垃圾焚烧发电厂可行性研究报告

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1、无锡XX环保热电工程可行性研究报告XX有色工程设计研究总院二四年六月DF723-2004工 程无锡XX环保热电工程可行性研究报告XX有色工程设计研究院院 长：院工程主管：院总工程师：院副总工程师：项目总设计师：二八年六月参加专业及人员专 业审 定审 核专业负责人主要设计者焚 烧净 化热 力电 力仪 表总 图建 筑结 构通 风给排水环 保技 经概 算目 录第一章 总论11.1 概述11.2 项目建设的必要性21.3 主要技术原则和指导思想41.4 综合技术经济指标61.5 主要结论7第二章 城市生活垃圾概况82.1 无锡市社会经济概况82.2 无锡市生活垃圾处理现状82.3 生活垃圾的产生量及预

2、测92.4 生活垃圾的特性及热值预测10第三章 热负荷133.1 供热现状133.2 热负荷133.3 热用户热负荷14第四章 垃圾焚烧处理工艺技术方案154.1 城市垃圾处置技术综述154.2 国际上生活垃圾焚烧技术状况和炉型比较174.3 国内垃圾处理技术发展和应用现状214.4 本工程焚烧炉型的确定234.5 焚烧炉容量确定和系统要求244.6 主要设计参数26第五章 建厂条件275.1 厂址概述275.2 气象条件275.3 工程地质275.4 交通运输285.5 水源285.6 接入系统295.7 垃圾供应295.8 辅助及点火燃料供应29第六章 工程设想306.1 总平面布置306

3、.2 垃圾焚烧346.3 烟气净化386.4 余热利用476.5 灰渣处理506.6 给排水526.7 化学水处理596.8 辅助及点火燃料606.9 自动控制616.10 电气646.11 土建666.12 通风、空调及除尘71第七章 环境保护747.1 设计依据747.2 环境概况747.3 主要污染物及其治理措施767.4 环境影响分析797.5 环境管理与监测807.6 环保投资81第八章 劳动安全卫生828.1 设计依据828.2 职业危害因素分析828.3 劳动卫生设计828.4 安全防范措施848.5 预期效果85第九章 节能与消防869.1 节能869.2 消防86第十章 工程

4、实施与建设工期8810.1 工程实施8810.2 建设工期88第十一章 投资估算9011.1 工程概况9011.2 编制原则及依据9011.3 专业投资分析9111.4 总估算9211.5 综合估算9411.6 其它费用计算表99第十二章 技术经济10012.1 概述10012.2 组织机构及劳动定员10312.3 项目总投资及资金筹措10512.4 生产成本及费用计算10612.5 损益计算10812.6 财务评价11012.7 不确定性分析11112.8 综合评价113附表：主要设备一览表附件：1. 江苏省发展和改革委员会文件：苏发改投资发2004 91号省发改委关于无锡双河尖热电厂垃圾焚

5、烧热电项目建议书的批复；2. 无锡市发展计划委员会锡计资（2004）第72号文件：关于转发省发改委省发改委关于无锡双河尖热电厂垃圾焚烧热电项目建议书的批复的通知；3. 无锡市双河尖热电厂编制的无锡市双河尖热电厂垃圾焚烧热电联产改造项目建议书;4. 无锡市人民政府锡政会纪200438号关于无锡市地方电力公司垃圾焚烧发电厂选址评审会议纪要；5. 无锡市规划局文件：锡规市政选（2004）第036号建设项目选址意见书；6. 项目所在地环保部门意见；7. 委托可行性研究报告编制书；8. 无锡XX热电有限公司文件：锡惠电发2004第6号同意XX环保热电供净化水、发电机接入升压系统、蒸汽收购的要求；9. 关

6、于接纳XX垃圾焚烧发电厂飞灰安全填埋处理的协议；10.关于无锡XX环保热电有限公司灰渣处理意见书。附图序号图 纸 名 称图 号1地理位置图DF723000112总平面布置图 （第一方案）DF723000123总平面布置图 （第二方案）DF723000134垃圾焚烧流程图DF723000145烟气净化系统工艺流程图DF723000156热量平衡图DF723000167原则性热力系统图DF723000178化学水处理原则性系统图DF723000189干煤棚及输煤系统图DF7230001910物料平衡图DF72300011011主接线系统图 （方案一）DF72300011112主接线系统图 （方案二

7、）DF72300011213DCS主监控系统图DF72300011314联合厂房0.00平面布置图DF72300011415联合厂房运转层平面布置图7.00 DF72300011516联合厂房剖面布置图DF72300011617污水处理站工艺流程图DF7230001175项目名称：无锡XX环保热电工程承建单位：无锡市地方电力公司第一章 总 论1.1 概 述1.1.1 设计依据（1）江苏省发展和改革委员会文件：苏发改投资发2004 91号省发改委关于无锡双河尖热电厂垃圾焚烧热电项目建议书的批复；（）无锡市发展计划委员会锡计资（2004）第72号文件：关于转发省发改委省发改委关于无锡双河尖热电厂垃

8、圾焚烧热电项目建议书的批复的通知；（）无锡市双河尖热电厂编制的无锡市双河尖热电厂垃圾焚烧热电联产改造项目建议书;（4）无锡市人民政府锡政会纪200438号关于无锡市地方电力公司垃圾焚烧发电厂选址评审会议纪要（5） 无锡市地方电力公司致XX有色工程设计研究总院市政和环境分院的可行性研究报告设计委托书；1.1.2 项目概况无锡市地处长江三角洲,坐落在太湖之滨,东邻上海、西接南京、南靠浙皖、北依长江，经济发达、交通方便。无锡是XX近代民族工商业的发祥地，是全国15个经济中心城市之一，综合实力强、投资环境优。无锡市下辖崇安、南长、北塘、滨湖、惠山、锡山和新区，江阴、宜兴二个县级市。惠山区位于无锡市城北

