2017年生活垃圾焚烧发电项目技术解决方案

2017年生活垃圾焚烧发电项目

技

术

解

决

方

案

2017年

目录

第1章 ........................................................................................................................... 概述5

1.1项目基本情况 (5)

1.2编制依据及标准 (6)

1.3主要技术工艺 (8)

第2章焚烧系统 (10)

2.1生活垃圾焚烧炉型比较表 (10)

2.2本工程焚烧炉选择 (13)

2.3焚烧生产线的配置 (13)

2.4余热锅炉蒸汽参数的确定 (15)

2.5垃圾吊选型 (16)

2.6汽车衡 (16)

2.7炉渣起重机 (17)

2.8焚烧系统设备布置 (17)

2.9其它 (18)

第3章烟气净化系统 (19)

3.1烟气排放指标的确定 (19)

3.2酸性气体脱除工艺的确定 (21)

3.3除尘工艺的确定 (26)

3.4NO X去除工艺的确定 (29)

3.5控制二噁英的技术措施 (31)

3.6重金属排放的控制 (31)

第4章汽机发电系统 (33)

4.1汽轮机本体 (33)

4.2机组选型 (33)

4.4旁路系统 (33)

4.5汽机间及给水除氧间布置 (34)

第5章平面图布置 (36)

5.1崇州项目总平面布置 (36)

第6章电气系统 (42)

6.1设计原则 (42)

6.2电气主接线 (42)

6.3厂用电接线 (44)

6.4主要设备选择 (44)

第7章仪控系统 (46)

7.1全厂控制方案 (46)

7.2本工程拟实现的热工自动化水平和系统构成 (47)

第8章建筑工程 (50)

8.1设计指导思想和设计特点 (50)

8.2综合主厂房设计说明 (50)

8.3附属办公生活用房方案1办公楼、生活楼设计说明 (53)

8.4附属办公生活用房方案2综合楼设计说明 (55)

8.54附属其他建筑设计说明 (56)

第9章结构工程 (59)

9.1概述 (59)

9.2砖混结构 (59)

9.3框架结构 (60)

9.4结构形式 (60)

第10章给排水系统 (62)

10.2除盐水工艺技术方案比较 (62)

10.3除盐水系统原水选择 (63)

第11章暖通工程 (65)

11.1概述 (65)

11.2除臭系统 (65)

概述

1.1 项目基本情况

建设规模：设计焚烧处理城市生活垃圾：一期600吨/日，年处理20万吨；二期总规模900吨/日，年处理30万。综合主厂房一次性建成，预留二期一条300t/d垃圾焚烧线设备安装位置。

