寧夏發(fā)電集團生活垃圾焚燒發(fā)電項目方案

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1、 寧夏發(fā)電集團生活垃圾焚燒發(fā)電項目方案 煤炭清潔發(fā)電綜合利用項目籌建處 二〇一二年六月六日 - 13 - 目 錄 一、項目背景………………………………………………………1 二．區(qū)內城市生活垃圾現(xiàn)狀………………………………………1 三．垃圾焚燒………………………………………………………3 （一）垃圾焚燒工藝介紹………………………………………3 （二）垃圾焚燒方案比選………………………………………5 （三）推薦焚燒工藝……………………………………………9 四、規(guī)劃設想…………………………

2、……………………………10 五、投資估算和經濟性分析………………………………………10 六、結論和建議……………………………………………………12 寧夏發(fā)電集團生活垃圾焚燒發(fā)電項目方案 一、項目背景 2012年4月19日，國務院印發(fā)的《“十二五”全國城鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理設施建設規(guī)劃》中提到，在常住人口超過3萬的城鎮(zhèn)鼓勵全民參與生活垃圾分類和處理工作，以減量化、資源化、無害化為原則，綜合開展垃圾無害化處理。到2015年城市生活垃圾無害化處理率達到90%以上，生活垃圾無害化處理中選用焚燒技術的達到35%。要減少原生生活垃圾填埋

3、量，優(yōu)先采用焚燒處理技術，可通過區(qū)域共建共享等方式，利用焚燒處理技術。垃圾焚燒后減量化的殘渣，只有原來容積的10%～30%，從而延長了填埋場的使用壽命，緩解了土地資源緊張狀態(tài)。我國大中型城市正在積極推進垃圾焚燒處理技術，全國已建成的垃圾焚燒發(fā)電近100家。 二、區(qū)內城市生活垃圾現(xiàn)狀 通過與全區(qū)五市發(fā)改委、工信局、住房和城鄉(xiāng)建設局及公共事業(yè)管理局等部門接洽，就各市縣城市生活垃圾處理的基本情況進行了解，銀川市城市生活垃圾日產生量800-900噸，石嘴山市日產生量590噸。吳忠市日產生量約450噸（利通區(qū)和青銅峽市），中衛(wèi)市日產生量330噸。固原市日產生量約280噸。目前，各市縣都建設有相應的垃

4、圾無害化填埋場，生活垃圾處理方式主要通過集中分類收集運送填埋場填埋處理，在垃圾收集中能夠實現(xiàn)建筑、生活和餐飲垃圾三大類的基本分類。 隨著城市化進程的推進，各市縣城市人口的增加，垃圾產生量也在逐步的增多。據(jù)統(tǒng)計寧夏地區(qū)城市垃圾每年以7%的速度增長，預計到2020年銀川市垃圾日產生量將達到1375 噸，石嘴山市達到1013噸，吳忠市達到773噸，中衛(wèi)市達到566噸，固原市達到481噸。垃圾的主要可燃成分以塑料、紙類為主，平均熱值在1248kcal/kg。寧夏城市垃圾情況見（表1、表2、表3）。 表1:寧夏城鎮(zhèn)生活和餐飲垃圾情況調查 市縣名稱 城市人口 （萬） 生活垃圾日產生量（噸）

5、垃圾分類 餐飲垃圾日產生量 （噸） 2020年預計生活 產生量 （噸） 銀川市 150 800 建筑、生活和餐飲三類 120 1375 石嘴山市 49 590 建筑、生活和餐飲三類 35 1013 吳忠市 35 450 建筑、生活和餐飲三類 23 773 中衛(wèi)市 29 330 建筑、生活和餐飲三類 15 566 固原市 25 280 建筑、生活和餐飲三類 12 481 表2：據(jù)相關資料顯示銀川市城市生活垃圾分析（%）： 成分 塑料 橡膠 竹木 植物 紡織物 紙類 灰土磚陶 廚房 有機質 金屬 玻璃

6、 平均值 22 0 3.2 5.6 5.0 32.4 12.4 3.0 0 15.5 表3：銀川市生活垃圾元素特性 名稱 碳 氫 氧 氮 硫 氯 灰分 水分 地位 發(fā)熱量 單位 % % % % % % % % kJ/kg 平均值 15 2.4 8.60 0.31 0.05 0.31 20.68 52.65 5225 (1248kcal/kg) 2009年銀川市高新技術開發(fā)區(qū)管委會招商引進了一家垃圾焚燒發(fā)電項目——北京中科公司（杭州錦江集團），該公司是一家專門從事垃圾發(fā)電焚燒發(fā)電企業(yè)。擬在寧東橫山工