9、，由原锡山市撤市设区而来,北邻江阴、西靠武进、东与锡山区、崇安区接壤，南接滨湖区。全区总面积328.8 km2，户籍人口37.3万，外来人口9.4万左右，惠山区辖10个建制镇，其中省级重点中心镇2个，已建成1个省级经济开发区、9个镇级工业园区。2001年惠山区实现GDP132.30亿元，人均35450元。双河尖热电厂位于无锡市城区西北部的运河旁，是无锡市属热电厂之一，于1985年正式投产。根据无锡市城市供热规划和环卫规划，该厂拟实施垃圾焚烧热电联产改造工程，省发改委批复的项目建设规模为日处理生活垃圾1200t。由于双河尖热电厂位于城区内，发展空间小，征地拆迁工程量大，难以实现工程进度，不能满足

10、日趋增多的垃圾处理的需要。无锡市人民政府以锡政会纪200438号文，认可该项工程移地到XX热电厂的场地内建设。XX热电厂位于惠山经济开发区西侧的仓桥头,西邻锡澄运河、东为倪家湾村、北为农田、南靠元丰机械,厂址南边有沪宁高速公路和锡玉公路通过。厂区总占地面积26.86ha,规划容量为225MW+2135MW。目前，XX热电厂一期工程正在实施，二期工程正作前期准备。根据XX热电厂总平面布置，东南角尚有一快空地，可作为垃圾焚烧热电厂建设用地。在该处建厂可充分利用XX热电厂的取水、净化水、运煤、供热、上网等生产设施和食堂、浴室、宿舍、办公、化验等生活及辅助生产设施，该处交通方便又处于热负荷中心，有利于

11、建设成为焚烧垃圾的环保热电厂。1.2 项目建设的必要性1.2.1 城市生活垃圾处理现状无锡市区2002年底总人口215.92万人，另有外来常住人口约43万人，日产垃圾约2000t 。随着城市现代化建设的发展和人民物质生活水平的日益提高，垃圾产量逐年增多，根据环卫部门的预测，2005年日产垃圾约2622t，2010年市区垃圾日产量达2945t。目前，全市已建成垃圾中转站152座，居民小区、企事业单位和经营门市的生活垃圾及道路的清扫垃圾收集后，经中转站汇集压缩，运往桃花山垃圾卫生填埋场。桃花山填埋场于1994年建成,填埋区面积20.5ha,总库容462万m3,设计填埋量433.6万t，设计日填埋量

12、810t，终期1380 t，预计使用年限为2010年。桃花山填埋场作为全市唯一的生活垃圾填埋设施，已不能适应城市生活垃圾逐年增长的需要，在江南水乡、太湖之滨的无锡市再寻找另一个填埋场是十分困难的，应尽快采取措施分流城市垃圾，把桃花山填埋场作为最终废弃物的填埋场所。1.2.2 建设的必要性随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，每天源源不断大量产生的生活垃圾，已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。我国历年堆存的垃圾量高达40多亿吨，侵占土地5亿多平方米，有200多座城市陷入生活垃圾的包围之中。按照可持续发展战略的基本要求，选用技术可靠、经济适用、环境达标的处理技术，从根本上实现我国生活垃圾

13、无害化、减量化、资源化的治理目标，真正做到化害为利，变废为宝是一项重要的社会发展战略任务。垃圾焚烧发电是二十世纪中期发展起来的一项高科技垃圾处理技术，既可以对垃圾进行无害化、减量化处理，又可以利用垃圾焚烧产生的蒸汽供热、发电，实现废弃资源的综合利用，既防止了垃圾的污染，保护了环境，又发电供热，带来经济效益。无锡市桃花山垃圾填埋场的剩余容量已不能满足城市不断产生的生活垃圾的需要，新建一个卫生填埋场需要较大的投资和经营费用，同时在无锡市难以找到第二个更大的填埋场。在国外，特别是经济发达国家早已采用垃圾焚烧发电处理技术。在国内，1988年深圳建成了第一个垃圾焚烧厂。在世纪之交，国内纷纷兴建垃圾焚烧厂

14、，现已建成投产的有广东珠海、浙江宁波、上海浦东、绍兴城东，哈尔滨、河南荥阳、安徽芜湖等项目。垃圾焚烧技术有的从国外引进，有的国内自行开发，由中科院、浙大、清华等单位相继开发的循环流化床燃烧技术，具有燃烧效率高、负荷调整范围宽、垃圾燃尽率高、污染排放低的特点，由于用煤作为辅助燃料，更适合我国国情。目前，无锡益多环保热电公司在市区南部的新安镇正在建设日处理800t000t的垃圾焚烧发电厂。按照城市环卫规划，在市区北部应再建设一 座垃圾发电厂，用于处理无锡市北部的城市生活垃圾。这样，无锡市北部、南部和西部都有生活垃圾处理设施，构成合理格局，共同处理全市的生活垃圾。无锡市为了加强“两个率先”步伐，推进

15、特大城市建设进程，坚持人与自然和谐发展，真正建成“国家环境保护模范城市”，走可持续发展之路，保持“旅游胜地、投资福地”的美誉，建设市区北部的XX环保热电（双河尖热电厂垃圾焚烧热电联产移地改造）项目是非常适时，完全必要的。1.3 主要技术原则和指导思想1.3.1 主要编制依据（1）江苏省发展和改革委员会文件：苏发改投资发2004 91号省发改委关于无锡双河尖热电厂垃圾焚烧热电项目建议书的批复；（2）无锡市双河尖热电厂编制的无锡市双河尖热电厂垃圾焚烧热电联产改造项目建议书;（3）GB18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准（4）建设部、国家计委批发的城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准（5）G

16、B50049-94小型火力发电厂设计规范（6）国发199636号关于进一步开展资源综合利用的意见（7）国家经贸委2000660号资源综合利用电厂（机组）认定管理办法（8）财税2001198号关于部分资源综合利用及其它产品增值税政策问题的通知1.3.2 主要设计原则设计坚持“确保焚烧、环保达标、综合利用、控制投资、提高效益”的原则，建设一座技术先进、运行可靠、无二次污染、效益良好的垃圾焚烧热电综合利用工程。（1）工程按日处理1200t生活垃圾设计。（2）选用华光锅炉股份有限公司开发的、通过鉴定的、以煤作辅助燃料的循环流化床垃圾焚烧炉。本期工程选用3台日处理400t、产汽 58t/h的垃圾焚烧炉。

