焚烧炉余热利用与发电技术应用

19/22焚烧炉余热利用与发电技术应用第一部分焚烧炉余热概况及利用价值 2第二部分焚烧炉余热利用的技术途径 5第三部分焚烧炉余热发电原理及形式 6第四部分焚烧炉余热发电技术关键技术 8第五部分焚烧炉余热发电系统组成及流程 10第六部分焚烧炉余热发电系统运行特点 12第七部分焚烧炉余热发电系统能效分析 15第八部分焚烧炉余热发电系统环境效益分析 16第九部分焚烧炉余热发电系统经济效益分析 17第十部分焚烧炉余热发电系统发展前景 19

第一部分焚烧炉余热概况及利用价值焚烧炉余热概况

焚烧炉余热是指焚烧过程产物中的热能。焚烧过程包括固体废物的热分解、气化和氧化反应三个阶段，在每个阶段都会产生大量热量。焚烧炉余热主要包括烟气余热和炉渣余热。

烟气余热

烟气余热是指焚烧过程中产生的烟气所携带的热能。烟气余热占焚烧炉总余热量的60%～80%。烟气中含有大量的水蒸气、二氧化碳、一氧化碳、氧气、氮气、硫氧化物、氮氧化物、颗粒物等成分。这些成分中水蒸气和二氧化碳的含量较大，分别约占16%和15%。烟气余热可以通过锅炉回收利用，产生蒸汽或热水，供供暖、发电、工业生产等多种用途。

炉渣余热

炉渣余热是指焚烧过程中产生的炉渣所携带的热能。炉渣余热占焚烧炉总余热量的20%～30%。炉渣的组成成分主要包括灰分、熔渣、金属、玻璃等。炉渣余热可以通过换热器回收利用，产生热水或蒸汽，供供暖、发电、工业生产等多种用途。

焚烧炉余热利用价值

焚烧炉余热具有较高的利用价值，主要体现在以下几个方面：

*能量回收利用：焚烧炉余热可以被回收利用，产生蒸汽或热水，供供暖、发电、工业生产等多种用途。这可以减少对其他能源的依赖，节约能源成本。

*环境保护：焚烧炉余热回收利用可以减少温室气体的排放，减少对环境的污染。

*经济效益：焚烧炉余热回收利用可以产生经济效益，增加焚烧炉运营收入减少运营成本。

焚烧炉余热利用现状

近年来，焚烧炉余热回收利用技术取得了快速发展，但仍存在一些问题：

*回收率低：焚烧炉余热回收率普遍较低，一般只有30%～50%。这意味着有大量的余热没有被回收利用。

*技术不够成熟：焚烧炉余热回收利用技术还存在一些不成熟的地方，如换热器耐腐蚀性不够、锅炉效率不高、系统运行稳定性差等问题。

*经济性不佳：焚烧炉余热回收利用的经济性不佳，一般需要政府补贴才能实现盈利。

焚烧炉余热利用发展前景

焚烧炉余热回收利用技术具有广阔的发展前景，主要体现在以下几个方面：

*政策支持：政府出台了一系列支持焚烧炉余热回收利用的政策，如《关于加快推进生活垃圾焚烧发电工作的通知》、《关于印发<生活垃圾焚烧发电项目建设运营管理规范>的通知》等。这些政策为焚烧炉余热回收利用提供了良好的发展环境。

*技术进步：焚烧炉余热回收利用技术不断进步，换热器耐腐蚀性、锅炉效率、系统运行稳定性等问题都得到了很好的解决。这为焚烧炉余热回收利用的推广应用创造了条件。

*经济性提高：焚烧炉余热回收利用的经济性不断提高。随着焚烧炉余热回收利用技术的进步，焚烧炉余热回收利用的成本不断降低。这使得焚烧炉余热回收利用的经济性不断提高。

焚烧炉余热利用技术应用

焚烧炉余热回收利用技术已在国内外得到了广泛的应用。一些较为成熟的技术包括：

*锅炉余热回收技术：锅炉余热回收技术是指利用锅炉排出的烟气余热来产生蒸汽或热水。锅炉余热回收技术主要包括两种类型：余热锅炉和烟气余热换热器。余热锅炉是指专门用来回收烟气余热的锅炉。烟气余热换热器是指在锅炉后安装的换热器，用于回收烟气余热。

