淺析城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的前期規(guī)劃

董元龍

【摘? 要】本文結(jié)合等離子氣化技術(shù)在城市垃圾焚燒發(fā)電廠中的應(yīng)用，以貴州省某城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為例，對(duì)此類工廠的前期規(guī)劃進(jìn)行探討。從工藝規(guī)劃、廠址選擇、廠區(qū)規(guī)劃、廠區(qū)綠化等方面進(jìn)行了總結(jié)和說明。

【關(guān)鍵詞】等離子氣化;規(guī)劃;選址

1、前言

隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市生活垃圾的產(chǎn)量也相應(yīng)迅猛增加，生活垃圾出路難的問題日益突出?，F(xiàn)在很多城市通常采用填埋、堆肥、常規(guī)焚燒等處理方式，本文介紹一種新型等離子氣化處理技術(shù)。采用等離子氣化技術(shù)處理垃圾無論從排煙、排渣、排水各方面指標(biāo)較好，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較小，能實(shí)現(xiàn)垃圾處置減量化、資源化、無害化，有利于走可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路。本文以貴州省某城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目（此項(xiàng)目采用等離子氣化處理技術(shù)）為例，根據(jù)新工藝要求，結(jié)合國外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念對(duì)此類工程項(xiàng)目的前期規(guī)劃進(jìn)行總結(jié)和說明。

2、工藝規(guī)劃

2.1? 工藝簡(jiǎn)介

現(xiàn)在國內(nèi)外通常采用的垃圾焚燒技術(shù)有硫化床、爐排爐、熱解法等，這些技術(shù)普遍存在垃圾不充分燃燒的問題，同時(shí)伴隨著二次污染。采用等離子氣化處理技術(shù)，可使二氧化碳排放比常規(guī)焚燒減少了近40%，無二氧化硫、二惡英排放，氮化物減少了近85%，在很大程度上解決了這個(gè)技術(shù)難題。

等離子氣化處理垃圾技術(shù)是利用氣體同電弧接觸而產(chǎn)生的一種高溫、離子化和傳導(dǎo)性的氣體，其高達(dá)5500℃的高溫氣體進(jìn)入氣化爐內(nèi)，將垃圾粉碎成組成它們的基本元素。它將垃圾轉(zhuǎn)換成燃?xì)猓?000℃）和無機(jī)殘?jiān)?600℃）。氣化后產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，凈化后進(jìn)入燃?xì)忮仩t燃燒產(chǎn)生蒸汽發(fā)電。

2.2? 建設(shè)規(guī)模規(guī)劃

根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦贌枨罅亢蜕罾慕M成成分進(jìn)行分析，經(jīng)過嚴(yán)格調(diào)研和實(shí)驗(yàn)，以確定垃圾處理量和工藝生產(chǎn)要求。根據(jù)生活垃圾產(chǎn)量及預(yù)測(cè)，至2020年垃圾量將達(dá)到600t/d，工程設(shè)計(jì)日處理垃圾量為600t，全年處理垃圾量19.98×10t。垃圾處理采用1臺(tái)600t/d等離子氣化爐，其熱力發(fā)電系統(tǒng)采用1臺(tái)20t/h余熱鍋爐、1臺(tái)51t/h燃?xì)忮仩t配1臺(tái)15MW凝汽式蒸汽發(fā)電機(jī)組。對(duì)于等離子氣化爐液態(tài)排渣，設(shè)置年產(chǎn)量10000t泡沫玻璃生產(chǎn)線。燃?xì)鈨艋に嚥捎?級(jí)除塵+3級(jí)脫硫+脫氯系統(tǒng)。

3、廠址選擇

垃圾焚燒發(fā)電廠既屬電力工程，又屬于環(huán)保項(xiàng)目。廠址選址應(yīng)符合城市總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃和垃圾處理政策。

3.1? 符合規(guī)劃要求

防止二次污染是廠址選擇的首要原則。在保證安全距離的前提下，應(yīng)盡量靠近垃圾集中產(chǎn)生源，以降低垃圾運(yùn)輸成本。垃圾的平均單程運(yùn)距不宜過長，應(yīng)與環(huán)衛(wèi)部門協(xié)商確定，大城市可規(guī)劃分區(qū)建垃圾焚燒電廠，中小城市帶可進(jìn)行區(qū)域化規(guī)劃和建設(shè)。同時(shí)，應(yīng)盡可能將廠址選在區(qū)域或城市的常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，減少對(duì)城市環(huán)境的影響。

3.2? 水源利用

垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)于水源的需求至關(guān)重要，合理的利用水資源是垃圾焚燒發(fā)電廠選址的重要影響因素。一般水源采用三種方式：1）、河道取水。2）、地下水。3）、雨水收集。

利用河道取水時(shí)，廠址應(yīng)選在生活飲用水源的下游。一般河道水源根據(jù)季節(jié)不同，分為豐水期和枯水期。為保證廠區(qū)持續(xù)供水，可在廠區(qū)內(nèi)修建滿足生產(chǎn)用量的蓄水池。此蓄水池同時(shí)可作為廠區(qū)內(nèi)的雨水收集使用。

3.3? 產(chǎn)業(yè)聯(lián)合

垃圾焚燒電廠具有焚燒爐效率低及廠用電率高等特點(diǎn)，全廠效率比普通小型燃煤電廠要低。為了提高其經(jīng)濟(jì)性，減少財(cái)政補(bǔ)貼，選址宜靠近常年穩(wěn)定熱負(fù)荷需求中心，進(jìn)行熱電聯(lián)供。

