摘要：焚烧炉作为固体废物处理的核心设备，其热能回收效率直接影响环境效益与经济效益。据统计，我国城市生活垃圾年产量已突破2.5亿吨，焚烧处理占比超60%。如何高效利用焚烧产生的余热，成为行业技术升级的关键方向。本文结合国内外典型案例，系统梳理余热利用的三大路径及其技术

焚烧炉余热利用的典型方式及其技术实践

引言

焚烧炉作为固体废物处理的核心设备，其热能回收效率直接影响环境效益与经济效益。据统计，我国城市生活垃圾年产量已突破2.5亿吨，焚烧处理占比超60%。如何高效利用焚烧产生的余热，成为行业技术升级的关键方向。本文结合国内外典型案例，系统梳理余热利用的三大路径及其技术特征。

一、直接热能利用：小规模场景的普适方案

直接热能利用通过余热锅炉或换热器，将烟气热量转化为蒸汽、热水及热空气，具有设备投资低、热效率高的特点，尤其适用于日处理量小于100吨的小型焚烧设施。

（一）技术原理与设备配置

余热锅炉系统
采用膜式水冷壁结构，通过烟气与水的对流换热，生成0.8-2.5MPa的饱和蒸汽。例如，日本StarDust'80计划中的双塔式循环流化床，通过分级燃烧与余热回收，实现热能转化效率达75%。

空气预热器应用
在焚烧炉一次风系统中设置板式换热器，利用烟气余热将助燃空气温度提升至200-250℃。上海某垃圾焚烧厂实践显示，此举可使燃烧效率提高12%，同时减少辅助燃料消耗。

（二）典型应用场景

区域供热网络
天津市东丽区中节能垃圾焚烧电厂项目，通过铺设12公里供热管网，将余热输送至500万平方米居民区。该项目采用三级梯级利用技术，使系统能效比达5.9，每个采暖季减少燃气消耗3000万立方米，降低碳排放9.33万吨。

农业温室供暖
浙江某县垃圾焚烧厂将80℃热水输送至周边10个蔬菜种植基地，替代传统燃煤锅炉，使番茄亩产提升15%，同时降低供暖成本40%。

（三）技术局限性

供需匹配难题
小型焚烧厂余热产量与用户需求存在时空错配。某北方县城项目因冬季供热需求激增，导致蒸汽压力波动超20%，影响设备寿命。

传输损耗控制
热水管网每公里热损约3-5%，需通过聚氨酯发泡保温层将管径控制在DN300以下。日本川崎市项目通过优化管网布局，使10公里传输热损降至8%。

二、余热发电：规模化处理的技术突破

随着垃圾热值提升至1500kcal/kg以上，余热发电成为主流利用方式。我国已建成400余座垃圾发电厂，装机容量突破1500万千瓦。

（一）技术路线选择

中温中压系统（4.0MPa/400℃）
适用于日处理量500吨以下的焚烧厂。海南儋州项目采用该系统，配建25MW汽轮发电机组，年发电量达1.95亿度，度电煤耗降至0.18kgce。

高温高压系统（9.8MPa/540℃）
深圳宝安项目引进德国马丁SITY2000技术，通过提高蒸汽参数使发电效率提升至28%，较中压系统提高6个百分点。

（二）关键设备创新

多级余热锅炉
光大国际研发的四段式锅炉，将过热器、蒸发器、省煤器分层布置，使排烟温度从280℃降至160℃，热回收效率提高18%。

背压式汽轮机
杭州九峰项目采用12MW背压机组，将排气压力控制在0.8MPa，供工业用户使用，实现热电比1:3.2的优化配置。

（三）系统优化方向

梯级利用技术
广州李坑项目通过“发电+供热+制冷”三联供，使综合能效达82%。其中，溴化锂吸收式制冷机利用0.6MPa蒸汽，实现夏季冷负荷覆盖。

智能调控系统
上海老港基地部署的DCS控制系统，通过实时监测垃圾热值、氧含量等参数，动态调整燃烧风量，使蒸汽参数波动控制在±2%以内。

三、热电联产：综合能效的最大化路径

热电联产（CHP）通过同时供应电力与热能，实现能源梯级利用，其系统效率可达70-85%。

（一）技术经济分析

投资回报模型
以日处理2000吨项目为例，CHP系统较纯发电方案增加投资1.2亿元，但通过供热收入可使内部收益率从8%提升至12%，投资回收期缩短3年。

负荷匹配策略
北京高安屯项目采用“以热定电”模式，冬季供热期发电功率下调至70%，夏季则恢复至满负荷运行，使年均设备利用率达92%。

（二）典型工程案例

北欧模式借鉴
丹麦哥本哈根Amager Bakke项目，通过6公里海底管网向市中心供热，覆盖15万户居民，同时向区域电网输送电力，实现98%的能源利用率。

国内实践突破
苏州光大项目创新“热电冷”三联供，利用余热驱动吸收式制冷机，为周边商业综合体提供冷气，使夏季综合能效提升至85%。

四、技术挑战与发展趋势

（一）现存技术瓶颈

腐蚀控制难题
烟气中HCl、SO₂在低温段（150-200℃）易凝结，导致省煤器腐蚀速率达0.5mm/年。某厂采用ND钢换热管，使使用寿命延长至8年。

灰渣处理困境
飞灰中氯含量超5%时，会导致余热锅炉受热面结垢。深圳项目通过增设飞灰水洗装置，使入炉飞灰氯含量降至1%以下。

（二）前沿技术方向

超临界参数应用
德国杜伊斯堡项目试验25MPa/600℃超临界机组，使发电效率突破35%，但需解决高温合金材料成本问题。

有机朗肯循环（ORC）
针对低温余热（

结论

焚烧炉余热利用已从单一发电向综合能源系统演进。未来需重点突破材料防腐、系统集成等关键技术，同时完善热价机制与并网政策。据测算，全面推广热电联产可使我国垃圾焚烧行业年减排二氧化碳超1亿吨，为“双碳”目标提供重要支撑。

来源：设计本一点号