焦学军：中国垃圾焚烧发电厂如何释放最大能效？
- 2025/1/5 10:38:30
- 1640
- 来源：中国固废网 赵利伟
- 关键词:垃圾焚烧发电固废处置
在市场震荡增量紧缩的大背景下，垃圾焚烧发电行业整体承压，困难重重之下，行业不得不面对现实，企业要生存，要做好经营，只能靠管理创新和技术创新。
在“2024(第十八届)固废战略论坛”上，上海康恒环境股份有限公司首席技术官焦学军以《中国垃圾焚烧发电新技术应用与发展趋势》为题进行全面而深入的分享。他指出，尽管当前垃圾焚烧发电行业在经营上承受着较大压力，但技术革新与管理优化的步伐不能停歇。我们要充分发挥行业智慧和能动性，积极探索更为高效、环保且经济的新技术应用场景，不断推动产业升级与可持续发展。
01 我国垃圾焚烧发电行业现状
回顾中国垃圾焚烧发电行业现状，可以看到行业面临的诸多挑战：
一是发展不平衡，在城市化水平高，经济发达，人口多的区域，垃圾焚烧项目产能过剩，垃圾量不足；而在人口较少、经济相对落后的地区和村镇，垃圾处理设施严重不足、技术落后。
二是应收账款累积越来越多，导致企业经营紧张，部分企业面临极其严峻的“困境”。
三是地方标准提标，继河北、江苏之后，浙江省近日发布“最严地标”，对企业运营提出了更高要求。
四是因行政命令而减产、停产现象时有发生。
困难重重之下，行业不得不面对现实，企业要生存，要做好经营，只能靠管理创新和技术创新。
从生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据公开平台公布的中国垃圾焚烧发电项目分布图来看，全国的垃圾焚烧项目分布和胡焕庸线十分吻合。截至2024年7月1日，在运行项目：大陆1156座，处理规模115万吨/日；中国台湾24座，处理规模2.5万吨/日；澳门有两座，处理规模1700吨/日。每个省和直辖市的垃圾焚烧发电规模和其经济发展情况基本匹配。
联网运行项目数量和总规模，从2021年6月到2024年7月，增长速度惊人，即便是在2024年，增长速度依然很快。从现有信息来看，2024年下半年投产项目变少，2025年会更少。
近年来，地方生活垃圾焚烧烟气污染控制标准也在大幅提升。各地生态环境部门在国标之上，致力提高垃圾焚烧环保标准，先后发布更为严格的地方标准，远超过欧、美、日目前所执行的标准。就在12月11日，浙江省生态环境厅、省发改委、省住建厅三部门联合印发了《浙江省生活垃圾焚烧厂超低排放改造实施方案》，成为目前全国地方标准里最严的一个。其中氮氧化物的排放指标涉及80和50两个具体数值，分别对应小时均值和日均值，该项指标又比江苏地标氮氧化物小时均值80毫克/立方米的规定再度加严，而要保证氮氧化物排放达到100、80和50(毫克/立方米)的达标难度和经营成本给企业提出了较大挑战。
02 垃圾能源高效利用技术
技术永远是垃圾焚烧发电行业一如既往的追求，我国垃圾焚烧发电在能源效率提高方面有很大潜力，而且行业内已经付诸行动。
如果垃圾焚烧发电项目只发电不供热，能源效率提升有限，碳减排效益有限。
焦学军现场展示了一份数据，数据收集了我国32个纯发电的生活垃圾焚烧发电厂能源利用效率全厂性能测试结果。数据显示，这些厂的平均热效率为25.31%，总体范围在19.42%——31.60%。尽管32个项目只是我国垃圾焚烧发电项目的一小部分，但也能大致反映行业能源利用效率情况：全厂热效率最高31.60%，这个数字是全国顶尖水平，即使放在欧洲也属于高效；25%——26%是国内1000多座垃圾焚烧发电厂的平均热效率水平；28%——29%属于优秀水平；大于30%的则寥寥无几。
