銅仁生活垃圾焚燒發(fā)電項目設計組織難點及設計特點

朱 彬， 岳 鑫

（安徽海螺建材設計研究院有限責任公司， 安徽 蕪湖 241070）

1 銅仁市垃圾焚燒概述

銅仁市生活垃圾焚燒發(fā)電項目符合國家、貴州省對固體廢物處理的相關管理政策及規(guī)劃要求，項目建成后，將有利于銅仁市生活垃圾的無害化、減量化、資源化處理目標，有利于銅仁市經濟建設和可持續(xù)發(fā)展。

本工程位于貴州省銅仁市桐木坪鄉(xiāng)，設置2 條300 t/d 的垃圾焚燒爐處理線，日處理城市生活垃圾600 t，年處理生活垃圾約19.8 萬t，垃圾焚燒系統(tǒng)配置2 臺300 t/d 爐排型垃圾焚燒爐，2 臺中溫中壓、單鍋筒自然循環(huán)余熱鍋爐，配套1 臺中溫中壓N12 MW凝汽式汽輪發(fā)電機組，年發(fā)電量約9 600 kWh。

2 建設內容

2.1 設計內容

本項目建設內容主要包括垃圾接收、儲存及上料系統(tǒng)、垃圾焚燒及余熱鍋爐系統(tǒng)和汽輪發(fā)電系統(tǒng)等，主要車間內容見表1。

表1 主要建設內容一覽表

2.2 廠區(qū)總平面規(guī)劃

本項目建設地點位于銅仁海螺盤江水泥有限責任公司內，場地位于廠外高速與熟料線之間，大部分利用廠區(qū)原有空地，用地較為狹窄。整體地形呈西高東低、北高南低?？课鞲咚賯鹊匦螛烁咻^高，靠東熟料線側標高較低，自然地形高程變化在265～275 m，場地設計標高約為268 m 左右，靠高速側利用擋墻及放坡處理臺段高差，靠熟料線側與已有廣場平穩(wěn)銜接。

將垃圾焚燒廠房布置在廠區(qū)西側，設置單獨的垃圾運輸通道；儲油罐、氨水罐設置在主廠房的北側靠西，保證足夠的安全間距；冷卻塔及汽輪機房布置在垃圾焚燒廠房北側靠東，距離廠房較近，利于管道輸送，減小管道輸送壓力損失；膜處理車間、調節(jié)池等布置在冷卻塔北側。主廠房及各車間整體呈“一”字型沿南北向布置，較好地利用現(xiàn)有場地。

新廠區(qū)綠化以道路綠化為骨架，針對不同的車間采用不同的綠化方式，在產生煙塵的垃圾焚燒廠房及煙囪區(qū)域，需種植抗煙性強的樹種；在發(fā)生強噪的風機房、空壓機房等車間周圍種植樹冠矮、分枝低、枝葉茂密的喬木或灌木，并高低搭配形成多層隔聲帶，以降低噪聲強度。為滿足衛(wèi)生隔離的要求，在主要運輸?shù)缆泛托读掀脚_周邊均密集種植高大的常綠喬木，以形成有效的衛(wèi)生防護隔離帶[1-2]。

銅仁垃圾項目依托于原有熟料線場地建設，環(huán)境優(yōu)美，自然地形充分利用，人流、物流互不干擾，功能分區(qū)緊湊完善，工藝流程簡潔合理，廠區(qū)交通方便快捷，工廠的整體布局美觀大方，詳見圖1 總平面布置圖。

圖1 總平面布置

3 設計難點及先進性

3.1 設計組織及過程控制難度大

結合海創(chuàng)環(huán)保板塊發(fā)電業(yè)務領域拓展，為進一步配合做好新領域的設計業(yè)務，我院積極統(tǒng)籌優(yōu)勢設計資源，并成立電站專項設計協(xié)調組，以統(tǒng)籌、組織及協(xié)調電站設計工作。同時，針對我院目前垃圾發(fā)電項目設計資質具體情況，采用聯(lián)合設計模式來共同承擔設計工作。熱力系統(tǒng)由海川工程設計，發(fā)電機保護系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)等設計由外委設計單位承擔，其余專業(yè)施工圖設計由我院承擔，并統(tǒng)一采用外委設計單位圖簽進行出圖。為規(guī)避設計風險、做好協(xié)同設計，經過三方多次專題研討，制定了一套完整出圖操作流程體系，并運用微信等現(xiàn)代通信手段來提高出圖效率，確保施工藍圖能夠及時到達項目現(xiàn)場[3-4]。

3.2 本項目主要設計特點

1）主廠房與輔助車間一體化設計：垃圾焚燒發(fā)電聯(lián)合廠房集垃圾卸料與儲存間、垃圾焚燒間及煙氣凈化間、輔助生產間及汽機間于一體，工藝流程簡潔合理，布置緊湊，提高了土地利用率。通過建筑、綠化、道路的綜合處理，不但解決了臭氣外溢，還構筑一個有特色的景觀環(huán)境，具有接待社會參觀、公眾宣傳等優(yōu)點[5]。

2）消防水池優(yōu)化設計：本設計消防水池與冷卻水池合而為一，水池縱向設計既節(jié)省了占地面積，又增加了冷卻塔的進風口高度，充分保證冷卻塔的冷卻效果，且減少了水池工程的總投資。消防水池有效水位的設計采用虹吸破壞原理，即非消防用水水泵吸水管均采用虹吸破壞破孔，以保證消防水位，滿足消防要求。

