生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目概论

谭丰，蔡凌飞

（中机第一设计研究院有限公司，合肥230601）

1 项目概念与发展背景

城乡一体化就是要把工业与农业、城市与乡村、城镇居民与农村居民作为一个整体，统筹谋划、综合研究，通过体制改革和政策调整，促进城乡在规划建设、产业发展、市场信息、政策措施、生态环境保护、社会事业发展的一体化。城乡一体化是我国现代化和城市化发展的一个新阶段。

随着近几年我国对环境保护工作的逐步重视，环境保护和新能源综合循环利用程度不断提高。其中，城镇生活垃圾焚烧发电已成为城镇生活垃圾主要的无害化处理方式；乡村的农林废弃物采用生物质焚烧发电也已经拥有成熟的产业链模式。本文所研究论述的生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目就是将城镇生活垃圾无害化处置项目和乡村农林废弃物处置项目统一规划、建设和管理，实现生活垃圾焚烧发电与生物质焚烧发电综合处理。生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目，既可以解决城镇生活垃圾无害化处理问题和农村秸秆焚烧污染环境问题，又能促进农民增收，增加区域能源供应，这正是适应我国城乡一体化发展的要求。

按照我国目前县级城市的人口规模和经济发展水平等因素分析，其垃圾日产生量[1]一般小于500 t，且垃圾焚烧补贴费相对较低。所以对于中西部地区人口规模偏小的城镇，单独建设垃圾发电厂，单位投资大，运营成本高，投资效益差。另一方面，县域范围内一般都拥有充足的农林生物质资源。这样，对建设生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目提供了充分和必要条件。

2 项目选址和立项

生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目的厂址选择应结合生活垃圾焚烧发电项目和生物质焚烧发电项目的特点，按照各自厂址选择的要求综合考虑，并应通过环境影响评价的认定[2，3]。具体要求如下：

1）厂址选择应符合地区土地利用规划、城乡总体规划和环境卫生专业规划要求，根据区域秸秆分布、现有生产量、可供应量，并结合服务区域的垃圾转运能力、运输距离等因素来综合考虑。

2）厂址应选择在生态资源、地面水系、机场、文化遗址、风景区等敏感目标少的区域，应避开居民集中的居住区和有开发价值的矿藏上。

3）厂址应满足工程建设的工程地质条件和水文地质条件，不应选在发震断层、滑坡、泥石流、沼泽、流沙、岩溶强烈发育及地陷等地段。

4）厂址宜设置在城镇、居民点和文化遗址、风景区常年最小频率风向的上风侧，并应距离附近居民区300 m以上。

另外，厂址附近水源宜优先考虑城市污水处理厂中水，北方缺水地区限制取用地表水、严禁使用地下水。生物质燃料的收储半径尽量控制在50 km范围内，生活垃圾收储宜靠近垃圾焚烧服务区，运距应经济合理，与服务区之间有良好的道路交通条件。有供热负荷要求的项目选址，在园区规划范围内的优先，靠近热用户的优先，10 km范围内热负荷大于30 t/h的优先。

根据我国的政策，生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目需分为农林生物质焚烧发电和生活垃圾焚烧发电2个独立项目报审核准。项目的规划、申请报告可以同级审批，但要分先后顺序，需要统筹规划（具体应以当地建设主管部门规定为准）。

3 项目工程设计概论

3.1 项目基本情况

根据生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目特点，通常此类项目的装机规模采用生物质一炉一机，垃圾焚烧一炉一机，并预留扩建发展场地。主机参数：生物质焚烧采用高温高压，垃圾焚烧采用中温中压。供热形式适用于工业及民用热负荷。并网采用生活垃圾焚烧发电和生物质焚烧发电分开独立计量，一条线路上网的模式。

3.2 厂区总平面布置

城乡一体化项目厂区可分为5大功能分区，即：主生产区、水工区、渗滤液处理区、生物质料场区及厂前区。具体分区布置可参见图1。

图1 城乡一体化项目厂区功能分区图

其中，主生产区包含综合主厂房、主变及升压站、化水车间、垃圾焚烧炉、生物质焚烧炉、垃圾焚烧烟气净化车间、生物质炉后脱硫除尘设备、烟囱等。水工区包含冷却塔、综合水泵房、工业及消防水池、污水处理站等。渗滤液处理区主要有渗滤液处理站、飞灰稳定化车间等。生物质料仓区主要有储料棚和给料棚及上料栈桥。厂前区主要由厂区公共建筑组成，包含办公楼、食堂、宿舍、车库等。

在厂区总体布局上，垃圾焚烧发电物流与生物质焚烧发电物流通道分开设计，不交叉作业。城乡一体化项目可综合考虑垃圾焚烧发电和生物质焚烧发电，可以设计共用或部分共用电力上网线路、取水管线、化水系统、压缩空气系统、消防系统、冷却塔、汽机房、配电间、综合水泵房、烟囱、中央控制室、检修间及厂前区公共建筑等。通过一体化建设，可以节约土地资源和工程造价。

3.3 主要工艺流程

城乡一体化项目，由常规的生活垃圾焚烧和生物质焚烧2条单独焚烧线结合在一起构成，主要工艺流程布置见图2。两套系统的焚烧线均布置在主生产区内，生物质锅炉采用室外半封闭形式布置，垃圾焚烧炉及余热锅炉布置在焚烧车间内。垃圾焚烧线炉后烟气净化设备布置在烟气净化车间内，生物质焚烧线炉后烟气净化设备露天布置，两路烟气最终均进入一个集束套筒烟囱进行排放。热力、化水、电气系统共用部分综合考虑，合并设计在综合主厂房内。

3.4 主要建（构）筑物设计

综合主厂房是城乡一体化项目的核心建筑物，其包括卸料平台、垃圾仓、垃圾焚烧及烟气净化车间、综合汽机房、主变室及中控室等。卸料大厅下部设置化水车间，充分利用空间；中控室、电子设备间下部设置主变室及门厅，厂区2条工艺线采用集中配电，节约空间；汽机房纵向布置2台汽机，共用1台汽机检修吊车，节省造价。

图2 焚烧工艺流程布置图

城乡一体化项目建议采用集束套管烟囱，内筒可采用钢结构或玻璃钢内筒，外筒可采用现浇钢筋混凝土方烟囱。既节约用地又可达到美观效果。

4 结论

在我国规模较小且区域范围内拥有充足的农林生物质资源的城镇，建设生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目的优势十分显著，也是有效解决县级城乡垃圾和农林废弃物问题的新思路。城乡一体化项目的概念符合目前能源综合利用的发展趋势。生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目可以在一定范围内共用场地和建筑资源，节约土地和工程造价；可以实现垃圾焚烧发电和生物质焚烧发电2套工艺流程系统的运行和管理人员为同一班人马，降低人力和运行成本；可以实现2套系统的互为备用，厂区公用系统由垃圾焚烧发电供电，生物质发电厂用电率可有效降低约1%，提高了经济效益。

城乡一体化项目建设目前存在的主要问题是生活垃圾焚烧发电和生物质焚烧发电项目需同时审批，统筹规划，项目前期工作量大。但随着能源综合利用的发展趋势，这些问题都将迎刃而解。

综上所述，生活垃圾及生物质焚烧发电一体化项目相比单独投资建设生活垃圾焚烧发电厂和生物质焚烧发电厂能达到节约土地、减少造价、管理协同、降低成本并提高效益的“规模经济”效果，实现了经济效益、社会效益和生态效益的多赢。