中温中压和中温次高压锅炉在垃圾焚烧发电厂的应用比较

中温中压和中温次高压锅炉在垃圾焚烧发电厂的应用比较

一、中温中压和中温次高压参数比较

1．关于蒸汽参数的选择

蒸汽参数直接影响到余热锅炉的制造成本、运行成本、热效率和焚烧厂的收益．在垃圾焚烧厂中，余热锅炉的蒸汽参数多选用中温中压工况(4.OMPa，400℃），中温次高压工况（5.3Mpa、450℃或6.5MPa、450℃）;在广州李坑垃圾发电一厂则在国内首次采用中温次高压工况（6.5MPa、450℃）技术。

表1 中温中压、中温次高压两种工况比较

当蒸汽温度超过400℃时，高温腐蚀加重，特别是过热器的高温防腐问题更为严重．表2 蒸汽温度为400℃及450℃时的腐性情况

蒸汽温度450℃400℃

材质碳钢SUS310高镍合金碳钢SUS310

腐蚀速度

(推算值)

约2.5mm/年约0.9mm/年约0.6mm/年约1.2mm/年约0.3mm/年腐蚀余量 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm 3 mm

推算寿命约1年约3年约5年约2.5年约10年

上述两种工况的比较是在一定外部条件下的粗略估算。不同的条件，上述的比率会有不同，但对比的趋势是相近的。在售电收入方面，次高温高压方案有利，但锅炉设备费及运营维修费用较高．综合25

年运行情况，两种工况的经济效果基本相当。因此，国内外已建成的垃圾焚烧厂中，其余热锅炉约90％以上采用中温中压参数。近年来，由于优质耐腐蚀材料使用于过热器（如高镍合金钢的应用），延长了过热器的寿命，虽然一次性投资较高，但综合经济效益较好．因此，中温次高压次高温参数的应用有增加趋势。

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1、中温中压和中温次高压锅炉属于同等技术水平

中温中压和中温次高压锅炉属于同等技术水平，中温次高压并非代表技术水平的进步，例如：德国作为垃圾焚烧发电技术的输出地，也经历了“蒸汽参数由高到低，最后稳定在400℃”的过程。目前仅有广州李坑一厂采用了中温次高压技术。

德国：由高到低基本稳定在400℃，美国：由低到高近年来稳定在450℃，日本：由低到高基本稳定在400℃，并正在尝试500℃。东南亚：基本为400℃。

2、中温次高压并非是提高发电量的唯一途径

1）、广州李坑一厂采用中温次高压锅炉技术：2006年广州李坑一厂垃圾热值为5500~5600kj/kg,每吨垃圾发电量为350~360kwh;

2)、中山中心组团垃圾焚烧发电厂采用中温中压技术：中山中心组团垃圾热值为5500kj/kg,每吨垃圾发电量为350kwh；

3）、台湾全部采用中温中压技术，台湾中鼎工程股份有限公司提供的台湾2005年统计数据：垃圾热值7700kj/kg,每吨垃圾发电量470 kwh；热值9000kj/kg,每吨垃圾发电量570 kwh。

3、中温次高压技术存在较大的风险

由于中温次高压技术提高了蒸汽参数，导致：

1）、对过热器材料要求高，管壁厚度增加，导致总投资和成本上升（约增加4000万元投资）；

2）、对过热器的腐蚀高，导致使用寿命减少，更换频率高，增加维护成本（每次更换约500万元）；3）、导致每年维护时间无法控制，同时在运营中，必须注意监测过热器寿命，并保证在焚烧炉检修期间完成过热器的更换；

因此应注意中温次高压的运行和维护风险。

4、社会效应

垃圾焚烧发电厂是为政府提供长期稳定可靠的生活垃圾处理服务，垃圾处理的环保性和长期可靠性是作为当地政府和投资人首先考虑的问题。

如果因频繁更换过热器而影响设备正常和安全运行，将会影响市政服务的社会效益。

李坑一厂中温次高压锅炉设备简要特性

1 焚烧炉主要设备和设计规范

制造厂家日本三菱

焚烧炉炉排形式三菱-马丁回转炉排

每台焚烧炉额定处理垃圾量21.67t/h（520t/d）

进炉垃圾低位发热量设计值5860kJ/kg(1400kcal/kg)

不投油垃圾最低热值1000kcal/kg

炉膛出口烟气温度>850℃

锅炉年连续运行时间>8000h

热灼减率<3%

燃料种类城市生活垃圾

2 余热炉主要设备和设计规范（与杭州锅炉厂合作）

制造厂家杭州锅炉厂

型号SLC450-6.5/450 余热炉形式三菱单筒式,自然循环

每台余热锅炉额定蒸发量约47.46t/h

过热器出口蒸汽压力 6.5MPa

过热器出口蒸汽温度450℃（-5/+10）汽包工作温度262℃

汽包工作压力 6.7MPa

汽包设计压力 6.8 MPa

给水温度125℃

给水压力9.0Mpa

一次进风量54,660 Nm3/h

一次风进炉温度250℃

二次进风量18,220 Nm3/h

二次进风温度22℃

排烟温度200℃～230℃

过热器前烟温<915℃

锅炉出口排烟气量88,630Nm3/h

省煤器出口烟气含量:

水（重量百分比、湿）12.16

氧（体积百分比、干）8%~12%

密度（公斤/标准立方米） 1.24

锅炉效率（清洁锅炉）80%

3 燃料（生活垃圾）分析

3.1李坑生活垃圾组分（应用基）%

水分45.16

灰渣13.98

可燃物40.86

3.2李坑垃圾设计特征(%)

C 21.25

H 2.94

O+其它成分15.16

N 0.78

S 0.20

CI 0.53

垃圾数量(吨/天) 450

低热值7,500Kj/kg

4 燃用油料及油质分析

点火及助燃用油采用轻柴油.

点火用液化石油气

5 主要参数

5.1 给料炉排（日本三菱）

给料液压缸数量4组/台