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推荐:某县生活垃圾焚烧发电厂PPP项目建议书

PPP大讲堂
04-17 09:14
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宝丰县生活垃圾焚烧发电厂PPP项目

项目建议书

北京环卫集团环境研究发展有限公司

二〇一X年六月

前 言

宝丰县于2007年开始建设第1座生活垃圾填埋场,2008年投入使用。该填埋场占地138亩,总库容83.41万m3,平均日处理垃圾150吨,使用年限13年。主要建设长250米垃圾坝一座,长167米分坝一座,渗沥液处理系统,沼气处理系统及辅助生产设备等。但是,随着宝丰县城镇人口的逐年增加,日产生活垃圾量也随之激增,现有生活垃圾填埋场也将于2016年上半年填埋饱和。为了维持正常的城市生产生活秩序,及时接替生活垃圾的处理,新建生活垃圾处理场、改造现有垃圾填埋场已成宝丰县的当务之急。

展开剩余98%

生活垃圾焚烧技术在实现垃圾减容减量的同时,还可以变废为宝,实现垃圾处理的资源化,相对传统的垃圾填埋、堆放技术来说,垃圾焚烧技术具有无可比拟的优势。

本工程拟在河南省平顶山市宝丰县城区西部约8公里处,张八桥镇山张村以北、白塔营村以南建设一座日处理能力为600t的以生活垃圾焚烧为主的生活垃圾综合处理厂。

本项目拟分两期建设,在1期工程中将建两条日处理规模为300t的生活垃圾焚烧线,升级改造现有垃圾填埋场作为焚烧炉渣和飞灰固化产物填埋区;在2期工程中将建设一条日处理规模为5t的医疗垃圾处理设施和一座餐厨处理设施。

在1期工程中建设的两条日处理规模为300t的生活垃圾焚烧线,主要配置有:2×300t/d炉排炉+1×12MW纯凝式汽轮发电机+SNCR+SDA脱酸+活性炭&小苏打喷射+袋式除尘器+SCR(预留)+烟囱。本工程产生的渗沥液和其他污水一同进入本工程新建的污水处理设施处理,处理达标后的中水作为焚烧工艺的工艺水继续使用;本工程产生的焚烧飞灰将进入本工程新建的飞灰固化系统进行处理,产生的固化物毒性浸出达到GB5085.3-2007标准后可以进入升级改造后的现有垃圾填埋场进行分区填埋;本工程产生的焚烧炉渣直接送入升级改造后的现有垃圾填埋场进行分区填埋。

