城市生活垃圾发电系统及运行方法

技术领域

本发明涉及垃圾发电技术领域，具体为城市生活垃圾发电系统及运行方法。

背景技术

随着经济的迅速发展，越来越多的城市生活垃圾及附带产生的各种其它环境问题一直困扰着人们，因此，人们一直在探索怎么才能无害化处理这些越来越多的城市生活垃圾。

垃圾焚烧发电技术可以快速实现城市生活垃圾处置的减容、减量化、资源化、能源化及无害化目标，但是由于城市生活垃圾组分的特殊性和复杂性，该技术同样存在一些问题：垃圾焚烧过程中会产生大量有害气体；其次，垃圾在焚烧的过程中，其热量的利用率太低，导致成本的增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了城市生活垃圾发电系统及运行方法，解决了热量的利用率太低，导致成本增加的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：城市生活垃圾发电系统，包括焚烧处理系统和发电系统，所述焚烧处理系统包括城市生活垃圾处理、称重地衡、垃圾池、垃圾吊车、焚烧炉和余热锅炉；所述城市生活垃圾进入称重处理，所述称重用于对收集的垃圾进行称重，所述垃圾池用于对垃圾进行过滤和处理，所述垃圾吊车用于对过滤后的干垃圾进行运输，所述焚烧炉用于对垃圾进行焚烧，所述余热锅炉用于对焚烧的热量进行利用；

所述发电系统包括余热锅炉、汽轮发电机组、凝汽器、凝结水泵、除氧器和给水泵，还包括循环冷却水系统，还包括除盐水装置和加药装置，还包括疏水接收系统；所述汽轮发电机组用于发电，所述凝汽器用于冷凝，所述凝结水泵用于加压输水，所述除氧器用于除去水中的氧气，所述给水泵用于输水，所述循环冷却水系统用于通入外部冷却水，所述疏水接收系统用于通入外部设备的水源，所述除盐水装置和加药装置用于余热锅炉的加药。

优选的，所述垃圾池包括垃圾渗沥液收集池和污水泵，所述垃圾渗沥液收集池用于收集垃圾渗沥液，所述污水泵用于将垃圾渗沥液排出。

优选的，所述焚烧炉包括除渣机和渣坑，所述除渣机用于排出焚烧炉内燃烬的灰渣，所述渣坑用于收集灰渣。

优选的，所述余热锅炉包括锅炉灰，所述锅炉灰进入除渣机。

优选的，所述焚烧处理系统还包括助燃系统，所述助燃系统包括燃油和燃烧器，为余热锅炉提供能量来源。

优选的，所述焚烧处理系统还包括空气系统，所述空气系统包括一次风机、二次风机和蒸汽空预器，为焚烧炉的焚烧提供充足氧气。

优选的，所述循环冷却水系统包括工业水，用于汽轮发电机组和凝汽器的冷凝。

优选的，所述除盐水装置包括工业水，用于对工业水进行除盐。

优选的，所述发电系统还包括旁路减温减压器，所述旁路减温减压器用于蒸汽的降压降温。

本发明进一步公开了城市生活垃圾发电系统的运行方法，包括以下步骤：

步骤一：城市生活垃圾经过称重地衡进行称重，然后排至垃圾池中，干垃圾通过垃圾吊车运输至焚烧炉中进行焚烧，焚烧的热量导入余热锅炉中进行再利用；

步骤二：余热锅炉中产生的过热蒸汽作功汽轮发电机组进行发电，发电后，排汽进入凝汽器，蒸汽冷凝为凝结水，由凝结水泵将凝结水加压后进入除氧器，除氧后的130℃给水由给水泵送至余热锅炉中循环运行。

本发明提供了城市生活垃圾发电系统及运行方法。具备以下有益效果：

1、通过对城市生活垃圾进行焚烧和进行余热的回收，可有效的对垃圾进行处理，且通过余热进行发电，实现资源的最大化利用。

2、在发电过程中，余热锅炉中产生的过热蒸汽作功汽轮发电机组进行发电，发电后，排汽进入凝汽器，蒸汽冷凝为凝结水，由凝结水泵将凝结水加压后进入除氧器，除氧后的给水由给水泵送至余热锅炉中循环运行。

