生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)新思路探討

王習(xí)平

（城市建設(shè)研究院福建分院，福州 350001）

生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)新思路探討

王習(xí)平

（城市建設(shè)研究院福建分院，福州 350001）

以興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠工程為例，介紹了該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容；總結(jié)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)中節(jié)省投資和改善環(huán)境的新思路，以助于推進(jìn)生活垃圾焚燒處理技術(shù)的應(yīng)用。

垃圾焚燒爐;余熱鍋爐;煙氣凈化系統(tǒng);二英類;飛灰

前言

生活垃圾焚燒法相對(duì)其他生活垃圾處理方法而言，具有病原消滅徹底、減容效果顯著、可回收能源、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但焚燒法的投資較大、技術(shù)要求高、對(duì)垃圾熱值也有一定的要求。近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，城市生活垃圾的熱值逐年增加，同時(shí)由于生活垃圾焚燒爐及余熱鍋爐、煙氣凈化系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化和大型化，生活垃圾焚燒技術(shù)也得到了迅速的推廣。因此，在生活垃圾焚燒發(fā)電廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)中能節(jié)約土地和投資、降低運(yùn)行成本，對(duì)于提升環(huán)保要求具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以貴州省黔西南州興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，介紹了該廠在滿足國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)要求的前提下，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理設(shè)計(jì)的新思路，節(jié)省了投資、節(jié)約了土地，達(dá)到了更好的環(huán)保效果。

1 工程概況

興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠位于貴州省黔西南州興義市鄭屯鎮(zhèn)絨泥村賴山境內(nèi)，廠區(qū)總用地面積7.1966ha，其中可用地面積5.1966ha。該焚燒發(fā)電廠規(guī)劃處理生活垃圾規(guī)模為1050t/d（即3×350t/d焚燒爐，配1×12MW+ 1×6MW汽輪發(fā)電機(jī)組），分二期實(shí)施，其中一期工程建設(shè)規(guī)模為700t/d（即2×350t/d焚燒爐，配1×12MW汽輪發(fā)電機(jī)組）。

工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程

2 設(shè)計(jì)新思路

（1）因地制宜開(kāi)展總圖設(shè)計(jì)

生活垃圾焚燒發(fā)電廠總平面布置圖設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足生產(chǎn)工藝和各設(shè)施功能要求的前提下，力求管線順暢，并滿足國(guó)家現(xiàn)行的環(huán)保、消防、勞動(dòng)安全及工業(yè)衛(wèi)生等技術(shù)規(guī)程、規(guī)范要求。廠區(qū)總平面布置應(yīng)緊湊，節(jié)約用地；豎向設(shè)計(jì)合理，便于場(chǎng)地排水，減少土石方工程量；主廠房應(yīng)布置在廠區(qū)工程地質(zhì)條件較好的挖方地段；卸料大廳、貨運(yùn)通道、垃圾池、滲濾液處理站應(yīng)位于廠區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向，且對(duì)廠區(qū)內(nèi)其他建筑物影響最??；廠區(qū)道路應(yīng)便捷通暢，滿足消防、物料輸送及人流通行疏散需求；妥善處理好本項(xiàng)目與周邊環(huán)境的適應(yīng)性，做好綠化和水土保持工作，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境。

遵照以上總圖設(shè)計(jì)原則，根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地地形、地質(zhì)、風(fēng)向（主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾SE-S）和工藝要求，將興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠主生產(chǎn)區(qū)布置于廠區(qū)北大半部挖方地段，主廠房設(shè)在北大半部中央地段，東西走向，焚燒廠房自西向東依次布置卸料大廳、垃圾池及給料平臺(tái)、焚燒爐間、煙氣凈化間及煙囪等。汽機(jī)房、主控樓等與焚燒廠房并列布置，主控樓緊鄰汽機(jī)房西側(cè)，10kV出線向北。凈水器、工業(yè)水池、冷卻塔及綜合水泵房等設(shè)在汽機(jī)房東南側(cè)、綜合樓東北側(cè)。點(diǎn)火油庫(kù)、滲濾液處理站設(shè)在廠區(qū)西北側(cè)。

