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摘要：2018年，我国垃圾焚烧的处理能力已达37.8万t/d，垃圾发电增速呈指数级增长，预计到2020年，我国将会有超过600座垃圾焚烧发电厂。虽然垃圾焚烧量与焚烧厂数量在增加，但垃圾处理费降低、排放指标越来越严、运行成本增加，同时电价的补贴可能要进行改革，这些因素使垃圾焚烧发电的前景越来越差，国家政策层面对垃圾焚烧要求越来越严，这就需要企业探索新的技术来提高垃圾焚烧的效益。文中对垃圾发电技术现状与发展前景进行了分析。
关键词：垃圾发电技术；现状；发展前景
1垃圾焚烧发电技术概述
为提高垃圾焚烧电厂的经济效益，提高垃圾焚烧发电效率是关键且切实可行的措施。垃圾焚烧发电热力系统主要包含三大主机：焚烧炉、余热锅炉、汽轮发电机组，垃圾焚烧发电效率主要取决于三大主机的性能。目前我国的垃圾焚烧焚烧炉以炉排炉为主，主蒸汽参数为4.0MPa/400℃，焚烧炉与余热锅炉的效率80%，汽轮机效率在28%，发电效率在22%左右。提高焚烧发电效率应重点从焚烧炉、余热锅炉、汽轮发电机性能着手。目前焚烧炉热灼减率3%以下，焚烧炉性能提升空间有限，因主蒸汽参数较低、余热锅炉排烟温度偏高达220℃，提高主蒸汽参数、采用蒸汽中间再热、降低排烟温度成为提升垃圾焚烧发电厂发电效率的关键措施。例如：朗肯循环。垃圾焚烧发电热力系统理论依据为朗肯循环。下图为朗肯循环示意图，1-2为在汽轮机做工过程，2-2’为冷凝过程，2’-4为给水泵压缩过程，4-1为加热过程。在冷凝温度一定的条件下，热效率取决于主蒸汽参数，包括主蒸汽压力和主蒸汽温度。
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图1朗肯循环
2我国垃圾发电技术现状
我国自1985年开始引进垃圾焚烧热电技术，近年来发展迅速。1985年，深圳市环境卫生综合处理厂利用饱和蒸汽发电的1、2号垃圾焚烧炉，每台锅炉的垃圾处理能力为150t/d，采用日本三菱重工进口的500kW发电机组发电、供热，但它的最大发电量仅能满足发电厂的需要。日本三菱公司的垃圾焚烧炉制造技术公司设计制造的采用过热蒸汽发电的3号焚烧炉垃圾处理能力150t/d，配3000千瓦发电机组，1995年6月投入运营。目前，作为一种资源化、减量化、无害化的垃圾处理设备，在社会效益和经济效益方面都非常可观的垃圾焚烧炉通过技术引进，基本实现了垃圾焚烧锅炉国产化，其设备安装、备件和培训的成本远低于进口。
继深圳垃圾焚烧发电厂之后，先后建设了引进美国Temporlla炉体设计技术、发电厂工程规模为3×200t/d的广东珠海垃圾发电厂，于2001投入运行，配备两台6000千瓦发电机组，处理能力为1000t/d。目前，属中国最大的垃圾发电站的浙江宁波垃圾发电厂等一批垃圾焚烧发电厂，浙江省宁波污水发电厂燃煤电站锅炉运行状况良好，发电机组运行正常。为解决宁波市垃圾处理问题，并防止烟气产生的环境污染，补充垃圾燃料热量不足，取得良好的环保效益和经济效益，宁波市垃圾焚烧发电厂进行了升级改造，炉膛内装有柴油喷嘴，将柴油喷入锅炉炉膛内，炉子上部温度升至850℃以上，开始时可提高炉温，方便垃圾燃烧。已建成投产调试后运行良好的上海浦东100t/d垃圾焚烧发电厂、即将投产的上海浦西1000t/d垃圾焚烧发电厂。
