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污泥焚燒廠實(shí)現(xiàn)用電自給自足

大的泥污焚燒廠現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)用電自給自足。憑借新近安裝的兩臺(tái)蒸汽鍋爐和一臺(tái)蒸汽輪機(jī)，它可以利用焚燒過(guò)程產(chǎn)生的廢熱來(lái)發(fā)電，滿足至少95%的用電需求，而運(yùn)行成本也削減近10%。

在此之前，該廠僅將廢熱用于生產(chǎn)低壓蒸汽。低壓蒸汽可用于多個(gè)不同加工過(guò)程，發(fā)電能力有限。西門(mén)子旗下獨(dú)立品牌鍋爐專家NEM公司，現(xiàn)已將4臺(tái)低壓蒸汽鍋爐中的兩臺(tái)更換為高壓鍋爐，并安裝了一臺(tái)蒸汽輪機(jī)。這樣一來(lái)，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(lái)的9倍。

磷回收

僅在德國(guó)，每年就要產(chǎn)生約800萬(wàn)噸脫水城市泥污。其中約三分之一的泥污為農(nóng)業(yè)部門(mén)所利用，但由于農(nóng)業(yè)應(yīng)用對(duì)泥污的質(zhì)量要求越來(lái)越高，污泥農(nóng)用比例多年來(lái)一直未能提升。因此，不論是在專業(yè)焚燒廠進(jìn)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(diǎn)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(yùn)營(yíng)著這樣一家污泥焚燒廠，每年處理約45萬(wàn)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(zhǔn)備安裝鍋爐。

定制鍋爐

對(duì)SNB焚燒廠進(jìn)行改造，為其配備兩臺(tái)高壓蒸汽鍋爐用于發(fā)電，這對(duì)NEM公司（2011年并入西門(mén)子）的工程師而言，面臨著兩個(gè)挑戰(zhàn)。他們?cè)O(shè)計(jì)的鍋爐必須能適用于這個(gè)建于1997年的焚燒廠。此外，必須盡快安裝好鍋爐，同時(shí)保持焚燒廠部分運(yùn)行，以免中斷市政泥污的處理。

專家們隨后打造出一臺(tái)既滿足蒸汽輪機(jī)技術(shù)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(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，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(jù)高度限制來(lái)調(diào)節(jié)管道間距，同時(shí)還應(yīng)考慮燃料的污垢特性。工程師對(duì)蒸汽溫度尤其重視。泥污中含有多種不同化學(xué)元素，其中一些化學(xué)元素在*溫度下會(huì)腐蝕金屬。正因?yàn)槿绱?，哪怕鍋爐和蒸汽輪機(jī)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(lái)驅(qū)動(dòng)西門(mén)子SST 110工業(yè)蒸汽輪機(jī)。蒸汽輪機(jī)采用兩個(gè)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(yīng)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(shí)，市政泥污含有約75%的水分。改裝高壓鍋爐時(shí)淘汰了原來(lái)用低壓蒸汽運(yùn)行的蒸汽電機(jī)，過(guò)去該電機(jī)利用450千瓦發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電?，F(xiàn)在，焚燒廠使用一臺(tái)3,500千瓦發(fā)電機(jī)，滿足其幾乎全部用電需求。