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摘要：分析国内外垃圾处理技术发展方向，比较中温次高压和中温中压蒸汽参数的经济性，分析李坑垃圾焚烧电厂高温腐蚀问题成因，预测国内中温次高压技术应用的可行性及其在今后国内行业发展前景，并提出采用中温次高压设计及运行需注意事项及防治措施。
关键词：中温中压、中温次高压、高温腐蚀
Abstract: analysis of the waste treatment technologies at home and abroad and the development direction, in high pressure and temperature times compared temperature medium-pressure steam parameters of the economy, analyzes lee pit waste incineration power plant high temperature corrosion problems cause, prediction of domestic high pressure technology application temperature times the feasibility of domestic industry development prospects in the future, and puts forward the design and operation of high temperature time to note and prevention and control measures.
Keywords: temperature medium voltage, temperature time high pressure, high temperature corrosion
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
一、 国内外垃圾焚烧技术及发展方向
目前国外工业发达国家主要致力于改进原有的各种焚烧装置及开发新型焚烧炉，使之朝高效、节能、低造价、低污染的方向发展，自动化程度热越来越高，高效主要以提高机组高发电效率，主要途径为提高蒸汽参数，如日本所进行的NEDO计划开发了稳定供应10MPa、500℃蒸汽的余热锅炉技术预计发现效率比原来高30％左右；美国各新建垃圾电厂也采用高温高压蒸汽运行条件（10MPa、500℃），追求高效发电。
鉴于国内城市生活垃圾特性及复杂性，各地方政府首要任务为生活垃圾的无害化处理，发电供热只是辅助，为保证垃圾焚烧电厂运行安全可靠，确保垃圾的连续处理能力，国内垃圾焚烧电厂基本采用中温中压（4MPa、400℃）蒸汽参数，防止过热器等受热面管高温腐蚀。随着国内垃圾焚烧行业的发展，焚烧发电处理技术越来越成熟、可靠，国内大部分地区草绿财政因素，多引用社会资金，采用BOT投资模式，随着行业高速发展，行业内竞争越来越激烈，政府提供的垃圾处理补贴费用也越来越低，各投资商在保证环保效果的前提下，考虑焚烧电厂主要收入为发电上网收入（占总收入的2/3），为追求企业利润最大化，提高发电蒸汽参数，提高垃圾焚烧发电效率被提上议程。另外，随着国民生产水平提高，垃圾源头分类逐步完善，垃圾热值逐年增加，垃圾成分也逐年简单化，这些都为电厂采用高温次高压蒸汽技术提供了有利的技术条件。
