摘要：為落實(shí)節(jié)能減排工作，垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)重點(diǎn)研究項(xiàng)目，但是這一系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在一定問(wèn)題，今后要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的整體性優(yōu)化，讓其的綜合使用水平獲得進(jìn)一步的提高。研究過(guò)程中需要分析發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)象，在此基礎(chǔ)上制定優(yōu)化對(duì)象的優(yōu)化方案，并分析如何將其綜合使用，才能夠讓經(jīng)過(guò)優(yōu)化的系統(tǒng)更好發(fā)揮應(yīng)有作用。
關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)；系統(tǒng)優(yōu)化；方案使用
引言：垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)作為一項(xiàng)對(duì)廢棄資源的新型應(yīng)用體系，相較于傳統(tǒng)的發(fā)電形式具有更高的經(jīng)濟(jì)收入，但是由于垃圾焚燒過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，并且發(fā)熱量處于一定程度上的大幅度波動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致對(duì)這類(lèi)廢棄資源的實(shí)際使用效果較差，今后要通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化工作對(duì)這些問(wèn)題全面解決，提高整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際作用水平。
一、垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)象
（一）系統(tǒng)的工況調(diào)整
垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)雖然從收益上來(lái)看，其對(duì)于垃圾的日常損耗量基本固定，但是受限于垃圾本身的類(lèi)型不同，以及能夠發(fā)出熱量存在差異，所以需要通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工況調(diào)整，讓發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)能夠符合當(dāng)前垃圾的總發(fā)熱量，以防止出現(xiàn)實(shí)際的熱量和轉(zhuǎn)子發(fā)電功率之間的不匹配問(wèn)題。工況調(diào)整過(guò)程，一方面要實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾類(lèi)型的合理分類(lèi)，并計(jì)算出能夠發(fā)出的熱量，另一方面也要分析其和傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)之間存在的差異，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)硬、軟件設(shè)施的合理調(diào)整。
（二）焚燒物發(fā)電量
焚燒物的發(fā)熱量具有較高的波動(dòng)性，今后的工作過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)垃圾類(lèi)型的深度了解和分析對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，確定可焚燒性的垃圾和不可焚燒性的垃圾使用水平。同時(shí)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中硬件設(shè)施的優(yōu)化和調(diào)整，對(duì)焚燒物的預(yù)期發(fā)電量進(jìn)行分析，并通過(guò)實(shí)際檢測(cè)的方式了解是否對(duì)能量進(jìn)行了最高水平的應(yīng)用。當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際發(fā)電量和預(yù)期發(fā)電量之間存在較大差距時(shí)，則要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步落實(shí)優(yōu)化工作，最終形成了一種動(dòng)態(tài)性的工作管理升級(jí)體系[1]。
二、垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化方法
（一）工作參數(shù)分析
