垃圾焚燒發(fā)電供熱的經(jīng)濟性分析

垃圾焚燒發(fā)電供熱的經(jīng)濟性分析　隨著經(jīng)濟的發(fā)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(jìn)行再利用，城市垃圾污染環(huán)境問題變得日趨嚴(yán)重；針對我國國情，垃圾焚燒發(fā)電、供熱電廠的發(fā)展亦勢在必行，但其投資、經(jīng)濟性如何，成為諸多建設(shè)單位及投資者關(guān)注的問題。

1　垃圾焚燒發(fā)電供熱的工藝流程
　　參照國內(nèi)外垃圾電廠運行的實際情況，垃圾焚燒發(fā)電供熱的工藝流程如下。
1.1　垃圾發(fā)電供熱流程框圖

1.2　垃圾發(fā)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(jīng)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(nèi)發(fā)酵，脫水后，由垃圾吊車將垃圾送入送料器，并進(jìn)入爐排，在焚燒爐本體內(nèi)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(fēng)機經(jīng)過蒸汽式空氣預(yù)熱器送入爐排下部成為熱風(fēng)，即可使垃圾充分燃燒，助燃裝置隨即停用。送風(fēng)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(nèi)進(jìn)行熱分解，變?yōu)闊o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(diào)濕機，使分離出來的灰渣在廠內(nèi)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?zé)煔�，�?jīng)過單爐膛雙汽包自然循環(huán)鍋爐，從而產(chǎn)生過熱蒸汽，并為汽輪發(fā)電機組提供汽源。煙氣經(jīng)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(fēng)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(fā)電機組正常運行時，由中央控制室進(jìn)行集中控制與監(jiān)視。工廠排水在進(jìn)入公共下水道之前，還可設(shè)置排水處理裝置進(jìn)行預(yù)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(jìn)入冷凝器，通過凝結(jié)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(huán)水泵送入，這樣汽輪機的排汽通過冷凝器就凝結(jié)成水，同時形成真空，其它一般常規(guī)系統(tǒng)這里就不再贅述了。

2　某城市垃圾產(chǎn)出量及性能參數(shù)
　　根據(jù)環(huán)衛(wèi)局提供的資料，某城市日產(chǎn)垃圾1500噸，其中生活垃圾800～900噸，生產(chǎn)垃圾成分組成如下表2-1。

表2-1　生活垃圾成分表

表2-2　生活垃圾元素分析

3　某城市垃圾焚燒發(fā)電供熱工藝流程
3.1　流程選擇
　　根據(jù)某城市垃圾成分及目前國內(nèi)垃圾發(fā)電的狀況、技術(shù)設(shè)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(nèi)已有成功的運行經(jīng)驗，是適合我國國情的。
3.2　主要設(shè)備選擇
　　根據(jù)某城市日產(chǎn)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(fā)電機都應(yīng)留有一定余量；鍋爐選用日處理量200t的焚燒爐，汽輪發(fā)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(guī)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(fā)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(yù)熱器進(jìn)/出口溫度149/312℃，鍋爐效率67%。
3.2.2　汽輪機組及其參數(shù)
　　選用型號為C3-24/5汽輪機2臺，汽機進(jìn)汽量25.8t/h，進(jìn)口蒸汽壓力2.50MPa，進(jìn)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(fā)電機額定功率3000kW，出口電壓6000kV，功率因數(shù)0.8。

4　投資與經(jīng)濟效益
4.1　投資
　　本項目為大型社會公益事業(yè)項目，系燃用廢棄垃圾發(fā)電供熱，屬于節(jié)能利廢、變廢為寶之環(huán)保項目，是國家能源政策支持的方向，初步設(shè)想其投資應(yīng)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(shè)備決定，目前我國處理垃圾的焚燒爐已達(dá)到全部國產(chǎn)化，但200t/d及以上的焚燒發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件尚需進(jìn)口，所以設(shè)備在價格上存在很大差異，但可喜的是我國垃圾發(fā)電事業(yè)雖然起步較晚，可現(xiàn)在取得了很大的進(jìn)展，相信200t/d及以上的焚燒爐實現(xiàn)國產(chǎn)化時間不會太遠(yuǎn)。
　　下面針對設(shè)備情況，具體投資如下：
4.1.1　所有設(shè)備全部進(jìn)口
　　按目前進(jìn)口設(shè)備價格估算，該項目總投資額應(yīng)接近9億元（人民幣）。此巨大的投資額一般城市的經(jīng)濟很難負(fù)擔(dān)，國內(nèi)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(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口，其余設(shè)備國產(chǎn)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(jié)約大量外匯，而且關(guān)鍵部件進(jìn)口可使設(shè)備運行穩(wěn)定性提高，并且設(shè)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(shè)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(shè)備國產(chǎn)化
　　根據(jù)國內(nèi)研究垃圾發(fā)電設(shè)備的實際情況，目前國內(nèi)鍋爐廠已使150t/d及以下的垃圾焚燒爐實現(xiàn)全部國產(chǎn)化，相信在未來幾年內(nèi)會有更大的進(jìn)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(shè)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(jīng)濟效益評價
　　根據(jù)資金來源及垃圾電廠的公益事業(yè)特點，結(jié)合近期同類工程的有關(guān)資料，對工程進(jìn)行了經(jīng)濟效益評價。
4.2.1　評價計算的原始數(shù)據(jù)
　　總裝機容量 6MW年利用小時數(shù) 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(jīng)濟效益評價估算的主要結(jié)果
　　日處理垃圾量為800～900t，每年可提供電量3.2×10⁷kW^.h，創(chuàng)造產(chǎn)值近1100萬元；年供熱量4.68×10⁵GJ，創(chuàng)造產(chǎn)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(chuàng)產(chǎn)值2886萬元。
　　則(1)采用關(guān)鍵部件進(jìn)口，其他立足國產(chǎn)化的原則，建設(shè)如此規(guī)模的垃圾焚燒電站，投資回收期約為9年。
　　(2)采用全部國產(chǎn)化設(shè)備，則投資回收期約為7年。

5　主要結(jié)論
　　經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析，可以得出如下主要結(jié)論
5.1　利用生活垃圾直接燃燒發(fā)電供熱，技術(shù)成熟，工藝流程簡單、合理，特別是選擇150t/d爐及以下設(shè)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(dá)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(huán)境。
5.3　生活垃圾的焚燒處理從某種意義上講是徹底實現(xiàn)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(fā)電供熱，技術(shù)上是可行的。符合國家的環(huán)保政策、能源政策，具有突出的環(huán)境效益、社會效益，經(jīng)濟效益亦十分明顯，建議有關(guān)部門盡快抓住機遇，為促使我國垃圾發(fā)電供熱事業(yè)的發(fā)展，做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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