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垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率的影響因素及提升措施

文檔作者：宋景全文檔來源：中節(jié)能（通化）環(huán)保能源有限公司		更新日期： 2026年05月25日	點擊數(shù)：
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上一篇：論電力系統(tǒng)繼電保護的作用及發(fā)展趨勢

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工程管理
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工程技術(shù)研究 第8 卷 總第129 期 2023 年1 月
垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率的影響因素及提升措施
宋景全
中節(jié)能（通化）環(huán)保能源有限公司，吉林 通化 134003
摘要：目前國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率相對較低，
加之國補退坡和環(huán)保標準提高，企業(yè)的運營壓力較大。
基于此，文章對垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率的影響因素
進行分析，包括垃圾發(fā)酵質(zhì)量、設(shè)備參數(shù)選型、焚燒
爐內(nèi)燃燒效率等，然后基于此提出通過做好設(shè)備選型，
提高垃圾發(fā)酵質(zhì)量及焚燒爐內(nèi)燃燒效率、清灰等措施，
挖掘垃圾焚燒發(fā)電廠提高發(fā)電效率的潛力，以期促進
垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。
關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電廠；垃圾發(fā)酵；發(fā)電效率；高參數(shù)
Abstract: At present, the power generation efficiency of domestic
waste incineration power plants is relatively low,
coupled with the reduction of national subsidies and the
improvement of environmental protection standards, the
operation pressure of enterprises is high. Based on this, this
paper analyzes the influencing factors of the power generation
efficiency of waste incineration power plants, including
the quality of waste fermentation, the parameter selection
of equipment, the combustion efficiency in the incinerator,
etc. Then, on this basis, it is proposed to tap the potential of
waste incineration power plants to improve power generation
efficiency by measures such as doing a good job in equipment
selection, improving the quality of waste fermentation
and combustion efficiency in incinerators, and ash removal,
so as to promote the healthy, sustainable and stable development
of waste incineration power generation industry.
Key Words: waste incineration power plant; waste fermentation;
power generation efficiency; high parameters
分類號：TM617
Influencing Factors and Improving Measures of Power Generation Efficiency in
Waste Incineration Power Plant
SONG Jingquan
CECEP (Tonghua) Environmental Protection Energy Co., Ltd., Tonghua 134003, Jilin, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2023.01.038 .
作者簡介： 宋景全，男，本科，高級工程師，研究方向為熱能動力
工程。
20 多年來， 國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電效率從進口發(fā)
電工藝設(shè)備的發(fā)電效率3% 以下提高到國產(chǎn)化后的
20% 以上，目前國內(nèi)垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率一般在
21% ～ 25%，最高的可達29.6%，提高發(fā)電效率可緩
解國補退坡和環(huán)保標準提高趨勢下的企業(yè)的運營壓力。
未來垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)必將向高參數(shù)、高效率、大容
量方向發(fā)展。
1 垃圾焚燒發(fā)電廠生產(chǎn)工藝流程
垃圾車將垃圾卸入垃圾料倉內(nèi)，完成發(fā)酵的垃圾
由垃圾吊送至料斗，由推料器送至焚燒爐，在焚燒爐
內(nèi)經(jīng)過高溫燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈱⑺訜嵘烧羝?