焦学军向参会嘉宾展示了康恒高效发电技术、烟气污染物协同去除控制技术、“双碳”领域技术、智慧化焚烧等自主研发技术的前沿进展：
1.高效发电——炉外除湿耦合蒸汽再热技术
尽管行业领先的光大环境采用的是火电系统常见的炉内再热技术，康恒环境在调研了欧洲高效发电焚烧厂、核能发电技术后，选择了炉外再热技术路线。在业内，康恒环境及其合作单位、广环投都采用了炉外再热技术。目前康恒环境和东方汽轮机厂、上海汽轮机厂合作，已有六个项目实施了MSR技术，即炉外再热，避免了炉内再热高温腐蚀，大幅提升全厂发电效率。
三河项目是这项技术的示范应用项目，三河项目完成了国产首台千吨超大型垃圾焚烧炉排炉投运；采用高参数锅炉防腐技术，主蒸汽参数达到13.5兆帕/450摄氏度，锅炉长期安全稳定运行；全球首次使用炉外蒸汽除湿耦合蒸汽再热技术，全厂发电效率达31%以上。
2.垃圾焚烧发电项目向外供汽
垃圾焚烧发电项目在同等条件下，若有园区使用蒸汽，除自用电发电外，将剩余蒸汽对外供应是更高效的资源利用途径。中科环保旗下宁波慈溪项目一年供108万吨蒸汽着实让人羡慕。相比之下只发电是效益较低的模式，而电和热都供出去，可以带来更好的经济效益和碳减排效果。
康恒环境西安高陵项目今年成功向市民供暖，获得市领导的高度评价，且未来西安的五个垃圾发电项目都要实现余热利用供暖。康恒旗下柳州项目、朝阳项目通过“热源+管网”，也已实现对当地企业园区的工业供汽。
3.凝汽式高背压汽机供暖技术
该技术设备成为固废处置行业首台套，运行期背压45——55千帕可调，非供暖季背压8——12千帕，可实现高背压供暖工况和抽凝运行工况无缝切换。焦学军指出，供暖采用高背压机组，不供暖的时候也可以纯发电，但纯发电效率会降低5%左右，一个厂最好有纯凝和高背压两个机组，能更好地发挥效率。
康恒环境黄岛项目采用汽轮机高背压供暖技术，在去年供暖季将一台机组改成高背压，另一台纯凝，全厂热效率从 26% 提高到 41.9%，节能降碳效益显著，受到广泛关注。R1是衡量生活垃圾焚烧发电厂从垃圾中回收能源程度的绩效指标，0.65 是一个界限，R1≥0.65，垃圾焚烧发电厂为资源化利用设施，R1<0.65，垃圾焚烧发电厂为垃圾处理设施。从改造后的 R1指标来看，相比改造之前，供暖供热后效率参数大幅提高。
4.垃圾焚烧烟气深度余热利用技术与应用
垃圾焚烧发电厂排烟损失在总热损中占比较大，可占燃料燃烧总发热量15——25%，直接排放造成热量大量浪费，同时对环境形成热污染。
行业内已经开始深度利用烟气余热，康恒环境旗下某项目采用烟气深度余热利用技术全年可回收烟气余热11.2万吉焦，回收余热用于对外供热，既满足用户供热需求，也提高综合能源利用率及经营效益。光大环境在济南的项目也已启用。
5.厂内各种余热的回收、利用——例如，除氧器乏汽回收技术方案
回收乏汽热量、回用乏汽凝水的方法及技术可以把余热“吃干榨净”。很多厂余热热量较小，也要尝试利用起来，比如康恒环境在沈阳的项目，利用余热在冬天加热垃圾池的温度。在项目运营中，要根据每个厂自身特点，寻求余热利用的最佳方案。
03 垃圾焚烧碳污协同智能控制技术
1.烟气回流低氮燃烧技术工艺
我国的烟气回流技术经过多年探索发展得越来越好，尤其在细节方面近两年表现突出。烟气回流耦合SNCR的脱氮组合工艺可实现锅炉出口NOx的大幅降低，以康恒在江苏金坛项目为例，在没有采用 SCR 的情况下，通过 SNCR、低含氧量控制以及对烟气回流细节进行优化，使氮氧化物长期稳定在 60毫克/标准立方米左右，节省了不少成本。康恒在750吨/日及以上大型炉排及烟气回流技术应用广泛，在大炉子烟气回流方面有诸多项目经验，愿与业界交流分享。
