垃圾焚烧炉过热器高温腐蚀与防护的研究概况
2013-09-30 10:10:34
作者:左军 陈恩鉴等来源:=$docheckrep[1]?ReplaceBefrom($ecms_gr[befrom]):$ecms_gr[befrom]?>
全世界每年排放的固体废物约为80~100亿t,随着工业的发展和人口的增长,这一数字还在逐年递增。我国1995年工业固体废物的产量为6.45亿t,历年累计堆存量66.41亿t,处置量仅为1.42亿t,而因堆积侵占的土地达5.54亿–。由于固体废物对环境造成了恶劣的影响,固体废物的处置已成为全球性的环境保护重要研究内容。处置垃圾的技术主要有卫生填埋、堆肥、焚烧等。焚烧法由于处理量大、减容量大、热能可回收的特点而得到迅速发展。
目前美国在固体垃圾处理上焚烧所占比例已达16%~20%,西欧为35%~55%,日本高达65%~80%.我国由于受到经济水平的限制,垃圾焚烧率很低,但前景还是乐观的,目前全国不少大中城市正在规划筹建垃圾发电厂。
在垃圾焚烧热能资源回收中,提高焚烧设备发电效率是一个重要课题。垃圾所含的盐分、塑料成分较高,与其它燃料相比,其燃烧气体产物中含有大量的氯化氢等腐蚀性气体和灰分,当垃圾焚烧锅炉的蒸汽温度超过300℃时,采用碳钢材料的过热器管就会被高温氯和氯化物迅速腐蚀,因此通常其蒸汽温度不超过300℃,在如此低的蒸汽参数下发电,其发电效率最高约为12%.如果蒸汽温度能提高到400℃,发电效率可以达到21%,则更有利于垃圾焚烧炉发电技术的推广应用。日本在1993年已有122处利用垃圾焚烧余热发电,垃圾焚烧能力为6万t/d,设备发电量为39万kW.日本产生的垃圾含盐分较高,有氯乙烯等混入,燃烧时燃烧气体中含氯化氢的浓度相当高,焚烧炉也只能产生低参数的蒸汽,因此日本焚烧炉的发电效率是较低的。通商产业省已委托NEDO(新能源、产业技术综合开发机构)制订“高效率废弃物发电技术开发方案”,在这个计划中,三菱重工进行耐腐蚀的过热器管材的开发,炉型和燃烧技术的改进,改善腐蚀环境的要素研究及总系统的研究,以研制出可稳定生成10MPa/500℃的蒸汽的焚烧系统,将其发电效率提高2倍、发电量提高10倍为奋斗目标。德国的垃圾焚烧发电设备,蒸汽出口温度可达350~450℃,美国可达400~450℃,一方面是因为欧美等国垃圾含氯低,另一方面其焚烧炉过热器采用了昂贵的耐高温耐腐蚀的合金钢材料。
我国的垃圾焚烧炉处于起步阶段,对焚烧炉内高低温换热面的腐蚀目前缺乏全面系统的研究,经济及技术上的限制要求我们应根据我国具体国情发展适合国内环保产业的垃圾焚烧技术。其中研究高温耐酸腐蚀的过热器材料和防腐技术从而提高蒸汽参数,是实现高效率发电的一种积极而有效的途径,也是保证垃圾焚烧炉安全可靠运行的方法。
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