17、（3）烟气净化采用半干法、活性炭吸附加布带除尘的处理系统，烟气排放严于国家标准。（4）余热用于供热、发电，选用C12-4.9/0.981抽汽机组和B12-4.9/0.98机组各1台，利用做功发电后的蒸汽供热。（5）炉渣含C1%，是良好的建筑材料；飞灰固化后填埋处理，防止二恶英和重金属离子的扩散。（6）渗沥液采用收集回喷技术，工业废水及可能受到污染的地面水单独收集，经处理后排至城市污水管网。（7）垃圾焚烧是一项高科技项目，设计采用先进、可靠、适用的技术。全厂设中央控制室对机、炉、电集中控制，垃圾焚烧、烟气净化、汽水系统、给水除氧采用DCS控制系统，垃圾进料、炉膛火焰、汽包水位设工业电视，厂用电设

18、微机监控，继电保护采用微机综合保护，汽机采用电调。（8）厂区总平面布置按功能分区，充分考虑工艺需要和场地实况，注意保护自然生态。垃圾焚烧、烟气净化、余热发电、控制及配电等主要生产系统采用联合厂房布置，便于操作、易于管理、节省投资。（9）充分利用XX热电厂已有设施，不建办公楼、宿舍、食堂。1.4 综合技术经济指标序号名 称单 位数 量备 注1设计规模垃圾处理量t/d120039.9万t /a2主要设备 焚烧锅炉台3处理量400t/d台 产汽58t/h汽机台2抽汽、背压各1台 12MW发电机台212MW 6.3kV3年发电量k.kWh/a143070年供电量k.kWh/a1042984年供汽量t/

19、a6488245项目总投资万元36302其中：建设投资万元33954建设期利息万元1312流动资金万元10366劳动定员人1147运营总成本万元11197达产年平均其中：经营成本万元9454达产年平均8单位垃圾处理费元/t281达产年平均10销售收入万元/a14804达产年平均11销售税金及附加万元/a7达产年平均12利润总额万元/a3600达产年平均13政府补贴（垃圾收费）万元/a279370元/t垃圾14税后利润万元/a2445达产年平均15全投资内部收益率%9.616自有资金内部收益率%12.0517投资回收期a9.17含1.5年基建期18投资利润率%11.49达产年平均19借款偿还期a

20、8.61.5 主要结论（1）无锡市地处江南水乡、太湖之滨、人口密集、经济发达，在市区北部建设垃圾焚烧环保热电工程，分流城市生活垃圾、延长桃花山垃圾填埋场的使用年限，是非常必要的，符合无锡市总体规划和市政环卫规划。（2）利用XX热电厂已征土地建设垃圾焚烧厂，无需新征农田，又可利用XX热电厂已建设施，有利于工程建设的进展。（3）垃圾焚烧采用循环流化床，选用国产设备，用煤作为辅助燃料，工程投资省、经营费用低，可减少垃圾补贴、减轻财政负担。（4）垃圾渗沥液采用回喷技术，烟气采用半干法+布袋、喷活性碳，污染物排放严于国家标准，二恶英排放达到欧盟2000标准。（5）飞灰暂按危险废弃物处理，固化后送填埋场，

21、待垃圾焚烧投产后，加强飞灰毒性的监测，分析超标组分及原因，采取相应措施，积极开发飞灰的综合利用。（6）为保证循环流化床垃圾焚烧炉的稳定运行，本工程设置了垃圾预处理系统。垃圾处理是一项系统工程，应从垃圾的源头做起，在收集、中转环节剔除不适宜焚烧的物料，确保垃圾焚烧的顺利进行。第二章 城市生活垃圾概况2.1 无锡市社会经济概况无锡市为江苏省省辖市,位于江苏省东南部,北纬317至322,东经11933至12038。东邻苏州，南濒太湖，西接常州，北临长江。全市总面积为4787.61km2(市区1622.64km2，其中建成区面积190km2)。无锡市区包括崇安区，南长区，北塘区、滨湖区，锡山区，惠山区

22、和新区。至 2002年底无锡市区总人口为 215.92万人，另有的43万外来常住人口。 预测2005年市区总人口为 262.2万（含外来常住人口），2010年市区总人口为 277.7万。改革开放以来，无锡经济发展迅速，已建成以纺织、电子、机械、化工、医药为主，门类比较齐全，配套协作能力较强的工业体系，成为XX沿海地区具有较大规模、较高水平的现代工业城市，并跨入XX城市综合实力50强、投资环境40优的行列。2.2 无锡市生活垃圾处理现状随着无锡市社会经济与城市建设的持续快速发展,城市人口的不断增长,人民生活水平的不断提高，日趋增长的垃圾产生量及其所引起的环境污染防治，已经成为无锡城市建设的重要任

23、务之一。市区垃圾的收集、运输、处置由无锡市市政环境卫生管理处负责，该处组织人员将各居民点的垃圾收集集中到附近的中转站，再由中转站运输到位于市区西部的桃花山填埋场。目前无锡市共有垃圾中转站152座，其中机械化吊装中转站44座，压缩中转站10座，多功能中转站40座，河道垃圾吊装站3座，另外还有55个简易的垃圾中转点，即用铲车或人力装车，由汽车、拖拉机运输或利用高差用板车倒入车辆运输。按照城市环卫发展规划，无锡市将逐步改造一些中转站，推广压缩中转站和使用压缩式运输车运输垃圾，以提高运输量，降低运输成本。目前无锡市生活垃圾采用卫生填埋方式处理，大部分生活垃圾在桃花山生活垃圾卫生填埋场进行卫生填埋。该处

