生活垃圾焚燒發電廠設計新思路探討

王習平

（城市建設研究院福建分院，福州 350001）

生活垃圾焚燒發電廠設計新思路探討

王習平

（城市建設研究院福建分院，福州 350001）

以興義市生活垃圾焚燒發電廠工程為例，介紹了該項目設計的主要內容；總結了項目設計中節省投資和改善環境的新思路，以助于推進生活垃圾焚燒處理技術的應用。

垃圾焚燒爐;余熱鍋爐;煙氣凈化系統;二英類;飛灰

前言

生活垃圾焚燒法相對其他生活垃圾處理方法而言，具有病原消滅徹底、減容效果顯著、可回收能源、占地面積小等優點，但焚燒法的投資較大、技術要求高、對垃圾熱值也有一定的要求。近年來，隨著社會的發展，城市生活垃圾的熱值逐年增加，同時由于生活垃圾焚燒爐及余熱鍋爐、煙氣凈化系統的國產化和大型化，生活垃圾焚燒技術也得到了迅速的推廣。因此，在生活垃圾焚燒發電廠的設計和建設中能節約土地和投資、降低運行成本，對于提升環保要求具有現實意義。本文以貴州省黔西南州興義市生活垃圾焚燒發電廠為例，介紹了該廠在滿足國家相關政策法規要求的前提下，通過對項目進行合理設計的新思路，節省了投資、節約了土地，達到了更好的環保效果。

1 工程概況

興義市生活垃圾焚燒發電廠位于貴州省黔西南州興義市鄭屯鎮絨泥村賴山境內，廠區總用地面積7.1966ha，其中可用地面積5.1966ha。該焚燒發電廠規劃處理生活垃圾規模為1050t/d（即3×350t/d焚燒爐，配1×12MW+ 1×6MW汽輪發電機組），分二期實施，其中一期工程建設規模為700t/d（即2×350t/d焚燒爐，配1×12MW汽輪發電機組）。

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 設計新思路

（1）因地制宜開展總圖設計

生活垃圾焚燒發電廠總平面布置圖設計方案應在滿足生產工藝和各設施功能要求的前提下，力求管線順暢，并滿足國家現行的環保、消防、勞動安全及工業衛生等技術規程、規范要求。廠區總平面布置應緊湊，節約用地；豎向設計合理，便于場地排水，減少土石方工程量；主廠房應布置在廠區工程地質條件較好的挖方地段；卸料大廳、貨運通道、垃圾池、滲濾液處理站應位于廠區主導風向下風向，且對廠區內其他建筑物影響最小；廠區道路應便捷通暢，滿足消防、物料輸送及人流通行疏散需求；妥善處理好本項目與周邊環境的適應性，做好綠化和水土保持工作，創造良好的生產和生活環境。

遵照以上總圖設計原則，根據建設場地地形、地質、風向（主導風向為SSE-S）和工藝要求，將興義市生活垃圾焚燒發電廠主生產區布置于廠區北大半部挖方地段，主廠房設在北大半部中央地段，東西走向，焚燒廠房自西向東依次布置卸料大廳、垃圾池及給料平臺、焚燒爐間、煙氣凈化間及煙囪等。汽機房、主控樓等與焚燒廠房并列布置，主控樓緊鄰汽機房西側，10kV出線向北。凈水器、工業水池、冷卻塔及綜合水泵房等設在汽機房東南側、綜合樓東北側。點火油庫、滲濾液處理站設在廠區西北側。

廠區總平面布置功能分區明確，工藝系統銜接緊密。滲濾液處理站、垃圾卸料大廳、垃圾池以及垃圾運輸道路及棧橋位于廠區西北地段，處于廠區主導風向下風向，其間設綠化林帶隔離，防止臭味向廠前區擴散。

（2）巧妙設置觀光走廊

汽機房與焚燒爐間、煙氣凈化間固定端平行布置，零米層兩建筑物脫開約3m，7m層和10m層連接，構成巡視觀光走廊。這種布置形式，既可保證不同高度建筑物的沉降縫設置要求，利用兩建筑物自然脫開空間，加強了自然通風對流換氣條件，又能接受自然采光，改善了車間內熱環境、衛生環境，并方便消防疏散。通過巡視觀光走廊的聯接，將焚燒主廠房和汽機房內各設備單元展現在觀光者面前，這種既分散又聯合的設計，在節能、節省造價、美觀的同時，也使整個垃圾焚燒發電廠形成了一個有機的整體，既簡約又大方。觀光走廊設置方案如圖2。

圖2 觀光走廊設置方案

（3）優化垃圾池的池底標高

垃圾池是垃圾焚燒發電廠土建工程中最重要的組成部分之一，池體的防滲、防腐要求高，其土建工程造價占總土建工程造價的10%～15%，且施工難度大、周期長。興義市生活垃圾焚燒發電廠根據焚燒爐卸料口標高27.00m不能變和垃圾池凈寬度不應小于抓斗最大張角直徑的2.5倍的要求，結合實際運行經驗，提高卸料大廳標高至8.80m，增加垃圾池凈寬度至24.00m，即在滿足垃圾池有效池容的前提下，將垃圾池池底標高由傳統的 -7～-6m提高至-3m。垃圾池設計方案作上述調整后，減少了土石方開挖量約5000m3、砼用量約300m3、鋼筋用量約18t。此外還減少了深基坑支護、施工周期等，同時又降低了日常運行中抓斗、滲濾液提升高度和工程風險，節省了工程造價和運行成本。

