價值工程在發展中國家生活垃圾焚燒項目開發和建設的應用研究

張邦超 ZHANG Bang-chao

（中國恩菲工程技術有限公司，北京 100038）

0 引言

目前，發展中國家如亞洲、非洲、南美洲等，均積極啟動和建設生活垃圾焚燒項目（簡稱WTE 項目）。雖然少量國家如越南、泰國、印度、埃塞俄比亞等已建成少量項目，但是尚有大量眾多的城市急需解決“垃圾圍城”的困境。這些項目在引進和模仿發達國家和中國的建設經驗，但由于經濟發展水平、技術和裝備差距等限制，WTE 項目在投資運作和工程建設中均出現不少困難，急需研究探索技術和裝備在本土化中出現的各類問題。

1 發展中國家生活垃圾處理概況

發展中國家垃圾終端處置差距和困難主要在于：①目前處置主要以填埋和露天堆放為主，廢物無害化程度低。借鑒的工藝系統和裝置并不完全適應國情。②缺乏自主開發的垃圾處理技術和裝備。在引進先進技術和設備時，遭遇技術壁壘或與需求不匹配。③缺乏相應的技術規范和行業實踐，缺少對垃圾處理的政策性補貼和電價補償機制。項目開發和建設中過度依靠市場化運作，造成投資和運營成本偏高。

當地的政府部門、垃圾收運體系和社會資本方，以及國外（包括中國）投資方、承包商和設備廠家等，均需要審視適合項目特點的工藝技術和開發方案，探索出投資和功能性價比高的發展道路。

2 價值工程在項目規劃和建設中的應用思路

WTE 項目價值分析的核心在于功能分析，重點分析項目的基本功能/輔助功能、使用功能/美學功能、必要功能/非必要功能等核心區別。項目的價值是一種比較價值，是指項目具有的功能與獲得該功能的全部費用的比值（V=F/C）。價值工程對象的選擇，集中于價值系數低、降低成本潛力大的工程作為計算和分析目標。但是當均能滿足基本和必要功能的多個可行方案選擇時，應計算和選擇價值系數（功能系數與成本系數的比值）最大的對象，以達到投資和建設的利益最大化。

目前，垃圾處理功能評定尚無統一標準或參考，需要根據項目需求，具體定義各功能以及評分標準。項目的各項基本功能和必要功能，在評分體系中應該占據主要部分，而輔助或多余功能，應根據實際需求盡量降低評分的比例。選定合適的備選方案后，根據專業的估算或造價方法進行測算總成分和各方案的成本系數。

3 發展中國家生活垃圾焚燒項目功能分析

3.1 生活垃圾基本特性

發展中國家產生的生活垃圾，一般收集后均為混合型垃圾。表1 和表2 為某代表性城市成分。

表1 南亞地區某城市垃圾物理成分構成表單位：%

表2 南亞地區某城市生活垃圾化學組成表

核心工藝裝置和功能包括：入場垃圾的計量統計、接收和儲存功能、焚燒和余熱利用、灰渣處理。主要的環保功能作為處理二次污染的必要設施，包括煙氣凈化系統、污水和滲濾液處理系統、飛灰無害化系統、臭氣收集和處理系統等。

①垃圾卸料和儲存。發展中國家垃圾成分復雜，熱值較低，水分含量較高，物理組成和化學成分與中國代表性垃圾成分相似。部分城市混合型垃圾含有機成分較高，渣土含量較低。為提高垃圾入爐焚燒熱值和入料的均化，垃圾倉的設置必不可少。卸料平臺、垃圾吊車和滲瀝液導排系統等均為必要的配套設施。②焚燒與余熱利用。機械爐排爐作為世界主流的垃圾焚燒爐技術，技術成熟可靠。處理的垃圾熱值適應范圍廣，運行及維護簡便，是目前處理城市垃圾中使用最為廣泛的焚燒爐。機械爐排爐和配套的余熱鍋爐作為基本和必要功能，是垃圾處理的核心裝置和最重要的功能設置。目前普遍采用的三菱-馬丁爐排、西格斯傾斜翻動爐排、日立造船株式會社R 型爐排、丹麥偉倫Dyna 爐排等均能達到工藝要求。機械爐排爐、余熱鍋爐和配套的給料系統、助燃系統、除渣系統等均為必要的工藝設施。③煙氣凈化和排放。發展中國家目前一般參照歐盟2010/75/EC 限值，各類限值接近于中國《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014）要求。

為滿足以上達標排放要求，煙氣凈化采用“SNCR+干法+半干法+布袋除塵”工藝，即可滿足酸性氣體和氮氧化物等去除要求。SCR、煙氣再循環和濕法洗滌等分別作為脫硝和脫酸的加強措施，以及目前發展正酣的煙氣超低排放處理技術，在發展中國家尚不具備工藝的必要性。

3.2 焚燒項目基本功能和非必要功能

生活垃圾焚燒項目的核心工藝要求分為五大部分：①焚燒、余熱鍋爐和汽輪機組發電，實現垃圾無害化、減量化和回收能量的三大目的；②產生的爐渣和飛灰必須符合當地環保法規；③煙氣排放符合當地環保法規；④滲濾液處理和污水排放必須符合當地環保法規；⑤噪聲、臭氣等符合當地環保法規要求。

