赵蒙
西北电力建设第三工程有限公司,陕西 咸阳 712000
摘要:近年来,随着社会的发展,我国的化工工程建设的发展也日新月异。因减量化、无害化和资源化的优势,生活垃圾焚烧发电的在中国垃圾处理总量的占比逐年增加。但是在生活垃圾焚烧发电项目的建设过程中,容易出现工期延误、环境污染等问题。分析了垃圾焚烧发电项目的特点及其工程管理过程,针对这一过程中需要控制的要点以及注意事项进行了分析,给出了一些工程管理中的合理建议,为今后垃圾焚烧发电项目的工程管理优化提供了参考依据。
关键词:垃圾焚烧发电项目;施工工程管理;要点控制分析
引言
在我国经济较为发达、人口平均密度相对较大、土地资源十分紧缺的一线城市,逐渐地建设了多个垃圾焚烧项目。通过焚烧垃圾进而发电,不仅能够使城市生活垃圾日益增多产生的减容问题得以有效解决,还降低了垃圾堆积引起的危害,同时又能通过对焚烧热能的充分利用,将垃圾资源重新进行利用,是我们国家鼓励支持的产业,但焚烧垃圾期间生成的飞灰、SO2等酸性气体还有各种有机污染物等有毒有害性的物质,还是会给环境带来二次污染。
1 垃圾焚烧发电项目的特点
垃圾焚烧发电项目相对于传统的火力发电而言,无论从发电量或是投资额来看,都属于小体量的电力工程,虽然体量相对较小,但是系统却同样完善,可以称得上麻雀虽小、五脏俱全。除了具备传统火力发电厂的锅炉、汽轮机等余热发电及烟气处理系统外,还具备渗沥液处理、垃圾发酵送料等不同甚至独有的系统。总结起来,垃圾焚烧发电项目的工程建设主要有以下两个特点。
1.1 项目建设的目的具有民生性
垃圾焚烧电厂的建设目的是更加高效地处理生活垃圾,本身具备减量化、资源化、无害化的特点,这才是项目得以立项的根本。出发点是处理生活垃圾时,几乎不会对周围环境造成影响,这一点是与填埋最大的区别。所以在项目建设过程中,为了避免邻避效应的发生,往往会有比常规工业建筑工程更高的要求。所以对于安全文明施工、附近环境影响等,建设单位以及管理方应该作为首要关注的问题。
1.2 项目建设的工艺流程具有复杂性
各地的生活垃圾甚至相同地段各个时段的生活垃圾都具有不同的特性,所以使用生活垃圾作为燃料的发电机组在设计的过程中,就开始充满各种挑战。现阶段主流的垃圾焚烧方式是使用炉排炉式的垃圾焚烧炉,由于炉排炉是垃圾焚烧特有的设备,设备特性有别于煤粉燃烧的链条炉,对于安装的进度等等也有较高的要求。这相当于在锅炉和汽机主机外增加一套焚烧炉系统,给工程建设过程增加一个额外的重要分项工程。同时与锅炉、垃圾进料等系统紧密连接,加大了设备安装管理的难度。生活垃圾由于高含水率,所以在入炉燃烧之前还需要发酵干燥,生活垃圾在垃圾池发酵的过程中,由于压实和微生物的作用,垃圾中所含的污染物将随水分溶出,这部分含污染物的水分称之为渗沥液。垃圾焚烧电厂具备特有的一套渗沥液处理系统,经过这一套渗沥液处理系统的过程,使得全厂所有的污水能够达标排放,甚至全部回用处理达到零排放。但是这一套系统由于需要生物处理等因素,对于渗沥液收集与处理的水池也有较高的建筑结构要求。同时由于渗沥液系统的专业技术与焚烧电力等专业区别较大,在工程管理过程中还会增大沟通协调的难度。
2 主要环境问题及防治措施
2.1 恶臭气体污染防治措施
为了有效地控制臭气继续往外扩散,必须做好垃圾的清理工作,确保垃圾库内部处于负压状态。一般在垃圾桶上方设置风机进风口,在处理过程中产生挥发性气体。
同时,要加强垃圾的管理操作,工作人员用机器不断搅拌垃圾,保证垃圾能均匀受热,避免垃圾产生厌氧继续发酵。垃圾焚烧厂设有双回路电源,保证锅炉能够正常运行;当锅炉停炉检修,垃圾仓内的气体不能燃烧时,臭气经净化除臭后进入主焚烧厂。一般情况下,垃圾焚烧发电厂的H2S、NH3的臭气浓度均能满足相应的标准。考虑到实际的情况,应设置一定的环境控制距离。一般来说,学校、居民区、医院周围不应建在距垃圾场500m之内。
