利用垃圾电厂余热供热可行性分析

利用垃圾电厂余热供热可行性分析

梁迦业

广州环投从化环保能源有限公司，广东省，广州市，510000

摘要：本文从我国垃圾焚烧发电项目余热利用的现状出发，分析了垃圾电厂余热利用存在的主要问题，并结合国家鼓励发展可再生能源的政策导向，提出了在垃圾电厂利用余热回收供热的可行性方案。

关键词：垃圾电厂；余热供热；可行性

引言：目前，国内垃圾焚烧发电项目的余热回收利用，主要是通过余热锅炉、汽轮机组、循环水泵等设备对垃圾焚烧产生的热量进行回收利用，但由于余热锅炉和汽轮机组设备庞大，占用空间大，运行管理复杂，投资成本高，使得我国垃圾焚烧发电项目的余热回收利用存在较大困难。

一、垃圾电厂余热利用情况

  我国是世界上人口最多的国家，同时也是垃圾大国。垃圾处理问题一直是困扰我国社会发展的一个难题，它不仅影响人们的生活环境，而且还影响着城市的市容市貌。城市垃圾处理有三种主要方式：卫生填埋、焚烧发电和综合利用。由于填埋处理对环境破坏较大，国家鼓励发展垃圾焚烧发电技术，而我国大多数垃圾填埋场由于受技术和资金等因素制约，其处理能力十分有限。如果能对生活垃圾进行焚烧发电，则可以使垃圾得到彻底处理，同时减少垃圾填埋场的地面积，提高土地利用率。因此，我国的许多城市都在积极建设垃圾焚烧发电厂。[1]

二、余热回收利用存在的问题

（一）余热锅炉设备庞大，占用空间大，运行管理复杂

  余热锅炉设备包括余热锅炉、汽轮机组、循环水泵等设备，这些设备的设计制造和安装空间十分狭小，安装位置位于垃圾焚烧发电厂区内的厂房内，需对垃圾焚烧产生的大量烟气进行收集处理，再通过汽轮机组将烟气温度加热到400~500℃后才能进入余热锅炉，最终通过余热锅炉将高温烟气中的热量转化为蒸汽。

（二）余热锅炉和汽轮机组运行管理复杂

  在余热锅炉和汽轮机组运行管理中，除上述要求外，还需严格按照烟气排放标准执行。垃圾焚烧发电厂在烟气处理系统的设计上与其他常规火电厂并无差异。但在具体运行中需要对余热锅炉进行日常维护、设备检修和日常检修维护等工作。由于余热锅炉和汽轮机组的日常运行管理复杂，且垃圾焚烧发电厂的烟气排放标准与其他火电厂并无差异，所以垃圾焚烧发电厂在余热锅炉和汽轮机组运行管理上与其他火电厂并无差别。

（三）投资成本高

  由于垃圾焚烧发电项目的余热利用主要是通过余热锅炉、汽轮机组、循环水泵等设备对垃圾焚烧产生的热量进行回收利用，但由于垃圾焚烧发电厂的余热利用投资成本高，回收成本高等原因使得企业经营难以为继。根据《关于城市生活垃圾焚烧发电厂生产用电价格政策有关问题的通知》（发改价格[2009]2562号）文件规定：“城市生活垃圾焚烧发电厂生产用电执行目录销售电价”。因此，当前我国垃圾焚烧发电项目的生产用电价格主要由电力用户承担。一般情况下，垃圾发电企业每年需交纳一笔高达50万~100万元的固定电费。由于当前我国垃圾焚烧发电企业大部分处于亏损状态，回收成本压力较大。

（四）政策支持力度不够

  我国目前并没有针对城市生活垃圾焚烧发电项目的补贴政策和扶持措施，因此在一些地区垃圾焚烧发电项目并不能得到应有的政策支持和补贴支持。同时由于我国对可再生能源的利用还未有明确的补贴政策和扶持措施，在一定程度上也影响了垃圾焚烧发电企业在余热利用方面的积极性和主动性。因此在国家相关政策中对城市生活垃圾焚烧发电项目进行倾斜和支持是十分必要的。[2]

