生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目概論

譚豐，蔡凌飛

（中機第一設計研究院有限公司，合肥230601）

1 項目概念與發展背景

城鄉一體化就是要把工業與農業、城市與鄉村、城鎮居民與農村居民作為一個整體，統籌謀劃、綜合研究，通過體制改革和政策調整，促進城鄉在規劃建設、產業發展、市場信息、政策措施、生態環境保護、社會事業發展的一體化。城鄉一體化是我國現代化和城市化發展的一個新階段。

隨著近幾年我國對環境保護工作的逐步重視，環境保護和新能源綜合循環利用程度不斷提高。其中，城鎮生活垃圾焚燒發電已成為城鎮生活垃圾主要的無害化處理方式；鄉村的農林廢棄物采用生物質焚燒發電也已經擁有成熟的產業鏈模式。本文所研究論述的生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目就是將城鎮生活垃圾無害化處置項目和鄉村農林廢棄物處置項目統一規劃、建設和管理，實現生活垃圾焚燒發電與生物質焚燒發電綜合處理。生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目，既可以解決城鎮生活垃圾無害化處理問題和農村秸稈焚燒污染環境問題，又能促進農民增收，增加區域能源供應，這正是適應我國城鄉一體化發展的要求。

按照我國目前縣級城市的人口規模和經濟發展水平等因素分析，其垃圾日產生量[1]一般小于500 t，且垃圾焚燒補貼費相對較低。所以對于中西部地區人口規模偏小的城鎮，單獨建設垃圾發電廠，單位投資大，運營成本高，投資效益差。另一方面，縣域范圍內一般都擁有充足的農林生物質資源。這樣，對建設生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目提供了充分和必要條件。

2 項目選址和立項

生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目的廠址選擇應結合生活垃圾焚燒發電項目和生物質焚燒發電項目的特點，按照各自廠址選擇的要求綜合考慮，并應通過環境影響評價的認定[2，3]。具體要求如下：

1）廠址選擇應符合地區土地利用規劃、城鄉總體規劃和環境衛生專業規劃要求，根據區域秸稈分布、現有生產量、可供應量，并結合服務區域的垃圾轉運能力、運輸距離等因素來綜合考慮。

2）廠址應選擇在生態資源、地面水系、機場、文化遺址、風景區等敏感目標少的區域，應避開居民集中的居住區和有開發價值的礦藏上。

3）廠址應滿足工程建設的工程地質條件和水文地質條件，不應選在發震斷層、滑坡、泥石流、沼澤、流沙、巖溶強烈發育及地陷等地段。

4）廠址宜設置在城鎮、居民點和文化遺址、風景區常年最小頻率風向的上風側，并應距離附近居民區300 m以上。

另外，廠址附近水源宜優先考慮城市污水處理廠中水，北方缺水地區限制取用地表水、嚴禁使用地下水。生物質燃料的收儲半徑盡量控制在50 km范圍內，生活垃圾收儲宜靠近垃圾焚燒服務區，運距應經濟合理，與服務區之間有良好的道路交通條件。有供熱負荷要求的項目選址，在園區規劃范圍內的優先，靠近熱用戶的優先，10 km范圍內熱負荷大于30 t/h的優先。

根據我國的政策，生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目需分為農林生物質焚燒發電和生活垃圾焚燒發電2個獨立項目報審核準。項目的規劃、申請報告可以同級審批，但要分先后順序，需要統籌規劃（具體應以當地建設主管部門規定為準）。

3 項目工程設計概論

3.1 項目基本情況

根據生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目特點，通常此類項目的裝機規模采用生物質一爐一機，垃圾焚燒一爐一機，并預留擴建發展場地。主機參數：生物質焚燒采用高溫高壓，垃圾焚燒采用中溫中壓。供熱形式適用于工業及民用熱負荷。并網采用生活垃圾焚燒發電和生物質焚燒發電分開獨立計量，一條線路上網的模式。

