生活垃圾焚烧工程分析.pdf

第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 18 3 建设项目概况及工程分析建设项目概况及工程分析 3 1 项目名称 性质及规模项目名称 性质及规模 项目名称 延吉市生活垃圾焚烧处理电站工程 项目性质 新建 项目规模 按工程可研报告 本工程将建设一座装机容量为 6MW 的纯蒸汽式汽轮 发电机组 年发电量为 42000 万 MWh 焚烧处理生活垃圾量为 520t d 采用 2 台焚烧 炉 单台处理生活垃圾能力为 260t d 3 2 工程投资及资金筹措工程投资及资金筹措 工程总投资 1 7049 亿元 资金全部由企业自筹解决 3 3 工程地理位置及占地面积工程地理位置及占地面积 延吉市规划管理局以 建设项目选址意见书 编号 B2004075 字 对厂址用 地进行批复 批复后厂址位于延吉市区东部 北靠磨盘山 位于爱丹路南侧 东距溪 洞站约 1 3km 厂址西侧 北侧与延吉市铝厂相邻 铝厂距办公楼约 300 米远 南距 布尔哈通河约 1 0km 东南距延吉市污水处理厂约 1 5km 批准用地面积 12 10 4m2 可用地面积 11 10 4m2 厂址用地形状成 靴型 见图一 本工程占地及周围环境情 况见图二 3 4 厂区总平面布置厂区总平面布置 根据可研报告对厂区布置的方案比选 结合厂区总体规划设想 拟建项目厂区按 功能划分为三部分 其中厂区北部为行政办公区 西南部为垃圾焚烧电站厂区 东南 部为垃圾灰渣综合处理区 电站厂区西部为主厂房 东部为辅助生产区 主厂房由北向南依次为垃圾前处理 室 垃圾存储坑 锅炉房 集中控制室 汽机房 汽机房朝西 锅炉房扩建端朝东 汽机房西侧集中布置综合管线 地下管线和消防道路 烟尘渣系统位于锅炉房南侧 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 19 垃圾卸料采用高位卸料 卸料平台标高 6 0m 主入口布置在主厂房西侧 主厂房零米 标高与铝厂电解车间零米标高一致 配电装置室及冷却塔分别布置在辅助生产区 位于汽机房西北和西南侧 循环水 管沟沿配电装置与汽机房之间的厂区道路进入汽机房 冷却塔位于主厂房区上风处 垃圾运输系统布置在灰渣综合利用区的北部 垃圾车地道衡布置在货流入口处 灰渣综合利用场根据工艺需要布置在锅炉房扩建端处 至锅炉房距离最短 汽车 和人力运输短捷 化学水处理系统布置在汽机房西北侧 与配电装置室组合为整体建筑 行政及辅助建筑布置在行政办公区北部 靠近爱丹路 在行政区南部新建景观式 蓄水池 可满足电厂用水可靠性 同时也美化了环境 为满足生产和消防要求 主厂 房四周形成回字型道路 垃圾卸料高位引路将行政办公区与灰渣综合利用区隔离 达 到厂区整体美观效果 电站设两个主入口 其中行政办公区西北侧入口为行政办公入口 灰渣综合利用 区东北部入口 垃圾进料入口 为生产运输入口 见图三厂区平面布置及噪声布点示 意图 3 5 主要建 构 筑物主要建 构 筑物 主要生产建 构 筑物的布置及结构选型 地基基础方案见表 3 1 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 20 表 3 1 建 构 筑物布置及结构型式一览表建 构 筑物布置及结构型式一览表 建 构 筑物名称面积 m2 平面布置及结构型式 地基 结构 1 垃圾前处理室 702 平面 18m 36m 6m 柱距一层钢筋混凝土框架 结构 高 6 9m 箱式基础 2 垃圾存储坑 1512 平面 18m 36m 6m 柱距 局部三层钢筋混凝 土框架结构 高 26m 箱式基础 3 锅炉房 864 平面平面 36m 36m 6m 柱距 一层钢筋混凝 土排架结构 高 37m 独立基础 4 汽机房 450 平面平面36m 36m 一层钢筋混凝土排架结构 高 37m 独立基础 5 除氧间 540 平面 6m 30m 6m 柱距 二层钢筋混凝土框架 结构 高 19m 独立基础 6 主控制室 756 平面 18m 21m 6m 柱距 二层钢筋混凝土框 架结构 高 14m 独立基础 7 卸料平台 1530 平面 30m 51m 6m 柱距 二层钢筋混凝土框 架结构 高 6m 