为了实现整个垃圾综合处理园区的经济型,充分利用生活垃圾焚烧线产生的余热,在2期工程的建设中,将建设一条日处理规模为5t的医疗垃圾处理设施和一座餐厨处理设施。

目 录

1 总论 1

1.1 项目概况 1

1.1.1 项目名称 1

1.1.2 建设地点 1

1.1.3 建设用地 1

1.1.4 建设规模 1

1.1.5 服务范围 1

1.1.6 项目管理单位 1

1.1.7 编制单位 1

1.1.8 总投资 1

1.2 编制依据及有关标准 2

1.2.1 国家法律、法规 2

1.2.2 行业技术标准、规范 2

1.2.3 相关专业标准、规范 2

1.2.4 业主单位提供文件及资料 3

1.3编制范围 3

1.4 设计原则 4

1.5 主要建设内容 4

1.6 主要工艺路线 5

1.7 项目主要经济技术指标 5

2 城市概况及相关规划 6

2.1 城市概况 6

2.2 自然条件 6

2.2.1 地形地貌 6

2.2.2 气象特征 6

2.2.3 水文地质条件 8

2.2.4 抗震防烈度 8

2.3 相关规划研究 8

3 项目建设背景、必要性及意义 10

3.1 项目背景 10

3.2 项目建设的必要性 10

4 服务区域垃圾产量及成分预测 13

4.1 现状及规划情况 13

4.1.1 生活垃圾管理现状 13

4.1.2 生活垃圾收运体系现状 13

4.1.3生活垃圾处理现状 13

4.2 产量与成分(热值)预测 14

4.2.1 人口现状 14

4.2.2 垃圾产量预测 14

4.2.3 生活垃圾组分预测 14

4.2.4 生活垃圾热值预测 15

4.3 处理规模确定 15

5 项目选址 16

5.1 项目选址原则 16

5.2项目建设选址 16

5.3 场址建设条件 16

5.3.1 地理位置 16

5.3.2 自然条件及厂址周围环境 16

5.3.3 交通运输 17

5.3.4 供水水源 17

5.3.5 并网条件 17

5.3.6 厂址比选与确定 17

5.3.7 厂址评价 18

6 技术方案比选与确定 20

6.1 技术现状 20

6.2 方案比选 21

6.2.1 焚烧炉炉型比较 21

6.2.2垃圾焚烧线的配置 24

6.2.3 余热锅炉蒸汽参数的比选 25

6.2.4 汽轮发电机组的配置 26

6.2.5 烟气净化方案比选 27

6.3 方案确定 32

6.3.1 焚烧炉炉型选择 32

6.3.2 垃圾焚烧线的配置 33

6.3.3 焚烧炉运行形式 33

6.3.4 余热锅炉蒸汽参数的确定 33

6.3.5 汽轮发电机选型确定 34

6.3.6 烟气净化系统的选择 34

7 项目技术方案 36

7.1 工艺流程图 36

7.2 工艺说明 36

7.3 垃圾接收、贮存及输送系统 37

7.3.1垃圾来源及耗量 37

7.3.2垃圾储运及其设备 37

7.3.3垃圾输送系统 38

7.3.4辅助设备 38

7.3.5垃圾输送系统的控制 38

7.3.6 垃圾渗沥液收集与输送系统 39

7.3.7环保及安全措施 39

7.4 垃圾燃烧系统 40

7.4.1垃圾焚烧装置 40

7.4.2点火与辅助燃烧装置 40

7.4.3燃烧空气系统 41

7.4.4余热锅炉 41

7.5 汽轮发电机组 43

7.5.1 汽轮发电机组性能参数 44

7.5.2 汽轮发电机结构 44

7.6热力系统 46

7.6.1 机组运行方式 46

7.6.2 主蒸汽系统 47

7.6.3 凝结水系统 47

7.6.4 回热抽汽系统 48

7.6.5 主给水系统 48

7.6.6 冷却水系统 48

7.6.7 排污及疏放水系统 49

7.6.8 补水系统 49

7.6.9 汽轮机检修设备 49

7.7 烟气净化系统 49

7.7.1 半干法+干法脱酸系统 49

7.7.2 石灰浆制备及喷射系统 50

7.7.3 NaHCO3贮存及喷射系统 50

7.7.4 袋式除尘器系统 51

7.7.5 活性炭贮存及喷射系统 52

7.7.6 SNCR+SCR 脱氮系统 52

7.7.7 引风机系统 53

7.7.8 烟气在线监测系统 53

7.8 化学水处理系统 54

7.8.1水质标准 54

7.8.2水处理系统选择 54

7.9 压缩空气供应 55

7.9.1采用现行的国家设计规范及规定 55

7.9.2供气系统 55

7.10 油点火系统 56

7.11除灰渣系统及飞灰固化 57

7.11.1 炉渣处理系统 57

7.11.2 飞灰处理系统 58

7.11.3飞灰固化系统 58

8 总图及辅助公用工程 59

8.1 设计依据 59

8.2 总平面布置原则 59

8.3 总平面布置 59

8.4 竖向设计与雨水排放 61

8.5 道路及交通组织 61

8.6 管线综合布置 61

8.7 绿化及景观设计 61

9 给排水工程 63

9.1 设计依据 63

9.2 设计范围 63

9.3 给水 63

9.3.1 水源 63

9.3.2 用水项目及用水量 63

9.3.3给水构筑物、供水设备、水处理设备: 64

9.3.4 厂区给水管网 65

9.4 循环冷却水系统 65

9.5 排水及污水收集、处理 66

10 消防 68

10.1 主要设计原则 68

10.2 生产厂房火灾危险类别 68

10.3 消防设施 68

10.3.1 建筑消防设施 68

10.3.2 消防设施 69

10.3.3 其他防火措施 69

11 电气与自控工程 71

11.1 电气部分 71

11.1.1概述 71

11.1.2接入系统方案 71

11.1.3电气主接线 71

11.1.4厂用电接线及布置 72

11.1.5主要设备选择及布置 72

11.1.6电气控制、继电保护及自动装置 73

11.1.7交流不停电电源系统 73

11.1.8直流系统 74

11.1.9过电压保护及接地 74

11.1.10照明 74

11.1.11火灾报警系统 74

11.1.12电厂内部通讯 75

11.2 热工自动化 75

11.2.1概述 75

11.2.2热工自动化水平和控制方式 75

11.2.3热工自动化功能 77

11.2.4热工自动化设备选型 79

11.2.5电源 80

11.2.6热工自动化试验 80

11.2.7消防 80

11.2.8节水节能措施 81

12 暖通工程 82

12.1 设计依据 82

12.2气象参数 82

12.3通风 82

12.4主厂房空调 83

12.5主控厂房通风与空调 84

12.6附属生产建筑的通风与空调 84

12.6.1 通风 84

12.6.2 空调 85

12.7生活热水供应 85

12.8开水供应 85

13 环境保护 86

13.1 建厂地区环境现状 86

13.2 本工程对环境影响 86

13.3 采用环境保护标准 87

13.3.1 烟气排放标准 87

13.3.2 废水排放标准 88

13.3.3 噪音标准 88

13.3.4 恶臭控制 88

7.0 89

13.4 废气的产生与治理 89

13.4.1垃圾储池内的异味气体治理措施 89

13.4.2锅炉烟气治理措施 89

13.5 废水的产生及治理 90

13.5.1废水的产生 90

13.5.2废水的治理 90

13.6 噪声的产生与治理 91

13.6.1噪声的产生 91

13.6.2噪声治理措施 91

13.7 灰渣的处理措施 92

13.8 环境管理及监测 92

13.8.1环境监测机构 92

13.8.2环境监测计划 93

14节能工程 94

14.1 采用的设计标准及规范 94

14.2 采取的节能措施 94

14.2.1 设备选型 94

14.2.2 系统节能设计 95

14.2.3 节约用水措施 95

14.3 效益评价 95

15 劳动安全和职业卫生 96

15.1 设计依据 96

15.2 生产过程中职业危险及危害因素的分析 96

15.3 防范措施 97

15.3.1 防火 97

15.3.2 防尘、防有害气体 97

15.3.3 防毒、防化学伤害 98

15.3.4 防有毒液体及防异味气体排放 98

15.3.5 防噪音 98

15.3.6 防爆 98

15.3.7 电气设施防电伤 99

15.3.8 其他 99

15.4劳动卫生措施 100

15.4.1给水卫生 100

15.4.2生活热水供应 100

15.4.3工作照明 100

15.4.4自动化水平 100

15.4.5厂区保洁 100

15.4.6绿化 100

15.4.7定期体检 100

15.5安全卫生机构 100

15.6应急措施 101

15.7预期效果 101

16 组织机构及人员编制 102

16.1组织机构 102

16.2人员编制 103

17 项目实施进度 104

17.1工程实施条件 104

17.1.1施工场地条件 104

17.1.2施工交通运输 104

17.1.3建筑材料供应及加工配套设施 104

17.2项目实施进度安排 104

17.2.1项目实施进度 104

18 项目组织形式与运行管理 106

18.1 产业化运作计划 106

18.2 其他建议 106

19 项目招投标 108

19.1 概述 108

19.2 招标依据 108

19.3 招标内容 108

19.4 总承包范围及原则 108

19.5 项目组织招标分工 109

19.6 勘察、监理、施工的招标 109

19.7 标准设备的招标 109

19.8 建成后委托运营单位的招投标 109

19.9 本项目招标情况 110

20 投资估算及资金筹措 111

20.1 编制说明 111

20.1.1工程概况 111

20.1.2编制依据 111

20.1.3编制原则 111

20.1.4工程投资 111

20.2 工程估算 112

20.3 成本分析 113

20.4 资金筹措 113

21 项目效益评价 114

21.1 社会效益 114

21.2 经济效益 114

21.3 环境效益 114

22 项目风险分析 115

22.1 项目存在的主要风险 115

22.1.1 技术风险 115

22.1.2 市场风险 115

22.1.3 资金风险 116

22.1.4 外部条件风险 116

22.1.5 管理风险 116

22.3 控制风险的对策 116

22.3.1 控制技术风险的对策 116

22.3.2 控制市场风险的对策 117

22.3.3 控制资金风险对策 117

22.3.4 控制外部条件风险的对策 117

22.3.5 控制管理风险对策 117

23结论及建议 118

23.1结论 118

23.2主要技术经济指标 118

23.3建议 119

24 附图 120

附图一宝丰县生活垃圾焚烧发电厂地理位置图 120

附图二宝丰县生活垃圾焚烧发电厂总平面布置图 120

附图三生活垃圾焚烧发电厂工艺流程框图 120

1 总论

1.1 项目概况

1.1.1 项目名称

宝丰县生活垃圾焚烧发电厂PPP项目

1.1.2 建设地点

河南省平顶山市宝丰县城区西部约8公里处,张八桥镇山张村以北、白塔营村以南。

1.1.3 建设用地

新建焚烧厂占地面积为67877m2,技改升级的填埋场原占地面积138亩。

1.1.4 建设规模

本项目日处理垃圾量600t/d,年处理垃圾量为20×104 t/a,设计选用2×300t/d垃圾焚烧炉及1×12MW凝汽式汽轮发电机组。按照《生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》(建标142-2010),本项目为Ⅱ类焚烧厂。

1.1.5 服务范围

宝丰县辖8个镇、4个乡、1个办事处。

1.1.6 项目管理单位

宝丰县住建局

1.1.7 编制单位

北京环卫集团环境研究发展有限公司

1.1.8 总投资

工程总投资3亿人民币,不含征地及大市政配套费用。

1.2 编制依据及有关标准

1.2.1 国家法律、法规

⑴ 《中华人民共和国环境保护法》(1989 年,主席令第22 号);

⑵ 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2004 年主席令第31 号);

⑶ 《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建发[2000]120 号);

⑷ 《中华人民共和国水污染防治法》;

⑸ 《投资项目可行性研究指南》;

⑹ 《关于实行城市生活垃圾处理收费制度促进垃圾处理产业化的通知》(国家计委、财政部、建设部、国家环境保护总局计价格[2002]872 号);