2.2 垃圾渗滤液污染控制措施
为了有效地防止垃圾渗滤液对环境的污染,在垃圾库建设前必须做好周围和底部的防渗工作。在此基础上,进行了一系列的设计工作。可采用不透水系数为1×10-7cm/s的沥青混凝土。垃圾库底部还应设置渗滤液层,侧设导流沟,沟底设斜坡便于污水及时排放,垃圾桶内的渗滤液流入渗滤液收集池。由于污染物浓度较高,一般焚烧炉不允许使用,直接在焚烧炉内进行一系列处理;处理后,只有质量才能继续使用;一旦预处理达不到污水处理厂的规定标准,就不能继续使用。渗滤液收集池必须有足够的空间。一旦处理过程中产生的污泥不能在厂内焚烧或外运。
2.3 气体二噁英污染控制措施
(1)燃烧前的废物预处理。氯在二噁英的形成中起到非常关键的作用。因此,在垃圾焚烧前应一定要做好各项准备工作,还需要对垃圾中的废旧轮胎和塑料进行分类,通过各种方式进行一系列的地处理,可以明显降低垃圾中有机氯的含量,控制二噁英的形成。(2)由于二噁英在高温环境下才能完全分解,必须要保持炉内的温度达到800?℃,加强炉内的空气流动,保证垃圾在炉内能够充分燃烧。垃圾焚烧发电项目一定要选择合适的炉排结构,在此基础上,采用先进的自动控制系统,保证垃圾在焚烧时能够燃烧充分。(3)用煤进行燃烧时,一定要随时观察,因为煤中SO2可以抑制二噁英的生成。一方面,在SO2存在下,Cl2与水反应生成HCl,从而减少氯化反应,抑制二噁英的生成;另一方面,SO2与CuO反应生成催化活性低的CuSO4,从而降低了铜的催化活性和二噁英生成的可能性。我国自行研制的流化床焚烧炉可适当添加煤作为辅助燃料。作为生物质发电项目,混合煤耗应控制在总煤耗的20%以下。(4)一定量的NH3被注入烟气中。一方面,氨和氯的结合能力特别强;另一方面,飞灰中的Cu等重金属是合成二噁英的催化剂,其中氨在其中起到非常关键的作用,而氨是Cu等重金属的催化剂,从而减少二噁英的生成。
2.4 采用中间再热
采用中间再热循环,可以显著提高垃圾焚烧发电机组的热经济性。目前采用的再热方式主要由两种,一种是在荷兰AEB电厂采用的炉外饱和蒸汽加热方式,主蒸汽参数为13MPa、440℃,再热蒸汽温度为320℃;另一种是在光大江阴项目采用的炉内设置再热器的加热方式,主蒸汽参数为6.5MPa、450℃,再热蒸汽温度为420℃。第一种方式汽轮机通常采用分缸方式,高压缸部分采用高速汽轮机,高压缸排汽进入蒸汽式再热器再热后进入低压缸继续做功。第二种方式汽轮机可以采用分缸方式也可采用单缸方式。根据理论测算,第一种方式比第二种方式可提高机组热效率约2%~3%左右。而采用第二种再热方式,在采用中温次高压主蒸汽参数的条件下,再热机组比非再热机组可提高机组效率约1%~2%。
3 结语
垃圾焚烧发电技术是实现生活垃圾减量化、资源化、无害化的重要途径。通过焚烧锅炉提效优化、汽轮机优化选型和热力系统优化等措施,可以将垃圾焚烧发电热效率从目前的22%~25%提高至32%,从而显著提高吨垃圾发电量、提高垃圾焚烧发电项目的技术经济性。在进行垃圾焚烧发电提效设计时,应根据垃圾热值、成分、处理量、污染物排放等具体条件和要求,结合方案技术经济比选,综合权衡选择所采用的具体提效措施,确保提效方案的技术可行性和项目的经济效益。
参考文献:
[1]前瞻产业研究院,2018-2023年中国生活垃圾处理行业发展前景与投资预测分析报告[R].北京:2018.
[2]曾祥耙.垃圾焚烧发电项目成本分析[J].环境卫生工程,2014,22(3):57-60.