工作參數(shù)分析首先要了解正常情況下，不同地區(qū)市政系統(tǒng)日常工作中能夠收集到的垃圾量以及這些垃圾能夠產(chǎn)生的熱量，以深圳市為例，市政系統(tǒng)日常向發(fā)電系統(tǒng)提供的垃圾總重量達(dá)到150噸，而垃圾的低熱值有所差距，通常得3344kJ/kg、5852kJ/kg、7524kJ/kg，事實(shí)上所有垃圾雖然可以核算出最低發(fā)熱量數(shù)值，但是這些熱量不可能被發(fā)電系統(tǒng)完全利用，所以要通過(guò)實(shí)際的檢測(cè)和分析工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾發(fā)熱量的全面分析。后續(xù)的分析工作內(nèi)容包括氣體未完全燃燒時(shí)損失的熱量，其中因缺少氣體成分而導(dǎo)致的熱損失數(shù)據(jù)，初步確定為0.5%，而對(duì)于不同燃料的鍋爐利用率分析過(guò)程來(lái)說(shuō)，需要完成的工作項(xiàng)目包括熱量損失的降低、灰渣的熱物理?yè)p失和排煙損失等降低，該過(guò)程考慮的因素主要包括對(duì)于現(xiàn)有設(shè)備的升級(jí)和優(yōu)化。
（二）工況參數(shù)制定
通常情況下，汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中還有一個(gè)最佳的轉(zhuǎn)速比，在能夠達(dá)到額定功率的情況下，氣輪機(jī)的發(fā)電效率最高，而對(duì)于產(chǎn)生的蒸汽流量來(lái)說(shuō)，會(huì)在接受不同熱量之時(shí)出現(xiàn)一定程度上的波動(dòng)。無(wú)論是蒸汽流速高于額定值還是低于額定值時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)的發(fā)電功率下降，不能達(dá)到額定值。本文分析了發(fā)電廠汽輪機(jī)出力額定水平的75%、100%和125%三種情況，分析了發(fā)電廠汽輪機(jī)實(shí)際發(fā)電功率和蒸汽流量之間的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線，以此為標(biāo)準(zhǔn)選擇最佳的蒸汽流量方案。而這一過(guò)程需要考慮實(shí)際的參數(shù)是發(fā)電量和蒸汽機(jī)發(fā)電功率之間的差異，對(duì)比已經(jīng)確定的設(shè)備運(yùn)行效率，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中可在了解這一參數(shù)的基礎(chǔ)之上，從中選用最佳的蒸汽流量，之后則需要考慮垃圾的投入類(lèi)型、單位時(shí)間內(nèi)的投入量以及這類(lèi)垃圾的實(shí)際發(fā)出熱量，以這類(lèi)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，完成后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。
（三）工況特性分析
考慮到垃圾焚燒過(guò)程中的實(shí)際情況，其產(chǎn)生的蒸汽流量會(huì)出現(xiàn)一定程度上的波動(dòng)，這就導(dǎo)致發(fā)電效率的波動(dòng)水平高于傳統(tǒng)的燃料[2]。為解決這一問(wèn)題，采用的方法為降低氣缸的壁厚參數(shù)，這一方式可以降低氣缸的熱變形參數(shù)總量，以提高產(chǎn)出蒸汽流量的穩(wěn)定性。此外要降低轉(zhuǎn)子的工作溫度，可通過(guò)滑壓運(yùn)行的方式實(shí)現(xiàn)，另外也要改變轉(zhuǎn)子的表面結(jié)構(gòu)，這一方式可以防止波動(dòng)水平較大的蒸汽壓力和產(chǎn)生的熱量，對(duì)轉(zhuǎn)子的綜合性運(yùn)行壽命和作業(yè)穩(wěn)定性造成一定程度上的影響，在提高轉(zhuǎn)子運(yùn)行壽命的同時(shí)，也能夠讓轉(zhuǎn)子處于更為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)下。
為了能夠適應(yīng)蒸汽流量發(fā)生的大幅度波動(dòng)情況，通?？刹捎玫牧硪粋€(gè)方式是，允許汽缸和轉(zhuǎn)子之間具有較大的縱向和軸向間距，該過(guò)程中要對(duì)汽封結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的合理調(diào)整。具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要通過(guò)對(duì)于各個(gè)傳感器的設(shè)置以及當(dāng)前蒸汽流量的檢測(cè)，將這類(lèi)參數(shù)作為控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的調(diào)整指令來(lái)源，這類(lèi)數(shù)據(jù)能夠?yàn)楹罄m(xù)的具體控制指令輸出過(guò)程奠定基礎(chǔ)。自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)某時(shí)間段內(nèi)的蒸汽流量大幅上升時(shí)，一方面可借助已經(jīng)建成的控制設(shè)施防止這一流量變化情況對(duì)系統(tǒng)造成的負(fù)面影響，另一方面也可以對(duì)單位時(shí)間里投入的燃燒物數(shù)量進(jìn)行合理調(diào)控，以達(dá)到提高蒸汽流量穩(wěn)定性的目的。
三、垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化后的綜合利用方式
（一）硬件設(shè)施配置
