随着社会经济水平的不断发展,我国的垃圾总量正以每年近10亿吨的速度增长,大量的垃圾对环境造成的污染日益严重。垃圾焚烧发电成为了处理垃圾的一个重要而又经济的途径。垃圾焚烧发电不仅能对垃圾减量化处理,解决垃圾日益增长的现状,同时还可以回收利用垃圾中的热量,节约我国不可再生资源。但是受制于传统垃圾焚烧发电系统参数低、容量低、热力过程完善度不高等问题,现存的垃圾焚烧电厂的生产热效率较低,且单位投资成本较高。不同的是,发电量占比达到70%的常规燃煤发电机组,运行稳定、机组容量大,大型燃煤机组发电量从300 MW到1000 MW不等,例如超临界燃煤机组、亚临界燃煤机组等。这些大容量的机组不仅主蒸汽参数(压力、流量等)高,还有着各段抽汽、给水、凝结水等多品位的能量来源,能为不同能量提供“能量匹配”的耦合方案。基于此,本文旨在将垃圾焚烧发电系统的能量耦合到大型、高效的燃煤发电系统中,设计垃圾焚烧锅炉与燃煤机组集成发电系统,通过将垃圾焚烧的能量引入到燃煤机组的回热系统中,并且完善垃圾焚烧锅炉一、二次风加热系统的热力学过程,以期提高垃圾焚烧锅炉的能量利用效率。通过对集成发电系统进行建模计算,在保证垃圾焚烧锅炉与燃煤机组燃料输入能量不变的条件下,计算表明,与独立发电系统相比,集成发电系统中垃圾焚烧锅炉生产的净发电量由7.99 MW提升到了 10.69 MW,其净热效率由19.73%增加到了 26.40%,能量利用效率明显提升,同时集成发电系统整体上的净热效率提升了 0.18个百分点。由于燃煤机组多为变负荷运行,本文深入计算并优化了在案例燃煤机组不同负荷下发电系统的集成方案。优化后的集成发电系统不仅满足燃煤机组变负荷运行需求,且在燃煤机组不同负荷工况下,该系统整体净热效率始终大于独立发电系统整体净热效率0.16个百分点,具有良好的热经济性。本文的研究成果为垃圾焚烧锅炉与燃煤机组集成提供了理论基础,对垃圾焚烧锅炉能效提升,燃煤机组承担社会责任提供了新的思路,具有实际意义。