垃圾焚烧电厂焚烧炉炉型选择

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! !机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉的对比
! #应用情况!机械炉排炉在国外有成熟的长期 $ 运行经验! 使用数量最多! 近年来国内也有较多的使 用"而流化床炉相对使用较少" 为了保证垃圾 ! #适用垃圾对象 ! 从环保考虑! ! 稳定燃烧并具有较高的燃烧效率! 要求垃圾平均低位 热值应达到1" * " "J K J L 以上" 我国多数城市生活垃 圾热值不是很高且季节波动比较大! 流化床炉可以添 加适量的辅助燃料$ 煤% ! 使混合燃烧的热值达到要求! 故适宜选用" ! #单炉容量!机械炉排炉在国外最大单炉处理 # 垃圾量可达$ * "目前杭州锅炉厂引进日本三菱 ! " " @ A 马丁炉排生产技术! 为深圳垃圾焚烧电厂制造的 # 号
技术经济综述
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垃圾焚烧电厂焚烧炉炉型选择
屠!进$! 宋黎萍$! 池!涌!
浙江 杭州! 浙江 杭州! ! & # $ 4浙江省电力设计院" # $ " " " ’ ! 4浙江大学" # $ " " ! ’ 摘 ! 要& 对设计中 % !结合由浙江省电力设计院设计并已建成投产的山东菏泽和杭州乔司垃圾焚烧电厂" 焚烧炉炉型的选择进行了探讨与分析%分析认为" 循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉相比" 在燃料的适 应性$ 二次污染物排放$ 灰渣综合利用" 以及低热值垃圾焚烧处理方面具有明显优势% 建议垃圾焚烧应尽 可能选用循环流化床锅炉% % 关键词& 垃圾焚烧& 循环流化床& 焚烧炉& 炉排炉 !垃圾发电& 中图分类号& 文献标识码& 文章编号& % " # -* & $ " " ! # # & % ! " " # $ " " " " 1 " # (!!!% !!!%
炉单 炉 容 量 为 $ 现在的新设计可提高到 * ! 1 "@ A
+, * 而该厂制造的异重循环流化床炉单炉容量 A$ & ! ! 1 @ + , ! * ! 其辅助燃煤与垃圾重量比为 !IG 能完 为# A ! " " @ 全实现国产化" !种炉型的单炉垃圾处理量今后均可
! #蒸汽参数 ! 在单炉垃圾处理量相同情况下! % 由于流化床炉有辅助燃煤! 故其蒸发量比机械炉排炉 大"例如! 深圳垃圾焚烧电厂单炉容量为$ * 1 " @ A的机 * ! * 械炉排炉的蒸发量为 $ 杭州乔司厂 # H A " 4 & 1 @ " " @ * "另由于机械炉排炉在垃 流化床炉的蒸发量为# H 1 @ # 圾焚烧时产生的 M . D ) B . 等有害气体对过热器会产 因此! 蒸汽压力 %* 蒸汽温度不超过 生高温腐蚀! ! , : 流化床炉属中温燃烧! 而且可在炉内加石灰石 % " "=& 控制 M 故蒸汽压力 %* 温度可达 # ! . D ) B , : . 的生成! 山东菏泽厂及杭州乔司厂均采用此蒸汽参数" % 1 "=! 浙江余杭某流化床炉在% 1 "=主蒸汽温度下连续运行 %年以上未曾发现高温腐蚀现象" ! #二次污染控制!垃圾焚烧所产生的二次污染 1 主要指重金属和二恶英! 流化床焚烧垃圾有助于控制 重金属的排放"根据菏泽厂对烟气处理系统捕集下来 的飞灰所 作 的 重 金 属 分 析 结 果 看! 单位重量飞灰中 ! ! M . A , N的含量只略高于国际农用垃圾的排放标 L 准& 此外! 流化床焚烧炉掺一定比例煤焚烧垃圾能有效 控制二恶英的产生"在菏泽厂焚烧炉尾部烟气取样检 测! 二恶英类污染物的浓度 $ 标准状态 % 仅" * 4 " !? L
流化床炉 ! O $ ! " " " ! 4 1 & " 4 ! ! ! * G 0 ! &
垃圾低位热值& ! ’ 0J K J L 流化床炉 ! O $ 1 " " " ! 4 1 & " 4 ! ! ! * $ # 4 ’ G & 4 #