⑺ 《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008);

⑻ 《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014);

⑼ 《生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》(GB/T18750-2008);

⑽ 《环境空气质量标准》(GB 3095-1996);

⑾ 《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008);

⑿ 《污水综合排放标准》(GB8978-1996);

⒀ 《地下水质量标准》(GB/T14848-1993);

⒁ 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002);

⒂ 《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993);

⒃ 《生活垃圾焚烧炉渣集料》(GB/T25032-2010)。

1.2.2 行业技术标准、规范

⑴ 《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009);

⑵ 《生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》(建标142-2010);

⑶ 《生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术规程》(CJJ128-2009);

⑷ 《生活垃圾焚烧厂评价标准》(CJJ/T137-2010);

⑸ 《危险废物鉴别标准—侵出毒性标准》(GB5085.3-2007)。

1.2.3 相关专业标准、规范

⑴ 《工业企业总平面设计规范》(GB500187-2012);

⑵ 《厂矿道路设计规范》(GBJ22-1987);

⑶ 《公路工程技术标准》(JTG B01-2014);

⑷ 《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2011);

⑸ 《办公建筑设计规范》(JGJ67-2006);

⑹ 《建筑设计防火规范》GB50016-2014;

⑺ 《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2010);

⑻ 《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》(GB4387-2008);

⑼ 《城市防洪工程设计规范》(GB/T50805-2012);

⑽ 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)。

1.2.4 业主单位提供文件及资料

⑴ 《拟建垃圾焚烧厂区1:2000地形宗地图》(宝丰县国土资源勘测队,2015年06月01日);

⑵ 《平顶山市城市生活垃圾成分构成》;

⑶ 《关于宝丰县新建生活垃圾处理厂项目选址的意见》(宝丰县规划局,2015年6月3日);

⑷ 《垃圾焚烧发电项目答复》(国网河南宝丰县供电公司,2015年6月4日);

⑸ 宝丰县风玫瑰图;

⑹ 项目业主单位提供的项目其他调研资料。

1.3编制范围

根据宝丰县及其周边的垃圾状况,从厂址选择、建设条件、工程设想、环境保护、消防、节能、劳动安全和工业卫生、生产组织及人员编制、工程实施条件和进度、投资估算等方面,研究项目的必要性、可行性,提出建设垃圾焚烧发电工程的评价意见,供有关部门决策。本工程包括范围是新建垃圾焚烧发电厂围墙范围内的所有工程以及位于张八桥镇山张村北的现有垃圾填埋场的改造升级工程。

现有垃圾填埋场技改升级主要内容有:防渗系统,雨污分流系统,填埋库区填埋作业道路,垃圾坝修整工程,最终覆盖系统,垃圾堆体修整工程,渗沥液收集处理系统,填埋气收集处理系统及辅助生产设施等。

1.4 设计原则

本项目以实现垃圾处理无害化、减量化、资源化为目的,以技术先进、环保达标、安全卫生、运行可靠、经济合理为目标,以充分体现循环经济和以人为本的设计理念为原则,确定设计方案。结合本工程的具体情况,重点遵循以下原则:

⑴ 采用国内经生产实践考验的新工艺、新技术和新设备,使该厂在综合技术水平方面达到较高水平,以达到提高生产效率、减轻劳动强度、改善工作环境的效果,确保安全、文明生产。

⑵ 保护环境、防止二次污染。污染物排放指标满足国家排放标准,并在一定程度上满足未来发展的需要。

⑶ 厂区建筑以现代风格为主,力求简洁、明快,同时要有地方特色和时代感,与环境融为一体,并具有一定的标志性。

⑷ 合理利用土地,在满足生产工艺要求的情况下,尽量少占地,建筑物尽量集中布置,留出更多的绿化用地,即美化了环境,又可降低环境噪音。

⑸ 系统设计要节约用水、用电、提高能源的再利用率、降低运行成本,使本项目在取得环境效益、社会效益的同时,还能取得较好的经济效益。

⑹ 设备年工作8000h,三班制生产,每班工作8h。

1.5 主要建设内容

本项目主要内容为:新建一个垃圾焚烧厂,改造升级现有垃圾填埋场。并在焚烧厂内预留一条医疗垃圾线和一座餐厨处理线。

新建生活垃圾焚烧厂主要生产区包括主厂房、汽机间以及主控厂房,布置在场地中部;辅助生产区,分别布置了水泥固化砖堆放场地、油泵房、循环水泵房、综合泵房、污水处理厂房以及飞灰固化厂房等。

现有垃圾填埋场技改升级主要内容有:防渗系统,雨污分流系统,填埋库区填埋作业道路,垃圾坝修整工程,最终覆盖系统,垃圾堆体修整工程,渗沥液收集处理系统,填埋气收集处理系统及辅助生产设施等。

1.6 主要工艺路线

垃圾焚烧系统炉主要采用“机械炉排炉+余热利用系统”,烟气处理系统采用“SNCR+半干法+干法+袋式除尘器+SCR(预留)”工艺。

1.7 项目主要经济技术指标

项目名称宝丰县生活垃圾焚烧发电厂PPP项目

投资方式BOT特许经营年限30年

(从特许权协议生效日期开始起)算)

建设规模600t/d(日均)

建设地点宝丰县城区西部约8公里处,张八桥镇山张村以北、白塔营村以南。焚烧厂占地面积67877m2

总建筑面积27836m2绿化面积19846m2道路面积18744m2

建筑密度33.2%绿化率29.2%

案垃圾焚烧炉2×300t/d机械炉排炉

余热锅炉2套:Q=23.5t/h,P=4.0Mpa,T=400℃

尾气处理2套:SNCR+半干法+活性炭+布袋除尘器+SCR(预留)

汽轮发电机1×N12,P=3.82Mpa,T=392℃

集中供热无

接入系统35kV双回路线接入电力系统,与当地电力系统并网

三废

处置

方案

标准废气达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)。

渗沥液渗沥液处理达到CJ343-2010排放标准。

飞灰厂内水泥固化,毒性浸出达到GB5085.3-2007标准后进垃圾填埋场填埋。

炉渣进垃圾填埋场填埋。

年处理垃圾量20×104吨年发电量48×106kW·h

总投资30000万元人民币

2 城市概况及相关规划

2.1 城市概况

宝丰县隶属河南省平顶山市,地处北纬33°47′~34°02′,东经112°43′~113°18′。位于河南省中西部外方山东麓,北依汝河,南临沙河。东和东南与平顶山市郊区接壤,南和西南与鲁山县、平顶山市区及石龙区相连,西北与汝州市交界,北和东北与郏县毗邻。东西长54公里,南北宽27公里,总面积722平方公里;其中城区面积12.7平方公里。

宝丰县北宋宣和二年(1120年),因境内矿藏丰富,宝货兴发,物宝源丰,奉敕赐名宝丰县。宝丰县辖8个镇、4个乡、1个办事处:城关镇、周庄镇、闹店镇、杨庄镇、张八桥镇、大营镇、商酒务镇、石桥镇,李庄乡、赵庄乡、肖旗乡、前营乡,铁路办事处。宝丰县共有村(街、居)委会325个。