3）采用日本川崎爐排爐，相對于國產焚燒爐，其采用三段式焚燒燃燒工藝，余熱爐采用立式結構，使得主廠房占地面積減少。整個工程垃圾儲運系統(tǒng)、垃圾發(fā)酵焚燒系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、化水系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)布置緊湊，管道走向簡短。

3.3 解決重大技術難點及新技術經濟成果應用

3.3.1 較好地解決了垃圾池滲濾液池的滲漏問題

針對垃圾池，滲濾液收集池這些對防腐抗?jié)B要求較高的區(qū)域，采取多重保障措施，結構上對該部分混凝土抗?jié)B等級設計為P8，增大結構斷面及配筋，從嚴控制板件裂縫。建筑構造上采用多重防腐抗?jié)B措施，池外壁分別涂刷1.2 mm 厚水泥基滲透結晶，1.5 厚聚合物水泥基防水涂膜，三布五油（玻璃鋼布+玻璃鱗片涂料）三重防腐抗?jié)B措施，池內壁涂刷3 mm 厚聚彈性體涂料。從設計上較好地解決了垃圾滲濾液的滲漏問題，保障了對環(huán)境的友好。

3.3.2 解決了“臭氣外泄”難題

焚燒線運行期間，垃圾坑采用接風管將臭氣送至焚燒爐焚燒的除臭方式，從垃圾坑上部設一次、二次吸風管引至一次、二次風機入口。根據(jù)經驗，風管入口會形成約-40～50 Pa 的負壓，盡量多地將垃圾坑臭氣經過風機送入爐膛。該措施有利于垃圾坑的環(huán)境。

焚燒線停止運行期間則采用工藝除臭的除臭方式，垃圾池側上方安裝除臭風管，進風口裝電動蝶閥，平時焚燒爐正常運行時，閥門關閉。當全廠檢修或者需要人工清理垃圾池等事故狀態(tài)時，閥門開啟，同時開啟風機，垃圾池內臭氣經活性炭除臭裝置后達到排放標準后外排[6]。

3.3.3 滲濾液系統(tǒng)設計

垃圾滲濾液由垃圾坑內提升泵排至調節(jié)池內，垃圾滲濾液是濃度非常高的有機污水，經垃圾污水過濾器后進入濾液貯存槽，根據(jù)其主要成份是有機物、具有不耐熱的特性，采用密閉的耐腐蝕輸送泵將污水提升噴入窯頭篦冷機內（篦冷機內溫度約800 ℃）進行高溫氧化處理，完全分解有機成分，達到無害化。實現(xiàn)垃圾污水零排放。另外，設計還采用了“生化處理+膜處理”的傳統(tǒng)工藝。

滲濾液直接送至水泥窯窯頭篦冷機內處理，節(jié)省了滲濾液的處理成本并實現(xiàn)了污水零排放。據(jù)調查，傳統(tǒng)滲濾液處理的噸水成本在80 元以上。經計算，年節(jié)約費用約為260 萬元左右。另外，增加滲濾液的傳統(tǒng)工藝作為備用處理方法，可防止?jié)B濾液量的增加或者水泥窯停產而對滲濾液處理的影響，確保滲濾液的及時處理。

3.4 具有良好的社會效益

本項目處理生活垃圾量600 t/d，配套建設2×300 t/d 爐排垃圾焚燒鍋爐+1×N12 MW 汽輪發(fā)電機組。工程總投資27 900 萬元，單位千瓦投資2 325 元，處理噸垃圾投資46.5 萬元，相對國內50～70 萬元/t，國際80 萬元/t 以上投資相比，達到國際先進水平。

3.5 取得設計成果

本垃圾發(fā)電項目已被評為：2019 年度安徽省優(yōu)秀工程勘察設計行業(yè)“電力工程設計”二等獎；2019年海螺院“銅仁海創(chuàng)生活垃圾綜合處理項目”第五次優(yōu)秀國內工程設計優(yōu)秀獎。

3.6 市場前景廣闊

本工程是我院首次自主設計的垃圾發(fā)電項目，不僅提升了我院整體設計實力，加強行業(yè)競爭力，而且又拓展了我院業(yè)務設計范圍，截至目前，我院共承接了30 個垃圾發(fā)電項目（包含1×300 t/d、2×300 t/d、1×400 t/d、2×400 t/d、1×500 t/d、1×600 t/d 等不同規(guī)模），截至2022 年3 月底，共簽訂56 個垃圾發(fā)電項目，合同總額共計10 555 萬元。

4 設計指標完成情況（見表2）

表2 主要技術指標

5 設計項目程序文件執(zhí)行情況

設計過程滿足ISO9001 質量管理體系標準要求，按照《安徽海螺建材設計研究院有限責任公司質量管理體系文件》的管理規(guī)定、設計策劃、設計評審、設計過程及質量記錄控制、設計歸檔等要求進行設計。

6 結論

本項目于2016 年6 月開工建設，2017 年7 月竣工驗收并于7 月31 日成功并網發(fā)電，2018 年4 月通過現(xiàn)場驗收監(jiān)測取得建設項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測報告。銅仁垃圾發(fā)電項目自投產至2022 年3 月31日共計收儲生活垃圾117.95 萬t（含填埋場垃圾8.3萬t），焚燒處理垃圾99.3 萬t，累計發(fā)電量約40 256.71 萬kWh，累計發(fā)電及垃圾處理綜合收入24 670.52 萬元，運營企業(yè)具有較好的經濟收益。

本工程的建成投產，大大改善了銅仁市的環(huán)境面貌，提高了人民生活環(huán)境質量，具有顯著的環(huán)境效益。