3.2 廠區總平面布置

城鄉一體化項目廠區可分為5大功能分區，即：主生產區、水工區、滲濾液處理區、生物質料場區及廠前區。具體分區布置可參見圖1。

圖1 城鄉一體化項目廠區功能分區圖

其中，主生產區包含綜合主廠房、主變及升壓站、化水車間、垃圾焚燒爐、生物質焚燒爐、垃圾焚燒煙氣凈化車間、生物質爐后脫硫除塵設備、煙囪等。水工區包含冷卻塔、綜合水泵房、工業及消防水池、污水處理站等。滲濾液處理區主要有滲濾液處理站、飛灰穩定化車間等。生物質料倉區主要有儲料棚和給料棚及上料棧橋。廠前區主要由廠區公共建筑組成，包含辦公樓、食堂、宿舍、車庫等。

在廠區總體布局上，垃圾焚燒發電物流與生物質焚燒發電物流通道分開設計，不交叉作業。城鄉一體化項目可綜合考慮垃圾焚燒發電和生物質焚燒發電，可以設計共用或部分共用電力上網線路、取水管線、化水系統、壓縮空氣系統、消防系統、冷卻塔、汽機房、配電間、綜合水泵房、煙囪、中央控制室、檢修間及廠前區公共建筑等。通過一體化建設，可以節約土地資源和工程造價。

3.3 主要工藝流程

城鄉一體化項目，由常規的生活垃圾焚燒和生物質焚燒2條單獨焚燒線結合在一起構成，主要工藝流程布置見圖2。兩套系統的焚燒線均布置在主生產區內，生物質鍋爐采用室外半封閉形式布置，垃圾焚燒爐及余熱鍋爐布置在焚燒車間內。垃圾焚燒線爐后煙氣凈化設備布置在煙氣凈化車間內，生物質焚燒線爐后煙氣凈化設備露天布置，兩路煙氣最終均進入一個集束套筒煙囪進行排放。熱力、化水、電氣系統共用部分綜合考慮，合并設計在綜合主廠房內。

3.4 主要建（構）筑物設計

綜合主廠房是城鄉一體化項目的核心建筑物，其包括卸料平臺、垃圾倉、垃圾焚燒及煙氣凈化車間、綜合汽機房、主變室及中控室等。卸料大廳下部設置化水車間，充分利用空間；中控室、電子設備間下部設置主變室及門廳，廠區2條工藝線采用集中配電，節約空間；汽機房縱向布置2臺汽機，共用1臺汽機檢修吊車，節省造價。

圖2 焚燒工藝流程布置圖

城鄉一體化項目建議采用集束套管煙囪，內筒可采用鋼結構或玻璃鋼內筒，外筒可采用現澆鋼筋混凝土方煙囪。既節約用地又可達到美觀效果。

4 結論

在我國規模較小且區域范圍內擁有充足的農林生物質資源的城鎮，建設生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目的優勢十分顯著，也是有效解決縣級城鄉垃圾和農林廢棄物問題的新思路。城鄉一體化項目的概念符合目前能源綜合利用的發展趨勢。生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目可以在一定范圍內共用場地和建筑資源，節約土地和工程造價；可以實現垃圾焚燒發電和生物質焚燒發電2套工藝流程系統的運行和管理人員為同一班人馬，降低人力和運行成本；可以實現2套系統的互為備用，廠區公用系統由垃圾焚燒發電供電，生物質發電廠用電率可有效降低約1%，提高了經濟效益。

城鄉一體化項目建設目前存在的主要問題是生活垃圾焚燒發電和生物質焚燒發電項目需同時審批，統籌規劃，項目前期工作量大。但隨著能源綜合利用的發展趨勢，這些問題都將迎刃而解。

綜上所述，生活垃圾及生物質焚燒發電一體化項目相比單獨投資建設生活垃圾焚燒發電廠和生物質焚燒發電廠能達到節約土地、減少造價、管理協同、降低成本并提高效益的“規模經濟”效果，實現了經濟效益、社會效益和生態效益的多贏。