2013年,全县财政收入完成18.77亿元,同比增收2.77亿元,增长17.30%,其中公共财政预算收入完成10.35亿元,同比增收1.11亿元,增长12.01%,占年初预算的100.91%。公共财政预算收入总量在全市排第2位,在全省108个县中排第26位。基金预算收入完成8.42亿元,同比增收1.66亿元,增长24.50%。

宝丰县是“中国曲艺之乡”、“魔术之乡”和“民间文化艺术之乡”,为河南省八大文化改革发展试验区之一。同时还是“国家卫生县城”、“国家园林县城”和“省级文明县城”。

2.2 自然条件

2.2.1 地形地貌

宝丰县地势西高东低,西部最高山峰为宝丰与鲁山交界处的无名山峰,海拔740米,东部最高山峰为擂鼓台,海拔505米,最低处是东部闹店镇的洪寺营村,海拔98米。东、西部多山,中部平原与丘陵相间。境内有山峰85个。

2.2.2 气象特征

宝丰县地属暖温带,为半湿润大陆性季风气候,四季分明,以春旱多风,夏热多雨,秋温气爽,冬寒少雪为特征。年平均气温14.5。C,降水量769.6毫米,日照2183.7小时,无霜期215天。境区地处豫西山地与黄淮平原两大地貌过渡地带,气候属于北亚热带向暖温带过渡地带。1957~2014年资料统计,各气象特征值如下:

历年平均大气压: 1000.5hPa

历年平均气温: 14.6℃

历年平均最高气温: 20.5℃

极端最高气温: 42.5℃(1972.6.11)

历年平均最低气温: 9.5℃

极端最低气温: -19.1℃(1969.11.31)

历年最热月平均最高气温:31.2℃

相应月平均相对湿度: 67.8%

历年平均相对湿度: 81%

历年平均降水量: 722.6mm

历年最大一日降水量: 249.1mm

历年最大小时降水量: 79.4mm

历年最长连续降水日数: 11d

相应过程降水量: 134.8mm

最大积雪深度: 260mm(1989.2.23)

历年平均雷暴日数: 19.6d

最多年雷暴目数: 29d

历年平均雾日数: 23.7d

历年平均风速: 2.4m/s

历年十分钟平均最大风速:20.3m/s

历年瞬时最大风速: 21m/s

全年主导风向: NNW(10%)

夏季主导风向: S

冬季主导风向: NNW

2.2.3 水文地质条件

宝丰属淮河流域,有沙、汝河支流,流域面积在10平方公里以上的河流有18条,其中属汝河水系的13条,沙河水系的5条。现有中小型水库17座,水库总量达14527万立方米,宝丰县地下水资源为8988万立方米。另外,县内李庄乡有日流量为2800吨的天然优质矿泉水源。

宝丰县矿产资源丰富,主要分布在西南部和东南部地区。截止2007年已发现22种矿产,产地58处。已查明资源储量的矿种12种,属单一矿产5种,共生矿产6种,主要矿产1种。

已查明储量的矿种中,煤、铝土矿、水泥灰岩、水泥粘土(未利用)、耐火粘土(未利用)为宝丰县优势矿产。煤:井田4处,分布在宝丰县苗李煤矿、韩庄煤矿、香山煤矿、琉璃堂煤矿。中型井田2个,小型井田2个。开采的矿区2个,闭坑矿区1个,停产1个。已查明资源储量10076.9万吨,资源量6913.6万吨;铝土矿:分布在宝丰县边庄和张八桥,矿产3处。已查明资源储量1717.92万吨,资源量902.3万吨;水泥灰岩:分布在宝丰县李庄、没梁庙、孔庄、纸房。中型矿产1个,小型矿产3个。查明资源储量9981万吨,资源量6089万吨。煤已大规模开发利用,并产生了良好的经济效益,已成为宝丰县的支柱产业。铝土矿、水泥灰岩也不同程度被开发利用,对促进宝丰县的经济发展,起到了积极的推动作用。

宝丰县还存在一些潜在的优势矿产,包括铁、镓、熔剂灰岩、白云岩、磷、硫铁矿、陶瓷粘土、高岭土、含钾岩石、紫砂陶陶瓷土、水泥配料用砂岩、建筑用灰岩、石英砂岩、伊利石等。

2.2.4 抗震防烈度

宝丰县抗震防烈度为6级,第一组。

2.3 相关规划研究

目前,宝丰县城区人口约12万,日产生活垃圾量约150吨/日。根据《河南省环境保护“十一五”规划》中“2006年-2010年全省“十一五”期间省辖市和县(县级市)全部建成生活垃圾处理场”的有关要求,宝丰县于2007年开始建设第1座生活垃圾填埋场,2008年投入使用。该填埋场占地138亩,总库容83.41万m3,平均日处理垃圾150吨,使用年限13年。主要建设长250米垃圾坝一座,长167米分坝一座,渗沥液处理系统,沼气处理系统及辅助生产设备等。但是,随着宝丰县城镇人口的逐年增加,日产生活垃圾量也随之激增,现有生活垃圾填埋场也将于2016年上半年填埋饱和。为了维持正常的城市生产生活秩序,及时接替生活垃圾的处理,新建生活垃圾处理场、改造现有垃圾填埋场已成宝丰县的当务之急。

2014年4月,宝丰县政府第17次常务会议研究决定,新建生活垃圾处理场,今年2月份宝丰县十四届人大四次会议通过的《2015年政府工作报告》中,新建生活垃圾处理场被列入宝丰县2015年重点建设项目和民生工程,年内必须建成。

3 项目建设背景、必要性及意义

3.1 项目背景

目前,宝丰县城区人口约12万,日产生活垃圾量约150吨/日。根据《河南省环境保护“十一五”规划》中“2006年-2010年全省“十一五”期间省辖市和县(县级市)全部建成生活垃圾处理场”的有关要求,宝丰县于2007年开始建设第1座生活垃圾填埋场,2008年投入使用。该填埋场占地138亩,总库容83.41万m3,平均日处理垃圾150吨,使用年限13年。主要建设长250米垃圾坝一座,长167米分坝一座,渗沥液处理系统,沼气处理系统及辅助生产设备等。但是,随着宝丰县城镇人口的逐年增加,日产生活垃圾量也随之激增,现有生活垃圾填埋场也将于2016年上半年填埋饱和。为了维持正常的城市生产生活秩序,及时接替生活垃圾的处理,新建生活垃圾处理场、改造现有垃圾填埋场已成宝丰县的当务之急。

2014年4月,宝丰县政府第17次常务会议研究决定,新建生活垃圾处理场,今年2月份宝丰县十四届人大四次会议通过的《2015年政府工作报告》中,新建生活垃圾处理场被列入宝丰县2015年重点建设项目和民生工程,年内必须建成。

3.2 项目建设的必要性

1、本项目是完善宝丰县基础设施,提升城市形象的措施之一。

由于宝丰县仅有一个小型的垃圾卫生填埋场,且其库容接近饱和。大部分城乡的垃圾大都为乱堆、乱烧、污染环境,建设垃圾焚烧发电工程可将原来在路边乱堆、乱放的城乡垃圾,统一收集送到垃圾焚烧发电厂进行统一焚烧处置,改变以往垃圾乱堆、乱放、乱烧影响环境的落后面貌,为创建环保模范城市做出贡献,极大的改善宝丰县的城市基础设施,协调城市生态与周边地区的生态环境,提高城市的环境质量,从而提高城市形象,促进社会经济发展。