2006年广州李坑垃圾焚烧发电厂（采用6.4MPa、450℃中温次高压蒸汽参数）投产，至今已有5年的运行考核，让行业内担心的过热器高温腐蚀并没有预想的那么严重，过热器除局部的修补外，至今没有换过管，且目前仍然在正常使用，这些都为行业内提供一个成功的案例，目前国内很多设计单位和投资主体都在探索高温高压技术的可行性。2009年，深能源投资的武汉市江北西部垃圾焚烧厂、福建创冠投资的湖北黄石垃圾焚烧发电厂继李坑垃圾焚烧发电厂后采用中温次高压技术，在建的北京廊坊垃圾焚烧发电项目也采用中温次高压蒸汽参数，这牵起了中温次高压技术在国内工程应用热潮。
二、 中温次高压蒸汽参数高效的原理
汽轮机效率是指输出功率与输入蒸汽热能的比率。汽轮机效率是衡量机组经济性的指标，影响汽轮机经济运行效率的因素很多，其中有主蒸汽参数占很大作用，当主蒸汽的压力、温度上升，将使汽轮机内部可用焓降增加，相同负荷下进汽流量减少，热耗率降低，提高了机组发电效率。
中温次高压蒸汽参数介于中温中压与高温高压之间，中温中压蒸汽参数为4.0MPa、400℃，高温高压蒸汽参数为9.8MPa、540℃，而中温次高压的蒸气参数为6.4MPa、450℃，中温次高压的蒸汽焓值为3295.35 Kj/Kg，中温中压蒸汽焓值为3214.5 Kj/Kg，在机组相同进汽流量、排汽温度和排气压力下，对比中温中压，中温次高压绝热焓降比中温中压高，发电效率相应比较高，汽耗也比较低。
三、 中温次高压和中温中压两种蒸汽参数的分析和比较
1、汽轮机发电效率
按蒸汽参数对汽轮机发电系统的影响，蒸汽温度每升高8～9℃，汽耗率降低1％，蒸汽压力每提高5％，汽耗率降低0.6％，选用中温次高压蒸汽参数，对比中温中压参数，温度提高50℃，压力提高2.4MPa，按理论计算，汽机汽耗率应降低8％左右，相应汽机发电效率应提高8％。
下表为李坑垃圾焚烧发电厂2007年和2011年不同季度，不同垃圾热值的月度垃圾运行数据统计。
从数据统计分析可知，采用中温次高压技术，汽轮机汽耗率为4.2～4.3左右，根据国内采用中温中压技术的其它垃圾焚烧发电厂的运行数据分析，汽轮机汽耗率基本为4.8～5.0左右，电厂总发电效率为22％左右，对比中温中压蒸汽参数，采用中温次高压蒸汽参数发电效率实际提高10～15％，电厂效率也由22％提高到24％，比理论计算发电效率相差8％还要大。
2、受热面布置的不同及分析比较
采用中温次高压技术，蒸汽温度和蒸汽压力提高了，对应各受热面的布置也产生变化，管材壁厚也加厚，对比加热和蒸发受热面，过热汽受热面加大，各受热面管壁厚的增加，加上过热器受热面的增加，合金钢管占比例加大，整个余热锅炉一次性投资相对应增加。
根据国内的锅炉热力系统及设计布置，蒸汽参数从中温中压到中温次高压，受热面布置的变化见下表：
蒸汽参数及给水温度 吸热量比例％
高压高温锅炉过热吸热量比较大，约占总吸热量的1/3，过热器受热面比较大，而中温中压锅炉过热吸热量相对比较小，占总吸热量的1/5左右，过热器受热面相对较少，中温次高压间于中温中压和高温高压之间，经过粗略的热力计算，过热吸热量大概占总吸热量的24％左右，按照日处理垃圾量500吨、水平布置的中温中压锅炉来计算，蒸汽参数由中温中压改为中温次高压，过热器受热面布置增加20％左右，而过热器、水冷壁、省煤器等受热面壁厚按锅炉强度算可知，除过热器受热面管之外，其它各受热面管壁厚增加1mm即可满足设计需求，考虑高温腐蚀影响，局部过热器受热面管需3mm左右，余热锅炉整个受热面钢材重量需增加20％左右，总投资也相应增加40％左右。
3 经济比较
对比中温次高压和中温中压，各项对比如下表
与压力有关的热力系统(包括管道/阀门仪表/泵)维修成本 万元/年 72 126
汽机检修成本 万元/年 100 120
对比参数一厂用电增加量 KW/h 0 80
年厂用电增加费用(按0.689/度) 万元/年 0 44
对比参数一多出运行维修成本 万元/年 392
3.4 25年BOT运行总利润对比
比对条款 单位 参数一
P=4.0 T=400 参数二
P=6.5 T=450
