垃圾焚燒發電供熱的經濟性分析

垃圾焚燒發電供熱的經濟性分析

　　隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，以家庭為主及從辦公室、餐館、飯店和菜場等處排出的生活垃圾量越來越大，而這種生活垃圾基本上不能進行再利用，城市垃圾污染環境問題變得日趨嚴重；針對我國國情，垃圾焚燒發電、供熱電廠的發展亦勢在必行，但其投資、經濟性如何，成為諸多建設單位及投資者關注的問題。
　　1垃圾焚燒發電供熱的工藝流程
　　參照國內外垃圾電廠運行的實際情況，垃圾焚燒發電供熱的工藝流程如下。
　　1.1垃圾發電供熱流程框圖
　　
　　
　　
　　
　　
　　1.2垃圾發電供熱流程簡介
　　城市需要處理的垃圾由運輸車運至電站，經地磅稱重后，開到投料門，卸到垃圾坑。垃圾坑容積較大，可堆放3天以上的焚燒量，垃圾在坑內發酵，脫水后，由垃圾吊車將垃圾送入送料器，并進入爐排，在焚燒爐本體內燃燒。在開始點爐時，需投助燃裝置噴油助燃，一旦起動完畢，送風機經過蒸汽式空氣預熱器送入爐排下部成為熱風，即可使垃圾充分燃燒，助燃裝置隨即停用。送風機的入口與垃圾坑連通。這樣可將垃圾的異味送入燃燒溫度約800～900℃的焚燒爐內進行熱分解，變為無臭氣體。燃燒完的灰渣落入出灰裝置，由輸灰機送到灰坑。在輸灰機上部配有調濕機，使分離出來的灰渣在廠內自動加入適量的水份，使之成為濕灰運出，不致向四周飛揚。燃燒的火焰及高溫煙氣，經過單爐膛雙汽包自然循環鍋爐，從而產生過熱蒸汽，并為汽輪發電機組提供汽源。煙氣經過鍋爐后再通過脫硝裝置、脫鹽裝置、機械式集塵器及電氣除塵器后，由引風機將煙氣送入煙囪排向大氣。此時排入大氣的含塵量可控制在0.1g/Nm3以下。鍋爐、汽輪發電機組正常運行時，由中央控制室進行集中控制與監視。工廠排水在進入公共下水道之前，還可設置排水處理裝置進行預處理。運載垃圾的汽車一般還需有自動洗車裝置，將汽車沖洗干凈之后再出廠。汽輪機的排汽進入冷凝器，通過凝結水泵打入除氧器，再通過給水泵打入鍋爐。冷凝器還需要大量冷卻水通過循環水泵送入，這樣汽輪機的排汽通過冷凝器就凝結成水，同時形成真空，其它一般常規系統這里就不再贅述了。
　　
　　2某城市垃圾產出量及性能參數
　　根據環衛局提供的資料，某城市日產垃圾1500噸，其中生活垃圾800～900噸，生產垃圾成分組成如下表2-1。
　　
　　表2-1生活垃圾成分表
　　
　　無機物有機物廢品類分類煤灰
　　泥土陶瓷
　　磚瓦廚余
　　植物動物
　　殘渣塑料
　　橡膠紙
　　張織
　　物金
　　屬玻
　　璃竹
　　木含量（%）39.31.548.64.43.71.80.10.40.2小計40.848.610.6
　　經實驗測定，某城市垃圾的元素分析如下表2-2。
　　表2-2生活垃圾元素分析
　　
　　項目CyHyOySyCLyNyAyWy數值17.50.750.310.440.660.343248
　　某城市垃圾熱值在4605～5440kJ/kg之間，根據聯合國環境組織（UNEP）的規定，當垃圾的低位發熱量為3350～7100kJ/kg時，適合焚燒處理；水份40％～50%，經短時間擱置脫水可以直接入爐焚燒。
　　3某城市垃圾焚燒發電供熱工藝流程
　　3.1流程選擇
　　根據某城市垃圾成分及目前國內垃圾發電的狀況、技術設備的成熟性，擬選用垃圾直接入爐燃燒的形式，其整體工藝流程前面已有敘述，此種流程在國內已有成功的運行經驗，是適合我國國情的。
　　3.2主要設備選擇
　　根據某城市日產垃圾量、成分，該工程宜選擇“五爐二機”形式，正常運行方式為四爐運行，一爐備用，也可五臺爐同時運行，考慮到將來垃圾可燃成分熱值的提高，鍋爐、汽輪機、發電機都應留有一定余量；鍋爐選用日處理量200t的焚燒爐，汽輪發電機的容量為二臺3MW抽凝機組。垃圾電廠日處理垃圾量可基本維持在800～900t。
　　3.2.1鍋爐及其規范
　　選用日處理生活垃圾量200t的鍋爐5臺，過熱蒸汽出口壓力為2.57MPa，過熱蒸汽出口溫度370℃，額定蒸發量為10.5t/h，給水溫度121℃，冷空氣溫度22℃，前置蒸汽空氣加熱器出口溫度149℃，管式空氣預熱器進/出口溫度149/312℃，鍋爐效率67%。