4、廠區(qū)規(guī)劃

通過兩個(gè)工廠的廠區(qū)布局進(jìn)行對(duì)比，來說明采用等離子氣化技術(shù)的垃圾焚燒發(fā)電廠的布局特點(diǎn)。

以英國提斯谷項(xiàng)目（Tees Valley Renewable Energy Facility）為例，該項(xiàng)目位于英國北部希爾桑德斯提賽德地區(qū)（Seal Sands，Teesside）。該城市垃圾處理規(guī)模為950t/d，年處理量近350000t（設(shè)計(jì)按365天年時(shí)基數(shù)）。采用1臺(tái)G65等離子氣化爐，垃圾儲(chǔ)存系統(tǒng)為3個(gè)1400m儲(chǔ)存罐，發(fā)電采用2套燃?xì)廨啓C(jī)+1套蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)，總發(fā)電量49MW。工廠由下列系統(tǒng)組成：垃圾預(yù)處理系統(tǒng)、垃圾輸送及儲(chǔ)存系統(tǒng)、氧氣制造系統(tǒng)、等離子氣化系統(tǒng)、燃?xì)鈨艋到y(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)。廠區(qū)布局如圖一所示：

以貴州省某城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)日處理垃圾量為600t，全年處理垃圾量19.98×104t。垃圾處理采用1臺(tái)600t/d等離子氣化爐。工廠由下列系統(tǒng)組成：垃圾處理系統(tǒng)、等離子氣化系統(tǒng)、垃圾輸送及儲(chǔ)存系統(tǒng)、燃?xì)鈨艋到y(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、制泡沫玻璃系統(tǒng)等組成。廠區(qū)布局如圖二所示：

以上兩個(gè)工廠均采用了現(xiàn)階段最先進(jìn)的等離子氣化技術(shù)。根據(jù)其工藝生產(chǎn)要求和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件，分析其中的共同點(diǎn)和特殊性。

4.1? 廠區(qū)布局的共同點(diǎn)

（1）等離子氣化爐、鼓風(fēng)機(jī)房、脫硫廠房、燃?xì)忮仩t以及汽機(jī)間呈“一”字型布置。垃圾在等離子氣化爐中燃燒產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，經(jīng)脫硫廠房的凈化后，進(jìn)入燃?xì)忮仩t進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽機(jī)間發(fā)電。整個(gè)過程順序進(jìn)行，通過管道將其連接起來。

（2）廠區(qū)中部布置一定規(guī)模的儲(chǔ)水設(shè)施。

（3）升壓站靠近汽機(jī)間，減少電的運(yùn)輸距離，同時(shí)靠近廠區(qū)邊緣布置，方便送出。

（4）在廠區(qū)出入口設(shè)置汽車衡，垃圾運(yùn)輸車輛和輔助燃料運(yùn)輸車輛的進(jìn)出均需稱量。

（5）在升壓站的冬季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)布置冷卻塔。

（6）化學(xué)水處理站及水池布置在垃圾庫的固定端側(cè)，減少廢水輸送距離。

4.2? 貴州省某城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目廠區(qū)布局的特點(diǎn)

（1）由于我國大部分地區(qū)的生活垃圾熱值達(dá)不到要求，燃燒過程中需要添加輔助燃料。該項(xiàng)目加入煤矸石、焦炭、石灰石、秸稈、廢棄輪胎等。本項(xiàng)目廠區(qū)需布置干煤棚，主要儲(chǔ)存煤矸石、焦炭。

（2）本項(xiàng)目中的垃圾庫大致分三部分組成：垃圾卸料間、破碎料垃圾庫和成品垃圾庫。垃圾經(jīng)過預(yù)處理、破碎、儲(chǔ)藏等工序達(dá)標(biāo)后進(jìn)入鍋爐房。由于英國居民已養(yǎng)成垃圾分類的意識(shí)，垃圾車將分好類的垃圾按不同類別卸載到垃圾庫，通過簡(jiǎn)單的處理，就可進(jìn)入電離氣化爐進(jìn)行焚燒，且其燃燒值高，利用率得到大大提高，因此英國提谷項(xiàng)目的垃圾處理系統(tǒng)工藝則比較簡(jiǎn)化。

（3）廠區(qū)布局充分結(jié)合自然地形進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要建筑物的長邊盡量順等高線布置，以減少土方工程量，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。垃圾庫利用廠房?jī)蛇叺母卟畹貏?shì)設(shè)計(jì)，垃圾運(yùn)輸坡道也可以順高一側(cè)場(chǎng)地爬到建筑的二層。物料通過皮帶機(jī)提升到等離子氣化爐的爐頂后，方可進(jìn)入爐內(nèi)。將等離子氣化爐布置在自然標(biāo)高較低的區(qū)域，減少垃圾庫到等離子氣化爐的運(yùn)輸高度。

5、結(jié)語

等離子氣化技術(shù)在城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中的應(yīng)用，在國內(nèi)尚屬于起步階段，隨著城市建設(shè)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，此技術(shù)將得的推廣。本文主要通過國外已建項(xiàng)目與貴州省某城市垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的綜合對(duì)比，總結(jié)出類似項(xiàng)目在廠址選擇、總平面布置、工藝流程上的共同點(diǎn)和特殊性。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷明 工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì) 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1998

[2]CJJ90-2009 生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范

[3]GB50049-2011小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范

[4]城市垃圾焚燒發(fā)電廠總布置探討??? 張?zhí)鞂?/p>

[5]寶安垃圾焚燒發(fā)電廠的可行性研究總結(jié)??? 戴瑞峰 曲一鳴