对比参数一多出总投资 万元 0 3220.0
对比参数一每年多出收入（按0.689元/度） 万元 0 2204.5
对比参数一多出运行维修成本 万元 0 392
对比参数一25年多出总利润 万元 0 42100.6
从上述各对比表可知，采用中温次高压蒸汽参数，25年BOT运行后可多得5.76亿元，经济对比性非常明显。
四、 中温次高压技术在李坑垃圾焚烧电厂应用分析
1、运行现状分析
李坑垃圾焚烧发电厂是国内第一个采用中温次高压技术的垃圾焚烧电厂，该厂于2005年年底投入使用，2006年正式商业运行，至今已运行6年了，由于采用中温次高压设计，蒸汽温度高，过热器高温腐蚀严重，原设计两年需更换的过热器官至今没更换，只是在高温过热器进口处因蒸汽吹灰造成局部腐蚀严重而更换局部管段，目前过热器运行良好。但在2008年至2009年间，该厂锅炉水冷壁腐蚀严重，爆管频繁，多达20多次，最严重的为2009年9月的上升管爆管，因该管直径比较大（管子直径为￠108），爆管喷出的水和饱和蒸汽量比较大，造成对外影响比较大。
2、爆管原因分析
关于李坑垃圾电厂多次爆管原因，行业内分析比较多，但经统计，爆管处多为烟气拐角处、烟气死区、各门孔弯管应力薄弱处等，分析其腐蚀原理，各爆管附近及各水冷壁或多或少均为点状腐蚀，应为点状熔池式高温腐蚀造成，对比国内其它采用中温中压垃圾焚烧电厂，垃圾原料成分均具复杂性，而李坑垃圾焚烧电厂却爆管不断，造成这一现状的除了采用中温次高压蒸汽参数这一影响因素以外，更重要因素的是李坑垃圾焚烧发电厂是国内第一个采用喷尿素脱氮（SNCR），第一个采用垃圾渗滤液回喷电厂，由于喷尿素脱氮过程中会产生最强腐蚀性的中间产物产生HCN，特别是雾化不充分等条件下，对炉管腐蚀影响非常大，加剧水冷壁高温腐蚀程度，因此国外都很少采用尿素，基本采用氨水。另一个因素是李坑垃圾焚烧发电厂也是国内第一个垃圾渗滤液会喷炉内的垃圾电厂，垃圾渗滤液成分复杂，对烟气成分的影响的影响比较大，特别是增加了点状腐蚀熔池的复杂度，加剧高温腐蚀的腐蚀程度，还有一个原因是该炉炉膛均覆盖浇筑料（SiC），且脱落修补比较多，SiC对高温腐蚀的影响也非常大，进一步增加高温腐蚀程度，最后一个因素是炉内还原区对高温腐蚀的影响，这和锅炉操作有关。上述各因素均对水冷壁的高温腐蚀影响非常大，加强水冷壁点状熔池式高温腐蚀的复杂性，加剧高温腐蚀程度。
对比中温中压蒸汽参数和中温次高压蒸汽参数，中温中压水冷壁饱和温度为251℃，中温次高压水冷壁饱和温度为281℃，两者相差30℃，正常情况下，考虑炉内炉管粘污系统等，管壁温度也差不多相差30℃，根据高温腐蚀腐蚀特性，高温腐蚀最严重的温度区域为500～600℃，采用中温次高压技术所带来的30℃壁温温差对高温腐蚀的影响有多大，有待国内验证。
从锅炉设计角度考虑，高温腐蚀最严重的为高温过热器，因该处蒸汽温度高（450℃），管壁温度比较高，接近高温腐蚀最严重的温度区域，国内很多设计都通过控制该处温度来抑制高温腐蚀，但李坑焚烧电厂过热器运行至今，管子腐蚀程度远远超出设计寿命，至今没有更换过，且腐蚀并没有预想的那么严重，这说明中温次高压参数对过热器高温腐蚀影响不大。
3、结论
通过上述李坑垃圾焚烧电厂爆管因素分析，采用中温次高压蒸汽参数对高温腐蚀的影响是可以控制的。
五、 中温次高压技术在垃圾焚烧的应用难点分析
中温次高压技术甚至高温高压技术目前是国外发展方向，国内也正在向这方向发展，考虑国内垃圾的复杂性，中温次高压技术的运用需重点关注如下几个难点，以确保焚烧电厂安全稳定运行。
1、 高温腐蚀
国内垃圾成分复杂，垃圾含氯、含硫、含碱金属成分比较多，由HCL、SO2、碱土金属及其它成分造成高温腐蚀比较严重，高温腐蚀比较活跃的温度区域大概为500～700℃左右，特别是过热器和水冷壁，高温腐蚀比较突出，为减轻高温腐蚀的影响，根据国内垃圾焚烧电厂运行经验，建议采用高温次高压蒸汽参数时，过热器入口温度控制在550℃以下，减少温度对高温腐蚀的影响；炉膛CO含量控制在30PPm以下,减轻还原气氛对高温腐蚀的影响。