廠區(qū)總平面布置功能分區(qū)明確，工藝系統(tǒng)銜接緊密。滲濾液處理站、垃圾卸料大廳、垃圾池以及垃圾運(yùn)輸?shù)缆芳皸蛭挥趶S區(qū)西北地段，處于廠區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向下風(fēng)向，其間設(shè)綠化林帶隔離，防止臭味向廠前區(qū)擴(kuò)散。

（2）巧妙設(shè)置觀光走廊

汽機(jī)房與焚燒爐間、煙氣凈化間固定端平行布置，零米層兩建筑物脫開(kāi)約3m，7m層和10m層連接，構(gòu)成巡視觀光走廊。這種布置形式，既可保證不同高度建筑物的沉降縫設(shè)置要求，利用兩建筑物自然脫開(kāi)空間，加強(qiáng)了自然通風(fēng)對(duì)流換氣條件，又能接受自然采光，改善了車間內(nèi)熱環(huán)境、衛(wèi)生環(huán)境，并方便消防疏散。通過(guò)巡視觀光走廊的聯(lián)接，將焚燒主廠房和汽機(jī)房?jī)?nèi)各設(shè)備單元展現(xiàn)在觀光者面前，這種既分散又聯(lián)合的設(shè)計(jì)，在節(jié)能、節(jié)省造價(jià)、美觀的同時(shí)，也使整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠形成了一個(gè)有機(jī)的整體，既簡(jiǎn)約又大方。觀光走廊設(shè)置方案如圖2。

圖2 觀光走廊設(shè)置方案

（3）優(yōu)化垃圾池的池底標(biāo)高

垃圾池是垃圾焚燒發(fā)電廠土建工程中最重要的組成部分之一，池體的防滲、防腐要求高，其土建工程造價(jià)占總土建工程造價(jià)的10%～15%，且施工難度大、周期長(zhǎng)。興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠根據(jù)焚燒爐卸料口標(biāo)高27.00m不能變和垃圾池凈寬度不應(yīng)小于抓斗最大張角直徑的2.5倍的要求，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提高卸料大廳標(biāo)高至8.80m，增加垃圾池凈寬度至24.00m，即在滿足垃圾池有效池容的前提下，將垃圾池池底標(biāo)高由傳統(tǒng)的 -7～-6m提高至-3m。垃圾池設(shè)計(jì)方案作上述調(diào)整后，減少了土石方開(kāi)挖量約5000m3、砼用量約300m3、鋼筋用量約18t。此外還減少了深基坑支護(hù)、施工周期等，同時(shí)又降低了日常運(yùn)行中抓斗、滲濾液提升高度和工程風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省了工程造價(jià)和運(yùn)行成本。

（4）冷卻塔、綜合泵房采用立體布置

根據(jù)工藝特點(diǎn)和地質(zhì)條件，因地制宜地將綜合泵房置于冷卻塔下方，改變了傳統(tǒng)平行布置為立體的上下布置，將平行布置的兩個(gè)單體基礎(chǔ)合并為一個(gè)單體基礎(chǔ)，基礎(chǔ)工程量減少為約平行布置的一半，同時(shí)使有限占地面積功能化更清晰，縮短了連接管道，節(jié)省了土建工程成本并減少了占地面積。另外，循環(huán)水供水自流至凝泵吸水井，工業(yè)水接力加壓，相應(yīng)減少了能耗，節(jié)約了廠用電。冷卻塔和綜合泵房采用上下立體布置方案如圖3。

圖3 冷卻塔和綜合泵房布置方案

（5）引入水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔

垃圾焚燒發(fā)電廠目前普遍采用的是機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，雖然其具備占地面積小、水量損失較少、材料消耗少、造價(jià)較低、施工周期短、塔體工程化和規(guī)格化生產(chǎn)、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在配水管長(zhǎng)、噴頭配水壓力不同，導(dǎo)致噴淋的淋水密度不均勻；電機(jī)、傳動(dòng)軸和減速箱的維護(hù)較復(fù)雜，維護(hù)量和費(fèi)用較高；噪聲較大等不足。

