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1、热能与动力工程概论报告题目：分析垃圾发电的主要问题及其国内应用前景姓名：盖新武学号：2009049114 院系：机械与储运工程学院班级：热能与动力工程091分析垃圾发电的主要问题及其国内应用前景垃圾发电的背景根据我国环境部预测，我国目前各城市居民日均产生垃圾0.81.2公斤不等，全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.52亿吨城市垃圾。而且还在以每年8%10%的增长率增长，2015年到2020年将达到2.1亿吨。目前中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨，侵占土地面积超过5万公顷，已有200多个城市陷入垃圾包围之中。 （内容来自新浪财经） 随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节
2、技术不断发展，工艺日益科学先进，垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。 绳索垃圾发电抓斗面对垃圾泛滥成灾的状况，世界各国的专家们已不仅限于控制和销毁垃圾这种被动“防守”，而是积极采取有力措施，进行科学合理地综合处理利用垃圾。 我国有丰富的垃圾资源，其中存在极大的潜在效益。现在，全国城市每年因垃圾造成的损失约近300亿元（运输费、处理费等），而将其综合利用却能创造2500亿元的效益。目前，上海等城市已开始建造垃圾发电厂。 垃圾发电垃圾发电存在的主要问题我国大部分建成的垃圾焚烧发电厂的焚烧设备由国外引进，从其建设和运行情况看存在如下问题：1、
3、设备昂贵、初投资过高。利用国外关键技术和设备建设的垃圾电厂的每处理1t/h能力投资约为6070万元，如上海浦东垃圾焚烧发电厂利用法国阿尔斯通公司的设备和技术，项目的总投资为6.98亿元，上海江桥垃圾焚烧发电厂利用西格斯公司的设备，投资也近7亿元。这对于中国绝大部分城市是难以承受的。2、垃圾处理效果欠佳。国外发达国家的焚烧技术和焚烧设备都比较成熟，但是，国外的焚烧炉是根据国外的生活垃圾品质及燃料特性进行设计的，而我国垃圾品质和燃料特性与国外垃圾存在着很大差异。由于我国目前没有实行垃圾分类制度，城市生活垃圾的品质很低，因而引进焚烧设备尚不能很好地适应中国垃圾的特性，还存在着垃圾焚烧不完全、运行不稳
4、定、排放不易全部达标等问题。3、运行成本高，缺乏经济性。目前引进的国外焚烧设备采用轻柴油为助燃燃料，由于中国垃圾的热值较低（33445016J/kg）、变化范围较大，必须加入较多的助燃燃料。同时，也存在关键高温部件（如过热器等）使用寿命短、维修费用高等问题。因而，利用国外设备焚烧处理生活垃圾的成本较高，一般为120150元/t。4、发电效率低。和常规火力发电厂相比，影响垃圾发电厂的另一个主要问题是垃圾焚烧伴生氯化氢（HCL）等在受热面金属管壁温度超过350时，对金属管壁的腐蚀严重加剧。我国深圳垃圾发电厂之所以用1.6MPa、203参数的蒸汽发电，就是因为过热器在投产100天时就遭受到严重腐蚀。
5、所以，早期建设的垃圾发电厂为了防止这种腐蚀，生产的蒸汽温度基本上都在300以下，发电效率在14%以下，这使得垃圾发电厂的经济效益低下。5、国内外垃圾的热值差距很大。国外的垃圾热值高，每公斤垃圾燃烧可产生3000千卡的热量，而中国的垃圾含水量高达60%。经过一定处理每公斤燃烧产生的热值只能达到900-1000千卡，就是说经过处理的垃圾的发热量还不及国外的1/3。中国许多城市垃圾的可燃物极少，多为厨房垃圾，不适合用于焚烧发电。国外2吨垃圾相当于1吨煤炭，而实际上中国的垃圾要6吨才能顶1吨煤炭。 （部分信息来自水电与新能源2010年03期） 垃圾发电设施 垃圾发电的国内应用前景一、 垃圾发电的相关技
