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摘要：经济高速发展形势下，城镇化进程加快，人民产生的生活垃圾越来越多，固体废弃物若处置不规范合理，大气、水体及土壤将会受到污染。然而垃圾填埋场填埋垃圾所产生的沼气是一种可再生能源，只要有效进行资源回收与利用，就能有效改善填埋场的空气质量和改善生态环境。基于此，本文就生活垃圾填埋发电技术进行讨论。
关键词：发电技术；垃圾填埋；发电机组；发电流程
一、垃圾填埋发电技术概述
目前固体生活垃圾填埋处理是我国城市解决生活垃圾的主要方法之一，填埋产生的气体发电技术则是以垃圾填埋场的填埋气体为原料进行发电的一项技术。其具有垃圾处理量大、技术简单实用、产气率较高等特点。垃圾填埋气是生活垃圾填埋后，经过微生物分解，产生的以甲烷和二氧化碳为主要成分的混合气体。其甲烷（CH4）占30%～55%，二氧化碳（CO2）占30%～45%。在垃圾填埋场内，有机物的降解可分为好氧与厌氧两种过程，在垃圾填埋期间，初始氧气耗尽，厌氧阶段就开始，可持续长达10～20年。据资料记载，垃圾填埋场的1t垃圾全部发酵后，产生填埋气体可达200～400m3。垃圾厂填埋气发电具有以下有利条件：①垃圾填埋气回收利用经济效益好。②我国生活垃圾的组成适合实施垃圾填埋气的利用工程。③城市垃圾的集中处理处置，可促进垃圾填埋气的回收利用。④国家政策的支持，包括上网发电流程、全额收购、财政补贴。⑤国际合作的增加，为垃圾填埋气的利用提供了先进经验和资金。
二、固体生活垃圾填埋发电的一般流程
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图1垃圾填埋发电厂生产流程图
如图1所示，垃圾填埋发电厂生产包括填埋气体收集系统、气体的脱水及脱硫净化系统、气体发电系统和变送电系统四大部分，其中关键是填埋气体收集系统和气体处理技术。填埋气体收集系统一般有3种方式：①竖井收集系统：垃圾在填埋场区内分区填埋后，已经完成表面的垃圾覆HDPE膜，利用钻机集中打井并设置收集管，再用支管将成组气井联结汇集到集气总管；②横井收集系统：垃圾在分区填埋时，将收集气管有规律地平放在垃圾填埋区内，新垃圾将收集气管埋在下层，分层设置支管并汇集到集气总管；③膜下浅挖采气收集系统：在HDPE膜下形成独立、密闭的空间，填埋气从垃圾堆体扩散出来的填埋气在膜下聚集，通过在膜下安装填埋气收集管道，将膜下气体收集到集气总管。另外，气体处理的主要流程如下：借压差流向特定的气体收集井，将甲烷和二氧化碳及硫化氢等气体输送至集气总管，送往气体预处理装置，利用三甘二醇和旋风气液分离进行脱水和碳酸钾净化系统结合的方法，脱去水分、颗粒灰尘和硫化氢，经罗茨风机抽气及加压输送装置，经散热器除湿降温，经滤器干燥过滤，然后进入内燃机充分燃烧做功，将热能转化为动能，带动发电机旋转发电，经升压、配电，并入电网售电，供生活和工业用电。
三、固体生活垃圾填埋发电的燃气发电机组特点
固体生活垃圾填埋发电的燃气发电机组系统包括填埋气发动机、发电机、联轴器及控制柜等配套而成，实现燃烧、做功、产生电能、输出的功能。发电机组原理是利用生活垃圾产生的沼气（主要成分是甲烷）与一定比例的空气压入多个气缸内，燃烧后产生的热力推动带有曲柄连杆机构的火花塞往复转动，多个曲柄连杆机构将机械动能传递给发动机，使发动机按照设定转速通过联轴器将动能传递给同轴上的发电机转子，转子转动切割定子间产生的磁力线，从而输出稳定电能。
1、燃气发电机组控制系统。燃气发电机组可采用空燃比控制系统、控制阀和混合器、电子调速器等高精确度的闭环电控式燃气控制系统（EGS），它的信息输入系统是将发动机的转速、扭矩、尾气中氧含量等信号传递给控制器，控制器进行综合处理后，计算出发动机最佳运行的燃气量，再将计算出的信息传递给控制阀，由控制阀控制调整燃气进气量，以达到实现控制最佳空燃比的目的。通过控制执行器来控制混合气的流量，将发动机转速控制在标准范围内。
2、智能点火系统。燃气发电机组点火系统包括磁电机、低压线、高压点火线圈、高压点火线、火花塞、点火控制器，其优点：发动机运行过程中可随意调整点火提前角和点火能量火能量分三个等级，根据燃气的成分对点火能量进行调整，实现最佳点火状态，最高等级点火能量可高达5万V；点火系统具备超速保护功能。在点火控制系统中设置机组运行最高转速，当达到超速时，点火控制器停止工作，发动机停车；点火系统具有自身故障检测及报警功能。如出现火花塞不点火、线路短路或线路接触不良等故障，系统进行自动报警，便于机组的维护，保证点火控制人性化。
3、进气系统。增压、中冷型燃气发电机组采用了高效率的复合式空气滤清器、大流量涡轮增压器和德国GEA公司技术生产的圆管式高效中冷器，其中两个增压器共用一个中冷器，保证即使两个增压器效率不同步，燃气发电机组左右两侧进气管中的混合气特性也仍相同，实现左右两排气缸工况相同，使充气效率提高，保证机组的输出功率更持续、稳定。
4、排气系统。排气汇总管和涡轮增压器包敷有绝热层，排气出口装有波纹管等弹性排气膨胀节，有效防止热量向机房内释放。
5、计算机控制系统。计算机控制系统的使用保证数据在网络上传，实现数据自动检测、采集、显示、记录、控制等功能，并且设有智能控制屏，用于控制及监测发电机组的工作状况，实现一旦发出声光报警信号，发电机组的启停操作可在机旁完成操作控制，也可由控制屏上按钮控制，保证近、远距离监控，实现操作人性化。
6、火炬系统。一般发电站按照双重预防机制体系建设及安生生产可行性，可设置一台封闭式燃烧火炬设备。在发电机组超压、故障检修、突发性增加导致超出发电机组负荷等情况下，总集气管处采用三通阀门，一旦紧急情况，可启用火炬系统燃烧填埋气体，不仅避免填埋气体直接排放造成环境的污染，而且减少了因甲烷聚集而产生爆炸。
三、小结
总之，经济的高速发展导致了人们生活中产生的垃圾也越来越多。一旦这些垃圾不能科学的可到处理甚至是利用，那么我们赖以生存的空气、水体及土壤等就会受到严重的污染。因此，人们必须采用各类科学、合理的方法来降低生活垃圾的危害，将有用资源再次回收，创造经济价值。
参考文献：
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[2]雷玄，刘兆明.垃圾焚烧发电的环境保护措施[J].环境与发展，2018，30（11）