独立基础 8 布袋除尘 活 固 化 396 平面30m 51m 局部二层钢筋混凝土框架结构 高 21m 毛石条基 9 粗除尘器 129 78 平面 4 2m 30 9m 一层砖混结构 高 4m 独立基础 10 引风机室 145 8 平面 8 1m 8 1m 6m 柱距 一层钢筋混凝土排 架结构 高 6 9m 独立基础 11 60 2 2 烟囱 22 22 0 00m 标高处筒壁外径 5 32m 烟囱高 60m 圆板基础 12 变电化学综合楼 3024 平面 15m 50 4m 7 2m 柱距 四层钢筋混凝土 排架结构 高 16 8m 独立基础 13 400m2冷却塔 577 11 0 00m 标高处筒壁中径 27 114m 塔高 35m 环板基础 14 启动锅炉房 65 34 平面 6 6m 9 9m 一层砖混结构 高 4 2m 毛石条础 15 干灰棚 3564 平面 33m 108m 6m 柱距 一层钢筋混凝土排 架结构 高 5 4m 独立基础 16 制砖厂 540 平面 9m 60m 一层砖混结构 高 4 2m 毛石条础 17 雨 污 消防水泵 房 144 平面 6m 12m 6m 柱距 一层钢筋混凝土排架 结构 高 5 4m 箱式基础 18 干煤棚 900 平面 15m 60m 6m 柱距 一层钢筋混凝土排 架结构 高 5 4m 独立基础 19 点火油泵房 32 4 平面 4 5m 7 2m 一层砖混结构 高 4 2m 毛石条础 20 综合楼 4500 平面 15m 60m 6m 柱距 四层钢筋混凝土框 架结构 高 21m 独立基础 21 值班室 210 3 平面 6m 6m 一层砖混结构 高 3 9m 毛石条础 22 警卫室 36 平面 12m 17 5m 一层砖混结构 高 3 9m 毛石条础 23 汽车衡室 36 平面 12m 17 5m 一层砖混结构 高 3 9m 毛石条础 24 倒班宿舍 1215 平面 30m 40 5m 6m 柱距 一层钢筋混凝土排独立基础 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 21 架结构 高 3m 合计 21459 95m2 3 6 劳动定员及机构设置劳动定员及机构设置 3 6 1 机构设置及定员原则 机构设置及定员原则 本工程针对垃圾焚烧发电站处理垃圾容量大 装机容量较小 主要设备运行可靠 及自动化程度高的特点 本着机构精简 社会协作 高效生产原则设置机构及定制人 员编制 3 6 2 组织机构设置 组织机构设置 电站行政管理机构采取总经理负责制 设总经理一名 副总经理 2 名 其中 1 人负责技术管理 1 人负责行政管理 行政管理下设综合办公室 技术管理下设生产 技术部 3 6 3 人员配备 人员配备 按照人员编制原则 结合我国国情 参加城市垃圾焚烧处理工程项目建设标准 经征求建设单位意见 按 4 班 3 倒制推荐配备人员见表 3 2 表 3 2 人员配备表 项目 人 数 人 值班长 4 垃圾上料 8 汽轮发电机组 8 垃圾焚烧系统 8 上煤 除灰渣 16 电气系统 4 化学水处理 4 运行人员 54 人 循环冷却水及水源地2 总经理 1 副总经理 2 秘书 1 财务 2 管理人员 9 人 行政办公 3 检修人员 7 技术管理 2 其他人员 12 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 22 合计合计 84 3 7 原辅材料及供应原辅材料及供应 3 7 1 生活垃圾供应生活垃圾供应 固体废弃物的产量和增长速度与一个地区的经济发展状况及当地人民生活水准 有关 统计固体废弃物的产量是经济合理地规划与建立固体废弃物管理系统的基本依 据之一 城市垃圾与与工矿企业固体废弃物性质 管理方法不同 所以产量的测算方 式也不同 城市垃圾 包括生活垃圾 产量的测算公式如下 Qm Rm Pm 式中 Qm 延吉市城市地区垃圾总产量 kg d Rm 该城市垃圾产率 即每日人均垃圾的产量 kg 人 d Pm 该城市 地区 总人口数 本项目设计垃圾焚烧量 520t d 目前延吉市清运垃圾约 637t d 其中城市生活垃 圾产出量已经超过 500t d 同时延吉市垃圾发电公司与延吉市人民政府建设局签订了 