　　3.2.2汽輪機組及其參數
　　選用型號為C3-24/5汽輪機2臺，汽機進汽量25.8t/h，進口蒸汽壓力2.50MPa，進口蒸汽溫度360℃，額定功率3000kW，抽汽壓力0.294MPa，額定抽汽量12t/h，最大抽汽量15t/h，排汽壓力0.01MPa，發電機額定功率3000kW，出口電壓6000kV，功率因數0.8。
　　
　　4投資與經濟效益
　　4.1投資
　　本項目為大型社會公益事業項目，系燃用廢棄垃圾發電供熱，屬于節能利廢、變廢為寶之環保項目，是國家能源政策支持的方向，初步設想其投資應由三部分組成：政府投資；國家貸款；自籌資金。投資總額由所選設備決定，目前我國處理垃圾的焚燒爐已達到全部國產化，但200t/d及以上的焚燒發電設備的關鍵部件尚需進口，所以設備在價格上存在很大差異，但可喜的是我國垃圾發電事業雖然起步較晚，可現在取得了很大的進展，相信200t/d及以上的焚燒爐實現國產化時間不會太遠。
　　下面針對設備情況，具體投資如下：
　　4.1.1所有設備全部進口
　　按目前進口設備價格估算，該項目總投資額應接近9億元（人民幣）。此巨大的投資額一般城市的經濟很難負擔，國內建垃圾電廠不適合采用這種形式，不符合我國國情。
　　4.1.2關鍵設備進口，其余設備國產化
　　這種形式具有推廣價值，沿海城市如深圳、珠海等地基本上采用這種方法，這樣不僅為國家節約大量外匯，而且關鍵部件進口可使設備運行穩定性提高，并且設備價格也大幅度下降，如采用這種形式此項目投資大約在2.5～2.6億元人民幣，具體投資估算如下：
　　建筑工程費4728萬元設備費13789萬元安裝工程費3216萬元器具工具等131萬元其它3453萬元總計25317萬元
　　4.1.3所有設備國產化
　　根據國內研究垃圾發電設備的實際情況，目前國內鍋爐廠已使150t/d及以下的垃圾焚燒爐實現全部國產化，相信在未來幾年內會有更大的進展，如采用這種形式，此項目投資約2.0～2.1億元人民幣，具體投資如下：
　　建筑工程費4728萬元設備費9456萬元安裝工程費3216萬元器具工具等85萬元其它2950萬元總計20435萬元
　　4.2經濟效益評價
　　根據資金來源及垃圾電廠的公益事業特點，結合近期同類工程的有關資料，對工程進行了經濟效益評價。
　　4.2.1評價計算的原始數據
　　總裝機容量6MW年利用小時數6500h綜合廠用電率18%售電價格390元/k.kW.h供熱價格20元/GJ全廠定員40人
　　4.2.2經濟效益評價估算的主要結果
　　日處理垃圾量為800～900t，每年可提供電量3.2×107kW.h，創造產值近1100萬元；年供熱量4.68×105GJ，創造產值936萬元，而目前由于采用的堆埋法處理垃圾每噸需處理費用近35元，則每年此項費用近850萬元，故每年焚燒垃圾共創產值2886萬元。
　　則(1)采用關鍵部件進口，其他立足國產化的原則，建設如此規模的垃圾焚燒電站，投資回收期約為9年。
　　(2)采用全部國產化設備，則投資回收期約為7年。
　　
　　5主要結論
　　經過技術經濟分析，可以得出如下主要結論
　　5.1利用生活垃圾直接燃燒發電供熱，技術成熟，工藝流程簡單、合理，特別是選擇150t/d爐及以下設備，從投資情況看更具有承受性。
　　5.2垃圾通過焚燒處理以后，容積減少90%，重量減輕70%以上，達到減容減量目的，同時少占用土地，且解決了地下水源、空氣污染等問題，有效地改善了環境。
　　5.3生活垃圾的焚燒處理從某種意義上講是徹底實現廢物充分利用，變廢為寶的最有效途徑。
　　綜上所述，利用生活垃圾直接入爐焚燒發電供熱，技術上是可行的。符合國家的環保政策、能源政策，具有突出的環境效益、社會效益，經濟效益亦十分明顯，建議有關部門盡快抓住機遇，為促使我國垃圾發電供熱事業的發展，做出應有的貢獻。
　　
　　
　　
　　

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