在政策推動和市場導向下選用最佳的垃圾焚燒爐的分析

三廢處置：固廢及危廢、廢液、廢氣等現(xiàn)場減量化處理和無害化處理化工殘留化學品，殘留危險品，化工殘渣，殘液，廢渣等固廢處置，廢酸，廢堿，廢液，廢氣等處置，危險廢物處置，危廢處理，危廢處置，危廢，危險廢棄物，危險化學廢物，危廢減量化處理。固廢，固體廢棄物處理處置。

垃圾焚燒發(fā)電廠主蒸汽管道管徑怎么選？

北極星垃圾發(fā)電網(wǎng)  
泉源:《電力裝備》  作者:王雙成 李綱  
2020/6/12 9:06:08  我要投稿  
  關鍵詞:垃圾焚燒發(fā)電廠 生涯垃圾處置 生涯垃圾焚燒處置

北極星垃圾發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：本文對照了垃圾焚燒發(fā)電廠與火力發(fā)電廠在主廠房部署等方面的差異，連系工程實例，剖析了現(xiàn)在在舉行垃圾焚燒發(fā)電廠主蒸汽管道管徑選擇時所存在的問題，并提出了響應的解決方式，以期為其他設計者提供一定的參考。

1 弁言

隨著我國經濟的飛速生長和人民生涯水平的一直提高，都市生涯垃圾的產量也越來越多?，F(xiàn)在，最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)我國都市生涯垃圾年產量已經大于兩億噸，尚有1500多個縣城發(fā)生近0.7億噸的垃圾?？傮w來看，我國生涯垃圾產量在四億噸以上。且這一數(shù)字還在以每年8%～10%的速率增進，生涯垃圾處置已成為制約我國都市生長的一大難題。當前，我國生涯垃圾主要靠填埋的方式舉行處置，然而，大量填埋垃圾不僅占用了土地，還會對土壤、地下水和空氣造成嚴重的二次污染。垃圾焚燒發(fā)電手藝不僅可以解決垃圾處置問題，而且還能通過發(fā)電上網(wǎng)發(fā)生一定的經濟效益，因此，受到人們越來越多的關注。近年來，垃圾發(fā)電產業(yè)在我國獲得了快速生長。據(jù)統(tǒng)計，2019-2020年約600個大中小型生涯垃圾焚燒發(fā)電廠項目尼再建，是垃圾焚燒發(fā)電項目最多的一年，單個項目投資約2億-20億。然而，同世界先進水平相比，我國垃圾發(fā)電產業(yè)起步較晚，在垃圾焚燒發(fā)電廠的設計方面，除《生涯垃圾焚燒處置工程手藝規(guī)范》外，尚缺少專門的汽水管道、煙風管道等的設計規(guī)范，現(xiàn)在垃圾焚燒電廠的設計大都是參照火力發(fā)電廠的相關設計規(guī)范來舉行的。然則，由于垃圾焚燒電廠是以焚燒到達垃圾清潔處置、減容并接納部門能量為目的，與火力發(fā)電廠的建設目的、燃料、工藝及系統(tǒng)流程、裝備及廠房設置等方面都市有顯著差異，憑證火力發(fā)電廠的設計習慣舉行垃圾發(fā)電廠的設計，就可能會發(fā)生某些問題，本文就垃圾焚燒電廠汽水管道管徑選擇方面提出了一些思索與建議。

2 問題的提出

現(xiàn)在，設計職員在舉行垃圾電廠主蒸汽管道管徑選擇時，是參照《火力發(fā)電廠汽水管道設計手藝劃定》來舉行相關盤算和選型的。確定管徑時按下式舉行盤算：

式中Di為管子內徑，G為介質質量流量，υ為介質比容，ω為介質流速，Q為介質容積流量。其中，介質的流速憑證推薦流速表來選取，主蒸汽管道的推薦流速為40~60m/s。