附图说明

图1为本发明的焚烧处理系统流程示意图。

图2为本发明的发电系统流程示意图。

图3为本发明的整体系统图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

如图1-3所示，本发明实施例提供城市生活垃圾发电系统，包括焚烧处理系统和发电系统，焚烧处理系统包括城市生活垃圾处理、称重地衡、垃圾池、垃圾吊车、焚烧炉和余热锅炉；城市生活垃圾进入称重处理，称重用于对收集的垃圾进行称重，垃圾池用于对垃圾进行过滤和处理，垃圾吊车用于对过滤后的干垃圾进行运输，焚烧炉用于对垃圾进行焚烧，余热锅炉用于对焚烧的热量进行利用。

发电系统包括余热锅炉、汽轮发电机组、凝汽器、凝结水泵、除氧器和给水泵，还包括循环冷却水系统，还包括除盐水装置和加药装置，还包括疏水接收系统；汽轮发电机组用于发电，凝汽器用于冷凝，凝结水泵用于加压输水，除氧器用于除去水中的氧气，给水泵用于输水，循环冷却水系统用于通入外部冷却水，疏水接收系统用于通入外部设备的水源，除盐水装置和加药装置用于余热锅炉的加药。

其次，该城市生活垃圾发电系统的运行方法，包括以下步骤：

步骤一：城市生活垃圾经过称重地衡进行称重，然后排至垃圾池中，干垃圾通过垃圾吊车运输至焚烧炉中进行焚烧，焚烧的热量导入余热锅炉中进行再利用；

步骤二：余热锅炉中产生的过热蒸汽作功汽轮发电机组进行发电，发电后，排汽进入凝汽器，蒸汽冷凝为凝结水，由凝结水泵将凝结水加压后进入除氧器，除氧后的130℃给水由给水泵送至余热锅炉中循环运行。

实施例二：

如图1-3所示，本发明实施例提供城市生活垃圾发电系统，包括焚烧处理系统和发电系统，焚烧处理系统包括城市生活垃圾处理、称重地衡、垃圾池、垃圾吊车、焚烧炉和余热锅炉；焚烧处理系统还包括助燃系统，助燃系统包括燃油和燃烧器，为余热锅炉提供能量来源；焚烧处理系统还包括空气系统，空气系统包括一次风机、二次风机和蒸汽空预器，为焚烧炉的焚烧提供充足氧气。

城市生活垃圾进入称重处理，称重用于对收集的垃圾进行称重，垃圾池用于对垃圾进行过滤和处理，垃圾池包括垃圾渗沥液收集池和污水泵，垃圾渗沥液收集池用于收集垃圾渗沥液，污水泵用于将垃圾渗沥液排出，垃圾吊车用于对过滤后的干垃圾进行运输，焚烧炉用于对垃圾进行焚烧，焚烧炉包括除渣机和渣坑，除渣机用于排出焚烧炉内燃烬的灰渣，渣坑用于收集灰渣，余热锅炉用于对焚烧的热量进行利用，余热锅炉包括锅炉灰，锅炉灰进入除渣机。

本项目焚烧炉启动点火及助燃采用自厂外运输来的柴油。

1. 点火燃烧器

焚烧炉点火时炉内在无垃圾状态下，使用燃烧器使炉出口温度至400℃，然后垃圾的混烧使炉温慢慢升至额定运转温度（850℃以上），若急剧升温，炉材的温度分布也发生剧烈变化，因热及机械性的变化发生剥落使耐火材料的寿命缩短，故助燃燃烧器应进行阶段性地温度调整以防温度的急剧变化。