项目性质与特许期：本项目为特许经营管理项目，特许期30年（不含建设期18个月），自特许权协议生效之日起至30周年届满之日止。

项目建设期：18个月，自开工日起至预定初步完工日止（即自开工日后18个月期满之日止）；项目稳定运行期不超过6个月。

项目建设目标：技术先进成熟、建筑适用美观、设备稳定可靠、运营安全环保、维护方便费省、处理效果达标、管理科学先进、环境友好协调。

项目基本情况具体见表1.1-1。

表1.1-1 项目基本情况表

1.2 编制依据及标准

1.2.1 编制依据

1) 《中华人民共和国环境保护法》，1989年12月26日；

2) 《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(2004修订)；

3) 《中华人民共和国大气污染防治法》，2000年4月29日；

4) 国家经济贸易委员会、财政部、科学技术部、国家税务总局，

国经贸技术〔2002〕444号文件，关于印发《国家产业技术

政策》的通知，2002年6月21日；

5) 关于印发《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》的通知

（发改环资〔2006〕1864号）。

6) 产业结构调整指导目录（2005年本）(国家发改委令第40号)；

7) 《关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的

通知》环发[2008]82号；

8) 《中华人民共和国可再生能源法》（修改），2009年12月26

日；

9) 《工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）（建标

[2000]202号）；

1.2.2 有关环保标准和规范

1) 《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》（2001）；

2) 《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）；

3) 《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ90-2009）；

4) 《城市环境卫生设施设置标准》（CJJ27-2005）；

5) 《环境空气质量标准》（GB3095-96）；

6) 《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；

7) 《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）；

8) 《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）；

9) 《水污染物排放标准》（DB44/26-2001）；

10) 《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；

11) 《地下水环境质量标准》（GB/T14848-93）；

12) 《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008；

13) 《声环境质量标准》（GB3096-2008）；

1.2.3 其他标准和规范

1) 《小型火力发电厂设计规范》GB50049-2011；

2) 《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229-2006；

3) 《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）；

4) 《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）；

5) 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；

6) 《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；

7) 《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）；

8) 《供电系统设计规范》（GB50052-95）；

9) 《低压配电设计规范》（GB50054-95）；

10) 《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）；

11) 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）；

12) 其他相关国家及地方标准、规范、定额等。

1.3 主要技术工艺

城市生活垃圾亟待减量化、无害化、资源化处理。本项目符合城市总体规划，有利于城市环境保护，项目建设条件成熟，资金落实，技术可靠，经济可行。建设垃圾焚烧发电厂，将现有垃圾填埋场作周转场及焚烧灰渣填埋场，填埋场使用寿命延长。本项目应尽快建设。

1、生活垃圾焚烧发电项目一、二期设计总规模为日焚烧垃圾900吨，基本配置为“三炉两机”。分两期建设，其中一期日焚烧垃圾600吨，配置2台300吨的焚烧炉，及一台12MW的汽轮发电机组；二期增加一台300吨的焚烧炉，及一台6MW的汽轮发电机。

2、本报告选择炉排炉作为本工程的推荐炉型，选择中温中压蒸汽参数(4.0MPa，400℃)作为本工程推荐锅炉参数。

3、本工程焚烧烟气处理系统按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》（国家征求意见稿）标准进行设计。

4、本焚烧厂垃圾渗沥液处理拟采用“UASB反应器＋膜生物反应器（MBR）＋纳滤（NF）”处理工艺，处理后出水达到《污水综合排放标准》（8978-1996）中三级排放标准后排入市政污水处理厂。（待环评批复后再调整）

5、垃圾焚烧产生的飞灰按危险固体废物处置要求，执行《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）和《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008），经过固化/稳定化处理达标后，运输至填埋场进行填埋处置。

6、垃圾焚烧后的湿炉渣（一期炉渣产量： 3.688万吨/年，二期炉渣产量：5.532万吨/年）送至填埋场填埋或综合利用。

第2章焚烧系统2.1 生活垃圾焚烧炉型比较表

通过上表比较，机械炉排炉相对其它炉型有以下几个特点：

机械炉排炉技术成熟，大部分垃圾焚烧发电厂均采用该炉型，国内也有成功的先例。

机械炉排炉更能够适应国内垃圾高水分、低热值的特性，确保垃圾的完全燃烧。

操作可靠方便，对垃圾适应性强，不易造成二次污染。

经济性高，垃圾不需要预处理直接进入炉内，运行费用相对较低。

设备寿命长，稳定可靠，运行维护方便，国内已有成熟的技术和设备。

根据国家建设部、国家环保总局、科技部发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》要求，并指出：“目前垃圾焚烧宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉”。

本项目推荐选用机械炉排炉作为本项目城市生活垃圾焚烧发电

项目焚烧炉炉型。

2.2 本工程焚烧炉选择

焚烧炉是垃圾焚烧处理工艺中的核心设备，它对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等都至关重要。国产两段式焚烧炉技术已经成熟，在很多工程得以应用，如深圳平湖垃圾焚烧项目，临江垃圾发电厂，永强垃圾发电厂，昆山垃圾焚烧厂，宜兴垃圾焚烧发电厂等等，目前运行良好。