*换热器余热回收技术：换热器余热回收技术是指利用换热器来回收烟气余热或炉渣余热。换热器余热回收技术主要包括两种类型：管壳式换热器和板式换热器。管壳式换热器是指由管子组成的换热器。板式换热器是指由金属板组成的换热器。

*汽轮机余热回收技术：汽轮机余热回收技术是指利用汽轮机排出的蒸汽余热来发电。汽轮机余热回收技术主要包括两种类型：凝汽式汽轮机和背压式汽轮机。凝汽式汽轮机是指将蒸汽完全凝结成水。背压式汽轮机是指将蒸汽部分凝结成水。第二部分焚烧炉余热利用的技术途径焚烧炉余热利用的技术途径主要有以下几种：

1.水冷壁技术：水冷壁技术是指在焚烧炉炉膛内安装水冷壁管，利用炉膛内的热量将水加热产生蒸汽，然后驱动汽轮机发电。水冷壁技术的优点是技术成熟，应用广泛，缺点是设备投资较大，维护成本较高。

2.锅炉余热回收技术：锅炉余热回收技术是指将焚烧炉产生的烟气热量通过锅炉进行回收，将热能转化为蒸汽，然后驱动汽轮机发电。锅炉余热回收技术的优点是技术成熟，应用广泛，缺点是设备投资较大，维护成本较高。

3.蓄热式换热器技术：蓄热式换热器技术是指利用蓄热材料将烟气热量储存起来，然后在需要的时候释放出来，以加热空气或水，然后驱动汽轮机发电。蓄热式换热器技术的优点是热效率高，节能效果好，缺点是设备投资较大，维护成本较高。

4.热泵技术：热泵技术是指利用热泵机组将焚烧炉产生的烟气热量转移到低温介质中，然后驱动汽轮机发电。热泵技术具有节能效果好，设备投资较小等优点，但缺点是技术复杂，操作难度较大。

5.热电联产技术：热电联产技术是指将焚烧炉产生的热能同时用于发电和供热。热电联产技术的优点是节能效果好，综合经济效益高，缺点是设备投资较大，技术复杂。

6.有机瑞肯循环技术：有机瑞肯循环技术是指利用有机工质作为循环介质，将焚烧炉产生的热能转化为机械能，然后驱动发电机发电。有机瑞肯循环技术的优点是热效率高，节能效果好，缺点是设备投资较大，技术复杂。

7.其他余热利用技术：除了上述几种余热利用技术外，还有其他一些余热利用技术，例如：低温烟气余热回收技术、中高温烟气余热回收技术、高温烟气余热回收技术等。这些技术各有优缺点，可根据实际情况选择合适的技术进行余热利用。第三部分焚烧炉余热发电原理及形式一、焚烧炉余热发电原理

焚烧炉余热发电是一种通过利用焚烧炉中产生的余热来发电的技术。焚烧炉在燃烧垃圾时会产生大量的高温烟气，这些烟气中含有大量的热能。这些热能如果不加以利用，不仅会浪费能源，还会对环境造成污染。焚烧炉余热发电技术就是将这些高温烟气中的热能回收利用起来，将其转化为电能。

焚烧炉余热发电原理主要包括以下几个步骤：

1.垃圾焚烧产生高温烟气。垃圾在焚烧炉中燃烧时会产生大量的高温烟气，这些烟气中含有大量的热能。

2.余热锅炉回收热能。高温烟气通过余热锅炉，将热能传递给锅炉中的水，使水蒸发产生蒸汽。

3.蒸汽驱动汽轮机发电。蒸汽通过汽轮机，推动汽轮机旋转发电。

4.发电机将旋转机械能转化为电能。汽轮机旋转时带动发电机转子旋转，发电机将旋转机械能转化为电能，输出至电网。

二、焚烧炉余热发电形式

焚烧炉余热发电的形式主要有以下几种：

1.单级余热发电。单级余热发电是最简单的一种余热发电形式，其原理是将高温烟气直接通过余热锅炉产生蒸汽，然后通过汽轮机发电。单级余热发电的优点是系统简单，投资成本低，但缺点是发电效率较低。

