[实用新型]一种垃圾焚烧与沼气耦合互补发电系统

说明书

本实用新型属于垃圾发电领域的一种垃圾焚烧与沼气耦合互补发电系统。该系统主要包括垃圾焚烧发电系统、沼气发电系统和余热利用耦合系统；根据沼气内燃机的尾部烟气特点，将其尾部烟气先用来加热垃圾焚烧锅炉的过热蒸汽，之后在烟气空气预热器中预热部分垃圾焚烧锅炉的一次风；垃圾焚烧发电系统的部分乏汽供给沼气发酵罐作为保温热源。该系统实现了垃圾和沼气的能量梯级利用和余热合理回收，提高了系统的能量利用效率。另一方面，将垃圾进行焚烧和厌氧发酵分类处理利用，有利于垃圾的充分资源化利用。

技术领域

本实用新型属于垃圾发电技术领域，特别涉及一种垃圾焚烧与沼气耦合互补发电系统。

背景技术

随着经济发展、居民消费水平的提高，我国很多城市垃圾产量迅速增加，甚至面临着垃圾围城问题的困扰，同时，近几年分析发现我国垃圾组分中有利用价值的物质比例增加：可回收利用的垃圾组分增多，如厨余垃圾、纸张等生物质类的含量明显增加，塑料等可燃且发热值较高的可燃物含量增加；实现减量化、资源化和无害化垃圾处理的需要逐渐提高。现有垃圾处理方式中，焚烧处理减量化效果最好，且在技术达到一定程度时可很大限度实现无害化。据国家统计局数据显示，自2000年以来，我国垃圾焚烧无害化处理厂的数量持续稳步增加长，预计2021年前，全国城市垃圾总处理能力中焚烧的占比将超过50%，截至2017年底，已建成的垃圾焚烧处理电站达286座。

然而，在垃圾的资源化利用上，我国现代化垃圾处理的历史较短，尤其是垃圾焚烧发电处理，垃圾成分复杂，垃圾焚烧炉中有害物质生成的控制、腐蚀与磨损问题等有待解决，垃圾焚烧前的预处理工序较为复杂，且需谨慎垃圾堆放渗滤液对环境产生污染。参考一些发达国家的垃圾处理，他们垃圾的收运体系相对完备的，目的是实现生活垃圾分类化收集后再进行综合处理。

垃圾分类后，不同性质特点的垃圾可采取不同的处理方式。如厨余垃圾等优选厌氧发酵处理，在大型沼气池建立和沼气综合利用的发展下，厌氧发酵处理产生沼气用于燃烧发电产生电能和热能的技术也具有了安全、环保、节能的特点。沼气燃烧发电系统的大量余热回收起来，供给沼气燃烧发电系统自身使用后还有大量富余，于是，沼气燃烧产生烟气的余热的综合利用系统决定了系统的能量利用效率。

发明内容

根据技术背景中介绍的垃圾资源化利用现状、垃圾焚烧发电和厨余垃圾发酵沼气发电的特点，本实用新型公开了一种垃圾焚烧与沼气耦合互补发电系统，涉及垃圾焚烧发电技术、厨余垃圾发酵技术、沼气发电技术，并综合考虑能量梯级高效利用的规律方法。

具体实施方案如下：

一种垃圾焚烧与沼气耦合互补发电系统包括垃圾焚烧发电系统、沼气发电系统和余热利用耦合系统，所述的垃圾焚烧发电系统包括垃圾焚烧锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、回热加热器、除氧器、给水泵、一次风预热器、二次风预热器、1#发电机；所述的沼气发电系统包括沼气发酵罐、沼气预处理装置、火炬燃烧器、内燃机、2#发电机；所述的余热利用耦合系统包括基于内燃机尾部烟气余热利用的烟气蒸汽过热器、烟气空气预热器和基于汽轮机乏汽余热利用的沼气发酵罐。

在垃圾焚烧发电系统中，汽轮机拖动1#发电机发电；汽轮机设抽汽孔，对应压力处的抽汽经管道分别连通至回热加热器、除氧器蒸汽入口，汽轮机乏汽出口连通至凝汽器；凝汽器热井水出口与凝结水泵、回热加热器水进口、除氧器、给水泵依次相连；给水泵将给水送至垃圾焚烧锅炉中吸热升温。

垃圾焚烧锅炉为汽包炉，汽轮机与垃圾焚烧锅炉参数相匹配；垃圾焚烧锅炉汽包上部饱和蒸汽出口管道连通至垃圾焚烧锅炉过热器，一路汽包饱和蒸汽管道连接至一次风预热器和二次风预热器蒸汽入口；一次风预热器、二次风预热器均预热空气，空气与蒸汽逆流布置，一次风预热器、二次风预热器热风出口分别连通至垃圾焚烧锅炉对应位置；汽轮机较高蒸汽参数处引出一路管道连通至二次风预热器预热空气，一次风预热器、二次风预热器的水出口管道均接通至除氧器。