2.垃圾焚烧炉内高效脱硝技术与应用
近年来，干法脱硝工艺(PNCR)的应用情况良好，但使用PNCR时需特别留意避免氨逃逸超标问题。康恒环境研发了PNCR药剂，应用项目采用SNCR+PNCR的组合工艺，锅炉出口脱硝效果稳定，可实现小时均值NOx≤100毫克/标准立方米，氨逃逸≤8毫克/标准立方米的目标。
3.烟气一体化处理技术
烟气一体化或将是我国乃至全球垃圾焚烧发电行业的一个重要发展方向。自 2014 、2015 年起，我国很多垃圾焚烧厂将能用的烟气全部串联起来，但这样的做法存在能耗过高的问题。通过技术创新来缩短流程，降低成本实现同样的处理效果，这是接下来需要追求的目标。
4.循环干法处理技术
康恒正在推广循环干法工艺，愿意与同行分享相关经验。常规半干法烟气脱酸处理产生的飞灰中，仍然含有38%以上的消石灰未反应完全，不少产物跑到飞灰里，而处理飞灰以及购买石灰都需花费较多资金，所以循环干法很重要，可以达到高效脱硫及提高反应剂利用率的目的。
5.污泥掺烧
国内大部分垃圾焚烧发电厂在污泥掺烧方面采用的是热力干化，包括圆盘干化、薄层干化、桨叶干化等热力干化形式。焦学军指出，我国垃圾焚烧发电厂在掺烧污泥时运用热力干化或许走入了误区，对于高压压榨和烟气直接接触干化这两种方法，虽然存在分歧，但这两种方法成本低且较为清洁，其发展前景十分广阔。
沈阳一个工厂研发的旋翼式强制流态化干燥机，在火电厂应用的干化效果很好，占地面积小、干净且成本很低。杂交育良种，我们必须把其他行业的好东西运用到自己的行业里，环保工程 90% 以上的设备技术都源于其他行业，在技术创新上还要多借鉴学习外行业已有的优秀成果。
6.飞灰资源化利用技术
飞灰资源化技术方兴未艾，行业追求低成本、低能耗、全量资源化，采用“低温热分解-三级逆流水洗-免烧建材制备”等工艺环节，回收钠盐、钾盐，预处理后飞灰可作资源化产物进行建材原料利用。目前部分地方已开始工程化实施，相关技术瓶颈也已打通，而飞灰能否实现资源化，关键在于政府的管理。
7.基于能质平衡的碳排放实时在线监测
高精度、实时的垃圾焚烧碳排放核算是发展趋势。2023年，由康恒环境牵头的国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项《生活垃圾焚烧碳排放实时监测和低碳高效智慧焚烧技术研发及示范》通过中奥双方合作，开发了适合中国垃圾焚烧厂的碳源识别及碳排放监测方法，可准确识别生物源碳和化石源碳，实时监测各组分CO2排放、垃圾热值等，目前已应用于康恒宁波项目。
8.智能焚烧控制：大延迟、多变量耦合、非线性系统的控制
浙能锦江环境在智能焚烧领域颇有进展。康恒环境开发MPC(model predictive control,模型预测控制)系统，实现常规运行时间投运率≥95%、操作频次较人工减少80%，运行稳定性提高10%以上，已在三河项目、嘉兴项目投运应用。
04 村镇生活垃圾处置综合解决方案
我国农村生活垃圾治理发展加快，但仍处于初级阶段。我国村镇垃圾处理情况复杂多样，住建部专家组深入内蒙、云南、甘肃、四川等地调研，形成非常详实的调查报告，一些地方的设施曾经处于比较简陋的状态，不过近年来部分项目已初现成效，逐渐具备了现代化焚烧厂的基本形态。
小型化、区域化、环保达标的小型焚烧设施是村镇生活垃圾处理选择之一，但同时，分散化小型焚烧厂需解决环保达标、热能利用等难题，以实现项目低成本投资运营。实际上政府的管理和规划比技术更为关键，一个几十吨的垃圾焚烧厂人员成本平均到每吨垃圾处理成本里高得惊人。
