垃圾焚烧发电厂余热锅炉蒸汽参数的比较研究

摘要：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发电效率、焚烧厂的经济收益、焚烧电厂运营的稳定性和安全性。根据中国2座分别采用中参数和高参数垃圾焚烧发电厂的运行经验和数据，参考国外垃圾焚烧发电厂的实际运行数据，对采用这两种参数的余热锅炉在设备投资、经济效益和运营维护方面进行了比较研究。
关键词：中温中压；中温次高压；高温腐蚀；管壁温度
中图分类号：TK11+5文献标识码：A文章编号：1002-1663（2010）03-0204-05
垃圾焚烧发电厂余热锅炉主蒸汽参数的确定涉及很多方面因素，既要关注整个焚烧厂的经济效益，也要考虑到焚烧厂的运营稳定性和安全性。美国在20世纪90年代之前多数采用中温中压参数，此后为了满足某些工业用户对较高蒸汽参数的需求，着重采用中温次高压参数。日本的垃圾焚烧发电厂目前基本上都采用中温中压参数，正在尝试中温次高压参数。东南亚国家则基本上都采用中温中压参数。中国已建或在建的垃圾焚烧发电厂基本都采用中温中压参数，只有广州李坑垃圾焚烧厂采用高参数余热锅炉（杭州锅炉厂制造），蒸汽参数为450℃、6.4MPa。
目前，余热锅炉主蒸汽参数主要有两种：中温中压参数（温度400℃、压力4.0MPa）（以下简称“中参数”）和中温次高压参数（温度450℃、压力6.4MPa）（以下简称“高参数”）。所以，为了切合实际地使用这两种参数余热锅炉，在此对其设备投资、经济效益和运营维护方面进行了比较研究。
1设备投资比较
1.1锅炉材质选择
余热锅炉主蒸汽采用高参数需考虑以下方面：
a.由于提高了主蒸汽压力，锅炉受压面管道壁需要加厚，锅炉的质量会有一定的增加。
b.由于提高了主蒸汽温度50℃，过热器受热面需要增加。
c.由于提高了过热器温度，高温过热器材质的防腐蚀等级需要提升，防止过热器高温腐蚀。
通常中参数余热锅炉高温过热器只需要采用低合金钢即可。如果余热锅炉高温过热器采用高参数，为了防止腐蚀，宜采用奥氏体不锈钢（如TP310S）钢材。这种钢材价格一般为低合金钢的7倍左右；同时奥氏体不锈钢可焊性稍差，加工难度加大，制造成本提高。表1为两种参数的锅炉材质比较（以单台炉处理量750t/d、垃圾热值7120kJ/kg为例）。
表1不同蒸汽参数锅炉材质比较

1.2设备投资
根据1.1及相应的管路系统，对两种参数的余热利用系统设备投资进行了测算，如表2所示。
表2不同蒸汽参数余热利用系统设备投资比较万元

由表2可见，在垃圾热值和垃圾处理量相同的情况下（以处理能力4×750t/d、配4台余热锅炉、2台汽轮机的垃圾焚烧发电厂为例），高参数余热锅炉比中参数锅炉的造价提高约28％。由于高参数锅炉总质量的增加，引起管道、安装等其它费用也相应提高，高参数余热锅炉余热利用系统的设备总投资比中参数的高3350万元。
2发电效益比较
2.1理论计算
汽轮机热效率与进汽参数成正比，垃圾焚烧发电厂余热锅炉主蒸汽参数越高，发电效率越高。表3是高参数余热锅炉和中参数的发电效率比较数据（以单台炉日处理量750t、垃圾热值7120kJ/kg为例）。