多年來，電廠設計中都是以管道內介質的推薦流速作為管道內徑選擇的依據(jù)。在知足管道通流能力及其允許壓降的基礎上，流速的巨細直接關系到管道系統(tǒng)的經濟性。由于詳細工程中現(xiàn)實情形對照重大，相互差異較大，很難通過手藝經濟對照來確定種種管道確切合理的介質流速。《火力發(fā)電廠汽水管道設計手藝劃定》中管道介質的推薦流速表則是在收集了許多外洋相關單元的劃定，并連系了多個海內引進機組電站中管道介質的現(xiàn)實流速，經由綜合對照剖析后確定的。

然而，由火電廠現(xiàn)實運行參數(shù)所確定的這些履歷數(shù)值，并不一定完全適合作為垃圾焚燒發(fā)電廠的設計依據(jù)。以主蒸汽管道的設計為例，以往我們所設計的垃圾焚燒發(fā)電廠中，存在用戶反映主蒸汽管道壓降偏大，汽機進氣壓力偏低的情形。仔細剖析其緣故原由，發(fā)現(xiàn)是由于與通例火電廠相比，垃圾焚燒電廠主蒸汽管道長度很長，設計者舉行盤算時接納了推薦流速而又沒有舉行壓降核算造成的。

我們知道，由于焚燒工藝的差異，火力發(fā)電廠和垃圾焚燒電廠在主廠房的部署方式上有很大的差異：

火力發(fā)電廠主廠房一樣平時包羅鍋爐間、汽機間、除氧間、煤倉間、引風機室等部門組成，部署形式上基本接納汽機房、除氧加熱器間、煤倉間、鍋爐房順序排列的四列式部署方式。為節(jié)約空間，許多電廠還接納煤倉間與除氧間合并部署的三列式部署方式，如圖1所示。

而垃圾焚燒發(fā)電廠主廠房主要由垃圾卸料平臺、垃圾儲存池、鍋爐間、尾氣凈化間、除氧間、汽機間等部門組成，考慮到垃圾給料的可靠與便利，主廠房一樣平時順序部署垃圾卸料平臺、垃圾儲存池、鍋爐間、尾氣凈化間，除氧間和汽機間則并列部署在鍋爐間的牢靠端側，與鍋爐房成L型部署，如圖2所示。有時受工藝條件的限制，汽機間還必須和主廠房脫離，中央用管道連廊同主廠房相連接，如圖3所示。對比可以發(fā)現(xiàn)，垃圾焚燒電廠汽機與鍋爐之間的距離一樣平時要比火力發(fā)電廠的大，垃圾焚燒電廠的主蒸汽管道要比火力發(fā)電廠的長，憑證差異垃圾焚燒鍋爐容量，垃圾焚燒電廠主蒸汽管道長度一樣平時比通例火電廠長30米~150米左右。

憑證《火力發(fā)電廠汽水管道設計手藝劃定》中的有關劃定，蒸汽管道的壓降可按達西公式盤算：

成都市萬興環(huán)保發(fā)電廠增加污泥干化協(xié)同焚燒工藝的技術方案分析

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其中，λ為管道摩擦系數(shù)，L為管道總睜開長度，Σξ1為管道總局部阻力系數(shù)。

可見，在蒸汽流速和管徑相同的情形下，管道的總長度越長，蒸汽管道的壓降就越大。以是，在舉行垃圾焚燒電廠主蒸汽管道設計時，若仍然接納通例的按推薦流速的方式來盤算管徑，就可能造成主蒸汽管道壓降過大，汽機進氣壓力不足的情形發(fā)生。

3 工程實例

那么，在垃圾焚燒電廠設計中怎樣阻止主蒸汽管道壓降過大的情形發(fā)生呢?理想的方式是憑證運行中蒸汽的最大流量和允許的最大壓降來反推管道的管徑，然而，這種方式盤算歷程重大，并不適用。對照簡樸的方式就是先跟據(jù)推薦流速初選管徑，然后舉行壓降核算或者直接選擇比盤算管徑大一至二級的管道。下面以浙江某垃圾焚燒發(fā)電擴建工程為例，簡要先容其主蒸汽管道管徑的盤算歷程。