因此本工程推荐选用国产机械炉排炉或者引进技术的炉排炉。2.3 焚烧生产线的配置

按照《垃圾焚烧工程建设标准规定》和国内外垃圾焚烧厂建设运营的经验，对于600吨的垃圾焚烧厂，焚烧生产线数量一般为2～3条。如果仅采用一条焚烧线，即单台处理垃圾能力为600t/d的焚烧炉，势必造成设备备用率较差，焚烧线设备检修或一旦焚烧系统出现故障，将导致全厂停止发电和处理垃圾的中断，对整个系统影响较大，不利于焚烧厂长期稳定的处理生活垃圾，并且单台处理能力600t/d 的焚烧炉大多采用国外进口，若采用国外进口势必造成投资的增大和建设周期的加长，也不利于促进国内环保制造产业的发展。因此本工

程只对2和3条焚烧线两个方案进行比较。即单台炉处理能力分别为300t/d和200t/d。

从技术可行性考虑，单台炉处理能力为200t/d和300t/d的焚烧系统都属于成熟的技术，不存在大的技术差别，在国内都有成功建设和运行的经验，都能够适应当地的生活垃圾，因此在两种方案在技术上都可行。

从设备维修时对焚烧厂处理能力和汽轮机工作稳定性的影响考虑，焚烧线数量越多，设备备用性越好，故障和检修对焚烧厂的影响越小。也有助于汽轮机组工况的稳定。

从投资角度考虑，在总处理规模确定的条件下，在技术可行的情况下，全厂采用焚烧线数量越少，单台垃圾焚烧炉规模越大，焚烧厂设备数量和金额也就越少，因此，采用大规模的焚烧炉能够有效的减少单位投资成本和一次性投资。从土建方面考虑，2台焚烧炉配置还能够有效减少占地面积和土建投资费用。

在焚烧处理规模一定的情况下，焚烧线数量越少，则维修、操作、管理更为方便，所需运行人员比较少，由于设备相对较少，全厂故障率也随之降低。原材料与能耗较少。

通过综合比较，选用单台处理能力300t/d的焚烧炉较为适宜，焚烧生产线数量为2条。

当有单台炉临时检修的情况下，可采取以下必要的措施避免对焚烧厂正常运行的冲击：加大垃圾贮坑容量，使其具有一定的缓冲能力；

合理安排检修进度，在检修前先基本清空垃圾仓内的垃圾。通过以上措施，在单台焚烧炉短期检修的情况下，不会对全厂的运行产生影响。

2.4 余热锅炉蒸汽参数的确定

在垃圾焚烧热能回收过程中，由于垃圾所含盐分、塑料成分较高，燃烧气体产物中含有大量的氯化氢等腐蚀性气体和灰分，因此选择合适的过热蒸汽参数对全厂发电效率和过热器寿命都有着重要的意义。

目前国际通常采用的过热器出口蒸汽参数有中温中压(4MPa，400℃)和次高温高压(6.5MPa，450℃)。由于垃圾焚烧厂以无害化处

理生活垃圾为主要目的，对外售电主要目的是回收能源、降低焚烧厂运行费用、减少垃圾收费补贴。因此，应确保焚烧厂稳定、安全、环保的运行。对于同一种过热器材质，采用中温中压参数(4MPa，400℃)的锅炉过热器使用寿命相对较长且成本较低，国内加工能力相对较强；而次高温高压参数(6.5MPa，450℃)锅炉过热器需使用耐腐蚀的合金

钢才能达到合理的使用寿命和性能，而该合金钢价格昂贵，势必造成锅炉成本的大幅增加，若采用碳钢或不锈钢的话，过热器腐蚀较快，只能维持1~3年，势必造成过热器的频繁更换，加大维修和维护的工作量，无法确保焚烧厂稳定的运行。

另外，从国外蒸汽参数发展的趋势来看，欧洲最早采用450~500℃主蒸汽温度，但近几十年逐步建成的厂大多采用中温中压的参数；即使在日本，采用450℃以上的焚烧厂也较少，对其的评估也没有全面的开展。此外，还有部分焚烧厂采用次高温高压蒸汽参数是为了满足工业用户的需要。

