城市垃圾廠填埋氣發電技術應用與分析

賈學智金　珍劉昌盛

（1.國網吉林省電力有限公司延邊供電公司，吉林 延邊 133000；2.沈陽偉力達能源動力科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

城市垃圾廠填埋氣發電技術應用與分析

賈學智1金珍1劉昌盛2

（1.國網吉林省電力有限公司延邊供電公司，吉林 延邊 133000；2.沈陽偉力達能源動力科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

城市垃圾廠填埋氣發電是可再生生物質能源應用的良好途徑。我國城市垃圾填埋廠具有處理量大、技術簡單實用、有機物質含量高、產氣率較高等特點。通過填埋氣發電上網售電創造經濟效益，同時余熱資源充分利用實現熱電聯產，提高能源綜合利用效率。國家政策也積極鼓勵和倡導城市垃圾廠填埋氣發電綜合利用，極大地推動了行業的發展。

垃圾填埋氣發電；燃氣內燃機；上網售電

目前垃圾填埋是我國城市解決生活垃圾的主要方法，截止2005年底全國共有356座生活垃圾填埋場，90%的城市生活垃圾采用填埋處理。根據工程措施是否標準、環保要求能否達標來判定，分為簡易填埋場、受控填埋場和衛生填埋場3個等級。

垃圾填埋氣是生活垃圾填埋后，經過微生物分解，產生的以甲烷和二氧化碳為主要成分的混合氣體，LFG為垃圾填埋氣英文縮寫（Landfill gas）。一般垃圾填埋氣甲烷比例為45%～65%，二氧化碳比例為35%～55%，其余為空氣、硫化氫和微量氣體，低位熱值在18MJ/m3～24MJ/m3左右。垃圾填埋氣產量和利用受諸多因素影響，包括現場環境條件、垃圾廠規模、垃圾組份、填埋時間、沉積情況和氣體收集管理措施等。

垃圾廠填埋氣發電具有以下有利條件：

（1）垃圾填埋氣回收利用經濟效益好。

（2）我國生活垃圾的組成適合實施垃圾填埋氣的利用工程。

（3）城市垃圾的集中處理處置，可促進垃圾填埋氣的回收利用。

（4）國家政策的支持，包括上網發電流程、全額收購、財政補貼。

（5）國際合作的增加，為垃圾填埋氣的利用提供了先進經驗和資金。

1.項目概況

沈陽市大辛生活垃圾處理場位于沈北新區財落鎮，距離市中心30km，占地面積約808畝日填埋垃圾量2500t～3000t。通過垃圾填埋氣收集處理（脫水、除硫、穩壓等），實現填埋氣上網發電。

根據《可再生能源法》第十四條，電網企業應當與依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發電企業簽訂并網協議，全額收購其電網覆蓋范圍內可再生能源并網發電項目的上網電量，并為可再生能源發電提供上網服務。2006年國家發改委發布了《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》，規定生物質發電（含垃圾焚燒發電和填埋氣發電）上網電價由標桿上網電價加補貼電價組成，補貼電價標準為0.25元/kWh。發電項目自投產之日起，15年內享受補貼電價。

項目所在地遼寧的脫硫標桿上網電價為0.3685元/kWh，按照國家發改委相關政策及綜合因素考慮，由省物價局確定沈陽市大辛生活垃圾處理場填埋氣發電上網電價為0.597元/kWh。

2.技術方案

2.1填埋氣發電

垃圾填埋氣發電設備為2臺GE顏巴赫JGS320發電機組，單臺發電功率1063kW。2009年10份一期工程一臺發電機組調試完成并網發電，隨著填埋氣量的不斷增加，2012年11月二期工程一臺機組實現并網發電。截至目前，一期發電機組已運行近5萬小時，二期發電機組運行超過2.5萬小時。目前兩臺發電機組運行良好，兩臺機組滿載時總耗氣量約1300立/小時，可以保證兩臺機組滿載運行。

垃圾填埋氣發電原理示意及沈陽大辛垃圾廠填滿氣發電現場如圖1和圖2所示。

2.2發電機組參數

垃圾填埋氣發電機組的電效率、靈活性、穩定性、年可用率、維護管理等因素決定了項目整體的經濟效益和運行成本。采用國外先進的燃氣發電機組，通過穩定持續的發電上網創造最大收益。

垃圾填埋氣發電機組技術性能參數見表1。

2.3余熱綜合利用

燃氣發電機組在利用垃圾填埋氣發電的同時，余熱資源包括煙氣和缸套水可以充分利用，GE顏巴赫J320發電機組煙氣熱量636kW，缸套水熱量614kW，通過換熱器制熱水為建筑采暖，解決廠區所有建筑冬季供熱負荷，實現了熱電聯供，提高了垃圾填埋氣的能源利用效率，增加了項目的經濟效益。

表1　填埋氣發電機組技術性能參數

3.效益分析

3.1經濟效益

城市垃圾廠填埋氣發電綜合應用具有良好的經濟效益。考慮日常檢修和非計劃性停機，本項目發電設備按照年運行時間8000h，年凈發電量為1650萬度，年上網發電收益985萬元，同時余熱資源充分利用為廠區提供采暖，更進一步提高了項目的整體經濟效益。

3.2環境效益

城市垃圾廠填埋氣發電為廠區環境衛生提供了有效途徑，實現了固體生活垃圾的無害化、減量化、資源化利用，轉化為高品位電能，同時煙氣排放完全符合相關標準規定。據聯合國政府間氣候變化專門委員（IPCC）相關規定，填埋氣體中甲烷被列入大氣溫室氣體清單，其溫室效應是同體積二氧化碳的21倍。

3.3社會效益

隨著國民經濟的迅猛發展，城市垃圾填埋廠也面臨巨大的壓力，今后相當長一個時期內城市生活垃圾處理任務將十分繁重，利用填埋氣發電可滿足填埋廠運營對電力的需求，降低運營費用；還可以實現生物質發電上網；同時可解決填埋廠供暖、生活熱水等需要，改善填埋廠的工作和生活條件。

［1］曹偉華，王艷明.垃圾填埋場：填埋氣發電技術應用［J］.建設科技，2007（21）：42-43.

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