生活垃圾焚烧发电厂技术研究及其在热能动力中的应用
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引言:随着我国经济的发展,生活垃圾的排放量不断增加,生活垃圾处理问题已经成为一个影响我国经济发展和人民生活质量的重要问题。我国大部分城市目前都采用卫生填埋、堆肥等传统处理方式,但是这些传统方式具有占地面积大、成本高、容易污染环境等特点,而垃圾焚烧发电技术是一种新兴的处理方式。将垃圾焚烧发电技术应用于城市生活垃圾处理中,不仅能够有效地解决我国城市生活垃圾带来的污染问题,还可以节约土地资源,实现资源的循环利用。因此,如何提高生活垃圾焚烧发电技术在城市生活垃圾处理中的应用水平,是当前亟待解决的问题。
一、生活垃圾焚烧发电厂技术研究
1.1生活垃圾的分类与特点
所谓的生活垃圾焚烧发电厂技术是指对城市中产生的生活垃圾进行充分的回收和再利用,在充分利用与处理的过程中,将城市中产生的生活垃圾转化为能源,以达到降低城市生活垃圾处理成本、提高经济效益与社会效益的目的。垃圾焚烧发电厂技术是一种经济、高效的处理方法,也是一种利用城市垃圾焚烧产生热量进行发电的新型发电技术,也是目前世界上应用最为广泛和最成熟的城市垃圾处理技术。由于其技术比较成熟,投资和运行成本低,管理比较简单,环境污染小等优点,因而在世界范围内得到了广泛应用。
1.2焚烧发电厂的工作原理
生活垃圾焚烧发电厂是利用垃圾在炉膛内燃烧产生的高温烟气,使垃圾中的有机物彻底氧化分解,同时将燃烧产生的热能转化为电能。垃圾焚烧发电厂的基本原理是:首先,在焚烧装置内,生活垃圾在炉膛内被焚烧;其次,产生的高温烟气在炉内被加热至850℃以上;然后,烟气通过空气预热器、锅炉以及烟囱等设备进入余热锅炉;最后,将锅炉内的高温烟气经过水冷却系统、过热蒸汽系统以及蒸汽超净除尘系统等设备后,进入汽轮发电机组内。在此过程中,生活垃圾中的有机物质和水发生化学反应而分解为水和二氧化碳,热量则通过汽轮发电机转化为电能。
二、生活垃圾焚烧发电厂技术在热能动力中的应用
2.1热能动力的基本概念与特点
热能动力是指利用高温、高压的蒸汽来推动机械进行工作,利用工质中的化学能来进行化学反应,利用高温、高压蒸汽来推动汽轮机做功,将机械能转化为电能。蒸汽推动汽轮机做功,并将机械能转化为电能的过程称为热力循环。工质在高温、高压下发生化学变化,放出热量,进而推动汽轮机做功,将热能转化为机械能的过程称为热力循环。在热力循环过程中,工质与蒸汽或热媒发生相变,即从低温状态变为高温状态。在蒸汽或热媒与工质的热量交换过程中,工质吸收热量后温度升高、体积膨胀、密度减小。
2.1.2 热能动力的定义
热能动力是指将热能转换为机械能的过程,热能动力系统是指利用高温、高压蒸汽来推动汽轮机做功,将机械能转化为电能的系统,系统包括动力、控制和冷却三部分。根据不同的应用需求,热能动力可以分为不同的类型。根据热力循环形式可将热能动力分为工质循环、热力循环以及联合循环;根据驱动方式可将热能动力分为纯工质动力系统、混合工质动力系统以及热负荷驱动系统;根据驱动介质的不同,热能动力分为蒸汽驱动、压缩驱动和膨胀驱动等。此外,还可将热能动力分为蒸汽联合循环、燃气轮机联合循环、凝汽器联合循环以及水轮机联合循环等。
2.1.3 热能动力的特点
