垃圾在850-1100℃高温下充分燃烧,产生的高温烟气在余热锅炉中进行热交换,产生蒸汽,推动汽轮发电机组,产生清洁电能。换热后的烟气经过净化系统处理后,由引风机送入烟囱排放到大气中。
节约能源与资源,实现经济的可持续发展,循环经济是必由之路。发展循环经济,既是科学发展观的具体体现,也是实现科学发展观的必然选择。
因此,通过回收废弃余热,代替企业能源。不但可以降低能源消耗,提高经济效益。而且可使二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量明显减少,达到了减少废气排放,改善大气环境的目的。可见,废弃余热回收是企业实现节能增效的重要举措之一。
1.1 城市垃圾的现状
随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高,城市垃圾的产生量也逐渐增多。在当今世界,大量的垃圾已成为城市中一个长期存在的污染源,对垃圾的处理不当,可能会造成严重的大气污染、水污染和土壤污染,并将占用大量的土地。因此,如何经济、有效地进行垃圾处理,是成为我国和世界各国面临的一个亟待解决的问题。同时,垃圾被认为是最具有开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”,是“放错地方的资源”。
垃圾焚烧发电方式是城市处理生活垃圾的最佳方式。利用垃圾发电不仅可以将垃圾无害化、减量化,而且还能资源化。我国年产生城市生活垃圾近1.4亿吨,占世界总量的1/4以上,而且年增长速度为9%左右。如将我国城市生活垃圾量的1/3有效地用于发电,相当于每年节省煤炭2100万吨。
垃圾在850-1100°C高温下充分燃烧,产生的高温烟气在余热锅炉中进行热交换,产生蒸汽,推动汽轮发电机组,产生清洁电能。换热后的烟气经过净化系统处理后,由引风机送入烟囱排放到大气中。然而从除尘器尾部出口排出的烟气温度依然较高,存在大量的热能被直接排空而浪费,具有较高的余热回收价值。节约能源与资源,实现经济的可持续发展,循环经济是必由之路。

2.1 余热利用方式一:利用焚烧炉低温烟气余热加热除氧器进水
垃圾焚烧发电除尘装置出口的排烟温度约140-160℃左右,这部分热能没有得到有效的利用,经引风机送入烟囱直接排放,造成大量的热能浪费。
我公司建议在原除尘器后端增加一台HPXNY-W型余热回收器,回收烟气的余热,用于加热除氧器的凝结水进水或除盐水进水,提高除氧器进水温度,减少除氧器的蒸汽消耗,节约的蒸汽可以供热或提升汽轮机发电量。
2.2 余热利用方式二:利用焚烧炉低温烟气余热加热一次风
垃圾焚烧发电除尘装置出口的排烟温度约140-160℃左右,这部分热能没有得到有效的利用,经引风机送入烟囱直接排放,造成大量的热能浪费。
我公司建议在原有除尘器后端布置一台HPXNY-W型气液式余热回收器,在原一次风蒸预器的前端布置一台新风换热器,系统采用气水气工艺,产生高温热水在新风换热器内加热锅炉一次风,减少蒸预器的蒸汽消耗,节约的蒸汽可以供热或提升汽轮机发电量。如现场条件允许,可采用气-气式余热回收系统直接给一次风进行加热。
2.3 余热利用方式三:利用焚烧炉烟气余热干化污泥

如图所示,此余热利用系统是在锅炉省煤器出口安装一台HPXNY-R型热管余热锅炉,利用尾部的烟气余热产生0.5MPa左右的饱和蒸汽去对污泥进行干化处理,将污泥含水率烘干到35%和垃圾一起焚烧,掺烧比例建议控制在30%以下。
若企业污泥干化设备已采用蒸汽对其进行烘干,现在利用余热蒸汽作为干化热源。可以节约企业新蒸汽的消耗,提高企业市场竞争力。
2.4 余热利用方式四:电站循环冷却水余热利用系统

电厂循环冷却水回水温度约38-40℃,采用冷却塔强制降温到30-35℃去凝汽器使用。不仅大量的热能被白白浪费掉,而且增加了冷却塔的运行费用,其实这部分循环冷却水的余热是可以回收利用的。
该系统是利用吸收式溴化锂热泵或离心式电热泵机组回收循环冷却水低温余热,产生80-90 ℃高品位的热水,可以去供热或加热锅炉补水。不仅为企业节能增效,而且还减少了冷却塔的运行费用。
2.5 垃圾焚烧炉烟气消白净化系统

