垃圾焚烧发电项目余热锅炉中参数和高参数的对比分析
张晓斌，戴小东，熊君霞，吴海凤，丛海亮
【摘 要】 垃圾焚烧发电厂蒸汽参数的选取直接影响垃圾焚烧发电厂的发电效率和收益，提高蒸汽参数成为提高发电效率的重要途径。根据对国内主流垃圾焚烧发电项目投建方和设备厂家的调研及理论分析，对中参数和高参数项目在技术特点、设备投资、维护成本、经济收益等方面进行了比较研究。采用高参数余热锅炉的项目，其设备成本和运营维护成本均较高，但发电量收入增加显著；项目的处理规模越大，采用高参数的经济收益越明显，设备投资静态回收期越短，经济优势越明显。
【期刊名称】《能源研究与信息》 【年(卷),期】2018(034)004 【总页数】7
【关键词】 中温中压；中温次高压；设备投资；经济效益
根据不同的压力参数，余热锅炉可分为低压、中压、次高压、超高压、亚临界、超临界等级，其中中压锅炉的工作压力在3.8～5.3 MPa，次高压锅炉的工作压力在5.3～9.8 MPa。
目前垃圾焚烧行业余热锅炉的主蒸汽参数主要有两种：一种是中温中压参数，即中参数（4.0 MPa、400 ℃）；另一种是中温次高压参数，即高参数（5.3 MPa、450 ℃ 或 6.4 MPa、450 ℃ 或 6.4 MPa、485 ℃）。随着垃圾焚烧行业的高速发展，行业内的竞争也越来越激烈，市场相继出现了低价竞标的现象。为了提高垃圾焚烧电厂的经济效益，追求企业利润的最大化，各投资商在保证环保效果的前提下，不得不考虑提高发电上网收入，因而提高垃圾焚烧发电效
率成为重中之重。提高垃圾焚烧发电厂发电效率的主要途径有提高余热锅炉热效率、提高汽轮机进汽参数、降低厂用电率、降低线损率等［1］。垃圾焚烧发电厂锅炉蒸汽参数的选择直接影响到汽轮机的进汽参数，进而影响到垃圾焚烧发电厂的发电效率。因此，提高蒸汽参数成为提高发电效率的重要途径。 确定垃圾焚烧发电厂余热锅炉主蒸汽参数时既要关注垃圾焚烧发电厂的经济效益，又要考虑到垃圾焚烧发电厂运营的稳定性和安全性。本文在对业内主要投建方及设备厂家进行调研的基础上，对中参数和高参数垃圾焚烧项目的技术特点及经济性等方面进行了分析比较。
1 高参数垃圾焚烧项目的应用现状
国际固废协会（ISWA）公布的2012年世界垃圾焚烧锅炉参数分布［2］如图1所示。由图中可知，截至2012年，大部分垃圾焚烧余热锅炉参数集中在 4.0 MPa、400 ℃附近，占比约为65%；少量的垃圾焚烧余热锅炉参数在6.4 MPa、450 ℃附近，占比约为10%。可见，大部分垃圾焚烧余热锅炉采用中参数设计。但近年来，高参数余热锅炉陆续出现，并成为发展趋势。
在国内已运行的垃圾焚烧发电厂中，垃圾焚烧锅炉的蒸汽参数主要选用中参数。国内第一个采用高参数的广州李坑垃圾焚烧发电一厂（6.5 MPa、450 ℃）2005年10月点火试运行，至今已运行十余年［3］。近年来，国内垃圾焚烧领域的投建方在投建项目中开始逐步采用高参数，设备厂家的高参数设备供货业绩也逐步增加，且已有多个项目在正常稳定运行。
本文统计了2015— 2017年国内主要垃圾焚烧发电项目投建方的高参数项目业绩。截至2017年12月，国内已投运和在建的高参数垃圾焚烧发电项目约有30个，参数等级集中在6.4 MPa、450 ℃/485 ℃ 和 5.3 MPa、485 ℃，各参
数系列占比如图2所示。图2中各参数单条焚烧线垃圾处理量规模基本在300、500、600、750 t·d?1平均分布，个别项目单台炉处理量为850、900 t·d?1。 余热锅炉设备厂家的高参数垃圾焚烧余热锅炉的供货业绩也日益增加。图3为2013—2017年某余热锅炉设备厂家高参数产品供货情况。由图中可知，2013— 2017年的垃圾焚烧余热锅炉供货业绩中，高参数余热锅炉占比逐步上升为30%左右，且大部分业绩集中在2016—2017年。
2 中参数和高参数的经济性比较
选择中参数或高参数，对生活垃圾焚烧发电项目的设备选型、材质选择、设备投资、工程建设、运营维护等方面均有一定程度的影响，从而影响整个垃圾焚烧发电项目的经济效益。本文分别以日处理垃圾量1 000、1 500 t为例，在垃圾设计热值6 900 kJ·kg?1、年运行8 000 h的假定前提下，对中参数（4.0 MPa、400℃）和高参数（6.4 MPa、450℃）项目在设备投资、发电经济效益、维修成本等方面进行比较。 2.1 设备投资 2.1.1 余热锅炉设备
主蒸汽参数的提高对余热锅炉设备的选型和设计的影响主要体现在以下几方面： （1）由于主蒸汽温度的提高，过热器的受热面积需要增加；
（2）由于主蒸汽温度的提高，过热器的金属壁面温度升高，过热器特别是高温过热器的管材防腐等级需要提升；
（3）由于主蒸汽压力的提高，锅炉受压面管道壁厚需要加厚；
（4）由于主蒸汽压力的提高，对应压力下水的饱和温度升高，水冷壁的金属壁面温度升高，水冷壁管材防腐等级需要提升。
垃圾焚烧发电项目余热锅炉中参数和高参数的对比分析