热能动力是指将热能转换为机械能的过程,热能动力系统是指利用高温、高压蒸汽来推动汽轮机做功,将机械能转化为电能的系统,系统包括动力、控制和冷却三部分。根据不同的应用需求,热能动力可以分为不同的类型。根据热力循环形式可将热能动力分为工质循环、热力循环以及联合循环;根据驱动方式可将热能动力分为纯工质动力系统、混合工质动力系统以及热负荷驱动系统;根据驱动介质的不同,热能动力分为蒸汽驱动、压缩驱动和膨胀驱动等。此外,还可将热能动力分为蒸汽联合循环、燃气轮机联合循环、凝汽器联合循环以及水轮机联合循环等。
2.2生活垃圾焚烧发电厂在热能动力中的应用
生活垃圾焚烧发电厂的热能回收技术:生活垃圾焚烧发电厂在热能动力系统中的应用,可以有效利用热能,降低机械能耗,提高能量利用率。通过对生活垃圾焚烧发电厂中热能的有效回收,可将热能转化为机械能,再通过发电机转化为电能。在生活垃圾焚烧发电厂的热能动力系统中,将热能转化为机械能的过程主要是通过循环水对蒸汽进行加热实现的。在实际工作中,可将热能动力系统与水热力循环相结合,使生活垃圾焚烧发电厂的热能动力系统实现了对蒸汽进行加热,从而提高了生活垃圾焚烧发电厂的能量利用率。
2.2.1 生活垃圾焚烧发电厂的热能回收技术
在生活垃圾焚烧发电厂热能动力系统中,可应用蒸汽发生器、中压蒸汽、低温余热锅炉以及凝结水回收等技术,进一步提高生活垃圾焚烧发电厂热能利用效率。例如,在生活垃圾焚烧发电厂的热能动力系统中,可将中压蒸汽输送到蒸汽发生器,然后再将其转化为低压蒸汽。在锅炉运行过程中,蒸汽发生器会向锅炉内注入饱和的蒸汽,从而提高锅炉的燃烧效率,这就是所谓的中压蒸汽;另外,生活垃圾焚烧发电厂中的低温余热锅炉还能回收利用余热进行发电,将余热温度控制在350℃左右,然后通过凝结水回收系统将其转化为凝结水进行再次利用。
2.2.2 生活垃圾焚烧发电厂在城市供热中的应用
在城市供热过程中,可通过生活垃圾焚烧发电厂热能动力系统对城市生活垃圾进行集中处理,然后再将其输送到供热热源,为城市居民提供供暖服务。例如,在某城市生活垃圾焚烧发电厂中,可将城市生活垃圾通过输送管道输送到热电中心,然后再将其输送到供热热源中[4]。此外,生活垃圾焚烧发电厂的热能动力系统还可通过热交换技术对城市居民生活热水进行集中处理,再通过水泵将热水输送到居民家中。总之,在生活垃圾焚烧发电厂热能动力系统中可利用多种技术手段,实现对城市生活垃圾的有效处理,从而提高热能的利用率。
结语
综上所述,在生活垃圾焚烧发电厂热能动力系统中,可利用多种技术手段实现对城市生活垃圾的有效处理,从而达到保护环境的目的。例如,在生活垃圾焚烧发电厂热能动力系统中,可利用中压蒸汽技术、低温余热锅炉技术、凝结水回收技术以及余热发电技术等多种技术手段,对城市生活垃圾进行集中处理,从而实现对城市生活垃圾的有效处理。此外,在工业生产过程中,也可利用生活垃圾焚烧发电厂热能动力系统对城市生活垃圾进行集中处理,从而实现对工业生产过程中产生的废气进行有效处理。
参考文献
[1] 许成钦,武先威,喻滔.生活垃圾焚烧发电厂垃圾池处理技术及优化[J].中国高新科技,2024(01):105-107.DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2024.01.30.
[2] 范妮.国内生活垃圾焚烧发电项目研究进展[J].湖北大学学报(自然科学版),2021,43(06):690-697.
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