摘要：

入爐垃圾低位熱值是垃圾發(fā)電設(shè)計的基礎(chǔ)，設(shè)計熱值和熱值波動范圍的確定方法，關(guān)系到焚燒廠的長期穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的運行，起到至關(guān)重要的作用。本文提出了設(shè)計熱值確定方法，得出較為合理的計算公式。以取樣年原生垃圾低位熱值為基礎(chǔ)，考慮因生活水平的提高，垃圾的熱值會不斷上升，又考慮了同一年份季節(jié)的變化、晴天和雨天等因素對垃圾熱值的影響。

關(guān)鍵詞：入爐垃圾、低位熱值、取樣年、上限、下限

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，消費能力持續(xù)增長，隨之而來的是每年生活垃圾的產(chǎn)量保持較快速度的提升，垃圾無害化處理成為剛需。垃圾焚燒發(fā)電能夠較好的實現(xiàn)垃圾的減量化、無害化處理，回收的熱能可用來發(fā)電，受到我國政策的大力支持。近年來，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，2019年全國開標(biāo)的焚燒發(fā)電項目共92個，總投資439億元，我國在運行的垃圾焚燒電廠數(shù)量已經(jīng)突破400座，預(yù)計2020年將有600座垃圾焚燒廠處于運行狀態(tài)。入爐垃圾低位熱值作為最基礎(chǔ)的輸入條件，在垃圾電廠工藝系統(tǒng)設(shè)計中起到非常重要的作用，本文提出了一種入爐垃圾低位熱值確定方法。

1.垃圾熱值的重要性

垃圾焚燒發(fā)電廠的設(shè)計運營年限在25-30年，垃圾低位熱值的設(shè)定不但要考慮適應(yīng)目前垃圾的焚燒，還應(yīng)考慮隨著生活水平的提高，垃圾的熱值會不斷上升，上升至一定值后將基本保持不變。同時，垃圾收集及分類方式的改變、同一年份季節(jié)的變化、晴天和雨天等因素都將影響垃圾的熱值。焚燒爐設(shè)計時，需要考慮較寬的熱值變化范圍。

余熱鍋爐受熱面的布置，是按一定的燃燒強度考慮，并留有富裕度，但如果垃圾熱值上下偏離設(shè)計點過大，則會對焚燒爐的適應(yīng)范圍要求過寬，從而對垃圾處理廠的正常運行和運行成本有較大的影響。若設(shè)計點定得過低，則當(dāng)實際垃圾熱值較高時，造成受熱面超溫和垃圾處理量下降，甚至達(dá)不到處理量的要求；反之，若設(shè)計點定得過高，則余熱利用系統(tǒng)設(shè)備投資費用相應(yīng)增加，當(dāng)垃圾實際熱值較低時，設(shè)備長期處于低負(fù)荷運行，從而使產(chǎn)汽量和蒸汽參數(shù)不足，甚至需要噴油等助燃以保證達(dá)到環(huán)保指標(biāo)和發(fā)電參數(shù)的要求。因此，最佳設(shè)計點的設(shè)定，關(guān)系到焚燒廠的長期運行工況及長期運行成本，至關(guān)重要。

2.入爐垃圾低位熱值確定方法

2.1項目前期應(yīng)該由第三方檢測機構(gòu)提供垃圾采樣及分析結(jié)果，采樣及分析結(jié)果要求原則上應(yīng)滿足CJ/T313-2009《生活垃圾采樣和物理分析方法》規(guī)范；在分析垃圾特性及確定垃圾熱值時，所分析的垃圾組分不得少于四組，且各組分垃圾取樣時間間隔不少于一個月，取樣地點要多樣化，保證取樣具有代表性；對上述取樣分析結(jié)果進(jìn)行判斷，剔除熱值嚴(yán)重偏離的取樣，剩余取樣進(jìn)行平均，低位熱值均值作為取樣年原生垃圾低位熱值 。

2.2以項目投產(chǎn)運行后第五年的入爐垃圾平均低位熱值作為工程入爐垃圾設(shè)計低位熱值。以取樣年原生垃圾低位熱值為分析基準(zhǔn)，經(jīng)過垃圾熟化和滲濾液析出，再考慮合理的熱值年增長率，最后可計算出投產(chǎn)運行后第五年的入爐垃圾平均低位熱值，即為入爐垃圾設(shè)計低位熱值。

計算公式參見下式：


（1-1）式中：


經(jīng)過熟化和滲濾液析出后，垃圾熱值升高，滲濾液析出率一般按照垃圾總重15%進(jìn)行考慮，然后計算含水率降低百分比,垃圾單位含水率降低的熱值增加值不同設(shè)計單位設(shè)計

值不一樣，一般按照=160KJ/Kg取值。表示取樣年入爐垃圾低位熱值。

鑒于未來生活水平提高導(dǎo)致的垃圾低位熱值增加，垃圾熱值按照年均增長1.5-2%考慮，垃圾分析年至項目投產(chǎn)運行后第五年，共計算增長年為7年，這是計算式中7的依據(jù)，根據(jù)不同項目的實際情況調(diào)整公式中的系數(shù)。

2.3入爐垃圾上限低位熱值等于項目設(shè)計壽命最后一年入爐垃圾低位熱值同時考慮垃圾熱值的季節(jié)波動。

計算公式參見下式：


（1-2）式中：


垃圾發(fā)電機組一般設(shè)計壽命為25年，取樣至投產(chǎn)一般需要2年時間，故式表示項目設(shè)計壽命最后一年入爐垃圾熱值，式中取值27可根據(jù)項目實際情況做出相應(yīng)調(diào)整，其他符號意義和取值與式（1-1）相同。

上限熱值需要同時考慮季節(jié)性變化，夏季垃圾含水率高，熱值低，冬季垃圾含水率低，熱值高，熱值季節(jié)波動值按照500-1000 KJ/Kg考慮。

2.4項目投產(chǎn)第一年入爐垃圾低位熱值減去季節(jié)波動值與4180KJ/Kg相比較，取其中小者作為入爐垃圾下限低位熱值。

《生活垃圾焚燒爐及余熱鍋爐》-（GB/T 18750-2008）規(guī)定低位熱值不宜低于4180KJ/Kg；一般入爐垃圾熱值計算結(jié)果大于4180 KJ/Kg，故入爐垃圾下限低位熱值大多取4180 KJ/Kg。

3.結(jié)論

4.1 垃圾熱值隨著生活水平的提高，垃圾的熱值會不斷上升；同時垃圾收集及分類方式的改變、同一年份季節(jié)降雨的變化等因素都將影響垃圾的熱值。焚燒爐設(shè)計時，需要考慮較寬的熱值變化范圍。熱值變化范圍和設(shè)計點的設(shè)定，關(guān)系到焚燒廠的長期穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)的運行，起到至關(guān)重要的作用。

4.2以取樣年原生垃圾低位熱值為分析基準(zhǔn)，經(jīng)過垃圾熟化和滲濾液析出，考慮合理的熱值年增長率，最后可計算出投產(chǎn)運行后第五年的入爐垃圾平均低位熱值，入爐垃圾設(shè)計低位熱值。

4.3入爐垃圾上限低位熱值需要考慮項目設(shè)計壽命最后一年入爐垃圾低位熱值同時考慮垃圾熱值的季節(jié)波動。入爐垃圾下限低位熱值，第一年入爐垃圾低位熱值減去季節(jié)波動值與4180KJ/Kg相比較，取其中小者。