24、理场占地406亩，于1994年8月竣工并投入使用，设计使用年限12年,通过填埋区挖潜改造等措施,使用年限则可延长到15年20年。填埋区面积20.5万m2，总库容量462万m3（目前已填埋210万m3）,设计垃圾填埋量 433.6万t；垃圾堆积指数 21.5t/m2,最终标高 80m,覆土总用量 110万t。填埋区由垃圾坝、截污坝、污水池、截洪沟、污水及废气收集系统五大部分组成。桃花山填埋场的建成和使用,对改善市容环卫面貌,提高环境质量,起到重要的作用。随着无锡市经济的发展,人口的增加，垃圾的逐年增长，需处理的垃圾量越来越多，桃花山生活垃圾卫生填埋场也面临巨大的压力。如果在“寸土寸金”的无锡再选

25、一处填埋场很困难。即使有可能，建设、拆迁费用也很高，新填埋场也面临迟早填满的压力。根据生活垃圾处理无害化、减量化、资源化的要求和发展趋势，无锡生活垃圾处理的实际情况和环卫产业进一步实现投资的多元化、社会化的要求，通过加强与社会力量、民间企业的合作，注重从政策、从行业上支持和引导，鼓励社会资本进入环卫行业，无锡市生活垃圾处理将采用焚烧与卫生填埋相结合的方式。目前，日处理生活垃圾 1000t的民营无锡“益多生活垃圾焚烧发电工程”已进入基建和设备安装调试阶段，预计2004年内投入运行。投运后将有效分流市区南片和东片的生活垃圾，减轻桃花山卫生填埋场的压力。同时，市政部门和有关企业正在积极探索，在无锡市

26、北部设置垃圾焚烧热电工程，进一步减轻填埋场的压力，将桃花山卫生填埋场作为废弃物最终处理场，延长使用寿命，形成城市垃圾处理的合理格局。2.3 生活垃圾的产生量及预测城市生活垃圾产量受多种因素的影响，如城市人口，城市规模，经济发展，人民生活水平的提高；生活燃料结构的变化，净菜上市比例都会对城市生活垃圾产量产生影响。无锡市作为发展中的城市，目前垃圾产量呈逐年上升趋势。表2-1是近4年来环卫部门对运往桃花山填埋场垃圾量的统计。表2-1 桃花山填埋场垃圾量年 份单 位2000200120022003填埋垃圾量t/a336714368199412733479129增长率%9.3512.1016.09可见，

27、垃圾处理量增长率逐年递增。无锡市市政环境卫生管理处对全市垃圾量的统计资料显示近几年人均日产生活垃圾量为0.85kg1kg。据分析，2005年人均日产生生活垃圾为1kg左右，2010生活垃圾将稳定为1.2kg左右，社会经营性生活垃圾产量还不完全包括在内。表2-2是近几年无锡市垃圾产量及预测值：表2-2 无锡市垃圾产量及预测值 单位；t/d年 份2002200320042005201020152020日产量2159227924052622294531303332按新的规划，无锡市生活垃圾处理将采用焚烧与卫生填埋相结合的方式。桃花山卫生填埋场作为废物最终处理场，南部及东部地区生活垃圾送往益多（100

28、0t/d）垃圾焚烧厂焚烧处理。在北部地区宜建一垃圾焚烧厂，负责惠山区、锡山区、北塘区和崇安区部分地区的垃圾处理，目前以上地区居民生活垃圾，清扫垃圾、商业垃圾、企事业单位生活垃圾日产量为1000t/d1200t/d。考虑到将来的发展，服务区垃圾焚烧厂规模为1200t/d较为适宜。2.4 生活垃圾的特性及热值预测无锡市垃圾来源于城区居民的生活垃圾、商业垃圾、街道园林卫生清扫垃圾、以及服装、印染加工企业的工业垃圾。从垃圾来源看，主要以居民住户垃圾为主，占总清运量的60以上；其次是机关团体垃圾、餐厨垃圾和企业垃圾，三者约占总清运量的30。生活垃圾又由厨余、果皮、废弃纸张、织物、玻璃陶瓷碎片、废塑料制品

29、、煤灰渣、尘土、各种废旧包装材料等组成。无锡市市政环境卫生管理处提供的历年生活垃圾取样分析如下，见表2-3表2-5。表2-3 历年生活垃圾成份分析()地域年份有 机 废 物非 可 燃 废 物其它厨余纸类纤维竹木塑料小计金属玻璃建材小计无锡市199641.002.904.983.059.8361.760.909.4725.2935.662.58199746.582.784.823.468.0165.650.659.0321.8631.542.81199852.232.595.323.845.8369.810.368.8518.0127.222.97199960.142.913.572.464.9

30、874.060.235.4117.5023.142.80200063.423.223.012.384.3276.350.224.5315.8820.633.02200162.313.653.882.696.5679.090.183.3014.2317.713.20可以看出，有机物约占60%80（可燃物约占总量30），呈逐年上升趋势，不可燃物占总量的20%30，呈逐年下降趋势。表2-4 无锡市垃圾工业分析平均值(%)水 分可 燃 分灰 份低位热值(kJ/kg)/(kcal/kg)54.1029.0818.304400/1051表2-5 无锡市元素分析平均值(%)CHONSCl15.592.781

31、1.300.440.220.12根据同类型经济发达城市的情况和无锡市目前的垃圾成分变化趋势，今后生活垃圾的有机成分比重将会加大，垃圾热值将会逐步上升，热值预测如下：年 份低位热值（kJ/kg）高位热值（kJ/kg）2000395398262001415199982003457610895200550451158120105848128002015645613410本工程选取垃圾的设计参数为：城市生活垃圾低位热值平均为5179kJ/kg (1237kCal/kg)，含水量为52.25。第三章 热负荷3.1 供热现状无锡市惠山区范围内现有大小锅炉约500台，绝大多数单位用热由自备锅炉解决，这些自备

