城市垃圾焚烧发电汽轮机额定容量的计算

城市垃圾焚烧发电汽轮机额定容量的计算

摘要：介绍城市垃圾焚烧发电汽轮机的选型及额定容量的计算。

关键词：垃圾焚烧；汽轮机；额定容量

前言：垃圾焚烧发电是一项国家支持的项目，具有城市化、无害化、资源化三大优势，是公认的垃圾处理最佳方式，由于垃圾焚烧发电产量有限，适用于垃圾发电的汽轮机多采用凝汽式汽轮机。由于通过垃圾焚烧处理发电成本较高，故此在工程设计中如何正确选择汽轮机的型号，计算汽轮机组的额定容量是关系到垃圾焚烧发电收益的关键。一、垃圾焚烧发电配套汽轮机的选型

垃圾焚烧发电是通过城市生活垃圾中可燃有机物作原料供蒸汽锅炉燃烧能源，从而产生一定压力和温度的过热蒸汽，汽轮机是把蒸汽的热能转变为机械能带动汽轮发电机组运行发电。由于城市生活垃圾中可燃有机物的热值远远低于燃煤机组，因此在实际工程中垃圾燃烧锅炉额定容量受到限制，故国内建设的垃圾焚烧发电锅炉一般为中温中压锅炉。即：过热蒸汽压力在4.0MPa左右，过热蒸汽温度为400℃左右。

《生活垃圾焚烧处理技术规范》CJJ90-2009中规定，对于采用汽轮机发电的焚烧厂，余热锅炉蒸汽参数不宜低于400℃，4.0MPa鼓励采用中温、中亚参数的汽轮机组。

3~12MW次高压、中温中压凝汽式汽轮机的参数见表一

3~12MW次高压、中温中压凝汽式汽轮机的参数见表一

从表一可以看出，现有汽轮机厂家没有适合垃圾焚烧发电的汽轮机，因此必须对现有汽轮机进行改型设计已满足要求。

垃圾焚烧炉一般根据城市生活垃圾的性质，锅炉设计中温中压形式，因此汽轮机主进汽温度的降低导致汽轮机低压段湿蒸汽扩大，运行在湿蒸汽区的汽轮机叶片级数就必须增加，又因锅炉产汽量变化幅度也相当达大，所以对汽轮机变工况能力要求必须加强。故：选择汽轮机额定功率在6~12MW，低压段抗水蚀能力强，变工况能力强的中压或次高压凝汽式汽轮机用于城市生活垃圾焚烧发电。

二、垃圾焚烧发电厂汽轮发电机装机容量的计算

已知：本垃圾焚烧发电厂日处理城市垃圾规模为1000t，建设配置为三炉两机。垃圾低位热值最大设计值为7500kj/㎏，垃圾低位热值最小设计值为5800kj/㎏。

求：该垃圾发电厂装机台数及容量？

1. 设计点电功率（Ps）公式

Ps=(Qs×Gr×1000×0.22)/24×3600

式中：

Qs—垃圾低位热值设计值，kj/㎏,；

Gr—垃圾焚烧发电厂日处理垃圾量，t/d；

0.22—该垃圾焚烧发电厂的热效率；

24—24小时；

设计点电功率（Ps）：Ps=(5800×1000×1000×0.22)/24×3600=14769kW

2最高点电功率（Ph）公式

Ph=(Qh×Gr×1000×0.22)/24×3600

式中

Qh—垃圾位热值最大值，kj/㎏,；

Ph=（7500×1000×1000×0.22）/24×3600=19098kW

考虑垃圾焚烧发电厂的特点，通过计算。

故：本工程拟设置两台装机容量为9.5MW的中温中压纯凝式汽轮机发电机组。

该厂当一台焚烧炉检修时（一年内每台机应由15~30天的检修期），可投入一台9.5MW 发电机，这时可安排一台检修。采用两台机组组合方案，使得运行操作灵活，维护方便，同时应能保证焚烧炉的正常运行，即“机跟炉”运行。