垃圾焚燒發(fā)電廠節(jié)能研究

孔令棚

【摘 要】在當(dāng)今能源緊張的時(shí)代，垃圾焚燒發(fā)電成為一種新的清潔能源發(fā)電方式，發(fā)展前景尤為可觀。垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)得到國(guó)家政策的支持，技術(shù)逐漸走向成熟，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少成功的案例。垃圾焚燒發(fā)電廠在發(fā)電的同時(shí)，耗能也相當(dāng)大。針對(duì)垃圾焚燒發(fā)電耗能大的缺點(diǎn)，本文對(duì)廠內(nèi)照明、線損、變壓器等進(jìn)行研究，通過(guò)計(jì)算選出合理的方案，提出節(jié)能的措施，實(shí)現(xiàn)可靠高效的供電，降低損耗，節(jié)約電能。

【關(guān)鍵詞】垃圾焚燒;發(fā)電;節(jié)能;研究

中圖分類(lèi)號(hào)： TM619 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 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

我國(guó)人口眾多，也是垃圾產(chǎn)生大國(guó)。據(jù)相關(guān)調(diào)查，我國(guó)每年垃圾生產(chǎn)量大于兩億噸。妥善處理垃圾關(guān)系到我們的生產(chǎn)和生活，需一個(gè)合理的處理方式解決人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的垃圾和生活環(huán)境之間的平衡。垃圾焚燒發(fā)電作為一種廢物利用的發(fā)電技術(shù)，不僅可以使廢物垃圾得到有效處理，還可以解決日益增長(zhǎng)的用電需求。垃圾焚燒發(fā)電作為清潔能源發(fā)電，在如今資源枯竭的時(shí)代，必將成為新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，清潔能源發(fā)電是可持續(xù)發(fā)展方針的重要內(nèi)容。但垃圾焚燒發(fā)電廠也是耗能的產(chǎn)業(yè)，本文通過(guò)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程、負(fù)荷計(jì)算，提出垃圾焚燒發(fā)電廠的幾種節(jié)能研究措施。

1 垃圾焚燒發(fā)電工藝流程

垃圾焚燒發(fā)電廠是將城市的垃圾收集起來(lái)，匯集到垃圾存儲(chǔ)池中，經(jīng)過(guò)攪拌和壓縮，再用吊車(chē)將垃圾放進(jìn)焚燒爐的供料機(jī)口。垃圾池將剩下的滲瀝液含有有害的污染物和重金屬元素，通過(guò)污水接口無(wú)害化處理。垃圾在焚燒爐中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，?jīng)過(guò)處理后進(jìn)入余熱鍋爐。通過(guò)加熱余熱鍋爐，產(chǎn)生的過(guò)熱蒸氣帶動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電?？刂破啓C(jī)的導(dǎo)頁(yè)開(kāi)度，來(lái)控制進(jìn)汽量推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制發(fā)電。垃圾焚燒發(fā)電流程如圖1所示。

2 負(fù)荷計(jì)算

2.1 負(fù)荷計(jì)算的方法

電力供配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，需要正確選擇設(shè)備的類(lèi)型和容量，因此需要對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。電力負(fù)荷分為幾種，其中一級(jí)負(fù)荷屬于斷電會(huì)危及到人身安全，造成經(jīng)濟(jì)重大損失的負(fù)荷，如引風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)，給水泵等;二級(jí)負(fù)荷屬于斷電會(huì)影響人民正常活動(dòng)，造成工業(yè)大量減產(chǎn)的負(fù)荷，如消防用電等。負(fù)荷計(jì)算通常采用需要系數(shù)法，見(jiàn)式1所示。

式中，Kd為需要系數(shù);Pc為計(jì)算負(fù)荷;Pe為設(shè)備容量。

對(duì)于多種負(fù)荷類(lèi)型的，應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的類(lèi)型分為多組，先求出每組單獨(dú)的計(jì)算負(fù)荷，再將各組的計(jì)算負(fù)荷相加。

2.2 本工程的負(fù)荷計(jì)算

本工程的負(fù)荷計(jì)算主要是廠用電負(fù)荷的計(jì)算。屬于同一臺(tái)鍋爐的，同組汽輪機(jī)的廠用負(fù)荷都接在同一段廠用電母線上，該段母線由本組發(fā)電機(jī)組供電。廠用電負(fù)荷可以分為兩條處理線的單獨(dú)負(fù)荷和公用負(fù)荷。第一條工藝處理線的負(fù)荷由第一段廠用電母線供電，第二條工藝處理線由第二段廠用電母線供電，公共負(fù)荷由第三段廠用電母線供電。負(fù)荷計(jì)算應(yīng)該按照單組設(shè)備和多組設(shè)備分別進(jìn)行計(jì)算。除了鼓風(fēng)機(jī)功率差較大外，選用10kV的電壓等級(jí)以外，其他設(shè)備采用0.4kV廠用電壓等級(jí)。取同時(shí)系數(shù)=0.9，需要系數(shù)通過(guò)查表可得，廠用電負(fù)荷計(jì)算表見(jiàn)表1所示。