2.双级余热发电。双级余热发电是在单级余热发电的基础上，在余热锅炉后增加一个省煤器，将烟气中的热能进一步回收利用。省煤器将烟气中的热能传递给水，使水温升高，然后将高温水送入余热锅炉，与高温烟气换热产生蒸汽。双级余热发电的优点是发电效率更高，但缺点是系统复杂，投资成本更高。

3.抽汽式余热发电。抽汽式余热发电是在双级余热发电的基础上，在汽轮机中设置多个抽汽口，将蒸汽分段抽出，分别送入不同的汽轮机级。抽汽式余热发电的优点是发电效率更高，但缺点是系统复杂，投资成本更高。

在实际应用中，焚烧炉余热发电的形式需要根据具体情况来选择。对于垃圾焚烧炉装机容量较小的情况，一般采用单级余热发电的形式。对于垃圾焚烧炉装机容量较大、经济性要求较高的项目，一般采用双级余热发电或抽汽式余热发电的形式。第四部分焚烧炉余热发电技术关键技术#焚烧炉余热发电技术关键技术

一、余热锅炉技术

焚烧炉余热锅炉技术是焚烧炉余热发电技术中最为关键的技术之一。余热锅炉的作用是将焚烧炉中产生的高温烟气转化为蒸汽，为汽轮发电机提供动力。余热锅炉按设计压力和蒸汽温度可分为常压余热锅炉、中压余热锅炉和高压余热锅炉。常用的余热锅炉类型有：

1.水管式余热锅炉：水管式余热锅炉由锅筒、水管和集箱组成。锅筒是余热锅炉的主体，水管是余热锅炉的传热元件，集箱是水管的连接件。水管式余热锅炉具有结构紧凑、传热效率高、水容量大等优点。

2.火管式余热锅炉：火管式余热锅炉由锅壳、火管和集箱组成。锅壳是余热锅炉的主体，火管是余热锅炉的传热元件，集箱是火管的连接件。火管式余热锅炉具有结构简单、制造容易、造价低廉等优点。

3.混合式余热锅炉：混合式余热锅炉是水管式余热锅炉和火管式余热锅炉的结合体。混合式余热锅炉具有结构紧凑、传热效率高、水容量大等优点。

二、汽轮发电机技术

汽轮发电机技术是焚烧炉余热发电技术中另外一项关键技术。汽轮发电机的作用是将余热锅炉产生的蒸汽转化为电能。汽轮发电机按工作原理可分为：

1.凝汽式汽轮发电机：凝汽式汽轮发电机是将蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，在冷凝器中冷凝成水，然后重新回到锅炉中循环利用。凝汽式汽轮发电机具有效率高、热耗低等优点。

2.抽汽式汽轮发电机：抽汽式汽轮发电机是将蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，一部分蒸汽被抽出来用于其他用途，其余蒸汽在冷凝器中冷凝成水，然后重新回到锅炉中循环利用。抽汽式汽轮发电机具有出力稳定、效率高、热耗低等优点。

3.背压式汽轮发电机：背压式汽轮发电机是将蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，全部蒸汽被排放到大气中。背压式汽轮发电机具有结构简单、制造容易、造价低廉等优点。

三、余热发电系统控制技术

余热发电系统控制技术是焚烧炉余热发电技术中非常重要的一项技术。余热发电系统控制技术的作用是确保余热发电系统安全稳定运行。余热发电系统控制技术包括：

1.锅炉控制技术：锅炉控制技术是指对锅炉的水位、压力、温度等参数进行控制，以确保锅炉安全稳定运行。

2.汽轮机控制技术：汽轮机控制技术是指对汽轮机的转速、出力、蒸汽流量等参数进行控制，以确保汽轮机安全稳定运行。

3.发电机控制技术：发电机控制技术是指对发电机的电压、电流、频率等参数进行控制，以确保发电机安全稳定运行。

4.系统协调控制技术：系统协调控制技术是指对余热发电系统中的各个子系统进行协调控制，以确保余热发电系统安全稳定运行。

四、余热发电系统经济性分析

余热发电系统经济性分析是指对余热发电系统进行经济评价，以确定余热发电系统的经济效益。余热发电系统经济性分析主要包括：

1.投资分析：投资分析是对余热发电系统进行投资时所需要支出的费用进行经济评价。投资分析包括：设备投资、土建投资、安装投资等。

2.运行成本分析：运行成本分析是对余热发电系统在运行过程中所需要支出的费用进行经济评价。运行成本分析包括：燃料费用、工资费用、维修费用等。

3.收入分析：收入分析是对余热发电系统在运行过程中所获得的收入进行经济评价。收入分析包括：电能收入、热能收入等。

4.经济效益分析：经济效益分析是对余热发电系统的投资分析、运行成本分析和收入分析进行综合经济评价，以确定余热发电系统的经济效益。经济效益分析包括：投资回收期、内部收益率等。第五部分焚烧炉余热发电系统组成及流程引言