中國WTE 技術經過引進技術和裝備發展中，逐步形成了完整的工藝路線和建設運營模式，但也演化出很多附加功能。這些非必要和冗余功能主要有：①為了形象展示和宣傳需要，增加了過度的宣傳、參觀和環保教育等功能；②去工業化功能，包括過度的廠房外形造型、公園化設計和園林綠化景觀等；③超過當地經濟發展的工藝裝備水平，以及設計中過量的冗余設計；④DCS 集散式全廠控制、智能化工廠、大屏幕展示等冗余設計。

項目主要工藝設施的功能定性分析如表3。

表3 WTE 項目價值分析

4 價值工程的工作方法和步驟

4.1 價值工程對象的選擇

開展價值工程的第一步是對象的選擇。常用的對象選擇的方法有因素分析法、ABC 分析法、強制確定法、百分比法和價值指數法等。比較適宜WTE 項目對象選擇的方法有因素分析法和ABC 分析法。選擇對象主要目的是篩選出功能差、造價高、數量多、占地大、工序多等研究目標。

因素分析法也稱經驗分析法，指根據具體研究的項目范圍，憑借專業分析人員的經驗集體研究確定選擇對象的一種方法。ABC 分析法是一種定量分析方法，通過成本的分配比例定義各功能的重要性，重在分主次、輕重進行分類選擇。A 類占總數的20%以內，但成本占70%到80%。A類一般是價值工程的主要研究對象。

項目研究團隊首先成立固廢處理工藝技術專家小組，分析項目的具體特點和各系統的構成，甄別出功能重要、工序多、工藝方案多等研究目標，剔除不必要的研究范圍。然后由造價專業人員進行造價分析計算，通過ABC 分析法確定A 類重點研究對象。根據以上思路，研究小組一般包括固廢技術專業人員、熱能專業人員、煙氣凈化專業人員、給排水專業人員和工程造價專業人員等，在熟悉當地市場和項目管理的領導團隊下開展工作。

4.2 項目全壽命周期的成本分析

在定義某項目基本功能后，進行WTE 項目全壽命周期的成本分析和優化。主要目的是選擇垃圾焚燒項目的主要系統后，進行專業的造價咨詢和計算，尋求可靠實現項目建設目標和用戶要求的最低成本?；蛟趥溥x的方案研究中，比選出性價比最好的工藝路線和設備選型。

成本優化的工作集中在如何計算基本功能的成本降低值，即現實成本和目標成本的差值，可通過市場詢價和專業造價研究獲得。目標成本首先考慮整體項目的建設目標成本，通過功能重要性系數的分解和定義，分配和計算出各選擇對象的目標成本，從而得到各系統的成本降低幅度。各對象的初步成本降低幅度，需要進一步通過詢價、技術優化等技術和造價研究確認是否能達到。詢價工作首先保障提供各系統的詳細工藝方案、設備參數、材質等，通過充分的設計方案和市場調查得到準確合理的現實成本。

4.3 項目價值系數計算和分析

項目中某個評價對象的價值系數（V）等于對象的功能評價值除以現實成本。具體分析某個工藝系統備選方案比選時，在滿足本系統基本功能要求的基礎上，一般選擇性價比較高即價值系數最高的方案。以最小的成本提供功能多的裝置，增加了系統的工藝能力和潛力，從而贏得用戶和市場競爭。發展中國家經濟較為落后、政府財政有限，垃圾收集和處理補貼能力較差，電網穩定性差，電價補貼保證性也較差。這種現狀決定了可行的提高價值途徑大部分為“犧牲型”改進方向，即甄別出基本和必要功能后，剔除或減少其他功能設置，大幅度降低項目開發和建設成本。

5 某海外項目價值工程研究實例

分析某東南亞生活垃圾焚燒工藝功能模塊，得到項目價值提高途徑如表4。

表4 WTE 項目價值提高基本方向

在去除過剩功能和冗余設計后，通過上述專業分析后，重點進行價值工程研究的模塊如圖1 所示。

圖1 WTE 項目主要功能模塊圖

6 結語

結合價值工程定性分析固廢項目，已有多年項目實踐，但尚未形成成熟的理論和標準。通過專業人員的參與和研究計算，甄別出主要研究對象和定量計算價值系數，是一項具有挑戰性的研究課題。

①發展中國家和地區由于缺乏資金、技術、設備等，WTE 項目必須考慮基本功能、必要功能和輔助功能等區別，盡量避免或減少過剩和冗余的設置。在項目開發和建設前期注重價值工程研究和應用，逐漸成為建設項目的必經之路。②發展中國家應該走一條適合國情的技術道路，不能簡單模仿或超前規劃建設。項目開發階段，首先定義項目的基本功能和非必要功能，辨識出當地衛生規劃、環境保護要求、企業和承包商投資回報等基本要求。然后詳細分析功能和現實成本，以求實現最優性價比。特別需要注意本文提及的過度去工業化或社會化功能，以價值工程量化分析為手段，甄別出適合當地國情和建設條件的裝置和檔次。③對于中國投資商或承包商，在發展中國家或地區進行投資建設或出口裝備時，也應該開展盡職調查，詳細分析項目建設的價值系數。避免簡單的技術或設備出口，把中國的資源與本地需求融合，才能順利推廣建設和運營經驗，項目開發和裝備銷售才能獲得好的投資回報。