垃圾发电入炉垃圾设计热值确定方法

　　入炉垃圾低位热值是垃圾发电设计的基础，设计热值和热值波动范围的确定方法，关系到焚烧厂的长期稳定和经济的运行，起到至关重要的作用。本文提出了设计热值确定方法，得出较为合理的计算公式。以取样年原生垃圾低位热值为基础，考虑因生活水平的提高，垃圾的热值会不断上升，又考虑了同一年份季节的变化、晴天和雨天等因素对垃圾热值的影响。

　　1.垃圾热值的重要性

　　垃圾焚烧发电厂的设计运营年限在25-30年，垃圾低位热值的设定不但要考虑适应目前垃圾的焚烧，还应考虑随着生活水平的提高，垃圾的热值会不断上升，上升至一定值后将基本保持不变。同时，垃圾收集及分类方式的改变、同一年份季节的变化、晴天和雨天等因素都将影响垃圾的热值。焚烧炉设计时，需要考虑较宽的热值变化范围。

　　余热锅炉受热面的布置，是按一定的燃烧强度考虑，并留有富裕度，但如果垃圾热值上下偏离设计点过大，则会对焚烧炉的适应范围要求过宽，从而对垃圾处理厂的正常运行和运行成本有较大的影响。若设计点定得过低，则当实际垃圾热值较高时，造成受热面超温和垃圾处理量下降，甚至达不到处理量的要求；反之，若设计点定得过高，则余热利用系统设备投资费用相应增加，当垃圾实际热值较低时，设备长期处于低负荷运行，从而使产汽量和蒸汽参数不足，甚至需要喷油等助燃以保证达到环保指标和发电参数的要求。因此，设计点的设定，关系到焚烧厂的长期运行工况及长期运行成本，至关重要。

　　2.入炉垃圾低位热值确定方法

　　2.1项目前期应该由第三方检测机构提供垃圾采样及分析结果，采样及分析结果要求原则上应满足CJ/T313-2009《生活垃圾采样和物理分析方法》规范；在分析垃圾特性及确定垃圾热值时，所分析的垃圾组分不得少于四组，且各组分垃圾取样时间间隔不少于一个月，取样地点要多样化，保证取样具有代表性；对上述取样分析结果进行判断，剔除热值严重偏离的取样，剩余取样进行平均，低位热值均值作为取样年原生垃圾低位热值 。

　　2.2以项目投产运行后第五年的入炉垃圾平均低位热值作为工程入炉垃圾设计低位热值。以取样年原生垃圾低位热值为分析基准，经过垃圾熟化和渗滤液析出，再考虑合理的热值年增长率，可计算出投产运行后第五年的入炉垃圾平均低位热值，即为入炉垃圾设计低位热值。

　　计算公式参见下式：



　　（1-1）式中：



　　经过熟化和渗滤液析出后，垃圾热值升高，渗滤液析出率一般按照垃圾总重15%进行考虑，然后计算含水率降低百分比，垃圾单位含水率降低的热值增加值不同设计单位设计

　　值不一样，一般按照=160KJ/Kg取值。表示取样年入炉垃圾低位热值。

　　鉴于未来生活水平提高导致的垃圾低位热值增加，垃圾热值按照年均增长1.5-2%考虑，垃圾分析年至项目投产运行后第五年，共计算增长年为7年，这是计算式中7的依据，根据不同项目的实际情况调整公式中的系数。

　　2.3入炉垃圾上限低位热值等于项目设计寿命一年入炉垃圾低位热值同时考虑垃圾热值的季节波动。

　　计算公式参见下式：



　　（1-2）式中：



　　垃圾发电机组一般设计寿命为25年，取样至投产一般需要2年时间，故式表示项目设计寿命一年入炉垃圾热值，式中取值27可根据项目实际情况做出相应调整，其他符号意义和取值与式（1-1）相同。

　　上限热值需要同时考虑季节性变化，夏季垃圾含水率高，热值低，冬季垃圾含水率低，热值高，热值季节波动值按照500-1000 KJ/Kg考虑。

　　2.4项目投产年入炉垃圾低位热值减去季节波动值与4180KJ/Kg相比较，取其中小者作为入炉垃圾下限低位热值。

　　《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》-（GB/T 18750-2008）规定低位热值不宜低于4180KJ/Kg；一般入炉垃圾热值计算结果大于4180 KJ/Kg，故入炉垃圾下限低位热值大多取4180 KJ/Kg。

　　3.结论

　　3.1 垃圾热值随着生活水平的提高，垃圾的热值会不断上升；同时垃圾收集及分类方式的改变、同一年份季节降雨的变化等因素都将影响垃圾的热值。焚烧炉设计时，需要考虑较宽的热值变化范围。热值变化范围和设计点的设定，关系到焚烧厂的长期稳定和经济的运行，起到至关重要的作用。

　　3.2以取样年原生垃圾低位热值为分析基准，经过垃圾熟化和渗滤液析出，考虑合理的热值年增长率，可计算出投产运行后第五年的入炉垃圾平均低位热值，入炉垃圾设计低位热值。

　　3.3入炉垃圾上限低位热值需要考虑项目设计寿命一年入炉垃圾低位热值同时考虑垃圾热值的季节波动。入炉垃圾下限低位热值，年入炉垃圾低位热值减去季节波动值与4180KJ/Kg相比较，取其中小者。