1 国内循环流化床垃圾焚烧的成功模式目前为止,我国循环流化床垃圾焚烧炉已有多家投入运行,其中单台垃圾处理量最大(400t/d)、蒸发量最大(75t/h)、蒸汽参数最高(次高压、次高温)的为绍兴新民热电有限公司与中科院、无锡锅炉厂联合研制的垃圾焚烧炉。
绍兴新民热电有限公司(绍兴市城东热电厂)承担的“垃圾焚烧发电综合利用”项目,系1998 年浙江省环保局下达的科研项目,采用国产循环流化床焚烧技术,日处理生活垃圾400t ,配15MW汽轮发电机组,先后被列为浙江省“九五”重点工程和国债支持的环保基础设施工程。该项目于2000 年8 月开始建设,2001 年8 月建成投运,2002 年通过浙江省经贸委组织的资源综合利用认定,焚烧炉设备和尾气净化系统先后通过了江苏省和浙江省经贸委组织的新产品技术鉴定,2003 年3 月通过了浙江省环保局组织的项目技术鉴定。
该项目的主要创新点有:(1)单台循环流化床焚烧炉日处理量达到了400t 的规模,填补了国内空白,垃圾焚烧产生的蒸汽参数达到了次高温次高压的水平,克服了在400℃蒸汽温度时高温腐蚀的技术难关;(2)采用了控制二恶英的综合技术措施,使烟气中的二恶英排放浓度低于0.1ngTEQ/m3;(3)为垃圾综合利用奠定了有益的基础。绍兴新民热电有限公司等对生活垃圾的成功处置,给全国树立了一个很好的榜样,根据此项技术在浙江、江苏各地兴建了多个类似电厂。根据工程设计实践,对循环流化床垃圾焚烧发电厂总图运输设计做一浅显的论述。
2 厂址选择
根据规范,垃圾发电厂的厂址选择应符合城市总体发展规划和城市环境卫生专业规划要求,并应通过环境影响评价报告书的认可。目前我国垃圾焚烧电厂的厂址选择的一般过程是由建设方(在咨询公司帮助下,在得到规划和环保部门的初步意见后)提出备选厂址,报政府有关部门备案,政府有关部门组织专家论证会,在专家论证意见基础上,召开专题办公会,以会议纪要的形式确定厂址。因此,当垃圾焚烧发电厂开展工程设计,进行总图设计时一般不再对厂址进行更多的研讨,只要厂址条件基本满足建厂条件即可,除非有重大的不利因素须向建设方提出改址建议。
3 总图运输设计的依据与总体规划
3.1 垃圾焚烧发电厂的设计依据
目前,垃圾焚烧发电厂的设计依据主要是建设部发布的行业标准:《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》和《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》[1]CJJ90-2002)。由于垃圾焚烧发电厂与一般燃煤发电厂或热电厂有很多共性,故还须依据下列规范设计。《火力发电厂总图运输设计技术规定》[2(] DL/T5032–1994);《火力发电厂设计技术规程》(DL5000–2000);《力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229–1996);《工业企业总平面设计规范》(GB50187–93);《建筑设计防火规范》(GBJ16–1987(2001 版);《厂矿道路设计规范》(GBJ 22–1987)。除以上规范外,总图设计一般还须依据下列条件:项目可行性研究报告及其审查意见;建设场地1!500 地形图;规划部门提出的选址意见书和规划意见书。
3.2 垃圾焚烧发电厂的总体规划
总体规划要确定说明的内容主要是:(1)垃圾焚烧发电厂的建设规模、机炉方案及其主要组成部分。
(2)厂区与邻近城镇、工业区的关系。垃圾收集方式、半径及范围。(3)厂区的水源、冷却水供排水、电力出线方向、各电压等级出线回路及走廊、垃圾及助燃料的运输、灰渣的出路、厂外管线、厂外道路、电厂生活区等的外部条件及其与厂区的相对关系。充分利用建厂外部条件,结合垃圾焚烧发电厂特定的工艺情况,因地制宜进行合理规划。总体规划的关键是要因地制宜,要充分利用发挥外部条件的优势,利用好当地资源、公用设施、生活服务设施,利用好当地的运输条件。在水网密部的江浙一带,要发挥水路运输的优势。
4 总平面布置
4.1 基本原则与要求
1)在满足总体布局和主要工艺流程的前提下,尽量做到功能分区明确、合理,厂区通道宽度适当,各类管线布置便捷、合理。
2)因地制宜进行布置,注意节约用地,节省建设工程量。
3)注意风象、朝向对环境的影响,注重环境保护,充分利用自然条件,加强绿化,营造现代企业氛围。
4)严格执行国家现行的消防、卫生、安全等有关的技术规范。
5)结合电厂的发展规划,统筹考虑、近远期相结合。
4.2 布置内容和功能分区
以3×400t/d 垃圾焚烧锅炉(其中一台备用)配2×C12-4.9/0.98 机为例。根据生产工艺和各设施的功能要求,将厂区分为主厂房区、配电装置区、贮运设施区、供水区、厂前区、辅助设施区六个功能分区。
