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1、. .成都洛带生活垃圾焚烧发电厂可行性研究报告1、前 言当今世界，环境污染日益加剧，环境保护已成为国民经济可持续发展的重要组成部分。成都市是鲁西南重要的商贸枢纽，近几年来，随着商贸批发市场规模的发展，城市人口迅速增加。相应的城市生活垃圾的数量也在急剧增加，据统计，现在每天产生城市生活垃圾约600吨左右，并以每年平均10%增长率递增。成都市政府把垃圾处理列为99年度市政府“为民十大工程”之一，决定投资5000万元，在成都市城西北36公里处征地1500亩，用于城市生活垃圾的填埋。一期工程先征地500亩，现在正在进行勘探、水文调查、基础处理等前期工作。城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等填
2、埋法方便易行，处理量大，是现在城市垃圾处理的一种主要方法，但是易造成二次污染，特别是垃圾中的一些有毒有害物质填埋腐烂后，渗透到地下，引起地下水的污染，同时产生的一些有害气体，造成环境的二次污染，并且需占用大量的土地。焚烧法是最有效的方法，使城市垃圾处理基本上达到了减容化、无害化和能源化的目的。垃圾焚烧后，一般体积可减少90%以上，重量减轻80%以上；高温焚烧后还能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物质，可有效地控制二次污染。垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热，实现了能源的综合利用。2 垃圾发电供热技术的可行性分析城市生活垃圾焚烧发电技术在国外已有四十多年的历史，最先利用垃圾发电的是德国和法国。近几十
3、年来，美国在垃圾发电方面的发展也相当迅速。目前，美国拥有垃圾发电厂一百多座，发电总容量在320MW以上，单台设备最大处理垃圾能力为552吨/日。图1 生活垃圾发电基本流程图简介我国垃圾焚烧发电供热技术起步较晚，现在还处于研究开发阶段。现已建立的部分垃圾发电站，基本上是引进国外的设备和技术。我国第一座垃圾发电站是在深圳，引进的是日本三菱重工生产的两台炉排式垃圾焚烧炉，日处理垃圾150吨，配置500kW的汽轮发电机组来发电供热。1992年又上了一台杭州锅炉厂(引进日本三菱重工技术)制造的垃圾焚烧炉，日处理垃圾150吨，配置1500kW汽轮发电机组。在上海、天津等城市也相继与法国、澳大利亚等国家合作
4、建设垃圾发电厂。引进的这些垃圾锅炉基本上都是炉排炉，价格昂贵，而且在燃用低热值、高水份的垃圾时，为了保证锅炉的正常燃烧，达到需要的工艺参数，必须添加燃料油，运行成本较高，经济效益差。发展适合我国国情的垃圾焚烧炉，实现设备国产化，达到低污染和高效燃烧是众多科研单位和生产厂家正在研究开发的课题。流化床燃烧技术是本世纪六十年代迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。它利用炉内燃料的充分流动、混合，达到高效燃烧。我国在利用流化床燃烧技术燃用低热值燃料方面处于国际领先水平。特别是浙江大学热能工程研究所多年来进行废弃物(如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等)的研究开发和应用。成功开发出流化床城市生活垃圾焚烧技术，
5、可实现高效清洁燃烧。采用流化燃烧技术焚烧垃圾的优点主要表现在以下几个方面：a操作方便，运行稳定。由于流化床床料为石英沙或炉渣，蓄热量大，因而避免了床的急冷急热现象，燃烧稳定。垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整，燃烧控制容易，易于实现自动化和连续燃烧。b设备寿命长。炉内没有机械运动部件，使用寿命长。c可采用全面的防二次污染的措施。对焚烧时产生的有害物质进行处理，在不增加太多投资的前提下，可将NOX、SO2等气体排放控制在国家标准以下，炉渣呈干态排出，便于炉渣的综合利用。d流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高，相同垃圾处理量的流化床焚烧炉和炉排炉相比体积要小，故而投资小，适应于