2、本工程的建设是环境保护发展的需要

目前,宝丰县城市垃圾处理能力严重滞后和不足,已不能满足当前垃圾处理需要。县现有垃圾填埋场1座,总库容83.41万立方米,预计在2016年5-6月份将填埋饱和,难以满足现有城市垃圾的有效处理;另一方面由于该填埋场地处开发区和城区间,且处理工艺较为简单粗放,主要采取简单的填埋处理,不仅占用大量的土地,而且对周边的土壤、水体和大气已造成严重的污染,不符合环境保护要求。对现有填埋场进行升级改造,即可延长其填埋年限,又可改善其不合理的现状,对周边土壤、水体和大气的污染降到最小;垃圾焚烧实现有效减容,每日焚烧600t/d垃圾,可减容90%,减量78%,同时每天焚烧产生的120t炉渣还可综合利用,可大大节省垃圾处理的占地面积。所以,及时实施宝丰县垃圾焚烧处理工程的建设,健全相关城市基础配套设施,对推进现代新宝丰县城市建设具有重要的现实意义。

3、宝丰县已具备发展垃圾焚烧的条件

近年来随着宝丰县城市发展和经济水平的提高,人民生活水平逐渐提高,城市生活垃圾热值逐渐升高。入炉垃圾热值已经达到5000kJ/kg,完全具备焚烧处理的条件。而国内其他城市的运行经验表明,宝丰县采用焚烧处理生活垃圾是可行的,在实现减容减量的同时,还可以变废为宝,实现垃圾处理的资源化。项目年处理垃圾量20×104t,利用余热年发电量可达4800×104kW.h,相当于3.43×104t标准煤所产生的发电量,即达到了资源回收,又节约了能源。

4、本工程的建设有着国家和河南省良好的政策支持

“十一五”期间国家大力扶持垃圾焚烧发电技术,并在发电配套费用、上网电价以及税收方面都出台了一系列的优惠政策。同时根据《河南省环境保护“十一五”规划》中“2006年-2010年全省“十一五”期间省辖市和县(县级市)全部建成生活垃圾处理场”的有关要求,目前是建设垃圾焚烧发电厂最好的时机,也是解决当地环境问题的最好时机。

根据《联合国气候变化国际公约京都议定书》相关内容,我国拟建或在建的生活垃圾焚烧厂均有可能申请CDM项目。项目实施后将获得数以百万元收入,也就是说可以利用国际上的资金来补助焚烧厂的运行。

5、本工程的建设是拉动内需,促进经济腾飞的需要

近期世界经济金融危机日趋严峻,为抵御国际经济环境对我国的不利影响,中央采取灵活审慎的宏观经济政策,以应对复杂多变的形势。出台有力的扩大国内需求措施,“加快民生工程、基础设施、生态环境建设和灾后重建,提高城乡居民特别是低收入群体的收入水平,促进经济平稳较快增长。其中就有加强生态环境建设。加快城镇污水、垃圾处理设施建设和重点流域水污染防治,加强重点防护林和天然林资源保护工程建设,支持重点节能减排工程建设”。本工程既是环保工程,也是节能减排的工程,符合国家促进内需的政策方针。

因此,为了实现宝丰县“建五宝、争百强、三化协调发展奔小康”的奋斗目标,促进小康社会的全面建设、加快宝丰县实现现代化的步伐、改善宝丰县的环境卫生状况、建设生活富裕、生态良好的社会环境,实现宝丰县的可持续发展,建设新的城市生活垃圾焚烧处理设施是摆在宝丰县政府面前刻不容缓的大事。

4 服务区域垃圾产量及成分预测

4.1 现状及规划情况

4.1.1 生活垃圾管理现状

宝丰县住房和城乡建设局指导和管理全县市政设施和环境卫生工作。宝丰县环卫保洁站开展具体工作。

4.1.2 生活垃圾收运体系现状

宝丰县城区所产生的生活垃圾由环卫工、小区物业、企事业单位等运输至垃圾中转站收集后,由环卫处垃圾清运车队运输至生活垃圾填埋场进行处理。环卫处现有垃圾清运车辆12台,其中密闭式3台(垂直、压缩式垃圾中转站使用),自卸式4台(航吊式垃圾中转站使用),摆臂式3台(地埋式垃圾中转站使用),每天将垃圾中转站的清运至生活垃圾填埋场进行处理。

宝丰县乡镇地区初步形成了“组保洁、村收集、镇运输、县处理”的生活垃圾处理模式。2010年以来,宝丰县在省建设厅的支持下,投资464万元,分别在大营、张八桥、商酒务、石桥、杨庄、周庄、闹店、城关等8个建制镇建设垃圾中转站项目,现已全部建成并投入使用。该县建成后的镇区垃圾中转站,配备了小型垃圾收集车辆、地埋式垃圾收集压缩箱、工作间、沉淀污水收集池和垃圾自动装卸运输车等。

4.1.3生活垃圾处理现状

宝丰县现有垃圾填埋场一座,位于宝丰县城西5公里,张八桥镇山张村北。工程总投资2997万元,其中固定资产投资2965万元,建设期利息26万元。资金来源为银行贷款及财政和企业自筹。

工程采用卫生填埋工艺,征地138亩,设计总库容83.41万立方米,设计服务年限为13年,平均日处理垃圾150吨,主要建设内容为长250米垃圾坝一座,长167米分区坝一座,渗滤液处理系统、沼气处理系统及辅助生产设备等。

随着生活垃圾产量的提升,预计在2016年5-6月份将填埋饱和。

4.2 产量与成分(热值)预测

4.2.1 人口现状

2013年底,宝丰县有常住人口51.7万人,根据宝丰县十二五发展规划要求,人口自然增长率不高于为5‰。预计2020年,宝丰县常住人口控制在60万人,流动人口的数量将有增加的趋势。

4.2.2 垃圾产量预测

按照2020年宝丰县常住人口60万人计,城镇化率60%,城市人均日产垃圾产生量按1.1kg计,则城镇垃圾产量约396吨/日;农村人均日产垃圾产生量0.65kg计,收集率80%,则城镇垃圾产量约156吨/日;全县垃圾为552t/d。考虑到季节性波动及流动人口产生的垃圾量,预计宝丰县2020年垃圾日处理需求约600 t/d。

4.2.3 生活垃圾组分预测

当地居民主要燃料为液化气,其次为天然气、蜂窝煤等,其垃圾组分参照现阶段平顶山市城市生活垃圾组分,表述如下。

平顶山市城市生活垃圾成分构成(湿重%)

别有机物%无机物%可回收废品类%

分植

性动

性其

他煤

类灰

土砖

类其

他废

纸织

物塑

料玻

璃金

类其

例31.510.20.535.62.55.05.04.60.81.21.40.71.0

计42.248.19.7

根据宝丰县现状的垃圾成分构成,结合国内相关项目经验,随着近年来宝丰县城市化的快速发展,居民生活水平不断提高,生活垃圾中有机物含量比例增加,炉渣等无机物含量比例下降。对宝丰县将来的垃圾成分进行预测分析。