2、 焚烧炉的处理规模
按国内外垃圾焚烧炉的设计，焚烧炉处理量越大，炉排设计也越宽，相应炉膛设计也宽，超出了传统炉宽和炉深比率（煤粉炉一般为1～1.2），按烟气动力场分布，烟气不均匀性也会增加，烟气还原区也变多，炉膛高温腐蚀会加剧，爆管概率比较大；特别是过热器，宽度的增加，烟气流偏流严重，烟气不均匀性增加，很容易造成局部高温，加剧高温腐蚀程度，造成爆管，根据垃圾焚烧炉运行及设计经验，如采用中温次高压技术，500吨/日的规模比较安全，大于该规模，高温腐蚀风险会比较大。
3、 垃圾热值要求
国内垃圾成分比较复杂，水份比较高（52％以上），垃圾热值比较低，一般都在4300KJ/Kg左右，如垃圾热值比较低或垃圾热值波动比较大，垃圾燃烧温度也比较低，燃烧不充分，炉内CO比较高，还原区域比较严重，高温腐蚀恶化，根据国内垃圾焚烧电厂运行经验，如采用中温次高压技术，建议进炉垃圾热值控制在5200KJ/Kg以上。
六、 国内采用中温次高压技术建议及结论
根据中温次高压和中温中压运行经济比较，参考李坑垃圾焚烧发电厂运行经济经验及高温腐蚀状况分析，结合国外垃圾焚烧发展方向，中温次高压技术在国内垃圾焚烧发电行业发展前景比较大，但需注意高温腐蚀的防范，运行中注意控制各运行数据（如过热器烟气入口温度、CO等），建议单炉焚烧规模最大不超过500吨/日，进炉垃圾热值最低控制在5200KJ/Kg以上。
参考文献
[1] 林宗虎、徐通模主编《实用锅炉手册》
[2] 樊建人《鍋炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防治原理与计算》
[3] 化学工业出版社《热能工程设计手册》
作者简介：张焕亨，技术中心总工程师，负责垃圾终端处理技术及技术开发
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：中温中压、中温次高压、高温腐蚀
Abstract: analysis of the waste treatment technologies at home and abroad and the development direction, in high pressure and temperature times compared temperature medium-pressure steam parameters of the economy, analyzes lee pit waste incineration power plant high temperature corrosion problems cause, prediction of domestic high pressure technology application temperature times the feasibility of domestic industry development prospects in the future, and puts forward the design and operation of high temperature time to note and prevention and control measures.
Keywords: temperature medium voltage, temperature time high pressure, high temperature corrosion
中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