1)主厂房区:根据工艺流程,将垃圾进料入炉系统(大致由垃圾卸料平台或坑、垃圾处理间、入炉垃圾间组成),煤仓间、CFB 垃圾焚烧炉间、炉后除尘脱硫系统(吸收塔,除尘器及其电控室、引风机、烟道、烟囱等)、除氧间、汽机间、中央控制室集中合并布置,构成主厂房区。其中垃圾进料入炉系统、CFB 垃圾焚烧炉、炉后除尘脱硫系统平行三列式布置。中央控制室、除氧间、汽机间与三列垂直布置固定端,输煤栈桥位于焚烧炉和除氧间之间。
2)配电装置区:由配电装置室和变压器构成。一般邻近汽机间布置。
3)贮运设施区:包括干煤棚、飞灰库、渣库、筛破楼、输煤栈桥、石灰石仓。一般布置在主厂房区炉后,石灰石仓布置在输煤栈桥附近。
4)供水区:包括取水泵房、净水站(综合水泵房、工业与消防水池、净水装置)、化水站、循环水站(循环水泵房、冷却塔)。除取水泵房一般布置在取水口附近外,供水区一般布置在主厂房区的固定端一侧,其中循环水泵房在可能的情况下尽量靠近汽机间。
5)辅助设施区:主要包括材料库、机修间、空压站、点火油库、地磅房等设施。辅助设施按就近主服务对象布置为原则,结合场地条件分散布置,应充分合理利用空间,以节约土地。地磅房宜设置在厂区货流出入口附近。
6)厂前区:一般包括综合办公楼、小车库、专家楼、食堂、倒班宿舍、喷水池、小运动场地、集中绿化地、建筑小品等内容。可根据具体情况及业主要求增减内容或合并布置。厂前区宜布置在厂区全年最小风频的下风向。以减少对本区的污染。
7)厂区出入口及道路:一般垃圾焚烧发电厂出入口分为总出入口(人流)和次出入口(物流),根据外部道路条件宜使两出入口的人流和物流得以分开,以有益于厂区管理、环境整洁及工厂形象。在厂前区宜设置停车场地。厂区道路的布置与厂区方位及功能分区直接有关,应与总平布置、运输系统及工程管线规划等统一考虑。主要道路的行车路面宽度不宜小于6m。通向垃圾卸料平台的坡道宜采用双向通行,宽度一般为8m。纵坡宜在5%~7%之间。整个厂区布置应满足工艺要求,功能分区合理,预留发展条件良好,物料运输顺畅,建、构筑物布置间距满足防火规范要求。厂区总平布置要考虑建构筑物的空间组合和景观,需体现现代化垃圾焚烧发电厂绿色环保的特征。
4.3 厂区绿化
厂区空地都应绿化,以改善和美化厂区环境。绿化的重点在厂前区、道路两侧、隔离带。厂前区是人流的主要出入口,是对外联系的纽带,也是全厂管理中心,应以观赏树为主。焚烧炉炉后烟道、烟囱及灰渣库区域宜种抗烟抗毒性强的树种,但不宜过密。化水区种植夹竹桃,其余供水区种植耐荫、耐湿的常绿树、灌木、草坪。储煤及输煤设施边缘主要种植具有抗硫、吸收SO2 气体和吸尘滞尘习性的常绿乔木。垃圾卸料区附近最好设置绿化隔离带,多种植树冠矮、分枝低、枝叶茂密的乔木、灌木。绿地率宜达到20%。
5 其他设施布置
5.1 竖向布置
主厂房室外地坪标高应高于50a 一遇洪(潮)水位50cm。在场地较为平坦之地建厂,全厂采用平坡式布置。在山区或丘陵地建厂需视场地情况,根据功能分区采用台阶式布置。但全厂台阶数不宜超过3个,台阶之间高差不宜超过3m。垃圾卸车平台一般高6.5m,可利用地形高差布置。厂区四周须考虑排洪沟。
5.2 管线综合
垃圾焚烧发电厂主要管线和一般燃煤发电厂一致,大都采用埋地敷设,如有供热一般架空敷设。汽机间前部需留出循环水管的设置位置。
6 垃圾焚烧发电厂的运输
6.1 垃圾焚烧发电厂的总图运输设计要点
6.1.1 总平布置的步骤
1)根据总体规划的原则,场地条件,风象确定主厂房区的位置。一般主厂房区的布置在场地的中部。2)据主厂房区的位置,在主厂房区四周根据物流、气象、消防、经济、美观等因素确定其它功能区的布置。
3)确定垃圾运输方式及路线,确定助燃煤及灰渣的运输方式及路线。确定厂区出入口及主要运输道路。尽量避免运输线路的交叉及垃圾车对厂区环境的影响。
6.1.2 注重细节,防止二次污染
相对于一般小型火力发电厂,由于增加了垃圾的运入,会对厂区带来污染源,在总图布置时应考虑垃圾车的走向尽量偏于厂区一隅。采用的电子汽车衡基础宜尽量采用无坑式,便于清洗。厂区内垃圾车洗车设施宜设置在垃圾车出厂口附近,并应设置污水回收装置。
6.2 垃圾的收集、运输及计量
垃圾的收集和运输一般由环卫部门负责,由专门的垃圾运输车运至厂内,垃圾车要求全封闭,带有压缩及卸车装置。在厂内物流出入口附近设置50t 数字式电子汽车衡,具体台数根据垃圾车集中到达的情况计算确定,电子汽车衡应能对出入垃圾车自动计量,并将有关信息自动录入计算机数据库。
6.3 辅助燃煤的运输
燃煤的运输一般也委托当地的运输部门进行,有水路运输条件的要优先考虑水路运输。在厂区设置煤棚贮煤。
6.4 灰渣的运输
灰渣的运输一般也委托当地的运输部门进行,采用专门的运输车辆。在厂区设置灰渣库暂时存放。
7 技术经济指标
垃圾焚烧发电厂技术经济指标和一般小型燃煤发电厂或热电厂基本一致,主要增加了垃圾运输处理贮存系统,助燃料煤的贮存设施相应减少一些,绿化面积在可能的情况下力争大一些。