宝丰县垃圾成分预测

别有机物%无机物%可回收废品类%

分厨

余其

他煤

类灰

土砖

类其

他废

纸织

物塑

料玻

璃金

类其

例55~655~1510~30

4.2.4 生活垃圾热值预测

焚烧发电厂的寿命一般在20年以上,所以需要考虑焚烧发电厂的整个运行期间的设备效率和配置的合理性等来设定垃圾特性。垃圾焚烧发电厂预定2017年开始正式商业运行,为了追求设备配置的合理性和效率,一般取运行期间的中间年份的垃圾特性作为焚烧发电厂处理的标准垃圾,并同时考虑到运行开始初期的低质垃圾,以及随着生活水平的提高垃圾热值将会有所提高的焚烧发电厂运行后期的高质垃圾。

本工程运行期内的垃圾设计值暂按5024kJ/kg(1200kcal/kg)考虑。但垃圾热值随季节变化比较大,为了保证焚烧炉在较宽的垃圾热值范围内都能稳定的运行,适用范围最低为4187kJ/kg(1000kcal/kg),最高为7537kJ/kg(1800kcal/kg)。

4.3 处理规模确定

根据宝丰县的垃圾日产量情况,及城乡一体化、新农村建设的方针,结合将来城市发展和相关批示文件,确定宝丰县垃圾焚烧发电工程的垃圾焚烧处理量拟定为600t/d,设计选用2台300t/d的垃圾焚烧炉,2炉同时运行,每日可处理600t垃圾。

5 项目选址

5.1 项目选址原则

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》的要求,生活垃圾焚烧选址原则应符合当地城乡建设总体规划和环境规划的规定,并符合当地大气污染防治、水资源保护、自然保护的要求,故厂址选择应满足以下基本条件:

⑴ 满足城市整体规划,与周围环境相协调。

⑵ 符合经济运输要求,有效降低运输成本。

⑶ 市政设施较为齐全,充分利用已有的市政基础设施,减少工程投资费用。

⑷ 选择在生态资源、地面水系、机场、文化遗址、风景区等敏感目标少的区域。

⑸ 少占耕地、少动迁、征地费用低。

⑹ 满足水文地质条件,不受自然灾害的威胁。

⑺ 有可靠的电力供应,应满足电力上网要求。

⑻ 水源充足,选址应考虑河流等自然水源。

5.2项目建设选址

经项目单位宝丰县住建局和县直相关单位多次联合考察,选定了位于宝丰县城区西部约8公里处,张八桥镇山张村以北、白塔营村以南作为新建生活垃圾处理场场址。该项目占地约为6.7公顷,距居住区、医院、学校等敏感区应有一定距离,满足卫生防护距离的要求。

5.3 场址建设条件

5.3.1 地理位置

本项目选址位于张八桥镇山张村以北,白塔营村以南,距城区约7km。

5.3.2 自然条件及厂址周围环境

宝丰县位于河南省中部偏西南,伏牛山东部余脉向豫东平原过渡地带。宝丰县境内地形多变,山地、丘陵、平原俱全。其中面积为290平方公里,占总面积的39.2%;山丘面积390平方公里。占总面积的53%(其中山地面积约42平方公里。占总面积的5.6%);洼地面积57平方公里,占总面积的7.85%。

项目区土壤共有褐土、砂妻黑土、潮土和石质土等种类。土壤基础地力:PH8.1有机质1.53%,速效氮32.4mg/kg,速效磷16.7 mg/kg,速效钾116.8 mg/kg。

5.3.3 交通运输

厂址距离城区较近,周边有公路可通向市区,位置交通运输十分便利。垃圾运输采用公路运输,从转运站和垃圾收集站用垃圾运输车运至焚烧厂、垃圾运输车由环卫部门负责配备。

5.3.4 供水水源

本工程用水包括中水和地下水两种水源。

1、地下水

本工程拟打3 眼井供水,井深100 米,为工程提供生活及实验室用水,并作为生产用水的备用水源。

2、中水

拟从宝丰县污水处理厂引中水管线至本中心,作为生产用水水源。

5.3.5 并网条件

厂区最近的变电站为110kV伏堂洼变电站,位于张八桥镇栾庄村东部,主变容量90兆伏安。

宝丰县供电公司原则上同意垃圾焚烧发电上网,接入方式需按照批准的具体的垃圾焚烧发电外部接入方案。

5.3.6 厂址比选与确定

根据《城市环境卫生设施规划规范》(GB 50337—2003)、《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009)、《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17-2004)的有关规定,以及《宝丰县城市总体规划》(2001-2020)的要求,在宝丰县县域范围内进行了实地反复踏勘,初步选定两处拟选场址进行方案比较,最后确定宝丰县城区西部约8公里处,张八桥镇山张村以北、白塔营村以南作为宝丰县垃圾焚烧工程推荐场址。两处拟选场址分别如下:

⑴ 宝丰县城区西部约8公里处,张八桥镇山张村以北、白塔营村以南。

① 用地性质

该选址地的宗地分类面积表

权属单位耕地其中

旱地园地其中果园草地其中其

他草地交通

运输其中农村道路合计

白塔营村4.16354.1635

0.19870.19870.08540.08544.4476

草庙陈村2.23432.2343

0.10580.10582.3401

合计6.39786.3978

0.19870.19870.19120.19126.7877

由上表可知,该厂址主要占地为旱地,该厂址的选择对该地区农作生产不会有大的影响。

② 交通运输

该厂址距离城区较近,距大地公路只有500米的距离,位置交通运输十分便利。该厂址距现有垃圾填埋场仅有3km距离,方便垃圾焚烧炉产生炉渣及固化处理后飞灰的进场填埋。

③ 并网条件

距该厂址最近的伏堂洼变电站位于张八桥镇栾庄村东部,距该厂址仅有2km距离。该变电站为110kV变电站,主变容量90兆伏安。

⑵ 宝丰县城西5公里,张八桥镇山张村北现有垃圾填埋场。

宝丰县现有垃圾填埋场为西部工业园区杨庄镇堂洼村境内的原天瑞发电公司粉煤灰排放坑。该垃圾填埋场采用卫生填埋工艺,征地138亩,设计总库容83.41万立方米,设计服务年限为13年,平均日处理垃圾150吨,主要建设内容为长250米垃圾坝一座,长167米分区坝一座,渗滤液处理系统、沼气处理系统及辅助生产设备等。随着生活垃圾产量的提升,预计在2016年5-6月份将填埋饱和。

5.3.7 厂址评价

通过上述两个厂址现状条件可以看到,方案一为一处丘陵地带,地理位置优越,对今后生活垃圾的运输以及焚烧发电上网等具有明显优势;方案二为宝丰县现有垃圾填埋场场址,该填埋场是在原有天瑞发电公司粉煤灰排放坑,随着生活垃圾产量的提升,预计在2016年5-6月份将填埋饱和。

综合比较方案一与方案二,我们推荐方案一作为新建垃圾焚烧处理厂的厂址。同时,我们建议将宝丰县现有垃圾填埋场进行改造升级,将改造升级后的垃圾填埋场作为新建垃圾焚烧厂焚烧炉渣,固化处理后飞灰的填埋场区。

6 技术方案比选与确定

6.1 技术现状

我国设市城市的生活垃圾无害化处理率已达到89.3%,其中70%以填埋为主,25%~28%为焚烧。目前的垃圾焚烧处理率为25.6%。“十三五”期间,焚烧处理能力会进一步增长,建设管理更趋于精细化。