6、大型化发展。e燃料适应性广，可燃烧高水分、低热值、高灰分的垃圾，床内混合均匀，燃尽度高，使垃圾容积大大减少，特别适应于垃圾热值随季节变化很大的特点。因此，流化床垃圾焚烧是一种综合性能优越的焚烧方式，尤其适合我国垃圾热值低、成分比较复杂的国情。随着我国人民生活水平的提高，城市生活垃圾中无机物含量将大幅度下降，有机物、纸、塑料等高热值废弃物成份逐渐上升，使之具备了能源化利用的可能。当城市生活垃圾随着季节变化或影响过低时，为保证供电或供热，可将垃圾与辅助燃料(如原煤、废油等)在同一炉内混烧。目前，城市生活垃圾流化床焚烧发电新技术已应用到商业化运营的热电项目上。1998年浙江大学热能研究所与杭州锦江集
7、团将联合开发的此项技术应用到余杭成都洛带垃圾发电厂，把余杭成都洛带垃圾发电厂原有的一台35t/h链条锅炉改造为垃圾流化床焚烧炉，燃用杭州市部分地区的城市生活垃圾。锅炉经改造后，单台炉日处理垃圾150250吨，同时补充部分辅助燃料-原煤，以保证成都洛带垃圾发电厂的正常供热和发电。成都洛带垃圾发电厂的垃圾焚烧炉至今已运行数月，运行状况良好。其运行情况如下：垃圾焚烧炉运行稳定，各项技术参数和指标均达到了设计要求，保证了发电机组的正常运行；最长连续 运行时间超过一个月；平均每小时焚烧垃圾约7吨，最大量可达到11吨/小时；对垃圾成分、热值随季节性变化和适应性好。通过以上的分析说明，在我国发展垃圾发电，在
8、技术上已经有了很大的突破，特别是近几年来循环流化床燃烧技术发展迅速，为垃圾焚烧技术的发展创造了有利的条件。目前，我国各地成都洛带垃圾发电厂循环流化床锅炉的数量正在大幅度上升，并向大型化发展，运行操作和管理水平在不断提高，并趋于成熟，对垃圾流化床焚烧炉的推广应用又创造了较好的环境。3垃圾焚烧发电的工艺流程 3.1垃圾焚烧前无分检处理 图1为垃圾焚烧前无分检处理的工艺流程，美国洛杉矶市LongBeach垃圾发电就是这个工艺流程。 图2无分检场垃圾发电工艺流程3.2垃圾焚烧前有分检处理 图2为垃圾焚烧前有分检场垃圾发电工艺流程，美国夏威夷市垃圾发电就是这种流程。 图3 有分检场垃圾发电工艺流程3垃圾
9、发电的效益 3.1资源化 垃圾焚烧后，热量用于发电，做到废物综合利用。据有关统计资料称，我国当今城市垃圾清运量已达1万亿t/a，若按平均低位热值2900kJ/kg，相当于1400万吨标煤。如其中有1/4用于焚烧发电，年发电量可达60亿度，相当于安装了1200MW火电机组的发电量。 3.2无害化 垃圾焚烧发电可实现垃圾无害化，因为垃圾在高温(1000左右)下焚烧，可进行无菌和分解有害物质，且尾气经净化处理达标后排放，较彻底地无害化。 3.3减量化 垃圾焚烧后的残渣，只有原来容积的10%30%，从而延长了填埋场的使用寿命，缓解了土地资源紧张状态。 因此，兴建垃圾电厂十分有利于城市的环境保护，尤其是
10、对土地资源和水资源的保护，实现可持续发展。 4.1国外垃圾发电概况 4.1.1美国 美国从80年代起先后投资20亿美元兴建了90座，总处理能力达3000万t/d的垃圾电厂。到1990年已发展到400座焚烧厂、焚烧率达18%，到2000年将提高到40%。美国垃圾发电厂处理能力都较大，1985年在纽约建造了当时最大的垃圾电站，日处理能力2250t。1991年投产的垃圾平均处理量为1400t/d。 下面以美国H-Power夏威夷垃圾发电厂为例作以介绍。 a.工艺流程 垃圾焚烧前，经一系列输送、筛选和粉碎装置，把那些不易处理和不能燃烧的垃圾清理掉。然后，在1000的高温下焚烧，形成的残渣、液态造粒(惰