炉排炉 ! O 0 " " " # 4 % $ " * " $ " " &
* 燃料重量比$ 标煤 垃圾% 对比计算选用值
’ # 表" 垃圾低位热值$ J ! % &J K !不同垃圾补贴对电价的影响" L
* ) P$ 垃圾补贴 元 @ P $ 流化床炉不含税电价 元 ) $ * ) % *E H
P $ * ) % 炉排炉不含税电价 元 ) $ H *E
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烧炉要优于机械炉排炉" 约 ! #烟气净化 ! 机械炉排炉焚烧灰渣大部分 $ & 作为主灰由炉排底部排出! 烟气净化较容易& 流 0 " <% 化床炉烟气中飞灰含量远高于机械炉排炉! 烟气净化 复杂"因此! 使用流化床焚烧垃圾! 要十分重视布袋除 尘器的布袋质量! 消除漏灰现象! 以免造成环境污染" ! #垃圾预处理!机械炉排炉一般不设置垃圾预 ’ 处理系统! 只需将大尺寸的垃圾挑出即可& 而流化床对 入炉垃圾的粒度一般要求为$ 因此需设 % $ 1 " ! " " 88! & 置垃圾预处理系统! 选用冲击式破碎机再加人工分选" ! #飞灰处理!机械炉排炉焚烧飞灰中含有大量 G 重金属及有机类污染物! 这些危险废弃物需进行固化 处理后填埋& 流化床炉飞灰量大! 但单位重量飞灰中重 金属及有机类污染物量非常低! 便于飞灰的综合利用" 从以上分析可以看出! 机械炉排炉有成熟的长期 烟气飞灰处理负荷较轻! 不需要垃圾预处理 运行经验! 系统& 而流化床炉对燃料适应性好! 在燃烧二次污染控 制上具有明显优势! 蒸汽参数较高! 且已能完全国产化 制造"目前国产化的流化床炉在技术上已经具备了和 机械炉排炉竞争的条件! 但尚需在商业运行中积累经 验并不断改进"
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$% 目前国内已 !!焚烧炉是垃圾焚烧电厂的关键设备! 建成的垃圾焚烧电厂多采用机械炉排焚烧炉或流化床 焚烧炉"浙江省电力设计院设计的山东菏泽垃圾焚烧 荷泽厂% 和杭州乔司垃圾焚烧电厂$ 乔司厂 % 均采 电厂$ 用异重循环流化床焚烧炉"菏泽厂应用#台单炉处理 垃圾量! 辅助燃煤与垃 * * " " @ 1 @ A并产汽# H的焚烧炉! 乔司厂也有焚烧炉 # 台! 其中 $ 台 圾重量比为 #I’ & 与菏泽厂完全相同! 另外 ! 台单炉处理垃圾量 # * " " @ A * ! " 本文 并产汽# 辅助燃煤与垃圾重量比为 !IG H 1 @ 对!种焚烧炉的选用进行分析# 对比" % * " 提高至$ @ A % " " 1 " " & 热力发电! " # ! " " # $ "
$ ! " ! $ & 4 G 0 ! G # 4 " 1
$ % 1 $ 1 # 4 $ 1 $ 1 # 4 $ 1
Hale Waihona Puke Baidu
表# 垃圾低位热值& ’ # " ’ (J K J !不同垃圾补贴对电价的影响" L
垃圾补贴 * 元 ) P$ @ P $ * ) % 流化床炉不含税电价 元 ) $ H *E
P $ 炉排炉不含税电价 元 ) $ * ) % *E H
" !垃圾焚烧电厂影响发电成本的因素
为了对垃圾焚烧电厂提供技术经济分析的计算实
表! !燃料耗量数据
项! 目 * 发电功率 J E P $ 供电垃圾耗率 ) $ * ) % J E J H L
P $ 供电标煤耗率 * ) $ ) % J J E H L
* 垃圾低位热值% J $ G &J K ! L 流化床炉 炉排炉 ! O $ ! " " " ! 4 1 & " 4 % " 1 * $ # 4 ’ G & 4 # & ! O & " " " 1 4 $ $ " * " $ " " &
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技术经济综述