1988年,广东省深圳市第一座生活垃圾焚烧发电厂投入运行,当时处理能力是300t/d。到2014年底,城市生活垃圾焚烧处理能力达到18.9万吨/日。26年来,内地建成并投入运行的生活垃圾发电厂约200座,总装机约3900MW。尤其是近十年来,城市生活垃圾焚烧发电得到突飞猛进的发展。

据介绍,目前一些老旧焚烧厂正逐步关闭,一批大型和超大型(日处理3000吨以上)的现代化垃圾焚烧发电厂处于投运或在建中。总体来说,大城市的焚烧厂负荷率是高的,但中小城市由于垃圾产生量和收运不足的原因,并没有达到应有的负荷状态。

近年来的“邻避效应”,不仅没有阻挡住垃圾焚烧建设的步伐,反而在一次次讨论中让垃圾处理技术路径更为清晰。同时,民众对垃圾焚烧厂的建设也越来越理解。

在行业主管部门的引领下,依据垃圾焚烧污染物控制标准而制定的行业监管标准(包括年度、季度要求),进一步助推了行业处理水平的全面提升。清洁焚烧、蓝色焚烧一系列理念应运而生。

蓝色焚烧厂设计理念是在2014年8月提出的,旨在直面公众最关心的垃圾焚烧处理的污染控制问题,探索出更清洁、更亲民的建设和运行方案。包括5方面的要求:

一是更严格的烟气排放指标;二是更显著的能源利用率;三是更先进的资源综合利用水平;四是更透明的企业运行状况;五是更完善的周边公共服务设施。比如,采用最先进的烟气处理工艺,并增设先进的低温脱销设施,大幅降低烟气主要污染物的排放;建设数字化工厂,污染物排放指标实时公开上网,让企业运行状况便于监督;建设更完善的公用服务设施,让垃圾焚烧厂更为亲民。

目前,全世界共有生活垃圾焚烧厂超过2100座,年焚烧生活垃圾量约2.1吨;其中进行余热利用的生活垃圾焚烧厂超过1600座。从理论上来说,找出重点用能环节,分析垃圾焚烧厂各系统的主要用能设备及参数,对耗能进行分析,从而形成有针对性的能效评价体系,对垃圾焚烧的燃烧稳定性、垃圾电厂运行的经济性和环保性的多目标评价监测和控制,对于提高焚烧能效,建立更为规范的运营管理制度具有重要的现实意义。当然,生活垃圾焚烧处理还是要以减量化和无害化为前提,高效资源化利用应是个标杆式追求。

6.2 方案比选

6.2.1 焚烧炉炉型比较

常用的垃圾焚烧炉炉型主要有:(1)机械炉排炉;(2)流化床焚烧炉;(3)旋转式燃烧回转炉;三种炉型的主要特点如下。

⑴ 机械炉排焚烧炉

机械炉排焚烧炉为国际上比较成熟的技术,运行可靠度较高,燃烬度好,适用于大处理量、高热值焚烧炉,是发达国家大部分采用的炉型,在国际上约占有80%的市场份额。炉排炉根据炉排型式主要分为顺推或逆推式往复炉排炉及滚动炉排两大类。往复炉排炉可使垃圾有效地翻转、搅拌,具有较理想的燃烧条件,可实现垃圾完全燃烧。滚动炉排由于排汽孔容易堵塞,维修工作量相对较大,因此使用率较往复炉排低。

● 机械炉排炉具有的优点:

a)运行可靠性好,故障率低;

b)单台处理能力较大;

c)烟气排放量较低,相应减少了烟气净化系统的投资规模。

d)不需要垃圾预处理;

e)受热面磨损小;

f)无需混煤燃烧,灰渣产量低;

● 机械炉排炉的缺点:

a)需要炉排面积较大,且炉排材质要求高,投资高;

b)垃圾水份变动和垃圾热值变化易造成运行控制不稳定,需要对高水份垃圾和不同热值垃圾采取3~5天储存,进行脱水、均匀混合。

c)与流化床比较,由于其炉床负荷较低,故炉子体积大,占地面积大。

d)垃圾热值较低时(低于5024kJ/kg),需要投油助燃,此时运行费用较高。

⑵ 流化床焚烧炉

流化床燃烧技术是上个世纪60年代发展起来的一种新型清洁燃烧技术,该技术基本特征在于:在炉膛下部布置有耐高温的布风板,板上装有载热的惰性颗粒,通过床下布风,使惰性颗粒呈沸腾状,形成流化床段,在流化床段上方设有足够高的燃尽段(即悬浮段);一般物料投入流化床后,颗粒与气体之间传热和传质速率很高,物料在床层内几乎呈完全混合状态,投向床层的垃圾能迅速分散均匀。由于载热体存有大量的热量,投料时炉温不会产生急剧变化,使床温的温度易保持稳定,避免了局部过热,因此,床层温度易于控制。同时它具有燃烧效率高、负荷调节范围宽、炉内燃烧强度高、适合燃烧低热值垃圾。其中国内较多采用循环流化床形式。

● 循环流化床的优点:

a)操作方便,运行稳定:由于流化床床料为炉渣或石英沙,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)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,燃烬度高,特别适应于垃圾热值随季节变化很大的特点;

c)可采用通过炉内添加石灰石,实现炉内脱硫处理,而且过剰空气系数小,可大大减少氮氧化物的生成量;

d)炉内无机械运行部件,使用寿命长,维护方便;

e)热负荷强度高,炉体较小,投资较低;

f)炉下炉渣干净,便于炉渣的综合利用,废金属易回收;

g)焚烧炉启动速度较快。

● 循环流化床的缺点:

a)对垃圾的给料有粒度要求,一般需要设置分拣、破碎等预处理系统;

b)需要补加部分煤,故需设煤场及运煤系统,占地大且对环境有影响;

c)焚烧炉垃圾给料口及排渣口易堵塞;

d)排渣及床料返回系统,磨损严重,易造成焚烧间内局部扬灰,环境较差;

e)飞灰产量大,由于飞灰属于危险废弃物,处理成本加大;

f)由于烟气飞灰浓度高,易造成受热面磨损;

g)动力消耗相对大一些,由于鼓风压力和飞灰量大,相应的风机装机容量和压缩空气耗量大,动力消耗是炉排炉的1.2~1.3倍。

⑶ 回转窑焚烧炉

● 回转窑焚烧炉优点:

a)燃料适应性好;

b)运行稳定。

● 回转窑焚烧炉缺点:

a)需要设后燃室,且窑身较长,占地面积大;

b)热效率较低;

c)造价高;

d)处理能力低。

综合几种炉型特点,机械炉排炉受热面磨损小、无需混煤燃烧,灰渣产量低,一般适用于各种规模的垃圾焚烧厂,尤其是大中型的垃圾焚烧厂;流化床炉由于投资较少,一般处理规模较小,适用于中小型、垃圾质量较不稳定的焚烧厂;回转窑焚烧炉一般用于小规模特种垃圾如医疗垃圾、工业垃圾等处理。以下仅对目前较常用的机械炉排炉及流化床焚烧炉进行比较,比较表见下表。

