垃圾焚烧发电厂大型化及烟气超低排放的设计与实践

在4000kJ/kg以下
变化，可以看出热值从4000kJ/kg上升到
进入21世纪，随着生活习惯、饮食结构、经济水平、
10000kJ/kg的变化过程
热消值 费习惯以及燃料结构的变化，垃圾热值不断升高
Lower Heat Value (KJ/Kg)
kcal/kg 4,000 3,000
12000 10000 8000
东至
如东、 崇明
高效发电—应用先进设备与技术
关注点
提高热回收效率
通过应用先 进设备与技 术，以实现 高效发电
提高能源回收率
降低内耗
提高汽轮机效率
有效利用蒸汽
有效利用水资源 使用高效电力设
备
举措
低空燃比燃烧 烟气再循环 低温省煤器 等
高温高压锅炉 降低汽轮机背压等
停止使用防白烟装臵 低温催化剂脱硝，无催化剂脱硝 采用抽汽冷凝汽轮机、水冷式凝
工艺
把布袋除尘器出口的烟气再 供应到焚烧炉内、经还原燃 烧、抑制氮氧化物的产生
空气比：1.2~1.3
氧浓度：3%~5%
对蒸发量的影响
以500t/d焚烧炉 估算：在循环率 为20%时，蒸发 量达到峰值
锅炉出口温度190℃固定 第一燃烧室出口温度在950 ℃以下（由二次风控制温度）
烟气再循环的效果
高效发电—低温省煤器
通过降低省煤器出口烟气温度，降低随烟气排出的热量，在锅炉处进行热回收
锅炉出口烟温的低温化
（估算条件：4MPa x 400℃, 400t/日, 8,800kJ/kg）
发电效率 (%)
焚烧炉・锅炉
低温省煤器
锅炉出口烟温 (℃)
注意事项 焚烧厂不允许排污时，污水要用于冷却烟气等方面，低温时应注意物料平衡 低温省煤器导热管的低温腐蚀露点腐蚀等，需要考虑导热管材质
焚烧炉规模 大型化
• 县级市、乡镇项目增多 • 单炉200tpd、250tpd等小
型化项目明显增多
焚烧炉规模 小型化
大型焚烧炉工艺设计
多列独特炉排结 构
专有结构稳定 膨胀性能可控 负荷适应性高
利用炉内监视摄像机的图像来判断炉内燃烧情况
估计燃烧模式
燃烧状态判定
利用CoSMoS判定燃尽点
垃圾焚烧发电技术持续创新
750吨及以上 大型炉排的应用与优化
高热值炉排研发与应用
垃圾与生物质/污泥混烧 的焚烧炉优化
适应高海拔、低气压区域的 焚烧技术优化
低空气比燃烧/烟气再循环系统 的研发与应用
高蒸汽参数锅炉 应用与优化
垃圾焚烧发电厂大型化及烟气超低排放的设计与实践
2017年6月30日
严格保密
目录
第一章 垃圾焚烧技术发展趋势 第二章 垃圾焚烧发电厂大型化设计与实践 第三章 垃圾焚烧发电厂烟气超低排放设计与实践
第一章
垃圾焚烧技术发展趋势
垃圾热值变化趋势
三种焚烧炉型比较
据调查，上世纪90年代国内大部分城市的垃圾热值都 参考日本70~90年代经济快速发展期垃圾热值
厨余开始滞长
其他消费品产生的 垃圾增长
居民消费结构变化
纸类、塑料、橡胶 、织物等增长较快
居民消费讲究购物 环境和包装形式
金属、玻璃比例较 低，且有降低趋势
以回收为主
垃圾中渣土等无机 物迅速降低，无机 物总体呈下降趋势
城市化
入厂垃圾含水率稳 中有降
垃圾干湿分类和压 缩转运的发展
机械炉排炉的发展：垃圾特性适应范围要广，焚烧炉调节能力要强
水器等 渗滤液、生活污水零排放 沼气入炉提高发电量 回收利用雨水及冷却塔排污水 高效率电机 LED照明 等
高效发电—高蒸汽参数锅炉
发电效率提高
主蒸汽参数 全厂热效率
4.0MPa 400℃
21.4%
备注：以某项目为例实际计算结果
腐蚀原因
4.0MPa 450℃
24.39%
6.4MPa 485℃
循环量越大， NOx浓度越低
EGR+SNCR NOx≤60ppm
对发电的影响
采用EGR，烟气排放量减小，带走热量减少，增 加发电（增加约8％）
SGH不用，节省蒸汽，增加发电（合计约14％） 注意事项
为确保焚烧炉出口烟温（ 850℃ 2s ），再循环比率根 据垃圾质量而变
降低NOx的效果随循环比率而异
燃料多元化——生活垃圾掺烧污泥、生物质等
生活垃圾掺烧污泥
• 烟台项目 • 怀柔项目
生活垃圾掺烧酒糟、秸秆等
• 仁怀项目
焚烧生活垃圾和RDF等
• 厦门瑞科际项目
地域应用更广
海拔3600米 西藏拉萨 海拔1300米 贵州、兴义 等 海拔0米 如东、崇 明等
西至
成都、 拉萨
北至 哈尔滨、
通化
南至 海口、 三亚
ACC技术持续升级完善
第一代ACC
控制蒸发量、料层 厚度、炉温、氧浓 度、降低热灼减率、 燃烧位臵6个参数
第二代ACC
大数据分析，自我 学习，自动适应垃 圾低位热值并自动
调节蒸发量
第三代ACC
燃烧成像识别，实 时监视、测量炉膛 内火焰分布情况，
精确调节
燃烧成像识别系统（CoSMoS）
CoSMoS：燃烧成像识别系统（Combustion Sensing Monitor System） 的简称
第二章
垃圾焚烧发电厂大型化设计与实践
大型炉排需求增大
居民的生活质量和消费水平日益提 高
城市人口的增加 非农业结构比重的增加
垃圾的产量 逐渐呈上升趋势
大型炉排的应用和需 求逐渐增多
2.2焚、烧垃炉圾和焚焚烧烧技厂术规特模点两极化
• 长沙项目 6×850 tpd • 石家庄项目1×850 tpd • 宁波鄞州项目3×750 tpd • 上海老港项目4×750 tpd • 沈阳老虎冲项目4×750tpd • 沈阳铁西项目2×750 tpd • 山西太原项目4×750 tpd等
2,000 1,000
CN
6000
4000
2000
0
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 年代
1972
1975
1980
1985
1990
Year
未来，机械炉排炉的发展必须适应高热值垃圾的焚烧处理
仙台
东京都 川崎 京都 神户 北九州
1995
1Βιβλιοθήκη Baidu98
垃圾成分变化趋势
26.16%
有害的燃料成分 温度条件:
蒸汽温度 烟气温度 灰分磨损
烟气速度高 流场不合理
注意事项
水冷壁防腐 过热器防腐 受热面积匹配性 清灰装臵选择
腐蚀应对措施
耐火材料 新材料
镍基合金 钛基金属陶瓷 优化锅炉设计 CFD 模拟
高效发电—低空气比燃烧/烟气再循环系统（EGR）