北京、苏州、无锡、常州等多个城市已完成拟建垃圾发电站的初步设计。位于北京市朝阳区高安的垃圾场，处理能力为1300t/d，年发电量为136GWh，将很快成为中国最大的垃圾焚烧发电厂之一的北京市垃圾焚烧发电项目已获国家计委正式批准。于2003年7月初开工建设、占地5.98公顷、总投资5.7亿元、每天无害化处理生活垃圾1200t的天津市第一座垃圾焚烧发电厂建成。
3制约我国垃圾焚烧发电的因素
处于起步阶段的中国垃圾焚烧发电技术有许多方面需要改进：第一，随季节的变化和地区的差异，可燃垃圾的质量和数量变化很大，加上低热值和高水分含量，导致发电波动大，稳定性差，垃圾焚烧发电厂向电力公司供应剩余电力时，价格低廉；第二，需要国家政策支持，垃圾处理、焚烧以及锅炉和发电设备的运营成本高，需要一次性投资，自我收入低，有待进一步研究和改进垃圾焚烧发电技术；第三，市民在投入垃圾前未按要求对含有金属、砖、煤灰、废电池等大量可燃烧材料垃圾进行分类倾倒，有必要加大宣传力度，加强源头的分类和收集工作；第四，致癌二恶英和能破坏大气环境的NOX产生在燃烧后的垃圾烟气中，为防止垃圾焚烧过程中对环境的二次污染，有必要加大对去除烟气中二恶英和NOX的研究。
4我国垃圾焚烧发电的发展前景
4.1垃圾处理由填埋向焚烧过渡
目前，我国对城市垃圾的处理主要以垃圾填埋为主。根据国家规定的垃圾处理标准，城市垃圾无害化处理率达到90%，综合利用率达到50%，这种垃圾填埋处理方法达不到环保要求。在缺乏更好的处理方法的情况下，垃圾焚烧发电处理方法在中国被越来越多地采用。国内一些专家呼吁逐步提高焚烧比例，国家也出台了一系列鼓励建设垃圾焚烧发电项目的政策和措施。目前，已建成近20座垃圾焚烧发电厂，促进了这一产业的发展。
4.2垃圾焚烧技术设备国产化是发展趋势
我国城市生活垃圾热值较低，要采用适合国情、需要补充燃料支持燃烧的技术和设备。在引进日本三菱重工的基础上，国内部分高校（如北京大学、清华大学、浙江大学）、科研院所（如中科院）、环保企业对垃圾焚烧处理技术进行了研究和开发，并取得了一定的成果：锦江集团与浙江大学联合开发了对二恶英等污染物有显著抑制作用的“多相循环流化床垃圾发电”、成功应用在深圳、温州、杭州，锅炉累计日处理能力3650t，发电量78兆瓦，烟气污染物排放浓度达到国家标准环境要求的烟气净化技术和设备已在6家企业推广应用，已经转化为实际生产力。
4.3生活垃圾焚烧发电技术设备符合环保要求
目前，我国已出台了烟气排放标准。我国垃圾焚烧发电执行2001年颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》我国二恶英浓度排放限值为0.1ng/Nm3的标准，低于发达国家和欧盟排放限值为0.1ng/Nm3的污染控制水平。但是，中国也只有少数垃圾焚烧厂符合这一标准。为提高垃圾焚烧污染控制水平，有必要加强对适合国情技术设备的研发，促进我国垃圾焚烧发电产业的发展，尽快使垃圾焚烧无害化。
4.4垃圾焚烧发电必须走市场化发展道路
垃圾经营管理费用为100～150元/吨，垃圾发电及运行管理成本较高，在我国财政收入有限的情况下，有必要综合利用提高电价等经济手段和推广包括废物发电在内的新技术等行政和法律手段，实现能源工业的可持续健康发展。
结束语
总而言之，通过垃圾焚烧发电技术能够对城市垃圾进行有效处理，降低垃圾对环境的污染，实现资源的二次利用。随着我国大力倡导可持续发展，加上城市垃圾逐步增加，垃圾焚烧发电技术需要全面推广。但是现阶段还存在不少限制垃圾焚烧发电技术发展的因素，只有找到问题源头，提出有效地解决措施，才能提高垃圾焚烧发电技术应用水平，使城市发展的更加健康。
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