1、煤一廢聯合發電系統簡介
德國斯泰米勒工程公司的“煤一廢聯合發電系統”(KMS)，主要是通過在燃煤機組的
鍋爐旁構建廢棄生物質焚燒系統，并與現有的燃煤火電機組聯合運行，將焚燒爐產生的高溫熱煙氣從火電廠燃煤鍋爐第一燃燒區下方送入，參與鍋爐熱交換實現聯合發電。
以300MW亞臨界燃煤機組為例：在發電機組出力在80%～100%范圍內變化時，焚燒垃圾熱量可替代鍋爐總輸入熱量的20%，并保證鍋爐穩定運行，當發電機組出力只維持80%時，垃圾熱值的替代量可達鍋爐總輸入熱量的35%。
該系統既處理了大量不斷產生的城市生活垃圾和農村秸桿，又節省了不能再生的煤碳資源，是一項當前社會迫切需要，又無需巨額投資并能產生巨大效能的先進技術。這項熱能開發新技術在由聯邦德國科研部資助的薩爾州弗爾凱令根( Volklingen，Saarland)發電廠進行了嚴格驗證，驗證結果全面達到設計預想，德國、俄羅斯等國均已采用廢棄生物質一燃煤聯合發電系統。（以下簡稱煤廢聯合發電系統）
1.1廢棄生物質一燃煤聯合發電系統總概
系統有以下幾個主要部分組成：
①輔助式焚燒爐：燃燒垃圾采用爐篦推移燃燒，燃燒秸稈
采用旋風噴吹燃燒。
②貯料倉；
⑧物料輸送系統；
④存儲場；
⑤集裝箱卸料系統等。
系統總概見圖一，卸料系統見圖二。
1.2與燃煤發電機組鍋爐的對接方案
經輔助式垃圾爐焚燒垃圾所產生的高溫煙氣通過耐火材料煙道進入發電廠主鍋爐，設計時連接二者的煙氣通道應越短越好。為防止煙塵沉積、設計煙氣運行速度應大于20米／秒，對于燃油或燃氣鍋爐則可設定較低的煙氣速度，以盡可能減少進入主鍋爐的煙塵微粒。否則，應安裝相應的除塵設施。
銜接垃圾爐和發電廠主鍋爐的煙氣通道位于主鍋爐第一燃燒區下方，以保證主鍋爐的整體燃燒室自始自終保持最高燃燒溫度，來自輔助式垃圾爐的煙氣貫穿整個高溫燃燒區，同主鍋爐燃燒原始燃料生成的煙氣混合在一起，共同完成下一步的熱能轉換、發電任務。在電廠主鍋爐內，由垃圾焚燒產生的煙氣被加溫至1000～1200℃，保證如氯化氰、呋喃等有害物質全部被焚毀。德國技術監督聯合會(TUV)在薩爾州弗爾克令根(Volklingen)發電廠作了的大規模測試，證明經發電廠主鍋爐高溫焚燒后，這類有害物質已微乎其微，儀器已檢測不到。
1.3與燃煤鍋爐燃燒協調控制策略
輔助式垃圾焚燒爐的調控與主鍋爐燃燒協調控制是十分重要的，要做到這一點，首先要確定由垃圾爐進入主鍋爐燃燒室的熱量的有關數據，其中具有約束力的限定數值有：
*過量空氣，
*垃圾焚燒后所產生的廢氣的最高溫度，
*燃燒時要達到規定熱值所必需的空氣溫度，
*發電廠的負荷運行計劃等。
其實采用
生物質鍋爐效果會更好，生物質鍋爐主要以農作物秸稈
生物質固體成型燃料為燃料的，其最主要的是干凈環保且二氧化碳零排放，且使用是燃燒效率高，生物質鍋爐產品如下圖所示：
供生物質鍋爐燃燒的生產物質固體成型燃料經過
秸稈顆粒機或者
木屑顆粒機壓制生產而成，其產品如下所示：
發電廠主鍋爐和輔助式垃圾爐的同步運行需以自動協調控制方式來實現，所有重要的物料流量、溫度、壓力關系等的數據均實現自動控制。
首先，應保持垃圾處理量的恒定、根據垃圾焚燒產生煙氣熱能量的大小，再確定應相應減少的鍋爐燃料量和送風量，使鍋爐燃燒穩定且投入發電過程的總熱能保持不變，只是部分鍋爐燃料由可燃垃圾取而代之。
1. 4關于爐膛熱功率調控的說明