32、锅炉数量多、分布广、热效率低、除尘设备差，其中有三家企业自备热电厂主要以“自产自销”为主，其中无锡荣成纸业股份有限公司热电厂完全为企业内部自用，没有对外供热，无锡市新苑热电厂和无锡锡兴钢铁股份有限公司热电厂除了企业内部自用外，还对外供了8家和11家热用户，其最大热负荷分别为74t/h和27.8t/h。目前正在建设中的XX热电有限公司为城市热电厂，在建规模为2台170t/h高温高压锅炉和2台25MW抽凝机组，建成后可对外供汽160t/h。3.2 热负荷根据无锡市惠山区近期（2003年2008年）热力规划及远景展望对惠山区现有热负荷的统计和调查，惠山区现状生产热负荷为794.9t/h，生活热负荷为

33、17.5t/h，近期内全区总热负荷将达到1150.6t/h。无锡XX热电一期工程供热范围内热负荷为171.1t/h，建成后可对外供汽160t/h，基本满足用热需要，一期工程目前正在建设。无锡XX热电二期工程供热范围内热负荷为337.1t/h，二期工程设计对外供汽能力约为200t/h，二期工程尚在设计中。XX热电厂一、二期工程全部建成后热负荷还缺少148.2t/h，本工程建设在XX热电厂厂区范围内，本工程对外供热能力为102.05t/h，可弥补XX热电厂对外供热的不足。惠山区现有热负荷见表3-1。表3-1 惠山区现有热负荷表序号用 汽 部 门用 汽 参 数用 汽 量压 力（MPa）温 度（）现

34、状（t/h）近 期（t/h）1惠山新城玉祁、前洲片区0.40.6饱和413.9518.02钱桥、藕塘片区0.40.6饱和105.3224.23洛社、扬市片区0.40.6饱和143.2178.04陆山、阳山胡隶片区0.40.6饱和150.02305总计812.41150.63.3 热用户热负荷本工程对外供热能力为102.05t/h，供热蒸汽并入XX热电厂二期供热管网，将对现有热用户进行集中供热，本工程供汽参数为0.98MPa、288，可满足热用户要求。根据电厂出口蒸汽温度、压力和现有热用户所提供的蒸汽温度、压力，经过焓值折算，考虑热网损失5%，折算到热用户热负荷为105.7t/h。第四章 垃圾焚

35、烧处理工艺技术方案4.1 城市垃圾处置技术综述城市垃圾产量不断增长，成份日趋复杂，其危害也越来越严重，如果得不到处置，会污染环境。为缓解城市垃圾污染，世界各国都致力于垃圾的综合治理和利用的研究工作，越来越多的人认识到垃圾其实是放错位置的资源，应采取措施加以利用。当前，现代化城市垃圾处理主要有三种方法：卫生填埋、高温堆肥与焚烧。填埋法能大批量地处理垃圾，方法简便，投入较少，占地多，曾是处理城市垃圾的主要措施，填埋量占废弃物处理总量的80%以上。正规的卫生填埋场地需有可靠的防水结构，并铺设垃圾发酵沼气的排出管道，最后复土掩埋。但填埋法无害化程度仍较低，易产生二次污染，危害水源及大气，同时该方法资源

36、回收利用率低，填埋场征地，转运等运行费日益升高。特别对于东南沿海地区，地下水位高、人口密度大，土地资源紧张，填埋及露天堆放极易造成水源污染。目前许多城市的垃圾填埋场已填满或接近饱和，所以填埋法有下降的趋势。“填埋法”可作为堆肥及焚烧处理工艺残余物的最终处置方法。高温堆肥法是将生活垃圾变成腐殖土状有机肥料。高温发酵可消除垃圾中的病原体，但含氯、苯等有害有机物及重金属等的污染无法解决，无害化不彻底，为避免垃圾中灰渣、纸张、塑料、橡胶、金属等不易腐烂物破坏土壤结构，必须筛分出来填埋或焚烧，所以堆肥法减量程度不高。堆肥场臭气较大，需远离居民区，运行费及垃圾转运费用较高，且肥料销路困难。世界上最早的焚烧

37、炉建成于19世纪末，在工业发达国家城市垃圾中可燃物较多、发热量高，焚烧法得到广泛应用。多数采取原生垃圾直接焚烧的方式，也有垃圾加煤或油等辅助燃料一起助燃。焚烧法的特点如下：（1）可处理生活垃圾及工业垃圾，无害化程度高，处理彻底；（2）利用废物作为能源生产蒸气、热水和电力；（3）减容效果可达90%以上，节约大量填埋场占地；（4）现代化焚烧厂卫生条件良好，厂区占地少，绿化良好，无异味，且大多设置在离市区不远处，可节省大量运输、能耗及运费。卫生填埋、焚烧、堆肥三种基本方法的比较见表4-1。表4-1 三种垃圾处理方法比较内 容卫生填埋焚 烧堆 肥技 术可靠性可 靠可 靠较可靠占 地大小中 等选 址较困

38、难,要考虑地形,地质和水文地质条件,防止地表水、地下水污染,一般远离市区,运输距离较远。易，可靠近市区建设，运输距离较近。较易,仅需避开居民密集区,气味影响半径5000kJ/kg时不需添加辅助燃料.从无害化角度,垃圾中可生物降解有机物10%,从肥效出发应40%.最终处置虽无需另外最终处置，但量大。仅灰渣需作填埋处理，约为初始量的10%20%。非堆肥物需作填埋处理,为初始量的20%25%。产品市场可回收沼气发电。能产生热能或电能。建立稳定的堆肥市场较困难建设投资1525万元/t进口设备5060万元/t国产设备2030万元/t1015万元/t资源回收无现场分选回收实例，但有潜在可能。前处理工序可回