一、 国内外垃圾焚烧技术及发展方向
目前国外工业发达国家主要致力于改进原有的各种焚烧装置及开发新型焚烧炉，使之朝高效、节能、低造价、低污染的方向发展，自动化程度热越来越高，高效主要以提高机组高发电效率，主要途径为提高蒸汽参数，如日本所进行的NEDO计划开发了稳定供应10MPa、500℃蒸汽的余热锅炉技术预计发现效率比原来高30％左右；美国各新建垃圾电厂也采用高温高压蒸汽运行条件（10MPa、500℃），追求高效发电。
鉴于国内城市生活垃圾特性及复杂性，各地方政府首要任务为生活垃圾的无害化处理，发电供热只是辅助，为保证垃圾焚烧电厂运行安全可靠，确保垃圾的连续处理能力，国内垃圾焚烧电厂基本采用中温中压（4MPa、400℃）蒸汽参数，防止过热器等受热面管高温腐蚀。随着国内垃圾焚烧行业的发展，焚烧发电处理技术越来越成熟、可靠，国内大部分地区草绿财政因素，多引用社会资金，采用BOT投资模式，随着行业高速发展，行业内竞争越来越激烈，政府提供的垃圾处理补贴费用也越来越低，各投资商在保证环保效果的前提下，考虑焚烧电厂主要收入为发电上网收入（占总收入的2/3），为追求企业利润最大化，提高发电蒸汽参数，提高垃圾焚烧发电效率被提上议程。另外，随着国民生产水平提高，垃圾源头分类逐步完善，垃圾热值逐年增加，垃圾成分也逐年简单化，这些都为电厂采用高温次高压蒸汽技术提供了有利的技术条件。
2006年广州李坑垃圾焚烧发电厂（采用6.4MPa、450℃中温次高压蒸汽参数）投产，至今已有5年的运行考核，让行业内担心的过热器高温腐蚀并没有预想的那么严重，过热器除局部的修补外，至今没有换过管，且目前仍然在正常使用，这些都为行业内提供一个成功的案例，目前国内很多设计单位和投资主体都在探索高温高压技术的可行性。2009年，深能源投资的武汉市江北西部垃圾焚烧厂、福建创冠投资的湖北黄石垃圾焚烧发电厂继李坑垃圾焚烧发电厂后采用中温次高压技术，在建的北京廊坊垃圾焚烧发电项目也采用中温次高压蒸汽参数，这牵起了中温次高压技术在国内工程应用热潮。
二、 中温次高压蒸汽参数高效的原理
汽轮机效率是指输出功率与输入蒸汽热能的比率。汽轮机效率是衡量机组经济性的指标，影响汽轮机经济运行效率的因素很多，其中有主蒸汽参数占很大作用，当主蒸汽的压力、温度上升，将使汽轮机内部可用焓降增加，相同负荷下进汽流量减少，热耗率降低，提高了机组发电效率。
中温次高压蒸汽参数介于中温中压与高温高压之间，中温中压蒸汽参数为4.0MPa、400℃，高温高压蒸汽参数为9.8MPa、540℃，而中温次高压的蒸气参数为6.4MPa、450℃，中温次高压的蒸汽焓值为3295.35 Kj/Kg，中温中压蒸汽焓值为3214.5 Kj/Kg，在机组相同进汽流量、排汽温度和排气压力下，对比中温中压，中温次高压绝热焓降比中温中压高，发电效率相应比较高，汽耗也比较低。
三、 中温次高压和中温中压两种蒸汽参数的分析和比较
1、汽轮机发电效率
按蒸汽参数对汽轮机发电系统的影响，蒸汽温度每升高8～9℃，汽耗率降低1％，蒸汽压力每提高5％，汽耗率降低0.6％，选用中温次高压蒸汽参数，对比中温中压参数，温度提高50℃，压力提高2.4MPa，按理论计算，汽机汽耗率应降低8％左右，相应汽机发电效率应提高8％。
下表为李坑垃圾焚烧发电厂2007年和2011年不同季度，不同垃圾热值的月度垃圾运行数据统计。
从数据统计分析可知，采用中温次高压技术，汽轮机汽耗率为4.2～4.3左右，根据国内采用中温中压技术的其它垃圾焚烧发电厂的运行数据分析，汽轮机汽耗率基本为4.8～5.0左右，电厂总发电效率为22％左右，对比中温中压蒸汽参数，采用中温次高压蒸汽参数发电效率实际提高10～15％，电厂效率也由22％提高到24％，比理论计算发电效率相差8％还要大。
2、受热面布置的不同及分析比较
