德國斯泰米勒工程公司的“煤一廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)”(KMS)，主要是通過在燃煤機組的鍋爐旁構(gòu)建廢棄生物質(zhì)焚燒系統(tǒng)，并與現(xiàn)有的燃煤火電機組聯(lián)合運行，將焚燒爐產(chǎn)生的高溫熱煙氣從火電廠燃煤鍋爐第一燃燒區(qū)下方送入，參與鍋爐熱交換實現(xiàn)聯(lián)合發(fā)電。
以300MW亞臨界燃煤機組為例：在發(fā)電機組出力在80%～100%范圍內(nèi)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(wěn)定運行，當發(fā)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(tǒng)既處理了大量不斷產(chǎn)生的城市生活垃圾和農(nóng)村秸桿，又節(jié)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(chǎn)生巨大效能的先進技術(shù)。這項熱能開發(fā)新技術(shù)在由聯(lián)邦德國科研部資助的薩爾州弗爾凱令根( Volklingen，Saarland)發(fā)電廠進行了嚴格驗證，驗證結(jié)果全面達到設(shè)計預(yù)想，德國、俄羅斯等國均已采用廢棄生物質(zhì)一燃煤聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。（以下簡稱煤廢聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)）
1.1廢棄生物質(zhì)一燃煤聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)總概
系統(tǒng)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(tǒng)；
④存儲場；
⑤集裝箱卸料系統(tǒng)等。
系統(tǒng)總概見圖一，卸料系統(tǒng)見圖二。
1.2與燃煤發(fā)電機組鍋爐的對接方案
經(jīng)輔助式垃圾爐焚燒垃圾所產(chǎn)生的高溫煙氣通過耐火材料煙道進入發(fā)電廠主鍋爐，設(shè)計時連接二者的煙氣通道應(yīng)越短越好。為防止煙塵沉積、設(shè)計煙氣運行速度應(yīng)大于20米／秒，對于燃油或燃氣鍋爐則可設(shè)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(yīng)安裝相應(yīng)的除塵設(shè)施。
銜接垃圾爐和發(fā)電廠主鍋爐的煙氣通道位于主鍋爐第一燃燒區(qū)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(qū)，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(zhuǎn)換、發(fā)電任務(wù)。在電廠主鍋爐內(nèi)，由垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣被加溫至1000～1200℃，保證如氯化氰、呋喃等有害物質(zhì)全部被焚毀。德國技術(shù)監(jiān)督聯(lián)合會(TUV)在薩爾州弗爾克令根(Volklingen)發(fā)電廠作了的大規(guī)模測試，證明經(jīng)發(fā)電廠主鍋爐高溫焚燒后，這類有害物質(zhì)已微乎其微，儀器已檢測不到。
1.3與燃煤鍋爐燃燒協(xié)調(diào)控制策略
輔助式垃圾焚燒爐的調(diào)控與主鍋爐燃燒協(xié)調(diào)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(guān)數(shù)據(jù)，其中具有約束力的限定數(shù)值有：
*過量空氣，
*垃圾焚燒后所產(chǎn)生的廢氣的最高溫度，
*燃燒時要達到規(guī)定熱值所必需的空氣溫度，
*發(fā)電廠的負荷運行計劃等。
其實采用生物質(zhì)鍋爐效果會更好，生物質(zhì)鍋爐主要以農(nóng)作物秸稈生物質(zhì)固體成型燃料為燃料的，其最主要的是干凈環(huán)保且二氧化碳零排放，且使用是燃燒效率高，生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)品如下圖所示：
供生物質(zhì)鍋爐燃燒的生產(chǎn)物質(zhì)固體成型燃料經(jīng)過秸稈顆粒機或者木屑顆粒機壓制生產(chǎn)而成，其產(chǎn)品如下所示：
發(fā)電廠主鍋爐和輔助式垃圾爐的同步運行需以自動協(xié)調(diào)控制方式來實現(xiàn)，所有重要的物料流量、溫度、壓力關(guān)系等的數(shù)據(jù)均實現(xiàn)自動控制。首先，應(yīng)保持垃圾處理量的恒定、根據(jù)垃圾焚燒產(chǎn)生煙氣熱能量的大小，再確定應(yīng)相應(yīng)減少的鍋爐燃料量和送風量，使鍋爐燃燒穩(wěn)定且投入發(fā)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(guān)于爐膛熱功率調(diào)控的說明
爐膛熱功率調(diào)控的任務(wù)在于：優(yōu)化燃燒強度，確保完成設(shè)計指標；保障盡可能長的無故障運行時間；避免爐膛內(nèi)發(fā)生腐蝕或爐料粘結(jié)；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(tǒng)進行必要的協(xié)調(diào)控制，使其適應(yīng)所使用燃料的特殊要求。
通過爐膛熱功率調(diào)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(wěn)定有積極的影響。燃燒室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)應(yīng)從恒定的燃料投入量出發(fā)，經(jīng)調(diào)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(shù)使用，以保證燃燒室出口的排出溫度恒定不變。在此基礎(chǔ)上，也可將原級通風和次級通風的總量設(shè)定為一個恒數(shù)，原級通風指數(shù)可依據(jù)各爐篦區(qū)段的要求一次性設(shè)定， 如發(fā)生應(yīng)爐料原因所造成原級通風量的實際變化，也無需改動原設(shè)定的比例數(shù)值。給料頻率可依據(jù)一個估算的中問熱值預(yù)設(shè)定，然后再算出實際的熱值，據(jù)此手工調(diào)節(jié)給料頻率，直至達到最佳效果。
通過設(shè)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(fā)電廠的總體發(fā)電計劃產(chǎn)生不利影響。也極容易通過調(diào)整垃圾焚燒爐出力實現(xiàn)燃煤機組調(diào)峰運行。
2、廢棄生物質(zhì)發(fā)電的生態(tài)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(huán)是十分穩(wěn)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(tài)自生自滅的平衡發(fā)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(tài)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(tài)自生自滅的平衡，造成地球大氣二氧化碳排放量過多而產(chǎn)生顯著的溫室效應(yīng)。如果利用垃圾代替部分煤炭或石油發(fā)電，原本由煤炭、石油燃燒釋放的二氧化碳被由垃圾燃燒產(chǎn)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(jié)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(shù)實現(xiàn)垃圾的高效率熱能轉(zhuǎn)換不僅有明顯的經(jīng)濟學效益，而具有更深遠意義的是其生態(tài)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(zhuǎn)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(fā)電的效率越高，取代并節(jié)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(lián)合發(fā)電系統(tǒng)利用垃圾熱能的效率高達39%，發(fā)電量比一座具有同等處理能力的垃圾熱電廠（供熱并發(fā)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(shè)計方案為例，每年用20萬噸垃圾發(fā)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(guī)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(fā)電廠燃燒發(fā)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(yīng)的出現(xiàn)負重要責任，甲烷對生態(tài)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(fā)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(jīng)常可見垃圾場不得不將沼氣收集起來燒掉。
