城市垃圾廠填埋氣發(fā)電技術(shù)應(yīng)用與分析

賈學(xué)智金　珍劉昌盛

（1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司延邊供電公司，吉林 延邊 133000；2.沈陽偉力達(dá)能源動力科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

城市垃圾廠填埋氣發(fā)電技術(shù)應(yīng)用與分析

賈學(xué)智1金珍1劉昌盛2

（1.國網(wǎng)吉林省電力有限公司延邊供電公司，吉林 延邊 133000；2.沈陽偉力達(dá)能源動力科技有限公司，遼寧 沈陽 110000）

城市垃圾廠填埋氣發(fā)電是可再生生物質(zhì)能源應(yīng)用的良好途徑。我國城市垃圾填埋廠具有處理量大、技術(shù)簡單實(shí)用、有機(jī)物質(zhì)含量高、產(chǎn)氣率較高等特點(diǎn)。通過填埋氣發(fā)電上網(wǎng)售電創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，同時余熱資源充分利用實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，提高能源綜合利用效率。國家政策也積極鼓勵和倡導(dǎo)城市垃圾廠填埋氣發(fā)電綜合利用，極大地推動了行業(yè)的發(fā)展。

垃圾填埋氣發(fā)電；燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)；上網(wǎng)售電

目前垃圾填埋是我國城市解決生活垃圾的主要方法，截止2005年底全國共有356座生活垃圾填埋場，90%的城市生活垃圾采用填埋處理。根據(jù)工程措施是否標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保要求能否達(dá)標(biāo)來判定，分為簡易填埋場、受控填埋場和衛(wèi)生填埋場3個等級。

垃圾填埋氣是生活垃圾填埋后，經(jīng)過微生物分解，產(chǎn)生的以甲烷和二氧化碳為主要成分的混合氣體，LFG為垃圾填埋氣英文縮寫（Landfill gas）。一般垃圾填埋氣甲烷比例為45%～65%，二氧化碳比例為35%～55%，其余為空氣、硫化氫和微量氣體，低位熱值在18MJ/m3～24MJ/m3左右。垃圾填埋氣產(chǎn)量和利用受諸多因素影響，包括現(xiàn)場環(huán)境條件、垃圾廠規(guī)模、垃圾組份、填埋時間、沉積情況和氣體收集管理措施等。

垃圾廠填埋氣發(fā)電具有以下有利條件：

（1）垃圾填埋氣回收利用經(jīng)濟(jì)效益好。

（2）我國生活垃圾的組成適合實(shí)施垃圾填埋氣的利用工程。

（3）城市垃圾的集中處理處置，可促進(jìn)垃圾填埋氣的回收利用。

（4）國家政策的支持，包括上網(wǎng)發(fā)電流程、全額收購、財政補(bǔ)貼。

（5）國際合作的增加，為垃圾填埋氣的利用提供了先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和資金。

1.項(xiàng)目概況

沈陽市大辛生活垃圾處理場位于沈北新區(qū)財落鎮(zhèn)，距離市中心30km，占地面積約808畝日填埋垃圾量2500t～3000t。通過垃圾填埋氣收集處理（脫水、除硫、穩(wěn)壓等），實(shí)現(xiàn)填埋氣上網(wǎng)發(fā)電。

根據(jù)《可再生能源法》第十四條，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。2006年國家發(fā)改委發(fā)布了《可再生能源發(fā)電價格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》，規(guī)定生物質(zhì)發(fā)電（含垃圾焚燒發(fā)電和填埋氣發(fā)電）上網(wǎng)電價由標(biāo)桿上網(wǎng)電價加補(bǔ)貼電價組成，補(bǔ)貼電價標(biāo)準(zhǔn)為0.25元/kWh。發(fā)電項(xiàng)目自投產(chǎn)之日起，15年內(nèi)享受補(bǔ)貼電價。

