全球*大的泥污焚燒廠現已基本實現用電自給自足。憑借新近安裝的兩臺蒸汽鍋爐和一臺蒸汽輪機,它可以利用焚燒過程產生的廢熱來發(fā)電,,滿足至少95%的用電需求,,而運行成本也削減近10%,。
在此之前,,該廠僅將廢熱用于生產低壓蒸汽。低壓蒸汽可用于多個不同加工過程,發(fā)電能力有限,。西門子旗下獨立品牌鍋爐專家NEM公司,,現已將4臺低壓蒸汽鍋爐中的兩臺更換為高壓鍋爐,并安裝了一臺蒸汽輪機,。這樣一來,,該廠可以大大提高廢熱利用效率,并將發(fā)電量提高至原來的9倍,。
磷回收
僅在德國,,每年就要產生約800萬噸脫水城市泥污。其中約三分之一的泥污為農業(yè)部門所利用,,但由于農業(yè)應用對泥污的質量要求越來越高,,污泥農用比例多年來一直未能提升。因此,,不論是在專業(yè)焚燒廠進行焚燒,還是在水泥廠,、燃煤電廠和垃圾焚燒廠用作輔助燃料,,焚燒污泥的吸引力與日俱增。專業(yè)焚燒廠其優(yōu)點是可以分離出泥污中所含的寶貴原料,,特別是磷肥料的回收利用,。
在荷蘭,N.V. Slibverwerking Noord-Brabant(SNB)運營著這樣一家污泥焚燒廠,,每年處理約45萬噸脫水市政泥污——在大約900攝氏度高溫下焚燒干燥的泥污,。
新鍋爐安裝位置。去除部分屋頂,,以便將鍋爐吊裝到位,。
(從屋頂拍攝的照片)準備安裝鍋爐。
定制鍋爐
對SNB焚燒廠進行改造,,為其配備兩臺高壓蒸汽鍋爐用于發(fā)電,,這對NEM公司(2011年并入西門子)的工程師而言,面臨著兩個挑戰(zhàn),。他們設計的鍋爐必須能適用于這個建于1997年的焚燒廠,。此外,必須盡快安裝好鍋爐,,同時保持焚燒廠部分運行,,以免中斷市政泥污的處理。
專家們隨后打造出一臺既滿足蒸汽輪機技術規(guī)格(450攝氏度蒸汽溫度和60巴壓力),,又符合尺寸和重量規(guī)定的鍋爐,。實現這一點,一定程度上得益于減小鍋爐省煤器爐管的直徑,從而得以減小管壁厚度,,減輕重量,。此外,有必要根據高度限制來調節(jié)管道間距,,同時還應考慮燃料的污垢特性,。工程師對蒸汽溫度尤其重視。泥污中含有多種不同化學元素,,其中一些化學元素在極高溫度下會腐蝕金屬,。正因為如此,哪怕鍋爐和蒸汽輪機能夠在更高溫度下工作,,蒸汽溫度被限制在450攝氏度,。
然后,由蒸汽來驅動西門子SST 110工業(yè)蒸汽輪機,。蒸汽輪機采用兩個并行模塊,。高壓模塊在60巴蒸汽壓力下工作。低壓模塊在2.5巴壓力下供應剩余的蒸汽,。這種低壓蒸汽主要用于烘干泥污——送到焚燒廠時,,市政泥污含有約75%的水分。改裝高壓鍋爐時淘汰了原來用低壓蒸汽運行的蒸汽電機,,過去該電機利用450千瓦發(fā)電機來發(fā)電?,F在,焚燒廠使用一臺3,500千瓦發(fā)電機,,滿足其幾乎全部用電需求,。