驅(qū)動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除塵系統(tǒng)
及煙氣凈化處理達標后排放[1]。
2 垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率的影響因素
部分城市生活垃圾熱值偏低且含水率高、成分復(fù)
雜，北方冬季垃圾含冰雪，氣溫低垃圾發(fā)酵差，影響
爐內(nèi)燃燒效率及熱能利用效率，導(dǎo)致發(fā)電效率偏低，
主要影響因素有設(shè)備選型、垃圾發(fā)酵質(zhì)量、焚燒效率、
汽輪機效率等。
2.1 設(shè)備參數(shù)選型
垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐蒸汽參數(shù)直接影響汽輪機的
進汽參數(shù)，汽輪機熱效率與進汽參數(shù)成正比，參數(shù)越高，
發(fā)電效率越高，進而影響垃圾焚燒發(fā)電廠的發(fā)電效率。
目前已建成的垃圾焚燒發(fā)電廠余熱鍋爐及配套汽
輪機大部分為中參數(shù)，發(fā)電效率為21% ～ 23%，高參
數(shù)發(fā)電效率為23% ～ 25%。我國建設(shè)的首臺世界垃圾
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2023 年 第01 期 總第129 期 工程技術(shù)研究
焚燒領(lǐng)域最高參數(shù)機組，超高壓汽輪發(fā)電機組（額定
進汽壓力為13 MPa、進汽溫度為485 ℃、額定負荷為
50 MW），一次中間再熱高溫超高壓自然循環(huán)鍋爐配套
機組進入商業(yè)運行，發(fā)電效率高達29.6%，證明設(shè)備
參數(shù)選型有著重要影響。
2.2 垃圾發(fā)酵質(zhì)量
大部分城市生活垃圾主要成分是廚余垃圾，含水
量高，焚燒前須經(jīng)過充分的發(fā)酵并降低水分，影響發(fā)
酵的主要因素是垃圾倉的溫度與發(fā)酵時間[2]。正常垃
圾發(fā)酵需要5 ～ 7 d，這期間會滲出20% ～ 30% 的水
分，在堆積發(fā)酵過程中會發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，這樣
才能提高低位熱值，使焚燒爐內(nèi)的垃圾燃燒更穩(wěn)定和
充分。如果發(fā)酵不充分，燃燒的難度將加大，冬季發(fā)
酵問題更為突出，東北地區(qū)冬季入廠垃圾含冰雪，直
接進入垃圾倉堆料，垃圾層層堆積后，上層垃圾對下
層垃圾形成絕熱層，導(dǎo)致下層垃圾溫度較低，無法發(fā)
酵，如不采取相應(yīng)措施，垃圾發(fā)酵周期會在6 ～ 10 d，
甚至更長，嚴重影響爐溫、燃燒，以至不能穩(wěn)定運行，
發(fā)電效率嚴重降低。
2.3 焚燒爐內(nèi)燃燒效率
垃圾在爐內(nèi)的燃燒過程可分為干燥、燃燒、燃盡
三個階段。如果各階段控制不好，燃盡段會出現(xiàn)帶火
現(xiàn)象，容易出現(xiàn)落紅渣、大渣的情況，熱灼減率和產(chǎn)
渣率同時升高，除渣機容易過熱損壞，設(shè)備故障率升高。
影響燃燒效率的因素包括焚燒爐內(nèi)垃圾料層厚度
及一次、二次風(fēng)配比。如果爐內(nèi)的料層過厚，會出現(xiàn)
垃圾燃燒不充分的現(xiàn)象；料層過薄，會導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)
定，只有適時調(diào)整料層厚度才能確保燃燒的穩(wěn)定性和
可靠性。同時，一次風(fēng)由爐排下方配入，經(jīng)過垃圾料
層時與垃圾發(fā)生燃燒反應(yīng)；二次風(fēng)由焚燒爐前后墻上
方配入，使揮發(fā)性氣體和爐排上未燃盡的垃圾充分燃
燒，如果不能保證合理的配比，將會導(dǎo)致燃燒效率降低。
2.4 余熱爐蒸發(fā)管束積灰及汽水管道結(jié)垢
余熱爐蒸發(fā)管束上如果積攢大量煙灰，會使過熱