垃圾处理服务特许权合同 合同号 LD 2003 001 号 按照合同要求 延吉市 垃圾焚烧发电有限责任公司焚烧所需生活垃圾由市环卫部门负责收集运至电站垃圾 存储池 延吉市 1998 年至 2010 年人口和生活垃圾产生量的增长情况如图所示 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 23 0 100 200 300 400 500 600 700 800 19982000200520102020 年份 延吉市延吉市1998年至年至2010年人口和生活垃圾增长变化图年人口和生活垃圾增长变化图 人数 千人 垃圾量 t a 3 7 2 高热值非危险性废料高热值非危险性废料 按照延吉市环卫部门的要求 延吉市城市中心区域内已实现生活垃圾袋装化 至 2005 年该区域人口约 43 万 清运垃圾约达 600t d 以上 该部分生活垃圾热值较高 经调查 延吉市工业垃圾成份复杂 工业垃圾内掺有相当部分生活垃圾 除去危险工 业废物 主要为磷化渣 电石渣 废油漆及油渣 硫铁矿烧渣等 由于工业垃圾成份 复杂 不易分解 对环境污染较严重 但比较适于焚烧 该部分热值较高 可利用其 进一步提高垃圾发电经济效益 3 7 3 生活垃圾成分分析 生活垃圾成分分析 参照延吉市近年来有关资料 延吉市区生活垃圾 其中包括居民生活垃圾 饮食 服务业及环卫清扫垃圾 在 1990 年 1991 年进行了较为详细的统计 统计结果表明 有机物占生活垃圾的 17 其余均为无机物 其中煤灰占 79 可燃物仅占 2 41 随着近十年来的发展 延吉市人民生活水平不断提高 人民居住条件不断改善 城市实现集中供热 燃气餐饮加工 使生活垃圾成份变化较大 其中有机物与可燃物 比例大大增加 参照北方同类城市调查结果 双气户 供热 供燃气 与非双气户 生活垃圾成份分析见表 3 3 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 24 表 3 3 延吉市生活垃圾成份分析表 重量 废品 项目 有机物 无机 物 纸类 金属 塑料 玻璃 布类 木类 橡胶 双气户 66 23 9 46 9 3 2 78 8 64 1 27 0 67 0 26 1 39 非双气 户 36 06 44 88 4 78 0 19 5 02 0 20 4 10 4 27 0 51 由表 3 2 可知 由于双气户采用集中供热 管道煤气 液化气 作为采暖及饮 食能源 生活垃圾中有机物成份 高热值可燃物逐年上升 根据延吉市环卫处 2004 年 4 月 11 日提供的 延吉市生活垃圾成份分析报告 延吉市 2004 年生活垃圾组分见表 3 4 表 3 4 延吉市生活垃圾组分调查表 塑料 橡胶 草木 废纸 织物 厨余 杂物 金属 玻璃 石块 10 9 0 04 2 8 13 16 0 1 36 9 14 9 0 9 20 3 根据对生活垃圾组份及城市生活垃圾元素初步统计分析 用杜朗热值估算公式对 延吉市城市生活垃圾产生热值进行估算 杜朗热值估算公式如下 热值 337C 1428 H O 8 95S热值 337C 1428 H O 8 95S C 垃圾样品含碳百分率 H 垃圾中含氢百分率 O 垃圾样品含氧百分率 S 垃圾样品含硫百分率 垃圾元素分析及热值估算见表 3 5 表 3 5 延吉市垃圾元素分析及热值测算表 元素分析 应用基 水分 干基 碳 氢 氮 氯 硫 氧 灰份 平均低位热 值 kJ kg 53 3 46 7 13 4 2 00 0 40 0 30 0 03 8 57 22 00 4519 6 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 25 3 8 运输方案运输方案 3 8 1 铁路铁路 厂址距长图铁路溪洞站较近 施工期间主要设备可运至该站后转运至厂址 厂址 南侧为铝厂铁路专用线 为电站实现铁路运输辅助燃煤及渣综合利用产品创造了有利 条件 3 8 2 公路公路 厂址以北贯穿延吉市北部的爱丹路 按照城市总体规划 市区东部在铝厂西侧在 铝厂西侧将新建成贯穿延吉市东部的延铝街 并新建形成贯穿延吉市南部的长白路及 其他部分交通干线 以上公路建设可满足城市生活垃圾至电站的问题 3 9 