39、收部分原料,但取决于垃圾中可利用物的比例前处理工序可回收部分原料,但取决于垃圾中可利用物的比例地 表水污染有可能，但可采取措施减少可能性。在处理厂区无，在炉灰填埋时，其对地表水污染的可能性与填埋相仿。无地 下水污染有可能，虽可采取防渗措施,但仍然可能发生渗漏。与灰渣的处置方式有关，处置不当有可能无大气污染有，但可用覆盖压实等措施控制可以控制达标。有轻微气味，污染指标超标可能性不大。土壤污染限于填埋场区无需控制堆肥制品中重金属含量管理水平一般高较高从表4-1可见，对于沿海地区经济比较发达的城市，特别是江南地区、人口密度大，地下水位高，由于垃圾填埋场占用场地较大，选址困难的状况将日趋严重，应考虑采

40、用焚烧处理。4.2 国际上生活垃圾焚烧技术状况和炉型比较4.2.1 国际上生活垃圾焚烧技术状况国外垃圾焚烧供热发电，工艺流程大同小异，主要差别在于焚烧炉结构各不相同。而不同炉型的焚烧厂也仅是焚烧炉本体部分有较大的差别，多数采取原生垃圾直接焚烧的方式，少数(主要在美国和日本)采用专门制备的垃圾衍生燃料后焚烧。目前国外用于生活垃圾直接焚烧的有：炉排炉、回转窑炉和流化床炉。4.2.2 焚烧炉型比较目前世界上应用于处理固体废物的焚烧炉按燃烧反应过程可分为直接焚烧和热解气化焚烧；按燃料运动和气固混合方式可分为机械炉排炉、回转窑炉和流化床炉等。目前处理生活垃圾应用最广的为机械炉排炉，其次为流化床炉，热解气

41、化焚烧所占比例较小，主要用于处理工业垃圾。4.2.2.1 机械炉排炉机械炉排炉是发展最早,应用历史最长的焚烧炉。如下图4-1所示。机械炉排炉垃圾燃烧反应过程是以堆积形态在炉排上进行的,并随炉排移动,反应所需空气以较小的风速穿过垃圾料层，不吹起料层。机械炉排炉垃圾和空气接触状况较差,为改善其接触条件，提高垃圾的燃烬程度，研制出了多种结构形式往复式炉的机械炉排炉，如固定式炉排炉、移动图4-1炉排炉垃圾焚烧炉简图 排炉、式炉排炉、多阶滚筒炉排炉等等。 机械炉排炉对垃圾的形态和尺寸要求不高，生活垃圾不需分选破碎等预处理工序即可直接入炉焚烧，但机械炉排炉对垃圾的热值要求较高，垃圾水分含量高、热值低时，燃

42、烧稳定性较差，翻搅不彻底时，焚烧不充分，排渣的热灼减量高。由于机械炉排炉发展历史长、技术成熟、可以直接焚烧原生垃圾，是目前世界上投入运行使用数量最多的一种焚烧炉。机械炉排焚烧炉的炉排是焚烧炉的核心部件；现代化的大型机械式炉排焚烧炉,炉排材料需用高级耐热合金钢，炉排加工精度和运动控制要求高，因此机械式炉排焚烧炉的投资和维修费都很高。4.2.2.2 回转窑式焚烧炉回转窑式焚烧炉是在圆柱形金属壳内砌筑耐火砖，水平安放稍有倾斜。通过炉体整体转动达到垃圾均匀混合并沿倾斜角度向出料端移动。回转窑式焚烧炉须配备二次燃烧室，垃圾在回转窑炉内分解产生可燃气体，其中未燃烧的可燃气体在二次燃烧室内达到完全燃烧。二次

43、燃烧室一般需加辅助燃料才能正常运行，运行成本较高。图4-2所示。回转窑式焚烧炉多用于有机污泥等工业如垃圾或特种垃圾处理，用于4-2回转窑型垃圾焚烧炉简图 焚烧生活垃圾的业绩较少。4.2.2.3 流化床焚烧炉流化床炉为近二十年间发展起来的技术，适用于燃烧劣质燃料，氮氧化合物(NOx)排放低，垃圾焚烧彻底，垃圾渗沥液可入炉回喷，越来越受到重视。（1）流化床炉的主要特点和优点炉排炉是利用炉排或滚筒的机械作用搅拌炉内垃圾，促进其燃烧。由于机械搅拌作用有限，因此很难做到燃烧完全。而流化床炉是在高速气流作用下，由气流驱动垃圾在炉膛内沸腾流动，同时气体与颗粒发生激烈碰撞混合，因而使其燃烧强度大大超过炉排炉和

44、回转窑炉。流化床炉内存有相当于几十倍垃圾量的石英砂作为床料，其温度高达800以上，被用作热载体加热垃圾，可迅速干燥垃圾中的水分，平衡稳定炉内各部分的温度。由于垃圾和床料组成颗粒体系尺寸差别大，流化床内自动生成以固相燃烧为主的密相区(即一次燃烧)和以气相燃烧为主的稀相区(即二次燃烧)。密相区位于炉体下部,温度稍低,垃圾和床料在此翻腾混合，使垃圾干燥、点燃、气化和燃烧。稀相区位于炉体上部，通过补充二次空气后,未燃烬的气态物质继续燃烧,温度比密相区略高,确保焚烧彻底，并为破坏二恶英类物质的前体物提供所需要的温度和停留时间。在焚烧余热利用上，流化床除了可采用水冷壁、屏式换热面、尾部换热面外，还可以在密

45、相区设置埋管换热面。利用埋管换热面作高温过热器，可以避免垃圾焚烧尾气对管壁的高温腐蚀，提高垃圾焚烧发电量，在相同的焚烧量下，485的蒸汽的发电量比400的蒸汽多20以上。另外可通过控制埋管传热量快速有效的控制密相区燃烧温度的波动。近年随着流化床垃圾焚烧炉在炉体结构和燃烧控制技术方面的不断改进与发展，不但燃烧彻底(燃烧效率达到98%以上，灰渣热灼减率低于1%)，且能有效控制氮氧化合物(NOx)、二氧化硫(SO2)、氯化氢(HCl)及二恶英类等二次污染物的产生。此外，在设备投资、运行成本、控制和维护方面也有许多优点。（2）流化床不同炉型的差异按流化床炉内气流速度的不同，可以将流化床分为鼓泡床和循环