本装置由点火燃烧器本体、点火装置，控制装置和安全装置构成，每台炉设置1套。

停炉时与起动时相同使用助燃燃烧器使炉温慢慢下降以防止温度的急剧变化，并使燃烧炉排上残留的未燃物完全燃烧。

2. 辅助燃烧器

辅助燃烧器主要设计为保持炉出口烟气温度在850℃以上，当垃圾的热值较低而无法达到850℃以上的燃烧温度时，根据焚烧炉内测温装置的反馈信息，本装置自动投入运行，投入辅助燃料来确保焚烧烟气温度达到850℃以上并停留至少2秒。本装置由燃烧器本体、点火装置，控制装置和安全装置构成，每炉设置2套。

空气系统由一次风机、二次风机、蒸汽空预器及风管组成。在燃烧过程中，空气起着非常重要的作用，它提供燃烧所需要的氧气，使垃圾能充分燃烧，并根据垃圾性质的变化调节用量，使焚烧正常运行，烟气充分混合，使炉排及炉墙得到冷却。本焚烧炉的燃烧空气分为一次风系统和二次风系统。

燃烧用一次风，从垃圾贮坑上方引入一次风机，风量可独立调节。以保证垃圾贮坑处于微负压状态，使坑内的臭气不会外泄。由于垃圾车的倾卸及吊车的频繁作业，造成垃圾贮坑内粉尘较多且湿度较大，因此在鼓风机前风道上设有抽屉式过滤器，定期清除从坑内吸入的细小灰尘、苍蝇等杂物。

一次风从垃圾贮坑内抽取，经过一次蒸汽空预器后由炉排底部引入，中央控制系统可以通过炉排底部的调节阀对各个区域的送风量进行单独控制。一次风同时具有冷却炉排和干燥垃圾的作用。

二次风通常取自焚烧炉厂房内、渣坑或垃圾贮坑。针对本工程，考虑减少焚烧间上方的热量，设计二次风取风口位置设在焚烧间上空，每台炉配有1台二次风机，考虑本项目低位热值较高，不设置二次风预热器，从炉膛上方引入焚烧炉二次燃烧室入口处，使可燃成分得到充分燃烧，二次风量也可随负荷的变化加以调节。此外，在渣坑内设置通风机，保证其空气流通。

为了保证高水分、低热值的垃圾充分燃烧，加速垃圾干燥过程，一般燃烧空气先进行预热后再进入炉内，针对本项目的垃圾特性，通常将一次风加热到180℃左右，为了减少不必要的热量损失，一般采用两级加热，本工程采用汽轮机一段抽汽+汽包饱和蒸汽为加热汽源。

发电系统包括余热锅炉、汽轮发电机组、凝汽器、凝结水泵、除氧器和给水泵，还包括旁路减温减压器，还包括循环冷却水系统，还包括除盐水装置和加药装置，还包括疏水接收系统。

汽轮发电机组用于发电，凝汽器用于冷凝，凝结水泵用于加压输水，除氧器用于除去水中的氧气，给水泵用于输水，旁路减温减压器用于蒸汽的降压降温，循环冷却水系统用于通入外部冷却水，循环冷却水系统包括工业水，用于汽轮发电机组和凝汽器的冷凝，疏水接收系统用于通入外部设备的水源，除盐水装置和加药装置用于余热锅炉的加药，除盐水装置包括工业水，用于对工业水进行除盐。

垃圾焚烧余热锅炉产生的过热蒸汽汇集到主蒸汽母管，经汽机主汽门进入凝汽式汽轮机中作功驱动汽轮发电机组发电后，排汽进入凝汽器冷凝为凝结水，由凝结水泵将凝结水加压后进入中压热力除氧器，除氧后的130℃给水由锅炉给水泵送至余热锅炉循环运行。空气预热器所需加热蒸汽从汽轮机抽汽和汽包抽取，加热后冷却的凝结水返回至中压除氧器和空预器疏水扩容器。在事故状态下或汽轮机检修时蒸汽可经过旁路系统回收化学水。