11、性灰渣)，送出填埋；烟气在排放前经注入石灰脱硫中和酸性气体，并传热给水变成过热蒸汽，入蒸汽轮机发电，烟气经锅炉尾部受热面后，经静电除尘，除尘达标后入烟囱排放，静电除尘的细灰运出做建材综合利用。 b.主要技术参数 处理垃圾能力2160t/d 垃圾焚烧炉出力2854t/d 垃圾保证运输量561600t/a 垃圾保证处理量561600t/a 发电最大出力570MW(可供40000户家庭用电需求) c.运营实绩 H-Power年可提供全市6%的电力，在6年运行中，已处理了400万吨垃圾，相当于全岛垃圾的90%以上，这些垃圾所发电力相当于燃用500桶原油发出的电力，而且焚烧过程不需任何掺和剂(辅助燃料)
12、。 H-Power是市政立项最大公共事业工程之一，并无任何诸如税收等方面的“优惠”。在市政府看来，H-Power尽管有功于环境及旅游，但它和任何企业一样，没有什么特殊，因此建设费高达1.8亿美元，它必须承担所有的经营费用，而且还要支付贷款利息，债券和其他费用。 H-Power负责人说：到2010年电厂所有建设贷款还清以前，每年运营费和贷款利息为2600万美元。不过，运营是成功的，1997年电力销售收入达到了2700万美元。电厂的能量转换效率已超过了电厂设备的保证率(25%)，更主要的是它是环境治理的典型代表，将可能被埋掉并污染环境的垃圾转换成可利用的电能，至于垃圾焚烧后产生的灰渣已不会对环境构
13、成任何威胁，负责人很自信地说：垃圾电厂能满足州政府环保局的一切环保标准。 4.1.2日本 日本通产省规划到2000年垃圾发电装机达2000MW，为达此目标，通产省积极组织力量，解决有关技术问题，并通过发行股票债券等方式进行融资，用以兴建垃圾电厂。 迄今，日本垃圾电厂最大出力为东京都江东清扫工厂，达15MW，最小的垃圾发电厂为广岛市的宇佐南清扫工厂，仅有0.5MW。计划在2000年动工的福田县大年田市垃圾电厂，发电功率13.4MW，计划在2002年投运。 日本城市生活垃圾废塑料较多，焚烧后产生的HCL浓度过高，对锅炉产生严重腐蚀。由于日本垃圾成份中聚氯乙烯废塑料含量(即氯含量)过高，故日本垃圾电
14、厂的蒸汽温度一般300，汽压也低为1.3MPa，所以电效率仅有10%15%。目前采取改进锅炉材质及表面镀层技术，以提高耐腐蚀能力。现今蒸汽温度可达400以上，汽压提高到4.0MPa以上，发电效率也提高到25%以上。4.1.3其他国家 英国于70年代初，在伦敦市埃德蒙顿建立垃圾电厂，是当时世界上最大的垃圾电厂，共有5台滚动式炉排式锅炉，年处理垃圾40万吨，接着在诺丁汉泽西及考文垂各郡都先后建起了比较大的垃圾电厂。 法国现有垃圾焚烧炉300多台，可处理40%以上的城市垃圾，在巴黎附近的ISSY厂，有4450t/d的马丁式焚烧炉。 德国在1985年有垃圾焚烧炉46台，1995年65台，1998年75
15、台，发展相当快。 新加坡于1986年建成了一座2700t/d的大型垃圾电厂。此后，发展很快，新加坡垃圾焚烧率已达100%。 4.2国内垃圾电厂的概况 4.2.1澳门 澳门已建一座2300t/d的垃圾电厂，1992年投入运行，实现了澳门垃圾的全部焚烧处理。 4.2.2深圳 深圳市市政环卫综合处理厂，是我国在澳门回归前第一个垃圾电厂，已于1988年投入运行。其主要设备有3150t/d三菱重工马丁式焚烧炉，313t/h双锅筒自然循环锅炉(三菱重工引进)，4MW汽轮发电机组(杭州汽轮机厂及杭州发电设备厂产品)。 该厂目前运行良好。值得一提的是，其中第三台焚烧炉为杭州锅炉厂引进日本三菱重工技术制造的，从而使垃圾焚烧炉这一关键设备实现了国产化，为垃圾电厂在我国的推广应用打下了良好的基础。 4.2.3珠海 1998年基本建成，1999年投入运营，工程规模为3200t/d，焚烧炉引进美国Temporlla炉本体设计技术由无锡锅炉厂制造，并采用美国DetroitStoker公司炉排，发电设备及辅机全部采用国产。 4.2.4顺德 垃圾电厂已投运一年了，全部采用国产设备，据说目前运行不够理想。 4.2.5其它 上海、北京、广州等大中城市都在做前期工作，有的可行性研究正在论证，有的在做初步设计，真正进行建设的不多。 5 方案的选择垃圾焚烧发电项目建设方案的确定，应从本地的实际情况出发，结合城市发展水平