6、术下面介绍三种主要的垃圾发电技术。垃圾填埋气发电垃圾填埋气发电是将垃圾填埋场中的有机物经降解后产生的填埋气（富含甲烷）作为燃料进行发电的技术，是一种将垃圾清洁化、资源化处理的利用方式。垃圾填埋气发电系统一般由气体收集系统、净化加压系统、燃气机发电及电气并网系统组成。填埋气被收集后经过气液分离器初步过滤，除去大液滴和细粒，然后经涡轮增压器增压，冷却器冷却后送入凝聚过滤器进一步过滤，除去较小的液滴和细粒，再进入燃气机，通过火花塞高压点火，燃烧膨胀推动活塞做功，带动曲轴转动，从而使发电机送出电能。燃气机产生的废气经排气管、换热装置、消音器、烟囱排到室外。垃圾焚烧发电垃圾发电就是将生活垃圾在垃圾贮坑中
7、经过23天的贮存之后送入焚化炉中燃烧，利用垃圾焚烧放出的余热加热给水，产生一定温度和压力的过热蒸汽送往汽轮发电机发出电能。生活垃圾的焚烧，本质上与其他燃料是相同的，都是有机物在高温下的氧化放热反应，但由于垃圾作为燃料在成份上的特殊性，使得燃料入炉前、燃烧后的处理较为复杂，这也就形成了垃圾焚烧系统与通常的煤燃烧系统有较大差异的原因。1、全量焚烧系统全量焚烧系统专门设计用于不经预处理的混合垃圾焚烧,在发达国家城市垃圾大多采用无预处理焚烧系统并进行余热利用,该系统利用率达85%以上。国内外垃圾焚烧技术主要有三大类：层状燃烧技术、流化床燃烧技术、旋转燃烧技术（也称回转窑式)。层状燃烧技术发展较为成熟，
8、且层状燃烧锅炉体积小、操作方便，所以很多国家都采用这种燃烧技术。层状燃烧的关键是炉排。垃圾在炉排上燃烧通过三个区：预热干燥区、主燃区和燃尽区。流化床燃烧技术由于其热强度高，更适宜燃烧发热值低、含水分高的燃料。从炉底装填砂粒并进行送气，在超过某个特定的流速后，砂粒形成流动浮游状态，从而形成流动层。流化床炉内蓄热量大，燃烧稳定，垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整、燃烧控制容易，易于实现自动化和连续燃烧。 西南最先进垃圾发电厂旋转焚烧炉燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑，其内壁可采用耐火砖砌筑，用以保护滚筒，也可采用管式水冷壁，水冷壁上开有许多小孔，热风通过小孔吹入燃烧室助燃，回转窑
9、倾斜13 放置。2、垃圾衍生燃料系统混合垃圾通过机械分选、破碎处理筛选出金属、玻璃、沙土等不可燃物后，将以可燃物为主体的废弃物进一步粉碎、干燥、成型，制成物理性质较均一的垃圾衍生燃料RDF。RDF的生产线包括筛分、破碎、成型等一系列手段，通过分离单元操作去除不需要的成分，调节可燃物质含量生产出具有规定特征的RDF产品。 全自动垃圾发电起重机对于含水分较多的垃圾，可先对原生垃圾进行干燥处理，再进行分选，这样可以有效去除异物，提高分选精度，制造出优质的RDF。固体RDF易于贮存、运输，燃烧性能稳定，热量高达35005000kcal/kg，可单烧或与煤、木材等混烧。使用RDF焚烧发电，由于可燃分和热
10、值提高，小粒子与空气接触面大、燃烧充分，使燃烧效率提高，可实现高温燃烧，而且二恶英类有害物的排放量也大大降低。3、块装组合式焚烧系统组合式焚烧系统又称控制氧化燃烧系统。该焚烧系统焚烧量较小，不适合需要充分搅动燃烧的垃圾，其单台处理能力一般在50t/d左右，它的主要部件为两个标准化燃烧室，现场组合安装，因而适于就地焚烧。垃圾气化发电垃圾气化发电是指直接将垃圾制成可燃气体作为燃料进行发电.垃圾气化技术有熔融气化、热解气化、反火气化等。垃圾气化是将垃圾中的有机成分在还原性气氛下与气化剂反应生成燃气的过程。气化所产生的主要气体为氢气及一氧化碳，次要的气体成分为水分、甲烷及二氧化碳。熔融气化技术实际上包
