生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目概論

譚豐，蔡凌飛

（中機(jī)第一設(shè)計(jì)研究院有限公司，合肥230601）

1 項(xiàng)目概念與發(fā)展背景

城鄉(xiāng)一體化就是要把工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)居民與農(nóng)村居民作為一個(gè)整體，統(tǒng)籌謀劃、綜合研究，通過(guò)體制改革和政策調(diào)整，促進(jìn)城鄉(xiāng)在規(guī)劃建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、市場(chǎng)信息、政策措施、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、社會(huì)事業(yè)發(fā)展的一體化。城鄉(xiāng)一體化是我國(guó)現(xiàn)代化和城市化發(fā)展的一個(gè)新階段。

隨著近幾年我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的逐步重視，環(huán)境保護(hù)和新能源綜合循環(huán)利用程度不斷提高。其中，城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電已成為城鎮(zhèn)生活垃圾主要的無(wú)害化處理方式；鄉(xiāng)村的農(nóng)林廢棄物采用生物質(zhì)焚燒發(fā)電也已經(jīng)擁有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈模式。本文所研究論述的生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目就是將城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處置項(xiàng)目和鄉(xiāng)村農(nóng)林廢棄物處置項(xiàng)目統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和管理，實(shí)現(xiàn)生活垃圾焚燒發(fā)電與生物質(zhì)焚燒發(fā)電綜合處理。生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目，既可以解決城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理問(wèn)題和農(nóng)村秸稈焚燒污染環(huán)境問(wèn)題，又能促進(jìn)農(nóng)民增收，增加區(qū)域能源供應(yīng)，這正是適應(yīng)我國(guó)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的要求。

按照我國(guó)目前縣級(jí)城市的人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素分析，其垃圾日產(chǎn)生量[1]一般小于500 t，且垃圾焚燒補(bǔ)貼費(fèi)相對(duì)較低。所以對(duì)于中西部地區(qū)人口規(guī)模偏小的城鎮(zhèn)，單獨(dú)建設(shè)垃圾發(fā)電廠，單位投資大，運(yùn)營(yíng)成本高，投資效益差。另一方面，縣域范圍內(nèi)一般都擁有充足的農(nóng)林生物質(zhì)資源。這樣，對(duì)建設(shè)生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目提供了充分和必要條件。

2 項(xiàng)目選址和立項(xiàng)

生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目的廠址選擇應(yīng)結(jié)合生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目和生物質(zhì)焚燒發(fā)電項(xiàng)目的特點(diǎn)，按照各自廠址選擇的要求綜合考慮，并應(yīng)通過(guò)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的認(rèn)定[2，3]。具體要求如下：

1）廠址選擇應(yīng)符合地區(qū)土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)總體規(guī)劃和環(huán)境衛(wèi)生專業(yè)規(guī)劃要求，根據(jù)區(qū)域秸稈分布、現(xiàn)有生產(chǎn)量、可供應(yīng)量，并結(jié)合服務(wù)區(qū)域的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)能力、運(yùn)輸距離等因素來(lái)綜合考慮。

2）廠址應(yīng)選擇在生態(tài)資源、地面水系、機(jī)場(chǎng)、文化遺址、風(fēng)景區(qū)等敏感目標(biāo)少的區(qū)域，應(yīng)避開居民集中的居住區(qū)和有開發(fā)價(jià)值的礦藏上。

3）廠址應(yīng)滿足工程建設(shè)的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，不應(yīng)選在發(fā)震斷層、滑坡、泥石流、沼澤、流沙、巖溶強(qiáng)烈發(fā)育及地陷等地段。

4）廠址宜設(shè)置在城鎮(zhèn)、居民點(diǎn)和文化遺址、風(fēng)景區(qū)常年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，并應(yīng)距離附近居民區(qū)300 m以上。

另外，廠址附近水源宜優(yōu)先考慮城市污水處理廠中水，北方缺水地區(qū)限制取用地表水、嚴(yán)禁使用地下水。生物質(zhì)燃料的收儲(chǔ)半徑盡量控制在50 km范圍內(nèi)，生活垃圾收儲(chǔ)宜靠近垃圾焚燒服務(wù)區(qū)，運(yùn)距應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，與服務(wù)區(qū)之間有良好的道路交通條件。有供熱負(fù)荷要求的項(xiàng)目選址，在園區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)的優(yōu)先，靠近熱用戶的優(yōu)先，10 km范圍內(nèi)熱負(fù)荷大于30 t/h的優(yōu)先。

根據(jù)我國(guó)的政策，生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目需分為農(nóng)林生物質(zhì)焚燒發(fā)電和生活垃圾焚燒發(fā)電2個(gè)獨(dú)立項(xiàng)目報(bào)審核準(zhǔn)。項(xiàng)目的規(guī)劃、申請(qǐng)報(bào)告可以同級(jí)審批，但要分先后順序，需要統(tǒng)籌規(guī)劃（具體應(yīng)以當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)主管部門規(guī)定為準(zhǔn)）。

3 項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)概論

3.1 項(xiàng)目基本情況

根據(jù)生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目特點(diǎn)，通常此類項(xiàng)目的裝機(jī)規(guī)模采用生物質(zhì)一爐一機(jī)，垃圾焚燒一爐一機(jī)，并預(yù)留擴(kuò)建發(fā)展場(chǎng)地。主機(jī)參數(shù)：生物質(zhì)焚燒采用高溫高壓，垃圾焚燒采用中溫中壓。供熱形式適用于工業(yè)及民用熱負(fù)荷。并網(wǎng)采用生活垃圾焚燒發(fā)電和生物質(zhì)焚燒發(fā)電分開獨(dú)立計(jì)量，一條線路上網(wǎng)的模式。