综合以上原因，建议本工程选用中温中压(4MPa，400℃)的蒸汽参数的锅炉系统。

2.5 垃圾吊选型

焚烧炉相关参数

每天垃圾处理量 300ｔ／ｄx3台=900t/d（垃圾吊车1台处理量）

每小时垃圾处理量 12.5ｔ／ｈx3台=37.5t/h

垃圾密度0.4ｔ／ｍ３（作动率计算时使用）

0.5ｔ／ｍ３（荷载计算时使用）

抓取效率100％（半自动和手动运转时）

1个投料周期需要时间200s（暂定）

大车上升速度：60m/min.

大车下降速度：60m/min.

大车走行速度：60m/min.

小车横行速度：40m/min.

抓斗闭合容积X＞37.5x200/0.33/2/0.4/3600=7.89m3。

选择抓斗闭合容积X=8m3。

抓斗内垃圾堆积密度1.0t/m3

安全系数1.3

计算起重量8×1.0×1.3=10.4t/h

选择起重量12.5t的起重机，共计2台。抓斗共计3台。

2.6 汽车衡

目前大多数垃圾焚烧厂采用的垃圾车从10吨到~15吨不等，考虑到满足高峰时段的车流密度要求，选择最小规格的汽车衡。最大称重量50t，称量精度20kg，2台。

2.7 炉渣起重机

额定工况下二台炉产渣量110.6t/d。主厂房设置可满足全厂3天以上存储量的渣坑。渣仓内设有电动桥式抓斗起重机1台，起吊重量5吨，抓斗容积2.5m3。

2.8 焚烧系统设备布置

0米层布置：一次风机；一次风空气预热器；出渣机；振动输送机；除铁器；渣坑排水泵等。（大设备由于重量的原因，建议布置在0米，减少土建投资）

渣吊控制室布置在4米层。（视线好，操作方便）

7米层布置：液压站；渣吊；卸料门3.7mX6.17m，共6~8扇（减少投资、减少臭气外溢）；建议采用电动双开式卸料门。

11米层布置：二次风风机；二次风空预器。（减少风管的数量，降低投资）

19.95米层布置料斗平台。

垃圾吊控制室布置在21.0米。

垃圾吊轨顶标高27.5米。（待将来订货时严格控制垃圾吊轨顶标高，以便降低厂房高度），建议采用半自动垃圾吊车，并选用国产口碑好的抓斗及吊车。

垃圾池建议底标高-4.0米，有效容积达到7.8天的量。（控制底标高）

根据订货设备严格控制主厂房高度，并做好通风和采光设计。

提供确切的垃圾车辆尺寸，严格控制卸料平台宽度。

2.9 其它

油库焚烧炉点火及辅助燃烧采用轻柴油，厂内设油库油泵房。采用2个10m3的油罐。具体根据订货的焚烧炉资料来定。

另外，在锅炉的招标中有如下建议：

1、建议采用立式锅炉，降低厂房造价。

2、明确采用吹灰的方式。（采用燃气脉冲吹灰）

3、应反复考虑锅炉的供货范围（满足进度的同时考虑降低设

备费用。）

第3章烟气净化系统

3.1 烟气排放指标的确定

本工程烟气排放设计值按《生活垃圾焚烧污染控制标准》（国家征求意见稿）标准进行设计，详见“烟气排放标准表”。

表3.1-1 烟气排放标准表

注：1）本表规定的各项标准限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。

2）烟气最高黑度时间，在任何1h内累计不得超过5min。

为了达到上述的排放标准，需要确定相应的烟气净化工艺，在通常情况下，烟气净化工艺主要针对酸性气体（HCl，HF，SOx）、NOx、颗粒物、有机物及重金属等进行控制，其工艺设备主要由几部分组成：