7、業(yè)園區(qū)建設2×12MW垃圾焚燒發(fā)電廠，焚燒發(fā)電方式綜合處理銀川市城區(qū)生活垃圾。該廠日處理垃圾能力1000t噸，一期項目已報送自治區(qū)發(fā)改委進行審核，預計下半年開工建設。該廠選用循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，垃圾額定垃圾處理量1000t/d，摻煤比例為熱量比2:8（煤：垃圾）。 三、垃圾焚燒 （一）垃圾焚燒工藝介紹 垃圾發(fā)電廠主要由焚燒爐島、汽機島和輔助系統(tǒng)組成 焚燒爐島主要包括：垃圾接受系統(tǒng)、垃圾池除臭、垃圾分揀系統(tǒng)、垃圾破碎系統(tǒng)、垃圾焚燒系統(tǒng)、摻煤系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、灰渣系統(tǒng)、煙風系統(tǒng)、煙氣連續(xù)監(jiān)測、自動控制和保護系統(tǒng)等。 汽機島主要包括：汽輪發(fā)電機組、凝結水系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)

8、、回熱系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、膠球清洗系統(tǒng)、工業(yè)冷卻水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、自動控制和保護系統(tǒng)等。 其余的輔助系統(tǒng)主要有：垃圾計量系統(tǒng)、化學水處理系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)等。 焚燒爐島工藝流程為：生活垃圾由專用車輛運進電廠，經稱重計量后，卸入封閉式的垃圾池；然后由抓斗送到分揀系統(tǒng)的皮帶上，經過分揀、破碎后的垃圾又回到垃圾池；由垃圾抓斗送入爐內燃燒。 垃圾的助燃、穩(wěn)燃燃料為煤，由皮帶送入煤倉間的煤斗，然后由給煤機送入爐堂，與垃圾一起燃燒。 垃圾池內的有害臭氣，作為焚燒爐一次風，經過空氣預熱器預熱后送入爐內，在850℃以上的高溫條件下，分解成為無臭氣體，坑內產生負壓，避免臭氣外溢；坑內的垃

9、圾滲出液，噴入爐內燃燒分解。 燃燒產生的高溫煙氣，經鍋爐各受熱面吸熱降溫，再經鍋爐后的半干法吸收塔，噴入石灰粉去除氯化氫、二氧化硫等酸性氣體，由布袋除塵器除塵后，符合所要求的環(huán)保排放標準，最后經煙囪排出。 垃圾焚燒后的剩余爐渣，經磁選設備回收廢鐵后，送至渣倉。從煙氣處理系統(tǒng)出來的反應殘余物和布袋除塵器收集到的飛灰，經固化處理后運往填埋廠填埋。 鍋爐產生的蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電，以達到能源回收的目的。 城市垃圾焚燒電廠處理工藝流程圖： （二）垃圾焚燒方案比選 方案一：機械爐排焚燒爐 爐排型焚燒爐形式多樣，該類爐型的最大優(yōu)勢在于技術成熟，運行穩(wěn)定、可靠，適應性廣，絕大部分固體垃

10、圾不需要任何預處理可直接進爐燃燒。尤其應用于大規(guī)模垃圾集中處理，可使垃圾焚燒發(fā)電(或供熱)。但機械爐排爐的應用也有局限性，含水率特別高的污泥、大件生活垃圾，不適宜直接用爐排型焚燒爐。在發(fā)達國家，用于焚燒處理的是經過分類收集的垃圾，品質比較均勻，變化不大，在常規(guī)能源利用領域近百年積累的爐排爐設計經驗的基礎上，采用此類爐排爐有較好的效果。 機械爐排爐是以機械式的爐排塊構成的爐床，爐膛具有干燥區(qū)、點火區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)、冷卻區(qū)等分區(qū)特點。生活垃圾直接在爐排上靠爐排間的相對運動不斷被翻動、攪拌并推向前進。正常運行時，爐溫維持在800℃以上，垃圾進入爐內與熱空氣接觸并升溫、干燥、著火、燃盡。燃燒發(fā)出的