3.1 工程概況

浙江某垃圾焚燒發(fā)電廠一期工程安裝了2臺400t/d垃圾焚燒爐和2臺7.5MW純凝式汽輪發(fā)電機組。其中，垃圾焚燒爐額定延續(xù)蒸發(fā)量為30t/h，過熱蒸汽出口壓力為3.92MPa，出口溫度為400℃;汽輪機額定進汽量為38.9t/h，主汽門前進汽壓力為3.82MPa，進氣溫度為395℃。一期建設時在主廠房內預留了一條垃圾焚燒線的安裝位置，本擴建工程在預留空位上新增一臺200t/d的垃圾焚燒爐。新增鍋爐的額定蒸發(fā)量為16t/h，過熱蒸汽出口壓力為4.0MPa，出口溫度為400℃。現(xiàn)有主蒸汽管道接納單母管制系統(tǒng)，各鍋爐發(fā)生的蒸汽先匯到一根蒸汽母管，再由該母管引往各汽輪機。本次新增鍋爐的主蒸汽管道接至匯汽母管的預留接口，同原有鍋爐蒸汽匯合后，被送往汽輪機。主廠房部署情形如圖4所示，可以看出，本次新增鍋爐距離汽輪機較遠。

3.2 主蒸汽管道管徑選擇

本擴建工程主蒸汽管道的設計局限為從新增鍋爐過熱器匯汽集箱出口至主蒸汽母管預留接口，全廠約110m。若按推薦流速的方式，選取主蒸汽流速為40m/s，由已知蒸汽流量G =16t/h及上面公式(1)可以算出管子內徑Di約為100mm。若流速再選大些，則管徑可以更小。以是，此時主蒸汽管道可選用DN100或DN125的管子。為驗證管徑選擇是否合理，對管道的壓力損失舉行了盤算，盤算效果見表3-1?？梢钥闯?，當選用DN100或DN125的管子的時刻，此段主蒸汽管道的壓降均大于0.1MPa，再加上蒸汽母管至汽輪機段的壓降，全段主蒸汽管道的壓降將會更大。為防止發(fā)生汽輪機進汽壓力不足的情形，設計中選用DN150的管子，此時管道的壓降對照小，見表3-1。

圖4 浙江某垃圾焚燒發(fā)電廠主廠房部署圖

綜上所述，在舉行垃圾發(fā)電廠主蒸汽管道設計時，單純憑證推薦流速來確定管徑有時并不合適，尤其是在主蒸汽管道較長的情形下。簡樸而有用的方式是：先按推薦流速盤算管徑，然后選擇比該盤算效果大一至二級的管徑作為最終的管道管徑。

雖然，在管道長度穩(wěn)固的情形下，增大管徑會造成垃圾電廠初始投資的增大。然則，合理增大管徑能夠削減介質運送歷程中的能量損失，降低電廠運行用度。現(xiàn)在，我國能源價格高居不下，且一直攀升，而鋼材價格卻對照低，在這種情形下，設計時適當增添管徑的巨細，不只能夠阻止管道壓降過大，而且能削減運行用度，使全廠的經濟效益獲得提高。

4 結束語

現(xiàn)在，設計者舉行垃圾焚燒發(fā)電廠汽水管道的設計時，主要參考火力發(fā)電廠的相關設計規(guī)范舉行設計。然而，由于垃圾焚燒發(fā)電廠和火力發(fā)電廠在廠房部署等方面的差異，這些規(guī)范的適用性及適用條件有待進一步驗證。隨著近年來我國垃圾焚燒發(fā)電產業(yè)的迅速生長，確立一套專門適用于垃圾焚燒發(fā)電廠汽水管道設計的手藝規(guī)范顯得越來越重要。本文所提到的主蒸汽管道的管徑選擇只是垃圾焚燒電廠設計中的一個小環(huán)節(jié)，希望能通過這個問題的提出，引起寬大設計者的思索，從而一直完善垃圾焚燒發(fā)電廠的設計。

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