興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠引入了水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔工藝。該工藝?yán)盟髂芰哭D(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，使填料區(qū)的上部產(chǎn)生負(fù)壓，塔外冷空氣在大氣壓力作用下被強(qiáng)制吸入塔內(nèi)，在填料區(qū)與熱水進(jìn)行熱交換達(dá)到冷卻要求。其在具有機(jī)力通風(fēng)冷卻塔優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還擁有布水、配水更均勻的獨(dú)特特點(diǎn)。由于水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔省去了風(fēng)機(jī)電機(jī)和減速箱，大大降低了冷卻塔的電耗、震動(dòng)和噪聲，減少了對(duì)周圍環(huán)境的聲污染，且無(wú)需采用電控設(shè)備。當(dāng)選用水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔工藝時(shí)，其選用的水輪機(jī)軸效率不得低于80%，當(dāng)水輪機(jī)軸效率達(dá)到86%時(shí)，跟傳統(tǒng)的機(jī)力通風(fēng)冷卻塔相比，平均能耗可降低約22%。

水動(dòng)風(fēng)機(jī)安裝效果如圖4所示。

圖4 水動(dòng)風(fēng)機(jī)安裝效果

（6）采用皮帶輸渣系統(tǒng)

爐渣采用帶式輸送機(jī)運(yùn)至渣倉(cāng)，主廠房?jī)?nèi)不設(shè)渣池及抓渣吊車，也不設(shè)運(yùn)渣汽車通道。通過(guò)該改進(jìn)措施，可縮短垃圾焚燒主廠房長(zhǎng)度約10m，降低了土建工程造價(jià)，并避免了焚燒主廠房渣池臭味聚集、揚(yáng)塵和運(yùn)渣車輛對(duì)作業(yè)區(qū)環(huán)境衛(wèi)生的影響。皮帶輸渣系統(tǒng)橫剖面如圖5所示。

通過(guò)上述措施的優(yōu)化、集成，推動(dòng)了垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計(jì)功能化布置的革新，減少了建構(gòu)筑物占地面積和建筑面積，節(jié)省了基建投資和運(yùn)行成本，并優(yōu)化了廠區(qū)形象，突顯垃圾焚燒發(fā)電廠主廠房建筑形體，更能合理安排與其他建構(gòu)筑物的協(xié)調(diào)、聯(lián)系。

圖5 皮帶輸渣系統(tǒng)橫剖面

3 結(jié)語(yǔ)

興義市生活垃圾焚燒發(fā)電廠結(jié)合自身的實(shí)際情況，通過(guò)明確的功能分區(qū)和工藝要求，巧妙設(shè)置觀光走廊，優(yōu)化調(diào)整垃圾池、冷卻塔及綜合泵房結(jié)構(gòu)形式，使該廠在控制基建投資和運(yùn)行成本的前提下，提升了建筑形體美感。通過(guò)引入水動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻塔、皮帶輸渣系統(tǒng)等設(shè)計(jì)思路，使生活垃圾焚燒發(fā)電廠節(jié)省了能源消耗、改善了廠區(qū)環(huán)境、美化了構(gòu)筑物造型，達(dá)到了節(jié)能減排要求。

隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活垃圾熱值將越來(lái)越高，節(jié)省投資、節(jié)約用地和改善環(huán)境的設(shè)計(jì)思路將成為生活垃圾焚燒處理技術(shù)應(yīng)用的助推器，為生活垃圾焚燒處理技術(shù)的進(jìn)一步推廣做貢獻(xiàn)。

[1] 白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2] 小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50049-2011）[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.

[3] 生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范（CJJ90-2009）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[4] 生活垃圾焚燒處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（建標(biāo)142-2010）[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社.

[5] 生活垃圾焚燒技術(shù)導(dǎo)則（RISN-TG009-2010）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

A Discussion on New Considerations of Design in Domestic Refuse Incineration and Power Plant

WANG Xi-ping
(China Urban Construction Design & Research Institute Fujian Branch, Fuzhou 350001, China)

By taking the project of domestic refuse incine ration and power plant in Xingyi cityas an example, the pape rintroduces the main contents of the project design, ana lyzes and sumasup the new considerations of investment saving and environmental im provement in the project design so as to promote the technical application of domestic refuse incineration treatment.

refuse incineration furnace; heating surplus boiler; fuegas purifying system; dioxin entries; fy ash

X799.3

A

1006-5377（2014）05-0036-04