在硬件設(shè)施的配置過(guò)程中，設(shè)計(jì)過(guò)程已經(jīng)給出了針對(duì)蒸汽流量波動(dòng)水平過(guò)高現(xiàn)象的具體解決方法，在具體的調(diào)整過(guò)程中，要通過(guò)對(duì)新開(kāi)發(fā)設(shè)備的使用和裝配，讓整個(gè)機(jī)組能夠處于更為優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。比如對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用過(guò)程，要建成反饋通訊系統(tǒng)，通常借助PLC控制體系完成該項(xiàng)工作。由于該設(shè)備已經(jīng)完成了整個(gè)發(fā)電機(jī)組對(duì)蒸汽流量需求的合理計(jì)算，則今后采用的方式主要是通過(guò)對(duì)于各類(lèi)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的調(diào)整和分析，把這一數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)的中樞分析系統(tǒng)，而中央控制系統(tǒng)在后續(xù)的運(yùn)行過(guò)程中，可以更好調(diào)節(jié)這一系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行水平，從而讓發(fā)電機(jī)組能夠處于安全性更高以及綜合性更為完善的運(yùn)行狀態(tài)下。
（二）運(yùn)行參數(shù)調(diào)整
運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整過(guò)程，要根據(jù)當(dāng)前投入垃圾的類(lèi)型，完成對(duì)于各類(lèi)參數(shù)的合理計(jì)算，比如發(fā)現(xiàn)某批次垃圾的實(shí)際發(fā)熱值較低時(shí)，則可認(rèn)為其在燃燒過(guò)程中可能會(huì)導(dǎo)致蒸汽流量與設(shè)定值之間存在較大差異現(xiàn)象，為了能夠更充分的提高發(fā)電機(jī)組的實(shí)際發(fā)電效率，則需要根據(jù)這一新型的工作參數(shù)，合理調(diào)整這一系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行穩(wěn)定度，比如對(duì)這些設(shè)施的實(shí)際轉(zhuǎn)速被合理控制，以防止其出現(xiàn)實(shí)際的蒸汽流量和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比出現(xiàn)不匹配問(wèn)題，防止降低發(fā)電機(jī)的運(yùn)行水平。
（三）發(fā)電系統(tǒng)調(diào)整
發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)整工作，要根據(jù)已經(jīng)計(jì)算的相關(guān)參數(shù)，完成對(duì)于各類(lèi)硬件設(shè)備的替換以及輔助控制系統(tǒng)的安裝工作[3]。比如對(duì)于燃燒室來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類(lèi)材料的合理應(yīng)用，讓其在運(yùn)行過(guò)程中可以最大化的防止出現(xiàn)嚴(yán)重散熱問(wèn)題，避免讓發(fā)電系統(tǒng)的狀態(tài)與設(shè)計(jì)參數(shù)之間存在不對(duì)應(yīng)問(wèn)題。另外也要實(shí)時(shí)調(diào)整這一系統(tǒng)的各類(lèi)運(yùn)行參數(shù)，通過(guò)設(shè)置監(jiān)控裝置，讓所有的設(shè)備都能夠處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。
結(jié)論：綜上所述，垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化過(guò)程中，要通過(guò)對(duì)垃圾產(chǎn)熱量的分析，計(jì)算能夠生成的蒸汽流量，并且實(shí)現(xiàn)蒸汽流量和發(fā)電機(jī)組額定功率之間的適配。優(yōu)化的項(xiàng)目包括自動(dòng)控制系統(tǒng)、一些硬件設(shè)施的使用材料和具體參數(shù)，并且在后續(xù)的綜合應(yīng)用過(guò)程中，把這些經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的設(shè)備裝配到原有的發(fā)電體系內(nèi)，從而讓這一系統(tǒng)能夠處于最穩(wěn)定的運(yùn)行狀況。
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作者簡(jiǎn)介：姓名：曹鋒澤（1970.04--）；民族：漢 性別：男，籍貫：山西省靈石縣，學(xué)歷：專(zhuān)科，畢業(yè)于鄭州輕工業(yè)學(xué)院；現(xiàn)有職稱(chēng)：中級(jí)工程師；研究方向：生活垃圾處理規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。
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