（4）冷卻塔、綜合泵房采用立體布置

根據工藝特點和地質條件，因地制宜地將綜合泵房置于冷卻塔下方，改變了傳統平行布置為立體的上下布置，將平行布置的兩個單體基礎合并為一個單體基礎，基礎工程量減少為約平行布置的一半，同時使有限占地面積功能化更清晰，縮短了連接管道，節省了土建工程成本并減少了占地面積。另外，循環水供水自流至凝泵吸水井，工業水接力加壓，相應減少了能耗，節約了廠用電。冷卻塔和綜合泵房采用上下立體布置方案如圖3。

圖3 冷卻塔和綜合泵房布置方案

（5）引入水動風機冷卻塔

垃圾焚燒發電廠目前普遍采用的是機力通風冷卻塔，雖然其具備占地面積小、水量損失較少、材料消耗少、造價較低、施工周期短、塔體工程化和規格化生產、運輸方便等優點，但存在配水管長、噴頭配水壓力不同，導致噴淋的淋水密度不均勻；電機、傳動軸和減速箱的維護較復雜，維護量和費用較高；噪聲較大等不足。

興義市生活垃圾焚燒發電廠引入了水動風機冷卻塔工藝。該工藝利用水流能量轉換成旋轉機械能，從而驅動風機旋轉，使填料區的上部產生負壓，塔外冷空氣在大氣壓力作用下被強制吸入塔內，在填料區與熱水進行熱交換達到冷卻要求。其在具有機力通風冷卻塔優點的同時，還擁有布水、配水更均勻的獨特特點。由于水動風機冷卻塔省去了風機電機和減速箱，大大降低了冷卻塔的電耗、震動和噪聲，減少了對周圍環境的聲污染，且無需采用電控設備。當選用水動風機冷卻塔工藝時，其選用的水輪機軸效率不得低于80%，當水輪機軸效率達到86%時，跟傳統的機力通風冷卻塔相比，平均能耗可降低約22%。

水動風機安裝效果如圖4所示。

圖4 水動風機安裝效果

（6）采用皮帶輸渣系統

爐渣采用帶式輸送機運至渣倉，主廠房內不設渣池及抓渣吊車，也不設運渣汽車通道。通過該改進措施，可縮短垃圾焚燒主廠房長度約10m，降低了土建工程造價，并避免了焚燒主廠房渣池臭味聚集、揚塵和運渣車輛對作業區環境衛生的影響。皮帶輸渣系統橫剖面如圖5所示。

通過上述措施的優化、集成，推動了垃圾焚燒發電廠設計功能化布置的革新，減少了建構筑物占地面積和建筑面積，節省了基建投資和運行成本，并優化了廠區形象，突顯垃圾焚燒發電廠主廠房建筑形體，更能合理安排與其他建構筑物的協調、聯系。

圖5 皮帶輸渣系統橫剖面

3 結語

興義市生活垃圾焚燒發電廠結合自身的實際情況，通過明確的功能分區和工藝要求，巧妙設置觀光走廊，優化調整垃圾池、冷卻塔及綜合泵房結構形式，使該廠在控制基建投資和運行成本的前提下，提升了建筑形體美感。通過引入水動風機冷卻塔、皮帶輸渣系統等設計思路，使生活垃圾焚燒發電廠節省了能源消耗、改善了廠區環境、美化了構筑物造型，達到了節能減排要求。

隨著城市經濟的發展，生活垃圾熱值將越來越高，節省投資、節約用地和改善環境的設計思路將成為生活垃圾焚燒處理技術應用的助推器，為生活垃圾焚燒處理技術的進一步推廣做貢獻。

[1] 白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術[M].北京：中國建筑工業出版社.

[2] 小型火力發電廠設計規范（GB50049-2011）[M].北京：中國計劃出版社.

[3] 生活垃圾焚燒處理工程技術規范（CJJ90-2009）[M].北京：中國建筑工業出版社.

[4] 生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準（建標142-2010）[M].北京：中國計劃出版社.

[5] 生活垃圾焚燒技術導則（RISN-TG009-2010）[M].北京：中國建筑工業出版社.

A Discussion on New Considerations of Design in Domestic Refuse Incineration and Power Plant

WANG Xi-ping
(China Urban Construction Design & Research Institute Fujian Branch, Fuzhou 350001, China)

By taking the project of domestic refuse incine ration and power plant in Xingyi cityas an example, the pape rintroduces the main contents of the project design, ana lyzes and sumasup the new considerations of investment saving and environmental im provement in the project design so as to promote the technical application of domestic refuse incineration treatment.

refuse incineration furnace; heating surplus boiler; fuegas purifying system; dioxin entries; fy ash

X799.3

A

1006-5377（2014）05-0036-04