46、流化床。如图4-34-4所示。鼓泡床的气流速度仅为床料颗粒初始流化速度(umf)的数倍，一般2m/s左右；而循环流化床的气流速度则为床料颗粒终端流化速度(ut)的数倍，一般大于5m/s。高的气流速度对垃圾的燃烧非常有利：一是可以加剧床料、垃圾和空气之间的混合；二是可直接提高气流的湍流强度，从而提高传热、传质和二次燃烧的强度；三是可使床料从流化状态进入循环状态，循环的床料可迅速平衡床内各部分(主要是一次燃烧室和二次燃烧室)的温度，使流化床内燃烧温度保持稳定，对降低污染物排放十分有利。 图4-3 鼓泡型流化床焚烧炉简图 图4-4 循环流化床焚烧炉简图此外，循环流化床不仅可以利用埋管作为换热和控制燃

47、烧的手段，而且可以设置外置式换热器作为高温过热器，彻底隔绝烟气和过热管束的接触，从而完全避免高温腐蚀。4.2.3 循环流化床具有的优势循环流化床燃烧技术是在鼓泡床基础上发展起来，具有更优异的性能，用于城市固体生活垃圾焚烧的优点可以概括为以下几个方面：（1）燃料多变性适应性强城市固体生活垃圾作为燃料的最大特点就是它的多变性。居民的生活消费习惯、经济生活水平、生活垃圾收集方法、天气等因素都会影响城市固体生活垃圾的组成。不仅不同国家、不同城市的生活垃圾组成相差较大，就是同一城市也随季节、天气的不同而发生显著的变化。由于床料的巨大热容作用、床内混合剧烈及高负荷调节性能等特点使流化床较容易适应城市固体生

48、活垃圾组成的多变性；同时易实现短时间的停炉压火，而且重新启动非常迅速。（2）燃烧效率高垃圾在流化床焚烧炉内燃烧彻底，灰渣热灼减率小于1，灰渣非常洁净，无臭味；而机械式焚烧炉，垃圾在炉内的停留时间是一定的，不管垃圾燃烬与否，都将随着炉排的运动离开炉膛。垃圾在机械式焚烧炉内依靠炉排的运动翻动垃圾，由于翻动程度较弱，部分垃圾不能和空气充分接触燃烧,造成燃烧不彻底，灰渣热灼减率一般在3%5，灰渣中部分未燃烬有机物仍会散发出臭味。城市生活垃圾采用流化床焚烧处理后的灰渣含碳量通常低于1，而且处于干燥状态，所以具有较高的综合利用潜力。（3）有效控制污染物的排放降低垃圾焚烧的污染物排放，既取决于尾气净化系统，

49、更取决于直接降低焚烧时的原始排放。循环流化床由于燃烧稳定，温度均匀，对于控制NOx生成、降低燃烧过程中CO的浓度、有效破坏二恶英类物质非常有利，为确保污染物排放达标创造了至关重要的条件。（4）热效率高流化床焚烧与机械炉排焚烧相比，具有热损失小、热效率高等优点。如流化床焚烧锅炉热效率可达80以上，而机械炉排热效率一般在70%80%之间。（5）良好的经济性循环流化床截面热负荷越大，结构紧凑，焚烧炉与余热锅炉合为一体，金属消耗量少，价格较低。综合上述分析，与其它炉型相比，循环流化床具有明显优势。4.3 国内垃圾处理技术发展和应用现状我国垃圾焚烧处理技术应用较晚，1988年深圳建成投产我国第一座现代化

50、生活垃圾焚烧厂，采用两台150t日本三菱公司马丁炉排焚烧炉。由于我国城市生活垃圾热值普遍较低，有时需喷油助燃，垃圾焚烧处理费用高，加之进口设备价格昂贵，未能在其它城市很快应用。90年代中期随着我国经济快速发展，城市人口的增加，垃圾产量不断增长，可供垃圾填埋的土地越来越难寻求，我国一些经济发达的城市重新考虑采用焚烧方法处理生活垃圾。因此，90年代中期开始我国生活垃圾焚烧技术的开发和应用得到了快速发展。国内目前建成投入运行的大中型生活垃圾焚烧厂有二十几座，其中大部分采用机械炉排炉，其次为流化床焚烧炉。从这些焚烧厂的运行情况看：（1）由于垃圾热值波动大，采用炉排焚烧炉，炉膛燃烧温度很难维持850以上

51、，必须采用喷油助燃或掺入一定数量的工业垃圾。流化床焚烧炉由于可以采用煤助燃，因此，具有较好的经济性。（2）垃圾焚烧产生的残渣，采用炉排炉由于垃圾在燃烧过程翻动不彻底，排出物有的尚未燃烬，灼烧残余通常为3%5，甚至更高。流化床焚烧炉垃圾是在强烈的气固搅拌下燃烧，所以燃烬彻底，残渣热灼减率小于1。（3）采用炉排炉垃圾渗沥液需要建污水处理设施进行处理，才能排入市政污水管网。采用流化床焚烧炉渗沥液可直接喷入炉内进行高温分解处理，渗沥液处理简单，处理成本低。并且由于渗沥液可以回喷，垃圾池的容量比炉排炉小，可节省基建投资。（4）从烟气排放监测结果看，已投运的大型炉排炉和流化床焚烧炉结合半干法和布袋除尘技术

52、，都能达到我国现行的生活垃圾焚烧污染控制标准（GB 18485-2001）,二恶英等排放达到欧盟2000标准。（5）流化床焚烧炉掺烧煤作为辅助燃料，运营成本低，垃圾补贴费为炉排炉的1/21/3。（6）采用循环流化床焚烧炉，宜对垃圾采用预处理。流化床焚烧炉对垃圾给料装置要求较高，其基本工作特性要求能将垃圾连续和较为均匀地给入焚烧炉。给料系统是流化床炉的关键配套设备，目前国内流化床炉给料系统有以下几种：（1）配备垃圾分选破碎系统。垃圾分选破碎系统由破袋机、滚筒筛、破碎机、磁选机和皮带输送机等设备组成。（2）采用双轴螺旋给料机将混合垃圾直接给人焚烧炉内。（3）采用双轴螺旋给料机、倾斜链板机和拨轮机组