采用中温次高压技术，蒸汽温度和蒸汽压力提高了，对应各受热面的布置也产生变化，管材壁厚也加厚，对比加热和蒸发受热面，过热汽受热面加大，各受热面管壁厚的增加，加上过热器受热面的增加，合金钢管占比例加大，整个余热锅炉一次性投资相对应增加。
根据国内的锅炉热力系统及设计布置，蒸汽参数从中温中压到中温次高压，受热面布置的变化见下表：
蒸汽参数及给水温度 吸热量比例％
高压高温锅炉过热吸热量比较大，约占总吸热量的1/3，过热器受热面比较大，而中温中压锅炉过热吸热量相对比较小，占总吸热量的1/5左右，过热器受热面相对较少，中温次高压间于中温中压和高温高压之间，经过粗略的热力计算，过热吸热量大概占总吸热量的24％左右，按照日处理垃圾量500吨、水平布置的中温中压锅炉来计算，蒸汽参数由中温中压改为中温次高压，过热器受热面布置增加20％左右，而过热器、水冷壁、省煤器等受热面壁厚按锅炉强度算可知，除过热器受热面管之外，其它各受热面管壁厚增加1mm即可满足设计需求，考虑高温腐蚀影响，局部过热器受热面管需3mm左右，余热锅炉整个受热面钢材重量需增加20％左右，总投资也相应增加40％左右。
3 经济比较
对比中温次高压和中温中压，各项对比如下表
与压力有关的热力系统(包括管道/阀门仪表/泵)维修成本 万元/年 72 126
汽机检修成本 万元/年 100 120
对比参数一厂用电增加量 KW/h 0 80
年厂用电增加费用(按0.689/度) 万元/年 0 44
对比参数一多出运行维修成本 万元/年 392
3.4 25年BOT运行总利润对比
比对条款 单位 参数一
P=4.0 T=400 参数二
P=6.5 T=450
对比参数一多出总投资 万元 0 3220.0
对比参数一每年多出收入（按0.689元/度） 万元 0 2204.5
对比参数一多出运行维修成本 万元 0 392
对比参数一25年多出总利润 万元 0 42100.6
从上述各对比表可知，采用中温次高压蒸汽参数，25年BOT运行后可多得5.76亿元，经济对比性非常明显。
四、 中温次高压技术在李坑垃圾焚烧电厂应用分析
1、运行现状分析
李坑垃圾焚烧发电厂是国内第一个采用中温次高压技术的垃圾焚烧电厂，该厂于2005年年底投入使用，2006年正式商业运行，至今已运行6年了，由于采用中温次高压设计，蒸汽温度高，过热器高温腐蚀严重，原设计两年需更换的过热器官至今没更换，只是在高温过热器进口处因蒸汽吹灰造成局部腐蚀严重而更换局部管段，目前过热器运行良好。但在2008年至2009年间，该厂锅炉水冷壁腐蚀严重，爆管频繁，多达20多次，最严重的为2009年9月的上升管爆管，因该管直径比较大（管子直径为￠108），爆管喷出的水和饱和蒸汽量比较大，造成对外影响比较大。
2、爆管原因分析
关于李坑垃圾电厂多次爆管原因，行业内分析比较多，但经统计，爆管处多为烟气拐角处、烟气死区、各门孔弯管应力薄弱处等，分析其腐蚀原理，各爆管附近及各水冷壁或多或少均为点状腐蚀，应为点状熔池式高温腐蚀造成，对比国内其它采用中温中压垃圾焚烧电厂，垃圾原料成分均具复杂性，而李坑垃圾焚烧电厂却爆管不断，造成这一现状的除了采用中温次高压蒸汽参数这一影响因素以外，更重要因素的是李坑垃圾焚烧发电厂是国内第一个采用喷尿素脱氮（SNCR），第一个采用垃圾渗滤液回喷电厂，由于喷尿素脱氮过程中会产生最强腐蚀性的中间产物产生HCN，特别是雾化不充分等条件下，对炉管腐蚀影响非常大，加剧水冷壁高温腐蚀程度，因此国外都很少采用尿素，基本采用氨水。另一个因素是李坑垃圾焚烧发电厂也是国内第一个垃圾渗滤液会喷炉内的垃圾电厂，垃圾渗滤液成分复杂，对烟气成分的影响的影响比较大，特别是增加了点状腐蚀熔池的复杂度，加剧高温腐蚀的腐蚀程度，还有一个原因是该炉炉膛均覆盖浇筑料（SiC），且脱落修补比较多，SiC对高温腐蚀的影响也非常大，进一步增加高温腐蚀程度，最后一个因素是炉内还原区对高温腐蚀的影响，这和锅炉操作有关。上述各因素均对水冷壁的高温腐蚀影响非常大，加强水冷壁点状熔池式高温腐蚀的复杂性，加剧高温腐蚀程度。