# # ! 远低于国家关于垃圾焚烧排放 $ * 的标准" 8 ? 8 L 因此! 从燃烧过程中控制二次污染来看! 流化床垃圾焚
例! 现提出建设$ 个 $ * ! " " @ A 垃圾处理量的垃圾焚烧 电厂! 不考虑供热! 纯凝发电! 垃圾热值随经济发展增 % * ! 长为$ 分析垃圾补贴# 垃圾热值 J %$ G &&&! ’ 0 J K L 与炉型选择之间的关系" 选择的!种配置方案如下’ $ %日处理 % * $ " " @ A 的循环流化床垃圾焚烧炉 ! 台$ 采用国产设备 % ! 另有备用炉 $ 台! 配!台$ !" " " 最大功率$ 汽轮发电机组" J E$ 1" " "J E% %日处理% * $ " " @ ! A 的机械炉排垃圾焚烧炉 # 台 采用引进技术国内生产设备% ! 另有备用炉 $ 台! 配! $ 台&" 最大功率0" 汽轮发电机组" " "J E$ " "J E% 采用上述 ! 种方案分别对发电成本进行分析比 %电厂总投资的折 较"发电成本由以下 # 项组成’ $ $ 旧成本& $ $ %燃料成本& %运行维护成本" ! # ! 个方案 均选取较有代表性的 ! 个垃圾值数据 $ * # %$ G &J K J L * % 进行比较! 并假定在比较过程中垃圾热 &! ’ 0J K J L 值不变"关于投资折旧成本! 参照国内近几年已建的 * 得出单位@ 静 态% 分别为 同类 工 程 的 价 格! A造价$ 万元$ 方案$ 和# 方案! % & 折旧年限按$ % ! & 4 & ’ 1万元$ 1 年计! 年运行小时数按 ’" 计 关于燃料成本 取 " ! " "H 标煤价# 方案 $ 按电力 * " 关于运行维护成本! 1 "元 @ 建设项目 经 济 评 价 方 法 规 定! 每年提取总投资额的 方案!考虑到焚烧炉本体含 ! 4 1 <作为运行维护费用! 有部分进口的部件! 暂定每年提取总投资额的 $ 4 1 < 作为运行维护费用进行计算"其它数据见表 $ ! ! 个方 案在不同垃圾补贴时的电价分别见表!和表# "
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技术经济综述
在垃圾热值为%$ * 采 G &J K J !!由表!可以看出! L时! 用流化床处理垃圾具有明显的优势"在垃圾补贴达到 * 约$ @时! ! 种炉型电价相当" 垃圾补贴再提高! % 1元 则宜采用机械炉排炉"同时还可以看出! 在垃圾热值较 低时! 炉排炉方案的电价数据对垃圾补贴变动的敏感程 度较高! 采用该方案将依赖于垃圾的高补贴价格" * 由表# 可见! 在垃圾热值达到 & 采 J ! ’ 0J K L 时! 用流化床处理垃圾仍具有一定的优势"在垃圾补贴达 到$ * % " 4 1元 @时! !种炉型电价相当"需要注意的是! 垃圾热值为&! 炉排炉的电价随垃圾补贴 * ’ 0 J K J L时! 变动率变小"由于垃圾焚烧电厂初始总投资较大! 尤 其是炉排炉! 投资在发电成本中的权重较高! 而垃圾热 值增加对炉排炉来说可增加机组发电量! 相应降低了 投资折旧成本在发电成本中的比例! 因此较为有利" 目前国内已建成的流化床垃圾焚烧电厂的主辅机 设备均已国产化! 若考虑今后建设工程中系统升级而 增加的开发费用和进口设备比重! 对垃圾热值在&! ’ 0 * J K J <# $ " <和 L时流化床方案的总投资分别增加 1 $ 1 <时与炉排炉方案进行电价平衡分析"计算结果表 明! 若流化床方案总投资变动! 对电价平衡点的影响较 大! 总投资每增加1 电价平衡点处的垃圾补贴约减 <! 少$ 为线性关系"表 % 列出了流化床炉方案 * ! 0 4 &元 @ 的电价 平 衡 分 析 计 算! 若流化床方案总投资增加 与炉排炉方案比较求出的电价平衡点处 $ $ 1 <! # ! 1 4 & * ) % 元 的垃圾补贴为G H *E $ 4 &元" 此外! 考虑到垃圾热值的季节波动性! 在发电量一 定情况下! 热值降低会造成供电标煤耗的增加! 因此对 垃圾热值在&! * ’ 0J K J L 时流化床方案中的供电标煤 耗的增加和炉排炉方案作了敏感性比较分析" 结果表 明! 供电标煤耗的增加对电价平衡点的影响不如投资 敏感"当供电标煤耗每增加 ! * $ 时! 电价平 ) % "L J E H 衡点处的垃圾补贴约减少 G 元 这主要是垃圾焚烧 * ! @ 电厂的发电成本组成中! 投资在成本中的权重较大! 而 燃烧成本所占的比例不高"