项目机械炉排炉流化床焚烧炉

炉床及炉体特点机械运动炉排,炉排面积较大,炉膛体积较大固定式炉排,炉排面积和炉膛体积较小

垃圾预处理不需要需要

设备占地大小

灰渣热灼减率易达标原生垃圾在连续助燃下可达标

垃圾炉内停留时间较长较短

过量空气系数大中

单炉最大处理量1200t/d500t/d

垃圾燃烧空气供给易根据工况调节较易调节

对垃圾含水量的适应性可通过调整干燥段适应不同湿度垃圾炉温易随垃圾含水量的变化而波动

对垃圾不均匀性的适应性可通过炉排拨动垃圾反转,使其均匀化较重垃圾迅速到达底部,不易燃烧完全

烟气中含尘量较低高

燃烧介质不用载体需石英砂

燃烧工况控制较易不易

厂用电率低高

烟气处理较易较难

维修工作量较少较多

运行业绩最多较少

6.2.2垃圾焚烧线的配置

根据宝丰县目前城市生活垃圾日产量情况以及增长情况,确定设计规模为日焚烧生活垃圾量600t,年处理生活垃圾20×104t。

根据垃圾的日处理量,焚烧线的配置考虑两个方案,方案一:2条焚烧线配置,即配置2×300t/d焚烧炉;方案二:3条焚烧线配置,选用3×250t/d焚烧炉。超过3条焚烧线的方案由于占地条件、维修时间以及投资成本的提高而不予考虑。

焚烧线数量和单条线规模的选择应符合下列原则:

● 最小的投资和运行成本;

● 最小的停机损耗;

● 单条线规模的运行经验;

● 市场上的可选择性;

● 故障时停机情况下垃圾坑的存储能力。

根据上述原则,两个方案均可行。方案一焚烧炉数量选用两台,焚烧炉容量大,热效率相对较高,同时节省设备初投资,比3台炉占地面积略省,检修维护量较少,但存在运行不灵活的缺陷。当一台焚烧炉检修及故障时,对垃圾的消纳影响比3条线配置稍大。

采用方案二,适宜分期建设,对日益增长的垃圾产量适应性强,运行灵活,当1台焚烧炉停炉检修时,由于容量小、台数多、对垃圾消纳影响小,但与2台炉比较,设备初投资大,运行、管理、维修工作量大。

2个方案的运行对比见下表:

项目方案一方案二

锅炉配置2×300t/d3×250t/d

日处理能力600 t/d750 t/d

运行方式2炉运行3炉运行

热效率相对较高相对较低

初投资小大

占地小大

运行灵活性弱强

对垃圾消纳影响大小

以上设备平均利用天数按照每台焚烧炉在额定垃圾处理量下的计算数据。

6.2.3 余热锅炉蒸汽参数的比选

在垃圾焚烧热能回收过程中,由于垃圾所含盐分、塑料成分较高,燃烧气体产物中含有大量的氯化氢等腐蚀性气体和灰分,因此选择合适的过热蒸汽参数对全厂发电效率和过热器寿命都有着重要的意义。

目前生活垃圾焚烧厂余热锅炉常用蒸汽参数为3种,一是国内标准系列中温中压蒸汽锅炉,过热蒸汽压力3.82MPa,过热蒸汽温度400℃;二是目前引进国外普遍采用的焚烧余热锅炉常用的参数,过热蒸汽压力4MPa,过热蒸汽温度400℃;三是国外将过热蒸汽参数提高到5MPa、450℃的做法。前两种蒸汽参数温度相同,在压力上有差别,对于高参数蒸汽,其做功能力较好,因此发电量略大一些,而且采用国内标准参数,可便于与国内汽轮发电机组参数进行匹配。但是,对于过热蒸汽温度450℃的余热锅炉,其受热面材质要求较高,而且根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DL/T5054-1996)的要求,过热蒸汽温度达到450℃时,热力系统主蒸汽管道材质需要采用合金钢,比低参数锅炉的投资要高。对于次高压蒸汽锅炉(5~5.3MPa)也是同样的道理,而且对于焚烧垃圾的余热锅炉当过热蒸汽温度超过400℃时,烟气对过热器管束会有较强的腐蚀,这样就大大降低了过热器的使用寿命。

由于垃圾焚烧厂以无害化处理生活垃圾为主要目的,对外售电主要目的是回收能源、降低焚烧厂运行费用、减少垃圾收费补贴。因此,应确保焚烧厂稳定、安全、环保的运行。从上表可以看出,对于同一种过热器材质,采用中温中压参数(4MPa,400℃)的锅炉过热器使用寿命相对较长且成本较低,国内加工能力相对较强;而次高温高压参数锅炉过热器需使用耐腐蚀的合金钢才能达到合理的使用寿命和性能,而该合金钢价格昂贵,势必造成锅炉成本的大幅增加,若采用碳钢或不锈钢的话,过热器腐蚀较快,势必造成过热器的频繁更换,加大维修和维护的工作量,无法确保焚烧厂稳定的运行。

而且因为运行压力提高,给水泵所需压头和电动机容量也增加较大。

6.2.4 汽轮发电机组的配置

⑴ 垃圾焚烧发电厂汽轮发电机配置原则

垃圾焚烧项目是以垃圾焚烧为主,汽轮机组的设置是为了回收利用垃圾焚烧产生的热量,提高全厂的经济性。汽轮发电机组容量及数量的确定应能充分利用垃圾焚烧后产生的热量,同时保证垃圾焚烧炉的稳定运行。汽轮发电机组应根据焚烧炉负荷的变化,调整发电负荷,即“机跟炉”运行。

汽轮发电机组选用技术成熟、运行稳定的机组,热力系统在满足焚烧炉运行的基础上尽可能简单、可靠。

⑵ 本项目汽轮发电机配置

本工程的总处理规模为600 吨,配置2 台300t/d 焚烧炉,按设计工况垃圾低位热值5024kJ/kg(1200kcal/kg),并按4.0MPa,400℃的蒸汽与130℃给水温度计算,全厂总产汽量约47t/h。

《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》和《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》均要求生活垃圾焚烧发电厂汽轮机组的数量不宜大于2 套。国内大多数焚烧厂也都是采用1 套或2 套汽轮机。目前国内常见的汽轮发电机组有以下几种形式,见下表:

额定功率6MW7.5MW9MW12MW

额定进汽量32t/h38t/h47t/h61t/h

汽轮机类型标准非标非标标准

单位功率投资中偏高偏高低

效率低中中高

耗水量高偏高偏低低

从上表可以看出,根据锅炉产汽量的情况,汽轮发电机组的配置可以采用以下两种方案:

方案一:一台12MW 的中压凝汽式汽轮机配一台QF-12 发电机;

方案二:二台6MW 的中压凝汽式汽轮机配二台QF-6 发电机。

上述两种方案均可以满足余热锅炉产汽量的要求。但由于每个方案机组配置的数量和单机容量不同,整个工程的造价、运行方式等也各不相同。下面将从技术、经济、运行维护等各方面进行分析比较,确定本工程汽轮发电机组配置的最佳方案。

① 运行可靠性方面

12MW与6MW凝汽式汽轮发电机,均属成熟机型,在国内都有许多应用的实例。

② 经济方面

一台12MW 投资要小于两台6MW 的汽轮机机组投资,方案一最优。

③ 运行维护方面

两台机组比一台机组的备品备件以及检修量要大。

6.2.5 烟气净化方案比选

⑴ 酸性气体脱除工艺的比选

烟气中酸性气体的脱除有三种处理工艺:干法、半干法与湿法。下面对三种处理工艺进行分析与比选。

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