垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐參數(shù)技術(shù)的選用.doc

-摘要：垃圾焚燒鍋爐的蒸汽參數(shù)直接影響到余熱鍋爐的熱效率和焚燒廠的經(jīng)濟收益，為此，分析了中溫中壓和中溫次高壓技術(shù)對垃圾焚燒發(fā)電廠熱效率的影響，比較了兩種技術(shù)在實際運行中的差異，并提出了防止高溫腐蝕的措施。 關(guān)鍵詞：中溫中壓；中溫次高壓；高溫腐蝕；熱效率 在國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠中，垃圾焚燒鍋爐的蒸汽參數(shù)主要選用中溫中壓工況（4.0MPa，400），中溫次高壓工況（6.5MPa，450）則很少采用；廣州李坑垃圾焚燒發(fā)電一廠在國內(nèi)首次采用中溫次高壓工況（6.5MPa，450）技術(shù)。蒸汽參數(shù)直接影響到余熱鍋爐的制造成本、運行成本、熱效率和焚燒廠的經(jīng)濟收益。 1蒸汽參數(shù)對發(fā)電廠熱效率的影響 采用純冷凝機組時，發(fā)電廠的熱效率取決于余熱鍋爐熱效率、凝汽輪機組熱效率、發(fā)電機效率和線損率。 1.1余熱鍋爐熱效率 余熱鍋爐熱效率與垃圾熱值和成分、熱源加熱燃燒空氣和溫度、余熱鍋爐選用的過量空氣系數(shù)、余熱鍋爐排煙溫度和灰渣含碳量都有密切關(guān)系。目前，采用國外先進技術(shù)的、在建的較大規(guī)模垃圾焚燒電廠余熱鍋爐的熱效率為7880，隨著國內(nèi)垃圾熱值的逐年提高和國內(nèi)垃圾焚燒余熱鍋爐設(shè)計制造水平的提高，國產(chǎn)余熱鍋爐最終也能達到國際先進水平。 1.2凝汽輪機組熱效率 汽輪機熱效率與汽輪機容量和進汽參數(shù)成正比。由于垃圾成分和焚燒特點，進汽溫度和壓力都不宜過高，主蒸汽溫度不宜超過400，蒸汽壓力不宜超過4.95.9MPa。適用于垃圾焚燒的凝汽輪機必須進行適應(yīng)參數(shù)的改進和改型，才能得到比較理想的熱效率，國產(chǎn)常規(guī)中低壓、中壓和次高壓凝汽輪機熱效率見表1。 表1國產(chǎn)常規(guī)中低壓、中壓和次高壓凝汽輪機熱效率 1.3垃圾焚燒發(fā)電廠的熱效率 目前，我國建造的垃圾焚燒發(fā)電廠熱效率范圍見表2。 表2垃圾焚燒發(fā)電廠熱效率范圍 由此可見，提高垃圾焚燒發(fā)電廠熱效率的主要途徑有：增大垃圾焚燒廠處理規(guī)模；提高余熱鍋爐熱效率；提高汽輪機進汽參數(shù)；降低線損率。 2中溫中壓和中溫次高壓工況蒸汽參數(shù)和實際運行情況比較中溫中壓和中溫次高壓蒸汽參數(shù)與實際運行情況的比較見表3。 表3中溫中壓、中溫次高壓兩種工況比較 3中溫中壓、中溫次高壓工況耐腐蝕情況 中溫中壓、中溫次高壓工況耐腐蝕情況比較見表4。 表4中溫中壓和中溫次高壓工況的腐蝕性情況比較 圖1表示了焚燒爐中受熱面管壁溫度與腐蝕速度的關(guān)系。從表4和圖1可看出，當管擘溫度達到450以上時，鍋爐受熱面高溫腐蝕呈現(xiàn)加劇的現(xiàn)象，在650附近高溫腐蝕達到最大值。同樣材料在中溫次高壓下使用壽命比中溫中壓工況要減少一半以上。 上述兩種工況的比較是在一定外部條件下的粗略估算。條件不同，上述比率會有不同，但對比的趨勢是相近的。在發(fā)電量和售電收入方面，次高溫高壓方案有利，但鍋爐設(shè)備成本費用及運營維修費用較高。由于中溫次高壓技術(shù)提高了蒸汽參數(shù)，其不利因素包括： 圖1鍋爐受熱面管壁溫度與腐蝕速度的關(guān)系 a）對過熱器材料要求高，管壁厚度增加，導(dǎo)致總投資和成本上升（約增加4000萬元投資）； b）對過熱器的腐蝕高，導(dǎo)致使用壽命減少，更換頻率高，增加維護成本（每次更換約500萬元）； c）無法控制每年維護時間，在運營中必須注意監(jiān)測過熱器壽命，并保證在焚燒爐檢修期問完成過熱器的更換。 綜合比較25年運行情況，兩種工況的經(jīng)濟效果基本相當。實際上，國內(nèi)外已建成的垃圾焚燒廠中，其余熱鍋爐約90以上采用中溫中壓參數(shù)。近年來，由于使用了優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材料（如高鎳合金鋼的應(yīng)用），延長了過熱器的壽命，雖然一次性投資較高，但綜合經(jīng)濟效益較好。因此，隨著優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材料價格降低和運營管理水平提高，中溫次高壓次高溫參數(shù)的應(yīng)用有增加趨勢。 （來源：互聯(lián)網(wǎng)）本篇文章來源于 環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)（/） 原文鏈接：/html/27/201004/14358.html4垃圾焚燒發(fā)電廠實際運行情況比較 由于廣州和珠江三角洲在地域、氣候、垃圾組分、垃圾熱值等方面都較為接近，特選取深圳平湖垃圾焚燒發(fā)電一廠（中溫中壓技術(shù)）、中山中心組團垃圾發(fā)電廠（中溫中壓技術(shù)）和李坑一廠（中溫次高壓技術(shù)）20062007年的生產(chǎn)運營平均數(shù)據(jù)進行對比分析，并列出臺灣中鼎工程公司（中溫中壓技術(shù)）2006年的運行參數(shù)進行比較，見表5。由此可見，提高蒸汽參數(shù)、采用中溫次高壓并非是提高發(fā)電量的唯一途徑。影響垃圾焚燒發(fā)電廠單位發(fā)電量的重要因素還有垃圾熱值、運營水平、垃圾焚燒廠處理規(guī)模、汽輪發(fā)電機組的效率和余熱鍋爐熱效率等。 中溫中壓和中溫次高壓參數(shù)運營情況分析說明： a）中溫中壓和中溫次高壓參數(shù)的垃圾焚燒余熱鍋爐，主要差別是受熱面的材質(zhì)，特別是過熱器，一般認為蒸汽溫度450是垃圾焚燒鍋爐過熱器選用材質(zhì)的分界線，且兩種材質(zhì)的價格相差較大。 表5垃圾焚燒發(fā)電廠實際運行情況比較 b）從表5可以看出，中溫次高壓技術(shù)的優(yōu)勢并未能很好地體現(xiàn)，增加的效益與初期投資的增加比率不一致，這主要是由于垃圾實際熱值達不到設(shè)計要求所引起的。垃圾焚燒爐熱值設(shè)計點的選擇是著眼于整個建設(shè)運行移交（BOT）周期，在項目投產(chǎn)前期，垃圾熱值必然是無法達到設(shè)計點的要求，這也就是對中溫次高壓技術(shù)的效率優(yōu)勢不能很好體現(xiàn)的根本原因。 c）由于我國現(xiàn)有的垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備成熟技術(shù)都集中在中溫中壓技術(shù)上，又有一套成熟的中溫中壓運行管理經(jīng)驗，而中溫次高壓技術(shù)在我國才剛起步，運行維護經(jīng)驗不足，將使蒸汽參數(shù)提高帶來的收益低于預(yù)期。由于中溫次高壓技術(shù)的設(shè)備初投資高，投資回收年限將增長，增大了投資風險，降低了投資回報率。 d）截至目前全國單臺處理能力最大的垃圾焚燒爐（800t（爐d）采用的是中溫中壓技術(shù)，另外，國內(nèi)尚未有一個BOT形式的垃圾焚燒發(fā)電廠采用中溫次高壓技術(shù)，由此可見在現(xiàn)階段，中溫次高壓的垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)對于BOT投資人來說還是存在一定的風險的。 e）從我國目前的技術(shù)發(fā)展趨勢來看，隨著制造水平的提高、耐腐蝕材料價格的下降以及垃圾分類收集的進一步完善，使得鍋爐過熱器耐腐蝕能力的進一步提高成為可能，因主蒸汽參數(shù)的提高帶來的發(fā)電收益將會提高，對于大容量焚燒爐尤為明顯，中溫次高壓技術(shù)在我國大容量垃圾焚燒爐上應(yīng)用是一個發(fā)展趨勢。 5減緩高溫腐蝕的對策 a）為了避免爐內(nèi)形成還原性氣氛，在垃圾焚燒爐內(nèi)通常采用較高的過量空氣系數(shù)，一般為1.82.2。研究表明，造成垃圾焚燒鍋爐高溫腐蝕的重要原因是煙氣中的各種氯化物對金屬管壁的侵蝕；在這些腐蝕發(fā)生的條件中，除了溫度及煙氣中的氯、硫等組分的原因外，煙氣中的含氧量是相當重要的因素。金屬中的鐵與煙氣中的氯在氧化性氣氛中生成氧化鐵（Fe2O3）。Fe2O3是一層致密的保護膜，可阻止Cl2與管壁金屬進一步反應(yīng)和腐蝕。當焚燒爐內(nèi)為含氧量較低的還原性氣氛時，F(xiàn)eCl2在金屬表面形成，由于它的氣化點很低，生成后迅速揮發(fā)，使管壁直接暴露在高溫煙氣中進一步腐蝕。 b）在設(shè)計高參數(shù)的鍋爐時采用耐高溫腐蝕的鎳基金屬（如INCONEL625）作為過熱器高溫段材料，以提高過熱器的使用壽命。 c）采用有效的除灰裝置，如臥式過熱器采用振打式除灰器，省煤器采用蒸汽吹灰等。 d）優(yōu)化鍋爐過熱器布置，適當增加處于腐蝕溫度區(qū)的管壁溫度，也可減輕高溫腐蝕、延長受熱面的壽命。 參考文獻： 1趙有才.生活垃圾資源化原理和技術(shù)M.北京：化學工業(yè)出版社，2002. 2程平.垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用J.中國環(huán)衛(wèi)科技，2007（4）：18-22. 3卞俊，王柯.垃