危险废物 研究：医废处置系统余热回收发电

医疗废物处理堪称疫情防治攻坚战的最后一道防线：各级各类医院的医疗废物处理不当很容易出现二次污染甚至病毒传播，为此生态环保部、卫生部联合下发《新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗废物应急处置管理与技术指南(试行）》，《医疗废物集中处置技术规范》来指导各地及时、有序、高效、无害化处置肺炎疫情医疗废物，规范肺炎疫情医疗废物应急处置的管理与技术要求。
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目前，作为危险废物的一种，医疗垃圾处理技术主要包括：焚烧法、高温蒸汽灭菌法、化学消毒法等，其中采用焚烧法处理医疗垃圾的占比为48%，焚烧法处理医疗垃圾是最为重要的处理方式之一。医废焚烧必然产生大量的热量，国内主要采用风冷或者水冷的形式，将焚烧产生的大量热能降温后排放，不但浪费热能还增加了水耗和电耗，这与国外技术水平更有着非常明显的差距，美日欧普遍安装了小型蒸汽发电装置回收该热量，既减少环境热排放又产生经济效益、减少医废处置的资源消耗。

下面就和朋友们分享一下整体齿轮箱式饱和蒸汽透平用于医废/危废处置系统余热回收发电的解决方案。

随着我国危险废物焚烧规模的不断扩张，新建的大中规模的危险废物焚烧系统设备已经能日处理100吨的危废。危险废物经过焚烧系统的充分燃烧，可以产生大量1100℃的烟气，由于该烟气中具有大量的腐蚀性气体和烟尘，无法直接进行利用，因此必须要通过余热锅炉进行换热，将其热源转变成饱和蒸汽进行利用。余热锅炉设置有分汽缸，可以同时向多个用汽单位提供蒸汽，大部分蒸汽进入高速饱和蒸汽透平发电。余热锅炉产生的饱和蒸汽，温度在150-160℃，压力在6-10barg。除去余热锅炉的自身用气(除氧器、全自动软水器等)，100吨的危险废物焚烧项目可以产生12-14吨/小时的蒸汽。
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在生活垃圾焚烧厂中已经普遍采用的常规大功率多级轴流式汽轮发电机，而危废焚烧系统焚烧物料种类繁多、产生的可发电的热能相对较少、焚烧工况稳定性较差、蒸汽波动大、汽轮机组维护和使用要求高，因此常规的汽轮发电机组不太适用于危废焚烧厂中。
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高速悬臂式涡轮
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整体齿轮箱式饱和蒸汽透平（IGST）机组因为自身设计特点，对蒸汽品质要求不高，适合于热源参数的大范围波动，快速启停、自动化程度高、整体撬装、运行维护简单，因此非常适合于危废的焚烧处置系统中。

; b# W( U0 o: [- q·热源适应性广，既适应于过热蒸汽，也适用于饱和蒸汽。
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# m; f% N- {( j+ H1 B7 H0 n* G·每台单独设计，按用户热源参数定制，运行效率高（70%-83%）。

* B% a* a  r0 G  R% S·冲动式单级轮盘设计，轴向推力非常小，适应工况频繁宽幅波动。
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7 [7 u8 B4 Q2 x  f1 ~: N1 L# L7 K·机组整体撬装，安装方便，占地面积小，节省厂区内空间。

9 n1 i" W- z# n7 Q  J·启停方便，冷态10分钟、热态1分钟即可开机，无需长时间暖机。

·机组运转平稳，自动化程度高，振动小，噪音低。
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0 |5 W) [, [4 Z; K: H（以上为1000kW危废处置余热发电饱和蒸汽汽水系统图）
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* ]/ U7 {+ a, x7 ~（以上为1000kW机组平面布置图）

以某危废处理项目为例：焚烧系统经过余热锅炉自身用汽和其他利用后，平均还可以剩余9-10th的饱和蒸汽。通过高效整体齿轮箱式饱和蒸汽透平，可以产生每小时约1000kw的电能，发出的电可以用于补充系统自身电耗，极大的降低运行成本。

2 t4 {" [  L" @% S0 d- V6 `' U机组经济效益：（按平均电价0.6元/度电）
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节电量= 净发电功率 1000kW ×年运行小时 7200h = 720万度/年
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- ?+ X9 P! x$ q1 }/ E  I节电收益=648万度×0.6 元/度电 = 432万元。来源：新型动力研究院