3 節(jié)能研究

對(duì)于我國(guó)人口眾多，能源日益枯竭的國(guó)情，節(jié)約用電可以減少能源損失和緩解用電緊張的問(wèn)題。在垃圾焚燒發(fā)電廠，電力系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)可以減少電能損耗，降低運(yùn)行費(fèi)用。垃圾焚燒發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能供配電，將提高整體的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)高效綠色的發(fā)電模式。

3.1 照明節(jié)能

圾焚燒發(fā)電廠的廠房和供配電室選擇使用壽命長(zhǎng)和效率較高的照明光源。不同場(chǎng)所可以選擇不同的光源，公共場(chǎng)所如樓梯走廊可以采用LED燈，廠房可以使用鈧鈉型金屬鹵化物燈，控制室和辦公室區(qū)域可以使用T5熒光燈。在對(duì)美觀要求較低的場(chǎng)所可選擇敞開(kāi)式的燈具，如配電房。在環(huán)境惡劣和比較潮濕的環(huán)境下應(yīng)該裝設(shè)有透光能力較強(qiáng)的防護(hù)罩，如在排放物處理系統(tǒng)等。垃圾焚燒發(fā)電廠的照明通常要求燈具帶有節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和電容補(bǔ)償裝置，以提高它的功率因數(shù)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，照明的密度值不應(yīng)過(guò)大或過(guò)小，應(yīng)符合下表2所示的規(guī)定，如果高于或者低于規(guī)定值應(yīng)對(duì)照明功率密度值進(jìn)行提高或降低。

對(duì)于室外區(qū)域可以設(shè)置光敏控制方式，根據(jù)實(shí)際的光亮程度自動(dòng)控制燈具的通斷。對(duì)于夜間較少人員走動(dòng)的區(qū)域可以設(shè)置聲光控制，室內(nèi)照明要充分利用自然光，也可以采取一些調(diào)光調(diào)壓的自動(dòng)控制措施。照明開(kāi)關(guān)的合理設(shè)計(jì)也能減少電能的浪費(fèi)。開(kāi)關(guān)布置不恰當(dāng)會(huì)出現(xiàn)電壓短時(shí)的驟升，產(chǎn)生一些周期性的電能浪費(fèi)，要根據(jù)線路，合理地設(shè)置開(kāi)關(guān)位置，提高節(jié)能燈具的應(yīng)用效果。對(duì)于人員活動(dòng)頻繁的場(chǎng)所，設(shè)置不同的控制開(kāi)關(guān)對(duì)燈具進(jìn)行分組控制，對(duì)于配電房和控制室，一般設(shè)置在門(mén)口夠得著的地方，對(duì)于走廊，可以設(shè)置一組雙控開(kāi)關(guān)，保證走廊兩頭都可以在離開(kāi)時(shí)隨手關(guān)燈，避免浪費(fèi)。

3.2 降低線路、網(wǎng)損

在供配電系統(tǒng)中，選擇合適的線路，降低線路網(wǎng)絡(luò)的損耗。首先要正確選擇導(dǎo)線的截面積，導(dǎo)線的截面積不能過(guò)大，否則將加大投資成本，也不能過(guò)小，否則將影響供電的可靠性和電能的質(zhì)量。根據(jù)公式P=I2R，要降低線路的損耗就要降低導(dǎo)線中的電阻值，選擇導(dǎo)線中導(dǎo)體的電阻率低的，如選用銅導(dǎo)體。更換絕緣老化的供配電導(dǎo)線，減少漏電流損耗，更換截面積較大的導(dǎo)線，減少電阻引起的損耗，保持導(dǎo)線表面的清潔，減少電暈損耗。

在供配電系統(tǒng)中，提高用戶(hù)負(fù)荷的功率因數(shù)可以減少無(wú)功功率的輸送，降低線損率。本工程的廠用電負(fù)荷采用并聯(lián)電容器就地補(bǔ)償裝置，可以降低網(wǎng)路的損耗和提高電壓質(zhì)量。將老化和效率低的電氣設(shè)備更換成節(jié)能高效的設(shè)備，在有條件的情況下，可以使廠用負(fù)荷由異步電動(dòng)機(jī)改為同步電動(dòng)機(jī)，提高功率因數(shù)。