器溫度過高，也會影響換熱，導(dǎo)致蒸發(fā)量低，排煙溫
度不斷上升，帶來更多熱損失，同時廠用電率也會增加，
影響發(fā)電效率。
對于發(fā)電機組，汽輪機通流部分故障的發(fā)生概率
是很高的。因為進入汽輪機的高溫蒸汽之中含有鹽，
經(jīng)過做功單元，壓力和溫度逐漸下降，蒸汽對鹽進行
溶解性相對衰減，導(dǎo)致鹽在通道中析出，當數(shù)量積累
到一定程度后便會結(jié)垢，隨著運行時間的增加，汽水
管道通流面積減少，長期存在的漸進性故障將導(dǎo)致汽
耗率增加、熱效率下降和發(fā)電量降低，直接影響發(fā)電
效率。
3 垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率提升措施
3.1 做好設(shè)備參數(shù)選型分析
汽輪機熱效率與進汽參數(shù)成正比，垃圾焚燒發(fā)電
廠余熱鍋爐主蒸汽參數(shù)越高，發(fā)電效率越高[3]。現(xiàn)以
中溫中壓參數(shù)（溫度400 ℃、壓力4.0 MPa，下文稱中
參數(shù)）與中溫次高壓（溫度450 ℃、壓力6.4 MPa，下
文稱高參數(shù)）兩種參數(shù)下的實際運營數(shù)據(jù)進行對比，處
理規(guī)模均為垃圾處理量800 t/d、垃圾熱值6 300 kJ/kg、
汽輪機額定功率15 MW、年運行8 000 h，發(fā)電熱耗根
據(jù)公式（1）計算，收益對比情況詳見表1。
（1）
由表1 數(shù)據(jù)計算可知，高參數(shù)比中參數(shù)設(shè)備全廠發(fā)
電效率提高約1.28%，噸入爐發(fā)電量增加6.43%，設(shè)備
一次性投資成本增加850 萬元；年增加收益334 萬元，
維護成本暫忽略不計，靜態(tài)回收期約3 年。基于上述
分析可得出結(jié)論，選取高蒸汽參數(shù)余熱鍋爐及汽輪機
可大幅度提高發(fā)電效率，其收益遠大于設(shè)備投資。
3.2 提高垃圾發(fā)酵質(zhì)量
為提高燃燒效率，需縮短垃圾發(fā)酵周期、提高
垃圾熱值、改善燃燒環(huán)境。提高垃圾的熱值，需保
證5 ～ 7 d 的發(fā)酵時間，垃圾倉內(nèi)堆垛的分類處理工
作，區(qū)分新入倉垃圾和已經(jīng)發(fā)酵好的垃圾，同時降低
垃圾含水量。對應(yīng)措施如下：（1）用濕解專利設(shè)備技
術(shù)進行預(yù)處理，2 h 內(nèi)將低溫或冰凍的原生垃圾快速
脫水、顆粒均化；（2）控制卸料大廳溫度， 提高垃
圾倉溫度；（3）在剛?cè)雮}的垃圾上回噴加熱的滲濾液
進行解凍；（ 4）利用夜間垃圾不進廠時機，將白天入
表1 中參數(shù)與高參數(shù)設(shè)備投資發(fā)電效率及收益對比
對比項目
鍋爐效
率/%
額定進汽量/
（t·h-1）
過熱蒸
汽的焓/
（kJ·kg-1）
給水焓/
（kJ·kg-1）
發(fā)電熱耗/
（kJ·kW-1）
入爐垃
圾熱值/
（kJ·kg-1）
噸入爐垃
圾發(fā)電量/
（kW·h-1）
發(fā)電效
率/%
余熱鍋爐
設(shè)備投資/
萬元
汽輪機設(shè)
備投資/
萬元
高參數(shù)82.2 64.1 3 298 539 14 353 6 300 363 20.86 2 900 650
中參數(shù)82.2 69.9 3 219 539 15 193 6 300 342 19.58 3 400 1 000
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工程技術(shù)研究 第8 卷 總第129 期 2023 年1 月
倉的垃圾重新翻倒到卸料門前，使下層垃圾暴露在空
氣中充分發(fā)酵；（5）增加堆料高度，提升垃圾倉庫容，
縮短發(fā)酵周期[4-5]。
通過上述措施，每噸垃圾可降低1% 的含水率，
熱值可提高240 ～ 380 kJ/kg，發(fā)酵時間縮短1 ～ 2 d。
3.3 提高焚燒爐內(nèi)燃燒效率
3.3.1 合理調(diào)整爐排內(nèi)料層的厚度