11、熱量可以維持爐溫。但在垃圾熱值偏低的情況下需要加入燃料油作為輔助燃料。 1、爐排型焚燒爐的優(yōu)勢 （1）爐排型焚燒爐在國內有近百年的發(fā)展歷史，針對原產國的垃圾條件，該項技術已經非常成熟，設備的整體性較好，配套設備可靠性好。 （2）垃圾進料系統(tǒng)簡單，操作人員易于掌握操作的基本要素。 （3）煙氣中固體顆粒含量低，煙氣中飛灰量少，飛灰處理成本較低。 （4）出渣設備為爐下水冷出渣，煙氣中飛灰量少，飛灰處理成本較低。 2、爐排型焚燒爐不足之處 （1）在焚燒我國混合收集的高水分、低發(fā)熱量的垃圾時，常常導致垃圾燃燒不充分，容易造成二噁英未完全分解、NOx生成量過多等二次污染。 （2）需要大量加

12、入輔助燃料，運行成本相對較高。 （3）過量空氣系數(shù)高，一般達到1.8-2.0，因此煙氣量大，尾氣處理設備較大，且鍋爐熱效率低，一般為75%-80%。 （4）受氯化氫高溫腐蝕影響，蒸汽溫度低，一般不高于400℃，因此余熱發(fā)電效率低。 方案二：循環(huán)流化床垃圾焚燒爐 國內以浙江大學、中科院為研究基礎的流化床焚燒爐，是國內垃圾發(fā)電項目主選爐型。流化床焚燒主要依靠爐膛內高溫流化床料的高熱容量、強烈摻混和傳熱的作用，使送入爐膛的垃圾快速升溫著火，形成整個床層內的均勻燃燒。自上個世紀60年代以來，這種技術已經成功地被用于劣質燃料及各類廢棄物的燃燒處置和熱能利用。 針對我國混合收集的生活垃圾發(fā)展的循

13、環(huán)流化床垃圾焚燒技術，已經達到了商業(yè)化應用的階段，并日趨成熟，形成了不同處理能力的系列化產品。給料、排渣、燃燒控制、尾氣處理設備已有較好配套，入爐垃圾不需要復雜的前處理，產汽與常規(guī)汽輪發(fā)電設備參數(shù)配套，具有顯著的環(huán)境和經濟效益。 1、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)勢 （1）適于焚燒處理我國一般混合收集的原生垃圾，燃盡完全，殘渣熱灼減率＜1～2%； （2）可以焚燒處置固形垃圾和其他氣態(tài)或液態(tài)、熱值懸殊的燃料和廢棄物，垃圾堆放、儲存過程中產生的垃圾滲瀝液都可以直接送入爐膛焚燒處置； （3）為避免入爐垃圾品質變化及差異過大對焚燒狀態(tài)的影響，可以向爐內添加適量的輔助燃料煤，而不必用油。價廉易得，添加

14、量較少； （4）系統(tǒng)設備配套研發(fā)，對垃圾的分選和預處理要求很低，不需要復雜的預處理工藝，運行穩(wěn)定。爐內沒有復雜的運動機構，設備故障率低； （5）單爐處理量較大。目前已形成單爐處理能力從100－500t/d的產品系列，能夠適應大型垃圾焚燒廠的建設要求； （6）可以把過熱器布置在這類焚燒爐型所特有的物料循環(huán)通道中，隔絕與焚燒煙氣的接觸，避免高溫HCl腐蝕；所生產的過熱蒸汽溫度達到常規(guī)熱電系統(tǒng)參數(shù)，提高垃圾發(fā)電效率； （7）焚燒爐膛內各處溫度均勻，并采用了分級供風及爐內添加石灰石等措施，能徹底分解有毒有害物質，有效控制NOx、SOx等的生成，尤其是對二噁英的控制比爐排爐更為優(yōu)勢，實現(xiàn)

15、了環(huán)境友好。 2、循環(huán)流化床垃圾焚燒技術的不足 （1）與機械爐排爐相比，發(fā)展歷史不長，系統(tǒng)配套，特別是與原生垃圾不作分選處理相關的給料、排渣設備還需長期考驗，不斷完善； （2）雖然從技術發(fā)展到生產制造，均立足于國內，設備維護和技術更新都更加方便、經濟、快捷，但對在設計準則和加工工藝等方面，仍需積累經驗、形成實用可行的行業(yè)標準，不斷完善； （3）一般循環(huán)流化床焚燒爐飛灰比例較高，灰量較大。按照我國目前有關法規(guī)，焚燒爐飛灰需按危險廢棄物作專門處置，處置成本較高。需要從減少飛灰量和降低飛灰毒性兩個方面入手，探求解決方案，采用多渠道排灰和發(fā)展相應排灰安全處置的技術。 機械爐排爐和流化

