终次高压与中压机组选型探讨09.2.16

垃圾焚烧发电厂中温次高压与中温中压

系统和机组参数选型的探讨

广州环保投资有限公司（510623）邓文斌中德环保有限公司(350007) 熊小康

摘要：随着我国经济水平的不断提高，目前我国城市生活垃圾无害化处理已经面临许多困难，面对日益稀缺的土地资源，传统的堆肥、填埋等处理方式，已经难以满足经济日益发展城市的需要，因此有经济能力的城市都改成生活焚烧处理和再生资源充分利用形式—即建立垃圾焚烧发电厂和固废综合处理中心。随着垃圾焚烧处理规模的加大，垃圾焚烧发电厂在机组设备参数选型时，存在一个困惑，即锅炉与汽轮发电机组系统到底是采用中温次高压参数还是中温中压参数运行？就此问题谈谈我们的看法，以供参考。

关键词：中温次高压中温中压

1．前言

随着我国经济水平的不断提高，目前我国城市生活垃圾无害化处理已经面临许多困难，传统的填埋、焚烧处理存在很多的不足。如填埋场地的限制，露天焚烧时的大气污染等等。为此许多地方已经采用垃圾焚烧发电的处理方法，取得了较好的经济和社会效益。

国外垃圾焚烧处理技术起步较早，已发展了约一百年，处理技术工艺和设备已较为成熟。一直以来用于垃圾焚烧处理的焚烧炉型有：机械炉排焚烧炉，热解焚烧炉，旋转窑焚烧炉和流化床焚烧炉等。目前使用较多，运行较为稳定，单炉处理量大的是机械炉排焚烧炉。如德国－马丁、日本－三菱、瑞士宏洛、新加坡吉宝－西格斯炉排技术等，其最大特点是入炉垃圾不需分拣，广泛适应与中国目前高水分、低热值、高灰份的城市生活垃圾现状。另外炉排炉单炉日处理垃圾容量大（最大可达1200t/d），这方面的优势是其他焚烧炉无法可比的。

2．运行参数的选型

早期引进的垃圾焚烧炉排炉单炉处理量比较小，大约在150－250t/d之间，因而垃圾处理厂总的日处理量也就在700－1000t/d规模。例如深圳清水河、珠海、

南海一期垃圾焚烧发电厂等，另外由于垃圾热值不太高，按吨垃圾发电量在250－300KWh计算，配套1台25000KWh或2台12500KWh机组即可。而且由于我国垃圾热值偏低，往往达不到理论设计值。因此，国内长期以来普遍采用中温中压机组。

随着国内垃圾焚烧逐渐确立了以炉排炉为主导地位，单炉处理量已经逐步从200t/d发展到400t/d, 500t/d ,600t/d,直至750t/d ~800t/d大容量炉型，日处理量也已达到了2000t/d。单厂配套的汽轮发电机组总装机容量也达到了50000KWh。此时机组的运行参数是选择中温次高压还是中温中压参数也引起了行业内专家学者的探讨和研究。

3．次高温高压与中温中压参数优劣性比较

3.1．关于垃圾焚烧发电厂是选择中温次高压（450℃/65bar）或中温中压（400℃/40bar）的机组，从理论上来说,中温次高压系统运行的电厂总体热效率肯定要高于中温中压系统运行机组。垃圾焚烧发电厂中温次高压机组比中温中压机组热效率可提高约3－5％，此效益是长期受益的。以2000吨厂，按吨垃圾280KWh 发电量，热效率提高3％，年运行8000小时计算每年比中温中压机组可以多发电504万KWh，按上网电价0.68元/KWh计产生342.72万的效益，保守估计按照28年营运期计算，比中温中压机组可以多产生1亿元的效益。

3.2．中温次高压参数和中温中压参数设备选型的主要特点就是余热锅炉部分要求的金属材质有所区别。主要表现在一，膜式壁（中温中压型）管材采用的是20g/GB3087，P≤5.9Mpa, 中温次高压型膜式壁管材采用的是20G/GB3501型,每吨膜式壁材料约贵5500－6500元,因此设备费用一性投资大。固定资产投资肯定远远高于中温中压参数机组,按照750t/d需要的膜式壁管材约160t,加上主工艺管网、过热器、蒸发器部分的管材约200多t，总计约400多t，一次性成本造价约增加200万元以上，三台炉总计需增加700－800万元左右；二,锅炉高温过热器高温腐蚀的问题，中温次高压比中温中压锅炉明显，主要是因为过热器出口集箱的主汽温度提高了50℃，相应的在高温过热器的排烟温度也要提高50－80℃，这里主要的解决方法有三点：1.提高过热器金属材料档次；2.控制高温过热器进口烟温在规定范围内；3.加强锅炉清灰，提高锅炉吹灰效率；

3.3．中温次高压设备的过热器由于长期处于中温次高压工作环境，过热器使用

寿命是否会有影响？由于次高压运行，过热器进口烟温比中温中压进口烟温高50－80℃，如果过热器选用管材和中温中压机组相同，金属管材会因高温腐蚀会加快，过热器检修或更换周期缩短。

如果按过热器检修、管组更换时间20天计算，三台炉少处理垃圾45000吨，按吨垃圾上网电300KWh来计算，少上网发电1350万KWh, 按上网电价0.68元/KWh计918万元。在垃圾电厂，一般中温中压参数的高温过热器设计检修更换周期在3－4年左右，如果运行合理，过热器管材实际使用寿命可到6年，而中温次高压设计使用寿命为2－3年，实际使用寿命为4年左右，如此按30年运营期计算，中温次高压设备实际更换周期比中温中压参数设备多2次，合计少收1836万元。

3.4．国内垃圾电厂热值偏低，例如国内唯一的中温次高压机组广州市李坑一厂，目前现状是长期在设计参数以下工况运行(主汽温390-400℃，压力5.0MPa)实际上蒸汽过热度减小,达不到设计时所要求的额定参数，对汽轮机的安全运行极为不利!

4．结束语

从长远利益来看，大型垃圾焚烧发电厂若采用：中温次高压参数，其经济效益理论上应高于中温中压参数运行的垃圾焚烧电厂，也是今后行业内的一个发展趋势。但目前我国城市生活垃圾的特点为高水分、低热值、高灰份。中温次高压建设投资成本(设备采购成本、安装施工费用、运行费用) 的一次性投入比中温中压参数机组多，其投入与收益不成正比。因此笔者认为，目前中小型垃圾焚烧发电厂选择中温中压参数运行是比较符合国情的。

中温中压机组优点：设备采购成本，一次性投入较少，施工安装费用比较低，运行故障率和运行管理费用相对而言比较低也较低，各有关技术设计参数均能达到和满足原设计参数和要求。

以上仅供参考。