焚烧炉余热发电系统是一种将焚烧炉产生的余热利用起来，转化为电能的技术。这种技术可以有效提高焚烧炉的整体能量利用率，降低运营成本，同时还可以减少对环境的污染。

焚烧炉余热发电系统组成及流程

焚烧炉余热发电系统主要由以下几个部分组成：

*焚烧炉：焚烧炉是整个系统的核心部分，它负责将垃圾焚烧，产生高温烟气。

*余热锅炉：余热锅炉是利用焚烧炉产生的高温烟气来加热水，产生蒸汽。

*蒸汽轮机：蒸汽轮机是利用蒸汽的热能来驱动叶轮旋转，从而产生电能。

*发电机：发电机是将蒸汽轮机的旋转动能转化为电能的设备。

*冷凝器：冷凝器是将蒸汽轮机排出的蒸汽冷凝成水，以便重新利用。

焚烧炉余热发电系统的流程如下：

1.垃圾被投入焚烧炉中焚烧，产生高温烟气。

2.高温烟气通过余热锅炉，将热量传递给水，产生蒸汽。

3.蒸汽通过蒸汽轮机，驱动叶轮旋转，产生电能。

4.发电机将蒸汽轮机的旋转动能转化为电能。

5.蒸汽轮机排出的蒸汽通过冷凝器冷凝成水，以便重新利用。

系统的优点

焚烧炉余热发电系统具有以下几个优点：

*提高焚烧炉的整体能量利用率：焚烧炉余热发电系统可以有效利用焚烧炉产生的余热，将其转化为电能，从而提高焚烧炉的整体能量利用率。

*降低运营成本：焚烧炉余热发电系统可以将焚烧炉产生的余热转化为电能，从而减少对外部电力的需求，降低运营成本。

*减少对环境的污染：焚烧炉余热发电系统可以减少焚烧炉产生的烟气排放，从而降低对环境的污染。

系统的缺点

焚烧炉余热发电系统也存在一些缺点，主要包括以下几个方面：

*投资成本高：焚烧炉余热发电系统需要较高的前期投资成本。

*运行维护费用高：焚烧炉余热发电系统的运行维护费用较高，主要包括燃料成本、人员成本和设备维护成本等。

*环境影响大：焚烧炉余热发电系统会产生一定量的烟气排放，对环境有一定影响。

结论

焚烧炉余热发电系统是一种具有较高经济效益和环境效益的技术，可以有效提高焚烧炉的整体能量利用率，降低运营成本，同时还可以减少对环境的污染。但是，这种技术也存在一定的缺点，主要包括投资成本高、运行维护费用高和环境影响大等。因此，在实际应用中，需要综合考虑经济效益、环境效益和社会效益等因素，权衡利弊，做出合理的决策。第六部分焚烧炉余热发电系统运行特点焚烧炉余热发电系统运行特点

1.燃料的多样性

焚烧炉余热发电系统可以利用各种类型的燃料，包括城市生活垃圾、工业废物、医疗废物、危险废物等。这使得系统具有很强的适应性，可以根据不同的燃料类型进行调整，以满足不同的发电需求。