由余热锅炉过热蒸汽集汽联箱出口到汽轮机进口的连接管道，以及从主蒸汽母管通往各辅助设备的蒸汽支管均为主蒸汽管道，本工程采用单母管制，余热锅炉的主蒸汽管经分断阀引至主蒸汽母管，再经主汽门进入凝汽式汽轮机，还有由主蒸汽母管引出至减温减压器的管道。

来自化水车间的化学补充水加热后一路进入除氧器，一路直接补入疏水箱，供系统补水和锅炉上充水用。除氧器水箱的水位由化补水调节阀进行控制，疏水箱的水位通过与疏水泵联锁控制。

全厂设置一台连续排污扩容器和一台定期排污扩容器。连续排污扩容器的二次蒸汽送回除氧器作为加热蒸汽，以回收热量。锅炉排污水排入排污扩容器，排污扩容器的污水排入热井冷却后，进入厂区污水管网。

热力系统中设有三台减温减压器，用于当汽机因故停机或启动时，旁路减温减压器将余热锅炉产生的蒸汽降压降温后送入凝汽器，空预器用减温减压器将余热锅炉产生的蒸汽降压降温到低压蒸汽，供空气预热器加热用蒸汽，疏水可利用余压送入除氧器；除氧器用减温减压器供除氧器加热给水用。正常运行时，空气预热器、除氧器和低压加热器所需的加热用蒸汽由汽轮机抽汽供给。

为使汽机排汽在凝汽器中凝结，系统中设有循环冷却水系统，循环水除供凝汽器冷却用水外，还供给发电机空气冷却器、油冷却器和部分设备用冷却水。

为使汽轮机获得尽可能好的经济性，凝汽器应保持一定的真空度，为此系统中设置水环真空泵。另外，系统中还设有疏水箱、疏水泵，这些设备可将系统内有关设备和管道内的疏放水收集并送入除氧器，从而减少汽水损失，提高系统的经济性。

为满足汽轮发电机组本体的调节、保安和润滑等要求，汽机间还设有油系统，它包括油箱、油泵、冷油器等。

其次，该城市生活垃圾发电系统的运行方法，包括以下步骤：

步骤一：城市生活垃圾经过称重地衡进行称重，然后排至垃圾池中，干垃圾通过垃圾吊车运输至焚烧炉中进行焚烧，焚烧的热量导入余热锅炉中进行再利用，其次，燃油和燃烧器为余热锅炉提供能量来源；然而，垃圾池中过滤后的垃圾渗沥液进入垃圾渗沥液收集池，并通过污水泵排出；然而，在焚烧炉的焚烧过程中，焚烧炉内燃烬的灰渣通过除渣机排出，且余热锅炉内的锅炉灰也通过除渣机排出，并最终同步进入渣坑收集；

步骤二：余热锅炉中产生的过热蒸汽作功汽轮发电机组进行发电，发电后，排汽进入凝汽器，蒸汽冷凝为凝结水，由凝结水泵将凝结水加压后进入除氧器，除氧后的130℃给水由给水泵送至余热锅炉中循环运行；然而，为使蒸汽在凝汽器中凝结，系统中的循环冷却水系统，通过循环工业水除供凝汽器冷却用水外，还供给汽轮发电机组进行冷却用水，且疏水接收系统中还设有疏水箱、疏水泵，这些设备可将系统内有关设备和管道内的疏放水收集并送入除氧器，从而减少汽水损失，提高系统的经济性，且部分工业水经过除盐水装置的除盐后，进入除氧器进行除氧再利用，其余除盐水和药剂（磷酸三钠）进行配制，加入余热锅炉中进行再利用。

综上所述，该城市生活垃圾发电系统通过对城市生活垃圾进行焚烧和进行余热的回收，可有效的对垃圾进行处理，且通过余热进行发电，实现资源的最大化利用，且在发电过程中，余热锅炉中产生的过热蒸汽作功汽轮发电机组进行发电，发电后，排汽进入凝汽器，蒸汽冷凝为凝结水，由凝结水泵将凝结水加压后进入除氧器，除氧后的给水由给水泵送至余热锅炉中循环运行。