53、合给料系统。上述给料系统都是配置在炉前，从实际应用情况看，三种给料系统各有优缺点，焚烧系统的故障也主要出在给料系统设备堵塞和缠绕等方面，虽能达到焚烧炉运行的基本要求，但未使流化床炉的优势最大限度地发挥出来，要进一步提高焚烧炉运行的稳定性、可靠性和减少系统的故障率，垃圾给料系统需要进一步优化设计。4.4 本工程焚烧炉型的确定目前世界上应用于生活垃圾焚烧的各种类型焚烧炉达几十种，新技术和新产品还在不断发展，要选择技术先进可靠的产品，必须结合无锡市城市生活垃圾特性进行全面的分析比较。（1）焚烧炉型的选择和垃圾圾处理工艺密切相关，一般来说不经分捡的原生垃圾一般多采用机械炉排焚烧炉，垃圾分选破碎后则采用

54、流化床焚烧炉具有较大的优点。（2）垃圾热值对焚烧技术的选择有很大的影响。垃圾热值低，采用炉排炉焚烧残渣不易烧透，助燃油消耗大，运行成本高。流化床炉适合低热值垃圾焚烧，流化床炉用煤助燃，助燃燃料成本低，无锡市的垃圾热值总体较低，采用煤助燃的流化床焚烧炉经济性较好。（3）本工程建设方是地方电力公司，在循环流化床燃煤锅炉运行方面有丰富的经验。（4）采用循环流化床焚烧炉，可降低投资，减少运行费用，减少垃圾补贴费，减轻市政负担。综合考虑焚烧炉对垃圾热值适应性、辅助燃料要求、技术经济性、国内运行业绩与项目具体情况，本项目选用无锡华光锅炉股份公司生产的循环流化床垃圾焚烧炉。该炉是无锡华光锅炉股份有限公司和中

55、科院工程热物理所中联环保能源有限公司研制的垃圾焚烧锅炉技术，具有以下特点： 适应性强 ，用循环流化床技术，可以按垃圾煤为41比例焚烧垃圾和掺烧煤，并且随着垃圾热值的提高，可逐步降低掺煤量。 排渣容易,残碳量低。用倾斜床面、超大排渣口技术,有利于顺利排渣,对垃圾的预处理要求较低。 炉子处理量调节范围大。采用合理的设计和调节措施，为本工程设计的炉型额定处理量为400t/d，最大处理量可达500t/d。 炉膛内烟气温度高，不易产生二恶英等有害气体，且可回喷垃圾渗沥液，省去复杂的污水处理系统。 采用外置式换热器和高温分离技术，不会发生金属高温腐蚀现象，分离效率高，受热面不易磨损，锅炉的热效率较高，可靠

56、性好。 锅炉的运行操作、控制要求较高。该垃圾焚烧锅炉已经有单台处理量为350t/d500t/d的系列产品，其400t/d炉子于2001年在浙江绍兴建成投入运行。并在2002年9月通过了产品鉴定。设计处理量为450t/d500t/d的焚烧炉已用于无锡益多、山东临沂、河北石家庄、浙江诸暨等工程。4.5 焚烧炉容量确定和系统要求根据无锡市环卫规划及对服务区的产量预测，本厂日处理垃圾确定为1200t。4.5.1 垃圾处理线数确定生活垃圾焚烧厂为市政环卫工程，应考虑工厂全年365天持续不间断运行，以保证生活垃圾的连续焚烧处理。因此，焚烧炉配置原则上要求在有焚烧炉检修时，其它运行的焚烧炉也要通过负荷的调节

57、满足垃圾处理量要求。焚烧炉设置数量少，难以满足焚烧炉检修期间垃圾处理量要求，焚烧炉设置数量多，则增大了投资、运行和维修费。综合考虑本工程的具体情况，采用3条处理线较为合适。4.5.2 运行情况及年处理量的确定本工程设计日处理垃圾量为1200t/d，锅炉厂保证的锅炉年有效运行时数为7200h，单台额定处理量定为400t/d、最大处理量为500t/d。正常运行时，全年中170天3台炉子以额定处理量运行，处理垃圾1200t/d；当1台检修时，另外两台以最大处理量运行，处理垃圾1000t/d，全年中运行天数为195天。年处理量垃圾为39.9万t/a。4.5.3 焚烧线系统要求为满足垃圾焚烧，在目前垃圾

58、热值偏低的情况下，掺入一定量的煤助燃，同时考虑对外供热的要求，本设计掺煤量按20计，在垃圾热值升高后，逐步降低掺煤量。垃圾热值和掺煤量关系如表4-2所示。表4-2 垃圾热值与辅助燃煤量关系表年 份单 位设计值200520062008201020152020预测低位热值kJ/kg5179504551795512584864567127辅助燃煤量20202018.617.114.211为保证垃圾焚烧炉运行稳定性，对部分垃圾，如大块或影响炉况的垃圾进行预处理。预处理系统布置在卸车大厅底部，设置破碎机和磁选机，将垃圾中大块物料破碎，去除铁磁性物质；在预处理线上预留了人工分选设施，必要时可对垃圾进行人工分拣，处理后的垃圾进入垃圾仓。垃圾仓用于接受垃圾和向垃圾焚烧炉定量供应垃圾料，对垃圾处理起调节作用。本工程接收垃圾的垃圾仓可存放4天的垃圾量。垃圾贮存过程中挤压出的渗滤液被导入渗滤液收集池，用变速泵抽吸回喷垃圾焚烧炉内气化降解。垃圾仓内设置喷头，可按需要向坑内喷洒药剂杀菌消毒。4.6 主要设计参数4.6.1 设计燃料特性垃圾低位热值取5179kJ/kg时，参煤比例为20（重量比），混合燃料设计热值为9000kJ/k