焦学军：垃圾焚烧发电行业能源利用效率提升的康恒经验

   

   

         

         

         

         

文

         

         

         

         

章

         

         

         

         

导

         

         

         

         

读

2023年6月16日，“高水平资源利用，高效率减污降碳”——上海环联主办的第十届固废资源化高峰论坛在上海召开。上海康恒环境股份有限公司首席技术官焦学军发言主题为：我国垃圾焚烧发电行业能源利用效率提升的思考、分析与实践。焦总从         我国垃圾焚烧发电行业能效低的现状         问题出发，分享了 提高 垃圾焚烧电厂余热利用水平的 多种途径，同时强调了 余热损失再利用是提高电厂能源利用效率的关键。

   焦学军 上海康恒环境股份有限公司首席技术官

以下为其发言内容整理。  

我国用了 20 年实现技术赶超西方发达国家，但是如今面临一大痛点：城乡焚烧发电发展不均衡，产能过剩。经济发展较好的城市化地区项目建设过多，项目规模远远超过实际的垃圾量，造成产能过剩，但同时我国又在大力倡导村镇垃圾的焚烧处理，未来 10 年，国内将有 1000 座左右的“县域小规模焚烧设施”建成投产。如何平衡各地垃圾焚烧发电的发展，如何合理利用小规模焚烧设施产生的热能，是摆在我们面前的重要议题！

01

我国垃圾焚烧发电行业能效现状

1、垃圾焚烧发电厂效率较低，存在很大的提升空间。

我国生活垃圾焚烧发电项目能源利用水平较低，焚烧厂各环节能量转换效率和火   电厂存在明显差距，使得垃圾焚烧发电项目能源利用效率仅为25%左右。

垃圾焚烧发电厂和火力发电厂能量转化效率比较  

 

2、   我国垃圾焚烧发电厂效率较低的原因

原因一：垃圾焚烧炉热效率低下，但仍有提升空间

受限于垃圾焚烧烟气成分复杂、腐蚀性强，我国大多数项目偏保守，采用中参数余热锅炉，限制了余热利用效率的提高。与中温中压余热利用技术相比，若采用中温次高压再热技术，焚烧发电能效可提升3%-6%，而采用中温超高压再热技术，发电能效可提高6%-10%。    

不同蒸汽参数的垃圾焚烧方案结果对比（3×750t/d）

原因二：   我国垃圾焚烧厂大多为单纯发电模式，排烟、排汽热量利用不充分

欧盟垃圾焚烧厂蒸汽供热、热电联供能效R1值分别为0.64、0.76，韩国垃圾焚烧厂蒸汽供热、热电联产的R1值分别为0.75、0.64，均高于我国单纯发电模式能效。因此我国需因地制宜拓宽焚烧厂的热利用渠道来提升能效。

欧盟、韩国和我国不同运营模式垃圾焚烧厂能效对比

注： R1 是根据欧盟《废弃物框架指令》（ Waste Framework Directive, Directive 2008/98/EC ）衡量生活垃圾焚烧厂从垃圾中回收能源程度的绩效指标。

3、城市垃圾焚烧日益饱和，村镇小规模焚烧是发展趋势，小规模项目余热高效利用意义重大

至“十四五”末期，中国大陆在运垃圾焚烧发电项目总规模将达到120万吨/日左右。   这些项目基本分布在我国大陆人口集中、经济相对发达的区域，偏远村镇建设滞后。

未来10年，国内将有1000座左右的“县域小规模焚烧设施”建成投产。但是   小规   模项目，能源利用效率   低、单位投资与运营成本高。小规模焚烧设施产生的热能如何合理利用，是摆在我们面前的重要议题！

02

垃圾焚烧电厂余热利用途径分析

1、垃圾焚烧电厂可通过多种途径提高余热利用水平

通过 提高蒸汽参数、采用再热循环系统、热电联产、外部热源组合、低品位余热回收利用 等多种途径可显著提高余热利用水平。

国内外垃圾焚烧行业的高效率电厂热力系统  

2、余热损失再利用是提高电厂能源利用效率的关键

北方冬季供暖为生活刚需（供暖水温度不高，在约75℃左右）。北方地区垃圾焚烧厂将凝汽和排烟损失中余热与冬季供暖相结合，是余热有效利用、提高能效，同时解决居民冬季供暖的最佳途径。

3、烟气余热利用、循环水热泵、背压机组等多方案助力能效提升

 

需要注意的是，热用户的需求，是实现余热充分利用的关键！没有热用户，上述余热利用就无从谈起。

03

我国垃圾焚烧电厂余热利用潜力初步评估

1、我国垃圾焚烧电厂的余热利用潜力计算公式

为了更科学、直观的评估我国垃圾焚烧电厂的余热利用潜力，根据我国垃圾焚烧规模、垃圾特性、焚烧厂运行情况、供暖需求等因素，建立以下公式：

2、我国北方项目余热利用潜力的评估计算条件设定

由于南方无供暖需求，在无其他明确热利用途径的情况下，供暖时长为0，因此主要评估北方项目的余热利用潜力。为便于对余热利用潜力的评估，进行以下计算条件的设定：

 

3、我国北方项目近、远期垃圾焚烧总的余热利用潜力

北方垃圾焚烧余热利用潜力初步估算结果

由此结果可以看出，我国垃圾焚烧发电行业余热利用潜力巨大，如能充分加以利用，不仅能够提高垃圾焚烧能源利用效率，同时可有效助力解决北方居民冬季供暖问题，并具有十分显著的碳减排效益，一举三得！

04

康恒实践   ——三河项目为例

康恒环境一直致力于提高垃圾焚烧行业技术水平，在提升能效方面进行了积极的探索，成效显著。

三河项目多措并举大幅提高了全厂热效率，年发电收入增加20%以上，在当前垃圾贴费逐年下降的趋势下，有效提高了项目经济效益。三河项目采用 首台国产千吨级机械炉排炉，帮助实现垃圾集约化处理，提高了垃圾焚烧碳减排效益 ；

• 耐温耐腐新型炉排条、新型热膨胀结构、推料器同步装置、超大型炉排焚烧自动化控制系统

  
  

  

  
  

• 结合炉膛结构和布风优化，解决了大型化燃烧均匀和稳定性，形成了大型炉排炉技术与装备

三河项目 首创 炉外除湿蒸汽再热技术 ，突破过热蒸汽温度对增压的限制，可将主蒸汽压力提升至 超高压级 ，实际应用达 13.5MPa/450℃ ；炉外再热技术避免了炉内再热高温腐蚀，大幅提升全厂 发电效率 ，实际应用 超过31%，碳减排效益高 。

蒸汽参数由中温中压（4.0MPa/400℃）提升到中温高压（13.5MPa/450℃），发电效率提高至＞31%，碳减排增量达5.87万t CO2。

不同蒸汽参数的垃圾焚烧发电厂对比（2×1000吨/日）

05

关于康恒环境

1、康恒环境雄厚的技术实力为提高我国垃圾焚烧发电能源利用效率提供支持

2、康恒环境为高效、清洁的垃圾焚烧项目提供全方位综合服务

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