通过在锅炉脱硫除尘后的烟管处分别增加一台HPXNY-L型烟气冷凝器和一台HPXNY-J型烟气加热器,利用先冷凝后加热的方法,冷凝降低烟气中的绝对含湿量,加热使烟气远离饱和曲线,从而实现烟气消除白烟的目的。
烟气加热器的热源即可以采用脱硫塔前端的高温烟气余热,也可以采用企业富余蒸汽或电等热源。
3.1 径向热管工作原理(气水式)

在抽真空的密闭管腔内充入适量的工质,通过外管管壁吸收流过管外的热流体的热量而汽化,工质蒸汽流向位于径向热管元件中心的内管,在内管的外壁凝结放出热量并通过内管管壁传给内管中流过的冷流体,工质蒸汽凝结成的工质液体再次吸收通过外管管壁传来的热量而汽化,流向内管放出热量。如此,工质在密闭的真空管腔内周而复始地进行着蒸发一冷凝一蒸发⋯.往复循环工作过程,通过工质的相变传热连续不断地将热量从管外传递到管内,冷却管外流过的热流体,加热内管中流过的冷流体。
因为热管是通过工质的相变来传热的,其温度均匀性好,抗热冲击性能好,易于实现温度控制。
因为热管内部是抽高真空的,所以工作介质极易蒸发汽化,另外由于是相变传热,管内传热热阻很小,能以较小的温差获得较大的传热率。
3.2 余热余压利用技术—气水式(径向)热管余热回收装置特点

3.2.1 适用于气-液式换热;
3.2.2 结构设计多样化,安装灵活,可水平安装,也可垂直安装,不受安装空间限制,应用广泛;
3.2.3 径向热管水侧可承受较高的压力,设计压力1.0MPa,试验压力1.6MPa;
3.2.4 径向热管不易发生漏水现象,安全可靠生更高;
3.2.5 余热回收装置具有良好的抗低温腐蚀能力;
3.2.6 综合热效率较高,可达90%以上。
3.3 轴向热管工作原理(气气式)

如图所示,热管一般由管壳、毛细多孔材料和工作介质组成,将经过提纯的工作介质充入装有毛细吸液芯材料,并抽成高真空的管壳,然后加以密封。
热管的一端为蒸发段而另一端为冷凝段,当一端受热时,毛细吸液芯中的工作介质液体吸收热量而汽化成蒸汽,蒸汽流向另一端,在另一端由于受到冷却使蒸汽释放汽化潜热凝结成液体,液体再沿多孔材料在毛细力的作用下回流到蒸发端,并再次受热汽化,如此反复循环,连续不断地将热量由热管一端传至另一端。
由于热管元件为独立工作,即使某根热管因磨损,氧化,腐蚀等原因而损坏,仅仅该根热管失效,而不会导致烟气和空气或水的贯通,即热管具有二次密封的特点,因此热管余热回收器加热系统安全可靠性好。
由于热管工作温度的可调性,可控制热管管壁温度高于露点温度,从而不易发生酸露点腐蚀。
3.4 余热余压利用技术—气气式(轴向)热管余热回收装置特点

3.4.1 适用于气-气式换热;
3.4.2 气气式热管换热装置竖直安装时热流方向可逆,既热管的一端是蒸发段还是冷凝段,取决于其所处的位置是受热还是散热;
3.4.3 设备内部承压可以达到0.6MPa;
3.4.5 烟侧与空气侧由隔板进行分离,避免交叉污染;
3.4.6 换热装置具有良好的抗低温腐蚀能力;
3.4.7 综合热效率约在85%以上。
以一台日处理垃圾量700t/d的焚烧炉为例,除尘器出口烟气温度按150℃,烟气流量以135000Nm3/h计,将烟气温度降30℃时,每小时可以回收热量为1377000kcal/h,相当于每小时节约新蒸汽2吨左右,全年可节约新蒸汽16000吨。蒸汽单价按200元/吨,可以每年为企业增加320万左右的经济效益,项目投资回收期小于三年。余热利用系统不仅为企业节能增效,而且助力低碳绿色发展!
如果您想了解华谱在助力企业节能增效领域相关更多产品及解决方案,敬请致电或光临河南华谱新能源科技有限公司,我们竭诚为您服务。