3.3 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

變壓器的型號(hào)和容量都會(huì)影響到變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在滿(mǎn)足負(fù)荷和運(yùn)行條件下，要盡可能降低設(shè)備損耗。變壓器作為重要的電力設(shè)備，選型尤為重要，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該選擇損耗低，節(jié)能的電力變壓器。變壓器可以分為干式變壓器和油浸式變壓器，干式變壓器的優(yōu)點(diǎn)是噪音小，體積較小，損耗低，運(yùn)行可靠性高，安裝方便，無(wú)油化等。主要的型號(hào)有SC型和SC（B），目前應(yīng)用得很廣泛。變壓器容量選得太大，將會(huì)增加投資，增加電能損耗，占用較大的面積，不能達(dá)到最大利用率。容量選得小將滿(mǎn)足不了所接負(fù)荷的要求，導(dǎo)致功率輸送不足。經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)越小，變壓器越節(jié)能，目前，經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)大約在68%左右比較符合我國(guó)現(xiàn)階段的國(guó)情。變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷系數(shù)的具體算法如下列所示。變壓器總有功損耗ΔP：

變壓器所接負(fù)荷S，變壓器空載有功損耗ΔP0，變壓器負(fù)載有功損耗ΔPK，變壓器空載無(wú)功損耗ΔQ0，變壓器負(fù)載無(wú)功損耗ΔQK，額定容量SN。

3.4 廠房布置優(yōu)化

廠房的優(yōu)化布置關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目的投資成本，合理布置可以減少用地面積，提高用地的效率，降低電能損耗。設(shè)計(jì)將垃圾焚燒發(fā)電處理工藝線劃分為多個(gè)模塊，如集控室，鍋爐燃燒房，垃圾輸送線，發(fā)電機(jī)房等幾個(gè)模塊，使得布置合理，節(jié)約連接的管線，縮短工程工期，降低項(xiàng)目的工程造價(jià)。優(yōu)化平面布置，盡可能利用廠房的空間，減少建筑材料和管道電纜等材料，同時(shí)在廠房?jī)?yōu)化布置的情況下，需要考慮預(yù)留足夠的空間供檢修和安全通道。

3.5 企業(yè)節(jié)能管理

企業(yè)節(jié)能管理也是垃圾焚燒發(fā)電廠節(jié)能措施的一個(gè)重要方面，從檢修管理，設(shè)備管理，運(yùn)行方式，運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化，基層人員意識(shí)等進(jìn)行節(jié)能管理，應(yīng)建立完善的管理制度規(guī)定，從基層員工抓起，把責(zé)任落實(shí)到具體每個(gè)人，提高工作人員的節(jié)能意識(shí)，制定相關(guān)的獎(jiǎng)罰制度，提高員工的主動(dòng)性和積極性。廠內(nèi)每個(gè)季度制定節(jié)能降耗指標(biāo)任務(wù)，開(kāi)展節(jié)能分析，對(duì)設(shè)備損耗指標(biāo)和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。優(yōu)化廠用電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，如脫硫系統(tǒng)，給補(bǔ)水系統(tǒng)，灰渣處理系統(tǒng)，排水系統(tǒng)的技改優(yōu)化方案，降低電能的損耗。強(qiáng)化管理制度的執(zhí)行，確保節(jié)能措施落實(shí)到位，及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，減少設(shè)備停機(jī)幾率，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行和節(jié)能最優(yōu)。各部門(mén)應(yīng)該緊密溝通，財(cái)務(wù)管理部門(mén)積極參加到工程管理方面，從財(cái)務(wù)的角度發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題和不足，嚴(yán)格把關(guān)經(jīng)濟(jì)鋪張浪費(fèi)的現(xiàn)象。人力資源部門(mén)要制定合理的人力安排方案，對(duì)人手方面和工作模式進(jìn)行合理調(diào)整，保證沒(méi)有多余的人力物力，實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)模式。多開(kāi)展廠內(nèi)節(jié)能減耗的競(jìng)賽活動(dòng)，獎(jiǎng)勵(lì)與考核同時(shí)進(jìn)行，充分調(diào)動(dòng)工作人員的積極性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程，負(fù)荷容量計(jì)算，節(jié)能計(jì)算等，對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠能耗進(jìn)行研究。垃圾焚燒發(fā)電廠耗能較大，合理設(shè)計(jì)保證了運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也節(jié)約能源。本文通過(guò)對(duì)垃圾負(fù)荷計(jì)算、能耗研究，為類(lèi)似工程設(shè)計(jì)提供參考。

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