淺析城市垃圾焚燒發電項目的前期規劃

董元龍

【摘? 要】本文結合等離子氣化技術在城市垃圾焚燒發電廠中的應用，以貴州省某城市垃圾焚燒發電項目為例，對此類工廠的前期規劃進行探討。從工藝規劃、廠址選擇、廠區規劃、廠區綠化等方面進行了總結和說明。

【關鍵詞】等離子氣化;規劃;選址

1、前言

隨著經濟和城市建設的飛速發展，城市生活垃圾的產量也相應迅猛增加，生活垃圾出路難的問題日益突出。現在很多城市通常采用填埋、堆肥、常規焚燒等處理方式，本文介紹一種新型等離子氣化處理技術。采用等離子氣化技術處理垃圾無論從排煙、排渣、排水各方面指標較好，對生態環境影響較小，能實現垃圾處置減量化、資源化、無害化，有利于走可持續發展和循環經濟的道路。本文以貴州省某城市垃圾焚燒發電項目（此項目采用等離子氣化處理技術）為例，根據新工藝要求，結合國外先進的設計理念對此類工程項目的前期規劃進行總結和說明。

2、工藝規劃

2.1? 工藝簡介

現在國內外通常采用的垃圾焚燒技術有硫化床、爐排爐、熱解法等，這些技術普遍存在垃圾不充分燃燒的問題，同時伴隨著二次污染。采用等離子氣化處理技術，可使二氧化碳排放比常規焚燒減少了近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技術難題。

等離子氣化處理垃圾技術是利用氣體同電弧接觸而產生的一種高溫、離子化和傳導性的氣體，其高達5500℃的高溫氣體進入氣化爐內，將垃圾粉碎成組成它們的基本元素。它將垃圾轉換成燃氣（1000℃）和無機殘渣（1600℃）。氣化后產生的可燃氣體，凈化后進入燃氣鍋爐燃燒產生蒸汽發電。

2.2? 建設規模規劃

根據當地的垃圾焚燒需求量和生活垃圾的組成成分進行分析，經過嚴格調研和實驗，以確定垃圾處理量和工藝生產要求。根據生活垃圾產量及預測，至2020年垃圾量將達到600t/d，工程設計日處理垃圾量為600t，全年處理垃圾量19.98×10t。垃圾處理采用1臺600t/d等離子氣化爐，其熱力發電系統采用1臺20t/h余熱鍋爐、1臺51t/h燃氣鍋爐配1臺15MW凝汽式蒸汽發電機組。對于等離子氣化爐液態排渣，設置年產量10000t泡沫玻璃生產線。燃氣凈化工藝采用3級除塵+3級脫硫+脫氯系統。

3、廠址選擇

垃圾焚燒發電廠既屬電力工程，又屬于環保項目。廠址選址應符合城市總體規劃、環境保護規劃和垃圾處理政策。

3.1? 符合規劃要求

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，應盡量靠近垃圾集中產生源，以降低垃圾運輸成本。垃圾的平均單程運距不宜過長，應與環衛部門協商確定，大城市可規劃分區建垃圾焚燒電廠，中小城市帶可進行區域化規劃和建設。同時，應盡可能將廠址選在區域或城市的常年主導風向的下風側，減少對城市環境的影響。

3.2? 水源利用

垃圾焚燒發電廠對于水源的需求至關重要，合理的利用水資源是垃圾焚燒發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，廠址應選在生活飲用水源的下游。一般河道水源根據季節不同，分為豐水期和枯水期。為保證廠區持續供水，可在廠區內修建滿足生產用量的蓄水池。此蓄水池同時可作為廠區內的雨水收集使用。

