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北極星垃圾發電網訊:摘要：
入爐垃圾低位熱值是垃圾發電設計的基礎，設計熱值和熱值波動範圍的確定方法，關係到焚燒廠的長期穩定和經濟的運行，起到至關重要的作用。本文提出了設計熱值確定方法，得出較為合理的計算公式。以取樣年原生垃圾低位熱值為基礎，考慮因生活水平的提高，垃圾的熱值會不斷上升，又考慮了同一年份季節的變化、晴天和雨天等因素對垃圾熱值的影響。
關鍵詞：入爐垃圾、低位熱值、取樣年、上限、下限
引言
隨著我國經濟的發展，人民生活水平不斷提高，消費能力持續增長，隨之而來的是每年生活垃圾的產量保持較快速度的提升，垃圾無害化處理成為剛需。垃圾焚燒發電能夠較好的實現垃圾的減量化、無害化處理，回收的熱能可用來發電，受到我國政策的大力支持。近年來，垃圾焚燒發電行業規模持續擴大，2019年全國開標的焚燒發電項目共92個，總投資439億元，我國在運行的垃圾焚燒電廠數量已經突破400座，預計2020年將有600座垃圾焚燒廠處於運行狀態。入爐垃圾低位熱值作為最基礎的輸入條件，在垃圾電廠工藝系統設計中起到非常重要的作用，本文提出了一種入爐垃圾低位熱值確定方法。
1.垃圾熱值的重要性
垃圾焚燒發電廠的設計運營年限在25-30年，垃圾低位熱值的設定不但要考慮適應目前垃圾的焚燒，還應考慮隨著生活水平的提高，垃圾的熱值會不斷上升，上升至一定值後將基本保持不變。同時，垃圾收集及分類方式的改變、同一年份季節的變化、晴天和雨天等因素都將影響垃圾的熱值。焚燒爐設計時，需要考慮較寬的熱值變化範圍。
餘熱鍋爐受熱面的布置，是按一定的燃燒強度考慮，並留有富裕度，但如果垃圾熱值上下偏離設計點過大，則會對焚燒爐的適應範圍要求過寬，從而對垃圾處理廠的正常運行和運行成本有較大的影響。若設計點定得過低，則當實際垃圾熱值較高時，造成受熱面超溫和垃圾處理量下降，甚至達不到處理量的要求；反之，若設計點定得過高，則餘熱利用系統設備投資費用相應增加，當垃圾實際熱值較低時，設備長期處於低負荷運行，從而使產汽量和蒸汽參數不足，甚至需要噴油等助燃以保證達到環保指標和發電參數的要求。因此，最佳設計點的設定，關係到焚燒廠的長期運行工況及長期運行成本，至關重要。
2.入爐垃圾低位熱值確定方法
2.1項目前期應該由第三方檢測機構提供垃圾採樣及分析結果，採樣及分析結果要求原則上應滿足CJ/T313-2009《生活垃圾採樣和物理分析方法》規範；在分析垃圾特性及確定垃圾熱值時，所分析的垃圾組分不得少於四組，且各組分垃圾取樣時間間隔不少於一個月，取樣地點要多樣化，保證取樣具有代表性；對上述取樣分析結果進行判斷，剔除熱值嚴重偏離的取樣，剩餘取樣進行平均，低位熱值均值作為取樣年原生垃圾低位熱值 。
2.2以項目投產運行後第五年的入爐垃圾平均低位熱值作為工程入爐垃圾設計低位熱值。以取樣年原生垃圾低位熱值為分析基準，經過垃圾熟化和滲濾液析出，再考慮合理的熱值年增長率，最後可計算出投產運行後第五年的入爐垃圾平均低位熱值，即為入爐垃圾設計低位熱值。
計算公式參見下式：
（1-1）式中：
經過熟化和滲濾液析出後，垃圾熱值升高，滲濾液析出率一般按照垃圾總重15%進行考慮，然後計算含水率降低百分比,垃圾單位含水率降低的熱值增加值不同設計單位設計
值不一樣，一般按照=160KJ/Kg取值。表示取樣年入爐垃圾低位熱值。
鑑於未來生活水平提高導致的垃圾低位熱值增加，垃圾熱值按照年均增長1.5-2%考慮，垃圾分析年至項目投產運行後第五年，共計算增長年為7年，這是計算式中7的依據，根據不同項目的實際情況調整公式中的係數。
2.3入爐垃圾上限低位熱值等於項目設計壽命最後一年入爐垃圾低位熱值同時考慮垃圾熱值的季節波動。
計算公式參見下式：
（1-2）式中：
垃圾發電機組一般設計壽命為25年，取樣至投產一般需要2年時間，故式表示項目設計壽命最後一年入爐垃圾熱值，式中取值27可根據項目實際情況做出相應調整，其他符號意義和取值與式（1-1）相同。
上限熱值需要同時考慮季節性變化，夏季垃圾含水率高，熱值低，冬季垃圾含水率低，熱值高，熱值季節波動值按照500-1000 KJ/Kg考慮。
2.4項目投產第一年入爐垃圾低位熱值減去季節波動值與4180KJ/Kg相比較，取其中小者作為入爐垃圾下限低位熱值。
《生活垃圾焚燒爐及餘熱鍋爐》-（GB/T 18750-2008）規定低位熱值不宜低於4180KJ/Kg；一般入爐垃圾熱值計算結果大於4180 KJ/Kg，故入爐垃圾下限低位熱值大多取4180 KJ/Kg。
3.結論
4.1 垃圾熱值隨著生活水平的提高，垃圾的熱值會不斷上升；同時垃圾收集及分類方式的改變、同一年份季節降雨的變化等因素都將影響垃圾的熱值。焚燒爐設計時，需要考慮較寬的熱值變化範圍。熱值變化範圍和設計點的設定，關係到焚燒廠的長期穩定和經濟的運行，起到至關重要的作用。
4.2以取樣年原生垃圾低位熱值為分析基準，經過垃圾熟化和滲濾液析出，考慮合理的熱值年增長率，最後可計算出投產運行後第五年的入爐垃圾平均低位熱值，入爐垃圾設計低位熱值。
4.3入爐垃圾上限低位熱值需要考慮項目設計壽命最後一年入爐垃圾低位熱值同時考慮垃圾熱值的季節波動。入爐垃圾下限低位熱值，第一年入爐垃圾低位熱值減去季節波動值與4180KJ/Kg相比較，取其中小者。
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