入爐噸發(fā)電量在420 kW·h/t 以上時，燃燒段垃
圾厚度控制在20 ～ 40 cm，燃盡爐排稍帶火，即可滿
足燃燒調(diào)整的需要。若垃圾熱值較低時，燃燒所需時間
增加，為了提升帶負荷能力，確保爐溫能夠達到850 ℃
以上，需要適當增大爐排料層厚度及火床長度，以此增
加爐內(nèi)燃料總熱能和垃圾在爐排上的停留燃燒時間[6]。調(diào)
整措施如下：（1）當發(fā)電量在390 ～ 400 kW·h/t 以上
時，燃燒段料層厚度控制在30 ～ 40 cm ；（2）當發(fā)電
量在370 ～ 390 kW·h/t 時，燃燒段料層厚度控制在
40 ～ 50 cm，燃盡段少量有火燃燒；（3）當發(fā)電量在
350 ～ 370 kW·h/t 時，料層厚度控制在50 ～ 60 cm。
短時最大厚度不能超過70 cm，因為料層太厚，一次風(fēng)
很難穿透料層，無法正常燃燒，此時可進一步延長火
床長度，即燃盡段前部適當帶火，燃盡段前2/3 帶
火，燃盡段料層厚度控制在30 ～ 40 cm，燃盡段后
1/3 控制不帶火。
3.3.2 適當控制配風(fēng)量
如果垃圾的含水量高，則要提高進風(fēng)的溫度，增
加料層厚度，當一次風(fēng)溫達到220 ～ 230 ℃以上時，
低熱值垃圾燃燒較好。如果垃圾的含水量過低，則要
適當提高風(fēng)壓，確保焚燒的速度。另外，在配風(fēng)比例
調(diào)整的過程中，應(yīng)按照焚燒爐口的氧氣數(shù)據(jù)值、爐內(nèi)
溫度情況、火苗的顏色等，準確進行風(fēng)室內(nèi)的風(fēng)量判
斷分析，一次給風(fēng)量控制為70% 左右，二次給風(fēng)量控
制為30% 左右，干燥段風(fēng)量控制在4 000 ～ 7 000 m3/h，
燃燒段風(fēng)量控制在6 000 ～ 10 000 m3/h，燃盡段風(fēng)量
根據(jù)燃盡段上的料層情況和燃燒情況調(diào)整。調(diào)整過程
中嚴格調(diào)控爐內(nèi)一氧化碳、溫度、火苗顏色等，利用
風(fēng)量的控制、溫度的控制等，確保垃圾的充分燃燒[7]。
3.4 減少余熱爐蒸發(fā)管束的積灰與汽水管道的
結(jié)垢
針對積灰問題，應(yīng)該及時吹灰，使受熱面外壁始
終保持潔凈的狀態(tài)，同時確保除鹽水的質(zhì)量，避免汽
水管道結(jié)垢[8]。對應(yīng)措施如下：（1）將省煤器進水與蒸
汽提前預(yù)混，使得煙氣中硫酸的露點溫度低于省煤器
受熱面壁溫，有效切斷低溫腐蝕的化學(xué)反應(yīng)條件以消
除積灰；（2）采用激波吹灰器、空氣炮等設(shè)備，進行
局部振動、振打，及時清理管束積灰；（3）在易發(fā)生
化學(xué)腐蝕的受熱面噴涂耐腐蝕材料，控制受熱面壁溫
在硫酸露點溫度以上；（4）減少煙道連接處的漏風(fēng)量，
控制送風(fēng)量，這樣可以有效避免低溫腐蝕。
3.5 降低余熱鍋爐的散熱損失
要確保爐排能夠有效進行垃圾的干燥處理、燃燒
處理，使垃圾可以充分燃盡，不使用輔助燃料就能夠
提升垃圾焚燒的穩(wěn)定性和可靠性。另外，將鍋爐設(shè)備
的排污率維持在3% 以下，在合理進行能源利用的情
況下，在排污擴容熱能利用設(shè)備內(nèi)設(shè)置定排和連排污
水，盡量預(yù)防排污方面的熱能損失問題。
4 結(jié)束語
隨著生活垃圾總量持續(xù)的增長，垃圾焚燒發(fā)電行
業(yè)快速發(fā)展起來，其有效實現(xiàn)了生活垃圾“無害化、
減量化、資源化”，在碳達峰、碳中和目標背景下，對
垃圾焚燒發(fā)電廠發(fā)電效率影響因素進行分析，并采取
相應(yīng)的措施，可提高發(fā)電效率3% ～ 5%，進一步提高
綠色電力價值，從而促進垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)健康、持續(xù)、
穩(wěn)定發(fā)展。
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