中城市数量众多，若在各个县级城市中构建热电站装置，则要求在各个大中城市中分别构建2个以上的热电站，以实现高效的垃圾处理。然而，垃圾发电站建设并非一蹴而就，因此，需要循序渐进，在部分发达城市及省级以上城市中构建垃圾发电站[3]。

结语：综上所述，我国垃圾焚烧发电机技术目前仍然有待优化，要求积极探索更为高效合理的垃圾焚烧发电技术方案，方可切实推动我国垃圾焚烧事业的发展。

参考文献：

[1]董亚楠，袁文祥，毕蕾，李海燕. 中国—非洲生活垃圾发电技术转移分析[J]. 资源节约与环保，2019（02）：47-49.

[2]保继栋，朱晓蕾. 我国新能源技术竞争态势分析研究——以垃圾发电技术领域为例[J]. 中国建材科技，2019，28（02）：23-24.

[3]龚维婷. 垃圾发电技术现状与发展前景研究[J]. 黑龙江科学，2019，10（18）：154-155.511EF19E-57E9-4884-A05F-DD551245311F