項(xiàng)目所在地遼寧的脫硫標(biāo)桿上網(wǎng)電價為0.3685元/kWh，按照國家發(fā)改委相關(guān)政策及綜合因素考慮，由省物價局確定沈陽市大辛生活垃圾處理場填埋氣發(fā)電上網(wǎng)電價為0.597元/kWh。

2.技術(shù)方案

2.1填埋氣發(fā)電

垃圾填埋氣發(fā)電設(shè)備為2臺GE顏巴赫J(rèn)GS320發(fā)電機(jī)組，單臺發(fā)電功率1063kW。2009年10份一期工程一臺發(fā)電機(jī)組調(diào)試完成并網(wǎng)發(fā)電，隨著填埋氣量的不斷增加，2012年11月二期工程一臺機(jī)組實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。截至目前，一期發(fā)電機(jī)組已運(yùn)行近5萬小時，二期發(fā)電機(jī)組運(yùn)行超過2.5萬小時。目前兩臺發(fā)電機(jī)組運(yùn)行良好，兩臺機(jī)組滿載時總耗氣量約1300立/小時，可以保證兩臺機(jī)組滿載運(yùn)行。

垃圾填埋氣發(fā)電原理示意及沈陽大辛垃圾廠填滿氣發(fā)電現(xiàn)場如圖1和圖2所示。

2.2發(fā)電機(jī)組參數(shù)

垃圾填埋氣發(fā)電機(jī)組的電效率、靈活性、穩(wěn)定性、年可用率、維護(hù)管理等因素決定了項(xiàng)目整體的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行成本。采用國外先進(jìn)的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，通過穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)電上網(wǎng)創(chuàng)造最大收益。

垃圾填埋氣發(fā)電機(jī)組技術(shù)性能參數(shù)見表1。

2.3余熱綜合利用

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在利用垃圾填埋氣發(fā)電的同時，余熱資源包括煙氣和缸套水可以充分利用，GE顏巴赫J(rèn)320發(fā)電機(jī)組煙氣熱量636kW，缸套水熱量614kW，通過換熱器制熱水為建筑采暖，解決廠區(qū)所有建筑冬季供熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)供，提高了垃圾填埋氣的能源利用效率，增加了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

表1　填埋氣發(fā)電機(jī)組技術(shù)性能參數(shù)

3.效益分析

3.1經(jīng)濟(jì)效益

城市垃圾廠填埋氣發(fā)電綜合應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。考慮日常檢修和非計劃性停機(jī)，本項(xiàng)目發(fā)電設(shè)備按照年運(yùn)行時間8000h，年凈發(fā)電量為1650萬度，年上網(wǎng)發(fā)電收益985萬元，同時余熱資源充分利用為廠區(qū)提供采暖，更進(jìn)一步提高了項(xiàng)目的整體經(jīng)濟(jì)效益。

3.2環(huán)境效益

城市垃圾廠填埋氣發(fā)電為廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生提供了有效途徑，實(shí)現(xiàn)了固體生活垃圾的無害化、減量化、資源化利用，轉(zhuǎn)化為高品位電能，同時煙氣排放完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員（IPCC）相關(guān)規(guī)定，填埋氣體中甲烷被列入大氣溫室氣體清單，其溫室效應(yīng)是同體積二氧化碳的21倍。

3.3社會效益

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市垃圾填埋廠也面臨巨大的壓力，今后相當(dāng)長一個時期內(nèi)城市生活垃圾處理任務(wù)將十分繁重，利用填埋氣發(fā)電可滿足填埋廠運(yùn)營對電力的需求，降低運(yùn)營費(fèi)用；還可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電上網(wǎng)；同時可解決填埋廠供暖、生活熱水等需要，改善填埋廠的工作和生活條件。

［1］曹偉華，王艷明.垃圾填埋場：填埋氣發(fā)電技術(shù)應(yīng)用［J］.建設(shè)科技，2007（21）：42-43.

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