配套设施配套设施 电站渣考虑综合利用 因此一次性建成干灰棚 干渣棚及制砖厂 干灰棚设在 制砖厂内 干煤棚厂区南侧 距离制砖厂也较近 制砖厂位于厂区南侧 周围空旷 没有环境敏感点 占地面积是 540m2 电站运行产生的飞灰主要由粗除尘器 脱污塔 及布袋除尘器除下来的的细灰 本项目飞灰产生量为 12600t a 这些飞灰用飞灰专用 运输装置运至干灰棚进行固化后处理 炉渣是由焚烧炉炉底排出的炉渣和活化反应炉 排出的炉渣 本项目炉渣产生量为 21280t a 本项目投产运行前 2 年 由于厂区有低 洼处 这些炉渣做厂区回填土 2 年后炉渣用来制砖 要在干灰棚底部要铺设厚塑料 布或土工布来防渗并采取密闭措施防治飞灰飞扬 为避免扬尘 降低风速 减少飞灰 污染 可在干灰棚所在周围即在制砖厂周围种植树木 3 10 主要原辅材料及来源主要原辅材料及来源 3 10 1 助燃煤供应分析助燃煤供应分析 垃圾电站运行过程中 当热值低于 4187kJ kg 时 1Kcal 4 184KJ 需加入约 10 的煤进行助燃 即需加入约 1 5 10 4t a 的助燃煤 电站助燃煤采用汽车运输 厂区内 设置干煤棚 贮煤量为 200t 可供全厂 2 台锅炉 4 天所需最大助燃煤量 采用 2 台机 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 26 动运煤小车由干煤棚向锅炉房供煤 在锅炉房内设置 2 台出力 3t h 的斗式提升机及 2 台出力 3t h 的刮板给煤机分别向 1 2 炉煤斗上煤 煤斗下面的螺旋给煤机向锅炉 供煤 满足助燃煤要求 3 10 2 助燃煤煤质分析助燃煤煤质分析 本项目燃煤量约为 1 5 104t a 根据初步调查 延吉地区煤源丰富 建议建设单 位根据本项目实际情况及当地的煤源情况落实供煤来源 当地的煤矿有和龙煤矿 延 边煤矿 和龙市大庆兴煤业有限公司等 黑龙江鸡西煤也销往延边 这些煤矿的煤质 资料及开采量情况见表 3 6 表 3 6 煤源情况表煤源情况表 序号 项目 符号 延边煤矿和龙煤矿庆兴煤业 鸡西煤矿 1 全水份 Mt 5 5 8 6 8 4 7 2 空气干燥基水份 Mad 6 13 5 46 3 51 0 5 1 5 3 灰份 Aar 27 51 29 38 36 16 37 5 4 干燥无灰基挥发份 Vdaf 39 26 38 40 34 33 33 36 5 C Car 56 09 55 32 47 95 38 6 H Har 3 62 3 54 3 2 3 14 7 O Oar 5 48 4 78 7 93 5 41 8 N N ar 0 72 0 79 0 73 0 65 9 S S ar 0 45 0 73 0 52 0 24 10 低位发热量 MJ kg Qnet ar20 32 19 22 17 03 18 82 11 可磨系数 HIG 68 66 61 60 80 12 变形温度 1260 1270 1300 1400 13 软化温度 1310 1330 1360 1400 14 流动温度 T 1340 1370 1450 50 15 可开采量 104t 958 775 4000 264890 9 16 年可开采量 104t 38 35 30 1000 3 10 3 供水供水 电站安装一台 6MW 汽轮机组 为节约用水 电站冷却水采用循环供水系统 电站 工业生产及生活用水总量为 1139t d 夏季 729t d 冬季 电站生活及锅炉用水采用地下深井水 其他工业用水由延吉市污水处理有限公司 提供 延吉市垃圾发电有限责任公司并于 2004 年 3 月与延吉市污水处理有限公司签 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 27 订供水承诺 按照签订的承诺要求 污水处理厂每天可供 2 10 4t 水量 800t h 延吉市污水处理厂位于该项目东南侧约 1 5km 处 该污水处理厂处理规模为 20 10 4t d 其中一期工程处理量为 10 104t d 污水处理厂一期工程预计 2005 年正式投 产运行 3 11 物料及能源平衡分析物料及能源平衡分析 3 11 1 垃圾焚烧物质转化分析垃圾焚烧物质转化分析 在生活垃圾焚烧过程中 