16、床鍋爐技術經濟指標對比詳細情況見（表4）。 表4：機械爐排爐和流化床鍋爐技術經濟指標對比 機械爐排爐焚燒爐 流化床焚燒爐 技術成熟度 歷史悠久,技術成熟 發(fā)展歷史較短,已實現(xiàn)商業(yè)化使用 復雜程度 控制較為簡單 控制系統(tǒng)較為復雜 爐床及爐體特點 往復運動爐排，爐排面積較大，爐膛體積較大 固定式爐排面積和爐膛體積較小 垃圾預處理 不需要 需要 設備占地 大 小 灰渣熱灼減率 易達標 原生垃圾在連續(xù)助燃下可達標 垃圾爐內停留時間 較長 較短 燃燒空氣供給（根據(jù)工況） 易調節(jié) 較易調節(jié) 對垃圾含水量的適應性 可通過調整干燥段適應不同濕度的垃

17、圾 爐溫易隨垃圾含水量的變化而波動，不適合含水率過高的垃圾 垃圾粒度的影響 對垃圾粒度要求較低,除巨大垃圾外,不需分類破碎 對粒度要求高,需要爐前垃圾預處理,一般要設破碎機破到約20mm 對垃圾不均勻性的適應能力 可通過爐排運往復運動使垃圾反轉，使其均勻 較重垃圾快速到達底部，不易燃燒完全 燃燒介質 不用載體 需要石英砂 輔助原料 不需要，但在助燃時需要加少了柴油 需要摻如入大量的煤 燃燒工況控制 較易 不易 煙氣處理 對二噁英和其他污染性氣體控制性較弱，經尾氣處理裝置可達標排放，煙氣產生量約0.35-0.48萬m3/t垃圾 能有效控制NOx、 SO2和二

18、噁英英的生成,煙氣產生量約0.5-0.9m3/t垃圾 飛灰產生量 飛灰產生量較少,約為垃圾處理量的2.5-3% 飛灰產生量大,約為垃圾處理量的15 -20% 垃圾滲濾液 垃圾滲濾液需另行處理,不能進行爐內回噴燃燒 垃圾滲濾液可以進行爐內回噴 投資成本 5-6億元/500t日處理量 4-6億元/500t日處理量 運行費用 100-200元/處理1t垃圾 60-120元/處理1t垃圾 國產化率 較低 較高 （三）推薦焚燒工藝： 目前，對于循環(huán)流化床焚燒技術，單臺處理能力300t/d、400t/d和500t/d級別的焚燒爐國內有較多的實際運行經驗與數(shù)據(jù)，技術成熟、產

19、品可靠，主要設備基本實現(xiàn)了國產化。從技術可行考慮，相對比較成熟，不存在大的技術差別，在國內都有成功建設和運行的經驗，而且都能適應當?shù)氐纳罾?。特別重要的是，流化床的環(huán)保性能比爐排爐優(yōu)越，尤其在近年二噁英日益成為環(huán)境保護關注的焦點下，流化床工藝更符合國家環(huán)保政策。 結合對寧夏生活垃圾調查、分析比較，循環(huán)流化床垃圾焚燒工藝對垃圾的含水率和熱值要求不高，進廠的垃圾可及時進爐焚燒，滲瀝液產生量少，輔助燃料也比較低廉，工程投資和運行費用相對較低廉。最為適合寧夏生活垃圾處理。因此，推薦采用循環(huán)流化床工藝作為主推方案。 四、規(guī)劃設想 通過對區(qū)內外初步調研，除銀川外其他四市遠期垃圾情況，基本滿足建設垃

20、圾電站的條件。綜合我區(qū)調研實際情況與浙江大學就主設備選用、規(guī)模大小及投資情況技術交流后，提出以下擬建方案。 可以考慮在石嘴山市、吳忠市、固原市和中衛(wèi)市選址建設垃圾焚燒電站，采用2臺焚燒爐配1臺汽輪機的系統(tǒng)方案，2臺爐1開1備。根據(jù)500t/d等級焚燒爐余熱爐產生的蒸汽量，可配一臺12MW汽輪發(fā)電機組，除塵器選用袋式除塵器。留有擴建基礎，能夠滿足四市遠期的垃圾增長需求。 五、投資估算和經濟性分析 考慮垃圾發(fā)電變廢為寶，根治日益嚴重的環(huán)境污染，同時本工程對城市生活垃圾進行焚燒、發(fā)電，實行減量化、資源化、無害化處理；有利于環(huán)境保護；雖然目前垃圾電廠的投資和上網電價偏高，但建成后只需消耗少許燃料