爐膛熱功率調控的任務在于：優化燃燒強度，確保完成設計指標；保障盡可能長的無故障運行時間；避免爐膛內發生腐蝕或爐料粘結；最大程度地降低燃燒造成的放射污染等。
為了能有效地控制整個燃燒過程，必須對爐膛及爐篦系統進行必要的協調控制，使其適應所使用燃料的特殊要求。
通過爐膛熱功率調控，可以有效地平衡特殊混雜燃料不可避免會造成的燃燒強度的起伏波動，除此之外，爐膛和煙氣通道的良好爐襯也起重要的儲熱作用，亦能對平衡垃圾燃料熱值的不穩定有積極的影響。
燃燒室內的空氣調節應從恒定的燃料投入量出發，經調整原級通風和次級通風的風量來完成。爐膛溫度可作為標準參數使用，以保證燃燒室出口的排出溫度恒定不變。在此基礎上，也可將原級通風和次級通風的總量設定為一個恒數，原級通風指數可依據各爐篦區段的要求一次性設定， 如發生應爐料原因所造成原級通風量的實際變化，也無需改動原設定的比例數值。給料頻率可依據一個估算的中問熱值預設定，然后再算出實際的熱值，據此手工調節給料頻率，直至達到最佳效果。
通過設置一個專門的自動啟、停程序可將輔助式垃圾爐隨時投入或撤出運行，而不對發電廠的總體發電計劃產生不利影響。也極容易通過調整垃圾焚燒爐出力實現燃煤機組調峰運行。
2、廢棄生物質發電的生態學效益
2.1有利于降低地球大氣二氧化碳排放總量
大自然中的二氧化碳的循環是十分穩定的，大自然通過光合作用從大氣層吸收二氧化碳用于擴大生物圈，反過來，自然生態自生自滅的平衡發展又恰好將等量的二氧化碳排放回大氣層。
煤和石油是6～12億年前當大氣層中的二氧化碳含量極度豐富時，大自然所儲備下來的生態資源。如果我們今天把它們開采、燒掉，那么就打破了光合怍用與生態自生自滅的平衡，造成地球大氣二氧化碳排放量過多而產生顯著的溫室效應。如果利用垃圾代替部分煤炭或石油發電，原本由煤炭、石油燃燒釋放的二氧化碳被由垃圾燃燒產生的二氧化碳所代替，由于垃圾的熱能絕大部分是儲備于可再生能源（如紙，草、木、蔬菜等其他植被廢棄物）之中的，實際上是用可再生能源取代化石能源，既能減少大氣二氧化碳排放量又節約原始化石燃料資源。垃圾中剩余的其他“化石”能源組成(約15%)主要為塑料，通常也采用焚燒方式處理。
通過煤廢合燒技術實現垃圾的高效率熱能轉換不僅有明顯的經濟學效益，而具有更深遠意義的是其生態學效益，我們不能單純從垃圾處理或保護資源的角度來評估垃圾的熱能轉換利用，而且更要看到其對降低二氧化碳排放量所起的重要作用，由于垃圾的熱值主要來源于可再生的碳化合物，因此，利用垃圾發電的效率越高，取代并節約的原始化石燃料越多，對降低二氧化碳排放量所起的作用就越大。
粗略估算：煤廢聯合發電系統利用垃圾熱能的效率高達39%，發電量比一座具有同等處理能力的垃圾熱電廠（供熱并發電）高3倍，因為后者利用垃圾熱能的效率一般僅為13%。以125MW機組設計方案為例，每年用20萬噸垃圾發電，能避免相當于12萬2千噸燃料煤燃燒釋放的二氧化碳排放，而一座同等規模的垃圾熱電廠只能達到1/3，也就是說只能減少4萬噸煤的二氧化碳排放量。
除此之外，由于一部分垃圾投入發電廠燃燒發電，不必再送垃圾堆放場，因此避免了垃圾堆存可能造成的垃圾沼氣 甲烷污染，甲烷是通過絕氣過程生成的有害氣體，對大氣層外層所謂溫室效應的出現負重要責任，甲烷對生態的有害程度比二氧化碳高將近30倍。例如一公斤生活垃圾在垃圾場堆存五年散發的有害氣體相當于將其焚燒時釋放二氧化碳的近6倍，因此，經常可見垃圾場不得不將沼氣收集起來燒掉。