对比中温中压蒸汽参数和中温次高压蒸汽参数，中温中压水冷壁饱和温度为251℃，中温次高压水冷壁饱和温度为281℃，两者相差30℃，正常情况下，考虑炉内炉管粘污系统等，管壁温度也差不多相差30℃，根据高温腐蚀腐蚀特性，高温腐蚀最严重的温度区域为500～600℃，采用中温次高压技术所带来的30℃壁温温差对高温腐蚀的影响有多大，有待国内验证。
从锅炉设计角度考虑，高温腐蚀最严重的为高温过热器，因该处蒸汽温度高（450℃），管壁温度比较高，接近高温腐蚀最严重的温度区域，国内很多设计都通过控制该处温度来抑制高温腐蚀，但李坑焚烧电厂过热器运行至今，管子腐蚀程度远远超出设计寿命，至今没有更换过，且腐蚀并没有预想的那么严重，这说明中温次高压参数对过热器高温腐蚀影响不大。
3、结论
通过上述李坑垃圾焚烧电厂爆管因素分析，采用中温次高压蒸汽参数对高温腐蚀的影响是可以控制的。
五、 中温次高压技术在垃圾焚烧的应用难点分析
中温次高压技术甚至高温高压技术目前是国外发展方向，国内也正在向这方向发展，考虑国内垃圾的复杂性，中温次高压技术的运用需重点关注如下几个难点，以确保焚烧电厂安全稳定运行。
1、 高温腐蚀
国内垃圾成分复杂，垃圾含氯、含硫、含碱金属成分比较多，由HCL、SO2、碱土金属及其它成分造成高温腐蚀比较严重，高温腐蚀比较活跃的温度区域大概为500～700℃左右，特别是过热器和水冷壁，高温腐蚀比较突出，为减轻高温腐蚀的影响，根据国内垃圾焚烧电厂运行经验，建议采用高温次高压蒸汽参数时，过热器入口温度控制在550℃以下，减少温度对高温腐蚀的影响；炉膛CO含量控制在30PPm以下,减轻还原气氛对高温腐蚀的影响。
2、 焚烧炉的处理规模
按国内外垃圾焚烧炉的设计，焚烧炉处理量越大，炉排设计也越宽，相应炉膛设计也宽，超出了传统炉宽和炉深比率（煤粉炉一般为1～1.2），按烟气动力场分布，烟气不均匀性也会增加，烟气还原区也变多，炉膛高温腐蚀会加剧，爆管概率比较大；特别是过热器，宽度的增加，烟气流偏流严重，烟气不均匀性增加，很容易造成局部高温，加剧高温腐蚀程度，造成爆管，根据垃圾焚烧炉运行及设计经验，如采用中温次高压技术，500吨/日的规模比较安全，大于该规模，高温腐蚀风险会比较大。
3、 垃圾热值要求
国内垃圾成分比较复杂，水份比较高（52％以上），垃圾热值比较低，一般都在4300KJ/Kg左右，如垃圾热值比较低或垃圾热值波动比较大，垃圾燃烧温度也比较低，燃烧不充分，炉内CO比较高，还原区域比较严重，高温腐蚀恶化，根据国内垃圾焚烧电厂运行经验，如采用中温次高压技术，建议进炉垃圾热值控制在5200KJ/Kg以上。
六、 国内采用中温次高压技术建议及结论
根据中温次高压和中温中压运行经济比较，参考李坑垃圾焚烧发电厂运行经济经验及高温腐蚀状况分析，结合国外垃圾焚烧发展方向，中温次高压技术在国内垃圾焚烧发电行业发展前景比较大，但需注意高温腐蚀的防范，运行中注意控制各运行数据（如过热器烟气入口温度、CO等），建议单炉焚烧规模最大不超过500吨/日，进炉垃圾热值最低控制在5200KJ/Kg以上。
参考文献
[1] 林宗虎、徐通模主编《实用锅炉手册》
[2] 樊建人《鍋炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防治原理与计算》
[3] 化学工业出版社《热能工程设计手册》
作者简介：张焕亨，技术中心总工程师，负责垃圾终端处理技术及技术开发
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。