村镇生活垃圾处置多方案热能利用，发电、供热成为项目营收点，康恒环境针对一百吨以下和一百吨以上设计了不同方案，且认为利用热能可减轻政府负担，但许多小型焚烧厂周边环境暂缺少用热条件，这也是不得不面对的现实问题。
村镇垃圾以厨余及灰土为主、热值不高，但仍可建成环保达标、热能利用的处置系统。焦学军以陕西汉中留坝县小型垃圾焚烧设施举例，焚烧设备选用西安阿尔卑斯环保科技有限公司30吨/日的炉排炉，总投资三千多万，项目运行情况良好，在线排放的污染物指标良好，值得一提的是，这个厂还曾主动联网到生态环境部的在线监测平台一段时间。相比之下，内蒙古鄂尔多斯鄂托克旗小型垃圾焚烧厂的情况就略显不足，该厂投资三千多万，焚烧设备采用50吨/日的链条炉，设有分选环节，目前仍处于调试阶段。
尽管如此，在中国众多小型焚烧厂中，这两个厂都属于较好的范例，这也反映出中国地域广阔，小型焚烧厂的建设情况存在较大差异和多样性。
05 新技术应用现状和发展趋势总结
焦学军对我国垃圾焚烧发电行业新技术应用现状和发展趋势总结如下：
1.我国炉排炉的大型化与小型化技术已成熟，超小型化怎么来做，关键不是技术，而在于管理。
2.提高能源利用效率可归结为提升发电效率(如提高参数，温度、压力，采用炉内和炉外再热等)，最重要的是要把热用起来，特别是要把乏汽余热和烟气余热用起来。
3.烟气污染物控制方面，行业已经在烟气回流、PNCR、循环干法、催化滤袋、污泥掺烧等方向取得一些成绩，但还要深挖技术，特别是催化滤袋技术，若这项技术成熟且碳酸氢钠价格降低，可能会对中国垃圾焚烧发电的烟气循环系统再来一次革新，使其更简单、更省钱。
4.污泥干化掺烧中，不推崇热力干化，高温压榨脱水干化和烟气直接接触式干化掺烧更值得考虑。
5.人工智能在垃圾焚烧发电厂的应用中，应是 “DCS+AI” 模式，其应用水平的提升依赖整个行业的进步。
6.飞灰资源化方面，一部分地区可能会率先实现，宁波等地政府已有所行动，有望率先取得成果。
7.沼气提纯、液化、制氢方面，清华大学团队在江苏金坛研发了一套较为先进的垃圾制氢技术，且准备在金坛进行工业化落地应用。而沼气提纯、液化此前已有所开展，制氢将是未来的一个发展方向。
06 “十五五”期间，在技术创新之外
康恒环境还会有哪些新变化？
焦学军也在现场分享了康恒环境面向“十五五”的三个发力重点：
首先，将重点放在海外业务上，包括项目投资建设运营，设备供货以及技术服务等，目前已签约的海外合同接近一万吨，并且看好未来两三年内中国企业在海外市场的表现。
其次，在国内，康恒环境还会持续优化项目运营，特别是在烟气净化方面降本增效。他提到，如果每吨垃圾的烟气净化成本能降低十元钱，以国家全年垃圾焚烧处理量3亿吨计，全行业将节省30亿元人民币，这是一个可观的数字。未来要更加关注细节，提升运营效率。
最后，他谈到管理创新的重要性，企业在管理体系中还有很多需要简化和优化的地方，同时，因政府的管理措施对企业运营影响深远，他呼吁政府与企业携手共建，以管理创新带动技术创新，共同推动城市能源绿色转型。
总而言之，尽管当前垃圾焚烧发电行业在经营上承受着较大压力，但技术革新与管理优化的步伐不能停歇。我们要充分发挥行业智慧和能动性，积极探索更为高效、环保且经济的发展路径，不断推动产业升级与可持续发展。
原标题：焦学军：中国垃圾焚烧发电厂如何释放最大能效？
版权与免责声明：凡本网注明“来源：环保在线”的所有作品，均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-环保在线合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不
展开全部
热门评论