11、含垃圾在450640温度下的气化和含炭灰渣在1300以上的熔融燃烧两个过程，并将这两个过程有机地结合起来形成一个整体。热解气化技术结合了创新的高温分解技术和传统的高温供养气化技术。没有传统的锅炉，而是模拟了地层中的化工过程，将废物气化。 （部分信息来源于WO16垃圾发电学术文献集）二、 国内外垃圾发电情况简介1、 国外垃圾发电情况在发达国家，垃圾处理和资源化利用已经成为成熟的产业，垃圾焚烧发电技术正在向大型化、高效化方面发展。例如，欧洲各国制定了严格的垃圾焚烧标准并严格执行；英国在其非化石燃料公约、德国在其新能源法中都规定：垃圾直接焚烧发电的电力电量强制上网，并实施电价补贴或绿色电价。 美国从
12、80年代起先后投资20亿美元兴建了90座，总处理能力达3000万t/d的垃圾电厂。到1990年已发展到400座焚烧厂、焚烧率达18%，到2000年将提高到40%.美国垃圾发电厂处理能力都较大，1985年在纽约建造了当时最大的垃圾电站，日处理能力2250t.1991年投产的垃圾平均处理量为1400t/d。日本通产省曾经规划在2000年垃圾发电装机达2000MW，为达此目标，通产省积极组织力量， 解决有关技术问题，并通过发行股票债券等方式进行融资，用以兴建垃圾电厂。 迄今，日本垃圾电厂最大出力为东京都江东清扫工厂，达15MW，最小的垃圾发电厂为广岛市的宇佐南清扫工厂，仅有0.5MW。英国于70年代
13、初，在伦敦市埃德蒙顿建立垃圾电厂，是当时世界上最大的垃圾电厂，共有5台滚动式炉排式锅炉，年处理垃圾40万吨，接着在诺丁汉。泽西及考文垂各郡都先后建起了比较大的垃圾电厂。法国现有垃圾焚烧炉300多台，可处理40%以上的城市垃圾，在巴黎附近的ISSY厂，有4450 t/d的马丁式焚烧炉。 德国在1985年有垃圾焚烧炉46台，1995年65台，1998年75台，发展相当快。 新加坡于1986年建成了一座2700t/d的大型垃圾电厂。此后，发展很快，新加坡垃圾焚烧率已达100%.2、国内垃圾发电概况据了解，我国年产城市生活垃圾约1.5亿吨，其中填埋占70，焚烧和堆肥等占10，剩余20难以回收。其中垃圾
14、发电率还不到10，相当于每年白白浪费2800兆瓦的电力，被丢弃的“可再生垃圾”价值高达250亿元。 根据全国城镇环境卫生“十一五”规划，2010年全国城市生活垃圾清运量将达到1.8亿吨，无害化垃圾处理将达到60以上。专家指出，如果2010年，垃圾焚烧处理量占总垃圾产量的10，焚烧热能用于发电和供热，则需要新建日处理能力为3.2万吨的垃圾焚烧设备。（部分信息来自全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划） 随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，垃圾发电方式很有可能成为最经济的发电技术之一，从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。根据我国现行政策，城市生活垃圾焚烧发电
15、技术将以机械炉排炉为主导，辅以煤-垃圾混烧流化床垃圾焚烧技术和其他技术。按照日处理1800吨二段往复式垃圾焚烧设备计算，年发电量可达1.6亿千瓦时，可节约标准煤4.8万吨，年减少氮氧化合物排放480吨、二氧化硫排放768吨。澳门已建一座2300t/d的垃圾电厂，1992年投入运行，实现了澳门垃圾的全部焚烧处理 . 深圳深圳市市政环卫综合处理厂，是我国在澳门回归前第一个垃圾电厂，已于1988年投入运行。其主要设备有3150t/d三菱重工马丁式焚烧炉，313t/h双锅筒自然循环锅炉（三菱重工引进），4MW汽轮发电机组（杭州汽轮机厂及杭州发电设备厂产品）。 该厂目前运行良好。值得一提的是，其中第三台焚烧炉为杭州锅炉厂引进日本三菱重 工技术制造的，从而使垃圾焚烧炉这一关键设 深圳垃圾发电厂 备实现了国产化，为垃圾电厂在我国的推广应用打下了良好的基础。 珠海1998年基本建成，1999年投入运营，工程规模为3200t/d，焚烧炉引进美国Tem porlla炉本体设计技术由无锡锅炉厂制造，并采用美国D