3.3? 產業聯合

垃圾焚燒電廠具有焚燒爐效率低及廠用電率高等特點，全廠效率比普通小型燃煤電廠要低。為了提高其經濟性，減少財政補貼，選址宜靠近常年穩定熱負荷需求中心，進行熱電聯供。

4、廠區規劃

通過兩個工廠的廠區布局進行對比，來說明采用等離子氣化技術的垃圾焚燒發電廠的布局特點。

以英國提斯谷項目（Tees Valley Renewable Energy Facility）為例，該項目位于英國北部希爾桑德斯提賽德地區（Seal Sands，Teesside）。該城市垃圾處理規模為950t/d，年處理量近350000t（設計按365天年時基數）。采用1臺G65等離子氣化爐，垃圾儲存系統為3個1400m儲存罐，發電采用2套燃氣輪機+1套蒸汽輪機聯合循環，總發電量49MW。工廠由下列系統組成：垃圾預處理系統、垃圾輸送及儲存系統、氧氣制造系統、等離子氣化系統、燃氣凈化系統、發電系統。廠區布局如圖一所示：

以貴州省某城市垃圾焚燒發電項目為例，該項目工程設計日處理垃圾量為600t，全年處理垃圾量19.98×104t。垃圾處理采用1臺600t/d等離子氣化爐。工廠由下列系統組成：垃圾處理系統、等離子氣化系統、垃圾輸送及儲存系統、燃氣凈化系統、熱能利用系統、制泡沫玻璃系統等組成。廠區布局如圖二所示：

以上兩個工廠均采用了現階段最先進的等離子氣化技術。根據其工藝生產要求和當地的實際條件，分析其中的共同點和特殊性。

4.1? 廠區布局的共同點

（1）等離子氣化爐、鼓風機房、脫硫廠房、燃氣鍋爐以及汽機間呈“一”字型布置。垃圾在等離子氣化爐中燃燒產生的可燃氣體，經脫硫廠房的凈化后，進入燃氣鍋爐進行燃燒，產生的蒸汽進入汽機間發電。整個過程順序進行，通過管道將其連接起來。

（2）廠區中部布置一定規模的儲水設施。

（3）升壓站靠近汽機間，減少電的運輸距離，同時靠近廠區邊緣布置，方便送出。

（4）在廠區出入口設置汽車衡，垃圾運輸車輛和輔助燃料運輸車輛的進出均需稱量。

（5）在升壓站的冬季主導風向的下風側布置冷卻塔。

（6）化學水處理站及水池布置在垃圾庫的固定端側，減少廢水輸送距離。

4.2? 貴州省某城市垃圾焚燒發電項目廠區布局的特點

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

（2）本項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。垃圾經過預處理、破碎、儲藏等工序達標后進入鍋爐房。由于英國居民已養成垃圾分類的意識，垃圾車將分好類的垃圾按不同類別卸載到垃圾庫，通過簡單的處理，就可進入電離氣化爐進行焚燒，且其燃燒值高，利用率得到大大提高，因此英國提谷項目的垃圾處理系統工藝則比較簡化。

（3）廠區布局充分結合自然地形進行設計。主要建筑物的長邊盡量順等高線布置，以減少土方工程量，保證結構穩定性。垃圾庫利用廠房兩邊的高差地勢設計，垃圾運輸坡道也可以順高一側場地爬到建筑的二層。物料通過皮帶機提升到等離子氣化爐的爐頂后，方可進入爐內。將等離子氣化爐布置在自然標高較低的區域，減少垃圾庫到等離子氣化爐的運輸高度。

5、結語

等離子氣化技術在城市垃圾焚燒發電項目中的應用，在國內尚屬于起步階段，隨著城市建設的發展和環保要求的提高，此技術將得的推廣。本文主要通過國外已建項目與貴州省某城市垃圾焚燒發電項目的綜合對比，總結出類似項目在廠址選擇、總平面布置、工藝流程上的共同點和特殊性。

參考文獻：

[1]雷明 工業企業總平面設計 陜西科學技術出版社 1998

[2]CJJ90-2009 生活垃圾焚燒處理工程技術規范

[3]GB50049-2011小型火力發電廠設計規范

[4]城市垃圾焚燒發電廠總布置探討??? 張天寶

[5]寶安垃圾焚燒發電廠的可行性研究總結??? 戴瑞峰 曲一鳴