三、余热供热可行性方案设计

（一）方案设计原则

  在垃圾电厂利用余热进行供热的设计中，必须遵循“以热定电、以电定热”的原则。即：（1）根据垃圾电厂实际运行情况，计算出垃圾焚烧产生的热量和回收余热所需的热量，从而确定供热规模。（2）在确定的供热规模范围内，确定合理的供热方式，既能满足热用户供热需求，又能达到节约能源、保护环境、降低电厂运营成本的目的。（3）在选择余热回收设备时，应选择技术先进、安全可靠、能耗低、占地少的设备。（4）在余热回收供热系统设计中，应保证供热管网安全可靠、经济合理。因此，应尽量选择高品质、低能耗的产品。（5）在余热回收供热系统设计时，要考虑与周边能源利用系统协调。要与周边其他热源系统协调好热用户管网布局和设备布局；要考虑余热回收供热管网与热力站之间的热网连接方式，并保证热网连接可靠；要考虑余热回收供热系统与电厂其他辅助生产系统之间的热网连接方式；要考虑余热回收供热系统与热力站之间的热网连接方式。（6）在余热回收供热系统设计中，应尽量采用“一机多用”模式。在条件允许的情况下，应尽可能多地利用垃圾焚烧产生的余热进行供热。尤其是对于有余热利用价值的项目，应尽可能采用“一机多用”模式。（7）在余热回收供热系统设计中，要充分考虑到垃圾电厂可持续发展的问题，从经济、社会、环境等方面进行综合考虑，从而确定合理的运行方式和最优运行参数。

（二）供热效果及经济性分析

  城市垃圾焚烧发电项目在焚烧处理生活垃圾过程中，会产生大量的余热，且其热量分布相对集中，主要分布在焚烧锅炉、汽轮机机组和循环水泵等设备中，余热回收利用后，可以用于为工业及民用用户供热。目前国内城市垃圾焚烧发电项目的余热回收利用主要有三种方式：一是余热锅炉和汽轮机组协同供热，即在余热锅炉与汽轮机组之间安装一台吸收式汽轮机，通过余热锅炉将热能直接转换为蒸汽用于供热；二是在余热锅炉前增加一套小型热交换器，将烟气中的热量吸收利用；三是在余热锅炉前增加一台蒸汽发生器，将烟气中的热量转化为蒸汽。另外，除了垃圾焚烧发电项目外，还可以利用生活垃圾焚烧产生的蒸汽资源进行供热。由于我国目前的能源结构是以煤炭为主，所以在垃圾焚烧发电项目建设时应充分考虑能源结构和当地环境特点，尽量使用清洁能源如天然气、液化石油气、液化天然气等。垃圾电厂余热利用项目的经济性分析是指以垃圾焚烧发电项目为基础进行能源再利用产生的经济效益分析。对采用余热回收供热方式的经济性分析主要包括两方面内容：一是通过回收垃圾焚烧发电过程中的热量后所产生的经济效益；二是余热回收供热系统运行成本及供热系统的运行可靠性。从目前国内城市垃圾焚烧发电项目余热利用情况看，由于存在种种原因，余热利用后所产生的经济效益一般低于或远低于传统燃煤电厂。因此，应积极探索垃圾电厂余热利用供热系统经济可行、技术可行的综合利用方式。

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（三）结合当地能源规划和城市供热规划

  垃圾焚烧发电项目余热回收利用在当前城市发展过程中具有较好的经济、社会和环境效益，垃圾焚烧发电项目的余热利用前景广阔。垃圾电厂余热回收利用的技术路线主要是以锅炉产生的蒸汽为热源，通过回收利用锅炉产生的汽轮机凝结水、凝结气、余热锅炉烟气等热量来提高供热能力。但由于余热回收设备庞大，运行管理复杂，投资成本高，在当前形势下，很难被广大垃圾电厂所接受。因此，建议垃圾电厂在保证生产用蒸汽供应的前提下，优先考虑以发电余热为热源，结合当地能源规划和城市供热规划，选择合适的位置建设大型供热锅炉房和辅助加热系统，提高供热能力。同时，还可充分利用工业废热、电厂余热等为城市居民供暖。但要注意在垃圾电厂内建设供暖系统必须符合国家环保要求，同时应尽量减少对居民生活环境的影响。

总结：随着人们对环保意识的增强，垃圾发电厂余热供热将会在未来发挥越来越重要的作用。目前，我国已有越来越多的城市在积极建设垃圾发电厂，随着我国城市的快速发展，人们对生活垃圾处理和供热提出了更高要求，因此研究垃圾电厂余热供热可行性是非常有必要的。

参考文献：

[1]李艳春,卢迪.利用垃圾电厂余热供热可行性分析[J].区域供热,2023(03):106-111.

[2]翁斌杰,安非.垃圾焚烧发电厂废热利用及经济性研究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(03):214-217.

[3]何耘夫,卢科.某垃圾电厂供热改造项目研究[J].机电信息,2020(02):59-60.