2.热能利用率高

焚烧炉余热发电系统可以将焚烧过程中产生的热能转化为电能，热能利用率高达80%以上。这使得系统具有很高的能量效率，可以有效地利用废物中的能量，减少对环境的污染。

3.发电效率高

焚烧炉余热发电系统的发电效率一般在20%~30%之间。这比传统的燃煤发电系统要高出很多，可以有效地提高能源利用率，降低发电成本。

4.运行稳定性好

焚烧炉余热发电系统具有很强的运行稳定性。由于系统采用全自动控制，可以实时监测和调整系统的运行参数，确保系统稳定运行。

5.污染物排放少

焚烧炉余热发电系统采用先进的烟气处理技术，可以有效地去除烟气中的污染物，使之达到国家规定的排放标准。这使得系统具有很强的环保性，可以有效地减少对环境的污染。

6.经济效益好

焚烧炉余热发电系统具有很高的经济效益。由于系统可以有效地利用废物中的能量，减少对环境的污染，所以可以获得较高的收益。同时，系统还可以享受政府的补贴，进一步提高经济效益。

焚烧炉余热发电系统的应用前景

焚烧炉余热发电系统具有广阔的应用前景。随着城市生活垃圾、工业废物、医疗废物、危险废物等废物的不断增加，焚烧炉余热发电系统可以有效地利用这些废物中的能量，减少对环境的污染，同时还可以获得较高的经济效益。因此，焚烧炉余热发电系统将在未来得到越来越广泛的应用。

焚烧炉余热发电系统的研究热点

焚烧炉余热发电系统是目前研究的热点之一。研究热点主要集中在以下几个方面：

1.提高热能利用率

提高热能利用率是焚烧炉余热发电系统研究的重要方向之一。主要研究方法包括：采用先进的焚烧技术，提高焚烧效率；采用高效的热交换器，提高热能利用率；采用先进的余热利用技术，将余热用于其他用途等。

2.提高发电效率

提高发电效率是焚烧炉余热发电系统研究的另一个重要方向。主要研究方法包括：采用先进的发电机组，提高发电效率；采用先进的控制技术，优化系统运行参数；采用先进的余热利用技术，将余热用于其他用途等。

3.减少污染物排放

减少污染物排放是焚烧炉余热发电系统研究的重要方向之一。主要研究方法包括：采用先进的烟气处理技术，去除烟气中的污染物；采用先进的控制技术，优化系统运行参数；采用先进的余热利用技术，将余热用于其他用途等。

4.提高经济效益

提高经济效益是焚烧炉余热发电系统研究的重要方向之一。主要研究方法包括：采用先进的技术，降低系统投资成本；采用先进的管理方法，降低系统运行成本；采用先进的余热利用技术，提高系统收益等。第七部分焚烧炉余热发电系统能效分析焚烧炉余热发电系统能效分析

焚烧炉余热发电系统，是利用焚烧炉尾部烟气中的余热来发电的一种系统。余热发电系统主要由余热锅炉、汽轮发电机和冷却系统等组成。余热锅炉利用烟气中的余热产生蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机发电，产生的电能可以并网发电或自用。

焚烧炉余热发电系统的能效是指系统将焚烧炉尾部烟气中的余热转化为电能的效率。影响焚烧炉余热发电系统能效的因素有很多，包括：

-烟气温度：烟气温度越高，余热发电系统的能效就越高。

-烟气流量：烟气流量越大，余热发电系统的能效就越高。

-余热锅炉的热效率：余热锅炉的热效率越高，余热发电系统的能效就越高。

-汽轮发电机的发电效率：汽轮发电机的发电效率越高，余热发电系统的能效就越高。

-冷却系统的效率：冷却系统的效率越高，余热发电系统的能效就越高。

焚烧炉余热发电系统的能效通常在20%～30%之间。近年来，随着余热锅炉、汽轮发电机和冷却系统等技术的不断进步，焚烧炉余热发电系统的能效也在不断提高。

以下是一些提高焚烧炉余热发电系统能效的措施：

-提高烟气温度：可以通过提高焚烧炉的燃烧效率来提高烟气温度。

-增加烟气流量：可以通过增加焚烧量来增加烟气流量。

-提高余热锅炉的热效率：可以通过采用高效的余热锅炉来提高余热锅炉的热效率。

-提高汽轮发电机的发电效率：可以通过采用高效的汽轮发电机来提高汽轮发电机的发电效率。

-提高冷却系统的效率：可以通过采用高效的冷却系统来提高冷却系统的效率。

通过采取这些措施，可以有效提高焚烧炉余热发电系统的能效，从而提高焚烧炉的综合利用效率。第八部分焚烧炉余热发电系统环境效益分析焚烧炉余热发电系统环境效益分析

焚烧炉余热发电系统是一种将焚烧炉产生的余热转化为电能的系统。该系统可以有效利用焚烧炉的余热，减少能源浪费，同时可以减少焚烧炉对环境的污染。

焚烧炉余热发电系统可以减少焚烧炉对环境的污染，主要体现在以下几个方面：

1、减少温室气体排放：焚烧炉在燃烧垃圾时，会产生大量的二氧化碳、甲烷等温室气体。焚烧炉余热发电系统可以有效利用焚烧炉的余热，减少温室气体的排放。据统计，焚烧炉余热发电系统可以减少温室气体排放量达20%以上。