21、，比常規(guī)能源電廠在運行、維護和燃料等方面的投資成本要低，具有較好的社會和經濟效益。 目前，全國各城市垃圾焚燒發(fā)電處理每噸政府補助20-150元不等，城市垃圾以汽車運輸為主，當?shù)厥姓块T負責垃圾的清運和送往電廠。整個經營期的平均上網電價：含稅價格為650元/MWh和538元/MWh條件下進行測算。通過經濟分析，項目總投資在3.0億元左右。 經濟技術測算見（表5）。 表5：經濟技術測算表 序號 項 目 單位 指標 備注 1 日垃圾處理量 t/d 500 　 2 年垃圾處理量 t/a 165000 (8000/24)*500 3 設備滿負荷年運行時

22、數(shù) h 8000 　 4 年發(fā)電量 108kW.h 0.96 (8000*1.2)/10000 5 煤量 萬噸/年 3.3 (165000*0.2)/10000 6 水量 萬方/年 15.9 　 7 綜合廠用電率 % 20 　 8 廠區(qū)占地面積 公頃 7.1934 　 9 總建筑面積 m2 21470 　 10 綠化占地面積 m2 28800 綠地率29.81% 11 估算總投資 萬元 30000 　 12 上網電價 元/度 0.538或0.65 　 15 償還貸款 a 10 　

23、兩種補貼電價下盈虧測算見（表6）。 表6：盈虧測算（萬元） 0.65元 上網電價 0.538元 上網電價 備注 發(fā)電收入（萬元/年）： 4992 4131.84 發(fā)電量*上網電價*（1-廠用電率） 支出情況 人員工資（萬元/年）： 600 600 50*12 設備折舊（萬元/年）： 2000 2000 貸款利息（萬元/年）： 1680 1680 原料費（萬元/年）： 1664.57 1664.57 (含煤及脫硫原料） 材料 及大修費（萬元/年）： 210.7 210.7 13171.21*0.4/25 其他費

24、用（萬元/年）： 300 300 　 支出總額（萬元/年）： 6455.27 6513.87 　 年利潤（萬元/年）： -1463.27 -2382.03 (發(fā)電收入-支出總額) 　 垃圾處理費 補助金額（元/噸）： 88.68 144.37 年利潤/年垃圾處理量（165000） 由以上數(shù)據(jù)測算可知，以0.65元上網電價計算，需要每噸垃圾處理費補助到88.68元才能達到盈虧平衡；以0.538元上網電價計算，需要每噸垃圾處理費補助到144.37元才能達到盈虧平衡。 六、結論和建議 （一）結論 1、隨著寧夏經濟與城市建設的發(fā)展，生活垃圾的產量也相應

25、的增加，建設先進的生活垃圾焚燒廠是十分必要和十分迫切的；本項目的建設具有良好的社會效益。 2、目前采用的國產技術的焚燒廠很多，且運行良好，因此采用國產技術可以降低工程投資，本方案推薦使用循環(huán)流化床焚燒爐，鍋爐蒸汽參數(shù)為中溫中壓（3.82MPa，450℃） 3、根據(jù)石嘴山和吳忠的實際情況，推薦全廠建設規(guī)模為500t/d，機組設置為2臺500t/d流化床焚燒爐（1開1備）配1臺12MW發(fā)電機組； 4、本方案垃圾設計低熱值取5225 kJ/kg(1248kcal/kg)，煤低位熱值取21120 kJ/kg(5052kcal/kg)，摻煤比例為熱量比8: 2（垃圾：煤）； 5、本方案煙氣凈化處

26、理后滿足《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2001）標準，其中二噁英排放達到歐盟標準（0.1ngTEQ/Nm3）; 6、本方案經濟性分析參照同類規(guī)模機組，具有一定可行性。 （一）建議 1、本方案擬建設垃圾發(fā)電項目，屬于環(huán)保工程。項目的成功與否意義特殊，是寧夏垃圾無害化處理的有益探索。建議政府在稅收、上網電價、財政補貼等方面予以大力支持。 2、垃圾焚燒發(fā)電項目可以申請CDM項目，利用國外資金補助焚燒電廠的運行。一旦申請下資金，將可以減少政府垃圾處理費用，從而降低政府垃圾補貼的支出。 3、本方案如果能夠實施，建議政府部門能夠開展垃圾分離收集工作，提高入場垃圾的品質，使焚燒爐在良好的狀態(tài)下運行。 煤炭清潔發(fā)電綜合利用項目籌建處 二〇一二年六月六日