3.2 廠區(qū)總平面布置

城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目廠區(qū)可分為5大功能分區(qū)，即：主生產(chǎn)區(qū)、水工區(qū)、滲濾液處理區(qū)、生物質(zhì)料場(chǎng)區(qū)及廠前區(qū)。具體分區(qū)布置可參見(jiàn)圖1。

圖1 城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目廠區(qū)功能分區(qū)圖

其中，主生產(chǎn)區(qū)包含綜合主廠房、主變及升壓站、化水車間、垃圾焚燒爐、生物質(zhì)焚燒爐、垃圾焚燒煙氣凈化車間、生物質(zhì)爐后脫硫除塵設(shè)備、煙囪等。水工區(qū)包含冷卻塔、綜合水泵房、工業(yè)及消防水池、污水處理站等。滲濾液處理區(qū)主要有滲濾液處理站、飛灰穩(wěn)定化車間等。生物質(zhì)料倉(cāng)區(qū)主要有儲(chǔ)料棚和給料棚及上料棧橋。廠前區(qū)主要由廠區(qū)公共建筑組成，包含辦公樓、食堂、宿舍、車庫(kù)等。

在廠區(qū)總體布局上，垃圾焚燒發(fā)電物流與生物質(zhì)焚燒發(fā)電物流通道分開設(shè)計(jì)，不交叉作業(yè)。城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目可綜合考慮垃圾焚燒發(fā)電和生物質(zhì)焚燒發(fā)電，可以設(shè)計(jì)共用或部分共用電力上網(wǎng)線路、取水管線、化水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、冷卻塔、汽機(jī)房、配電間、綜合水泵房、煙囪、中央控制室、檢修間及廠前區(qū)公共建筑等。通過(guò)一體化建設(shè)，可以節(jié)約土地資源和工程造價(jià)。

3.3 主要工藝流程

城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目，由常規(guī)的生活垃圾焚燒和生物質(zhì)焚燒2條單獨(dú)焚燒線結(jié)合在一起構(gòu)成，主要工藝流程布置見(jiàn)圖2。兩套系統(tǒng)的焚燒線均布置在主生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，生物質(zhì)鍋爐采用室外半封閉形式布置，垃圾焚燒爐及余熱鍋爐布置在焚燒車間內(nèi)。垃圾焚燒線爐后煙氣凈化設(shè)備布置在煙氣凈化車間內(nèi)，生物質(zhì)焚燒線爐后煙氣凈化設(shè)備露天布置，兩路煙氣最終均進(jìn)入一個(gè)集束套筒煙囪進(jìn)行排放。熱力、化水、電氣系統(tǒng)共用部分綜合考慮，合并設(shè)計(jì)在綜合主廠房?jī)?nèi)。

3.4 主要建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)

綜合主廠房是城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目的核心建筑物，其包括卸料平臺(tái)、垃圾倉(cāng)、垃圾焚燒及煙氣凈化車間、綜合汽機(jī)房、主變室及中控室等。卸料大廳下部設(shè)置化水車間，充分利用空間；中控室、電子設(shè)備間下部設(shè)置主變室及門廳，廠區(qū)2條工藝線采用集中配電，節(jié)約空間；汽機(jī)房縱向布置2臺(tái)汽機(jī)，共用1臺(tái)汽機(jī)檢修吊車，節(jié)省造價(jià)。

圖2 焚燒工藝流程布置圖

城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目建議采用集束套管煙囪，內(nèi)筒可采用鋼結(jié)構(gòu)或玻璃鋼內(nèi)筒，外筒可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土方煙囪。既節(jié)約用地又可達(dá)到美觀效果。

4 結(jié)論

在我國(guó)規(guī)模較小且區(qū)域范圍內(nèi)擁有充足的農(nóng)林生物質(zhì)資源的城鎮(zhèn)，建設(shè)生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)十分顯著，也是有效解決縣級(jí)城鄉(xiāng)垃圾和農(nóng)林廢棄物問(wèn)題的新思路。城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目的概念符合目前能源綜合利用的發(fā)展趨勢(shì)。生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目可以在一定范圍內(nèi)共用場(chǎng)地和建筑資源，節(jié)約土地和工程造價(jià)；可以實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電和生物質(zhì)焚燒發(fā)電2套工藝流程系統(tǒng)的運(yùn)行和管理人員為同一班人馬，降低人力和運(yùn)行成本；可以實(shí)現(xiàn)2套系統(tǒng)的互為備用，廠區(qū)公用系統(tǒng)由垃圾焚燒發(fā)電供電，生物質(zhì)發(fā)電廠用電率可有效降低約1%，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

城鄉(xiāng)一體化項(xiàng)目建設(shè)目前存在的主要問(wèn)題是生活垃圾焚燒發(fā)電和生物質(zhì)焚燒發(fā)電項(xiàng)目需同時(shí)審批，統(tǒng)籌規(guī)劃，項(xiàng)目前期工作量大。但隨著能源綜合利用的發(fā)展趨勢(shì)，這些問(wèn)題都將迎刃而解。

綜上所述，生活垃圾及生物質(zhì)焚燒發(fā)電一體化項(xiàng)目相比單獨(dú)投資建設(shè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠和生物質(zhì)焚燒發(fā)電廠能達(dá)到節(jié)約土地、減少造價(jià)、管理協(xié)同、降低成本并提高效益的“規(guī)模經(jīng)濟(jì)”效果，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的多贏。