2、减少颗粒物排放：焚烧炉在燃烧垃圾时，会产生大量的颗粒物。颗粒物对人体健康有害，会引起呼吸道疾病等。焚烧炉余热发电系统可以有效减少颗粒物排放量。据统计，焚烧炉余热发电系统可以减少颗粒物排放量达80%以上。

3、减少二噁英排放：二噁英是一种剧毒物质，对人体健康和环境危害极大。焚烧炉在燃烧垃圾时，会产生大量的二噁英。焚烧炉余热发电系统可以有效减少二噁英排放量。据统计，焚烧炉余热发电系统可以减少二噁英排放量达90%以上。

焚烧炉余热发电系统不仅可以减少焚烧炉对环境的污染，还可以带来一定的经济效益。焚烧炉余热发电系统可以将焚烧炉的余热转化为电能，可以为企业带来收入。同时，焚烧炉余热发电系统还可以减少企业的能源消耗，降低企业的生产成本。

综上所述，焚烧炉余热发电系统是一种具有环境效益和经济效益的系统。该系统可以有效利用焚烧炉的余热，减少温室气体排放、颗粒物排放和二噁英排放，同时可以为企业带来收入和降低生产成本。第九部分焚烧炉余热发电系统经济效益分析焚烧炉余热发电系统经济效益分析

#一、发电量的评估

焚烧炉余热发电系统发电量的大小取决于焚烧炉的热负荷和热值、余热锅炉的换热面积和锅炉效率、汽轮机组的发电效率等因素。一般来说，焚烧炉的热负荷越大，焚烧的垃圾热值越高，余热锅炉的换热面积越大，锅炉效率越高，汽轮机组的发电效率越高，则发电量就越大。

#二、发电收入的评估

焚烧炉余热发电系统的发电收入取决于发电量和电价。发电量可以通过上述公式计算得到，电价则根据当地的电价政策确定。一般来说，焚烧炉余热发电系统的电价高于普通火力发电厂的电价，因为焚烧炉余热发电属于可再生能源发电，可以享受政府的补贴和优惠政策。

#三、投资成本的评估

焚烧炉余热发电系统的投资成本包括焚烧炉本体的投资成本、余热锅炉的投资成本、汽轮机组的投资成本、电气设备的投资成本、土建工程的投资成本等。焚烧炉本体的投资成本与焚烧炉的规模和技术水平有关，余热锅炉的投资成本与锅炉的换热面积和锅炉效率有关，汽轮机组的投资成本与汽轮机组的发电容量有关，电气设备的投资成本与发电量的规模有关，土建工程的投资成本与厂址的具体情况有关。

#四、运营成本的评估

焚烧炉余热发电系统的运营成本包括垃圾处理费、燃料费、人工费、维护费、折旧费等。垃圾处理费是指焚烧炉处理垃圾的费用，燃料费是指焚烧炉燃烧垃圾时所消耗的辅助燃料的费用，人工费是指焚烧炉和余热发电系统的工作人员的工资，维护费是指焚烧炉和余热发电系统日常维护的费用，折旧费是指焚烧炉和余热发电系统的固定资产折旧费用。

#五、经济效益的评估

焚烧炉余热发电系统的经济效益是指发电收入与投资成本和运营成本的差额。一般来说，焚烧炉余热发电系统的经济效益是正的，即发电收入大于投资成本和运营成本。焚烧炉余热发电系统的经济效益取决于发电量、电价、投资成本、运营成本等因素。

#六、投资回收期的评估

焚烧炉余热发电系统的投资回收期是指投资成本全部收回的时间。一般来说，焚烧炉余热发电系统的投资回收期在5-10年左右。焚烧炉余热发电