输入系统的物料包括生活垃圾 空气 烟气净化所需 的化学物质及大量的水 在焚烧过程中 其中的有机物与空气中的部分氧气发生化学 反应生成 CO2进入烟气 并生成一部分水蒸汽 生活垃圾中所含的水分吸收热量后 变化为烟气中的一部分 其中的不可燃物质 无机物 以炉渣形式从系统排出 进入 系统的空气经燃烧反应后 没有参与反应的剩余部分和反应过程中生成的 CO2 水蒸 汽 气态污染物以及细小的固体颗粒物 飞灰 组成烟气排至后续的烟气净化系统 进入系统内的化学物质与烟气中的污染物发生化学反应后 大部分变成飞灰排出系 统 而净化后的烟气从烟囱排入大气 进入焚烧系统的水主要包括冷却水 补充水 烟气净化系统用水及其它必要的用水 最终以水蒸汽和废水的形式排出 本项目焚烧 系统物料的输入 输出平衡图见下图所示 生活垃圾 M1 空气 M2入 水 M3入 化学物质 M4入 干烟气 M1出 水蒸汽 M2出 废水 M3出 飞灰 M4出 炉渣 M5出 系系 统统 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 28 本项目焚烧系统物料的输入 输出平衡图本项目焚烧系统物料的输入 输出平衡图 根据质量守恒定律 物料的输入等于输出的物料质量 即 M1入 入 M2入入 M3入入 M4入入 M1出出 M2出出 M3出出 M4出出 M5出出 本项目的焚烧系统的物料输入以生活垃圾 空气和水为主 本项目焚烧生活垃 圾量为 2 260t d 消耗水量为 1139 夏季 729 冬季 t d 输出则以干烟气 水 蒸汽及灰渣为主 灰渣排放量为 33880t a 其中飞灰为 12600t a 渣量为 21280t a 3 11 2 能量平衡分析能量平衡分析 从能量转换的观点看 焚烧系统是一个能量转换设备 它将垃圾燃料的化学能 通过燃烧过程 转化成热能 热能再通过高效吸收后转化成蒸汽 用于发电 最终转 化为电能 焚烧系统热量的输入输出平衡图见下图所示 焚烧系统热量的输入 输出平衡图焚烧系统热量的输入 输出平衡图 根据国内外相关焚烧发电厂的类比可知 当垃圾的低位发热值为 6280kJ kg 时 垃圾焚烧产生的热能高效吸收后转换成蒸汽 这些蒸汽全部用于发电 在焚烧厂垃圾 生活垃圾的热能 辅助燃料的热能 助燃空气的热能 有效利用热 化学不完全燃烧热损失 排烟热损失 机械不完全燃烧热损失 散热损失 灰渣物理热损失 系系 统统 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 29 焚烧产生的热量中 23 的热量被尾气带走 46 的热量用于汽轮机发电 26 的热 量被焚烧厂内的各种设备消耗 5 的热量用于其它消耗 3 12 主要生产系统及工艺流程主要生产系统及工艺流程 3 12 1 生产工艺流程生产工艺流程 垃圾焚烧发电站的主要生产工艺流程为 原始垃圾以垃圾车载入厂区 经地磅 称量后 进入卸料区 将垃圾倾入前处理系统 经振动筛 破袋 磁选 风选后 由 大倾角挡边带式输道机送入垃圾存贮池 池上方设抓斗吊车将垃圾抓入进料斗 垃圾 由上料斗进入给料装置 推入炉排上经干燥 预热后进入流化床密相区充分燃烧 大 块的不可燃杂物经选择性排渣机排出 通过输送设备经磁选回收废铁后送入灰渣车间 破碎利用 同时排出的细灰经细灰循环装置返入炉内继续参与燃烧 垃圾存贮池内的 垃圾渗滤液经污水泵喷入炉膛内焚烧 燃烧所需空气分为一次风 二次风 一次风经 一次风机由垃圾池上空抽取臭气 经两级空气预热器加热后进入风室 二次风分段送 入炉膛 以充分扰动和氧化烟气 并控制氮氧化物的产生 炉膛内二次风口以上温度 控制在 850 以上 当垃圾热值较低时 需加入碎煤助燃 高温烟气经锅炉受热面冷 却 出烟道进入脱污塔去除酸性气体 再通过布袋除尘器除尘后 由烟囱排入大气 焚烧炉底部产生的渣可进行综合利用 生产地面砖 由焚烧炉排出的高温炉渣进入冷 渣器冷却后经刮板输渣机输送至主厂房外贮渣斗 贮渣斗入口设电磁除铁器 回收渣 中铁磁性金属 便于炉渣综合利用 锅炉产生的蒸汽进入汽轮发电机进行发电 3 13 主要工艺系统主要工艺系统 垃圾焚烧电站的主要系统有 垃圾焚烧系统 垃圾输料及运输系统 供排水系 统 烟气处理系统 汽轮机发电系统 除灰渣系统等 3 13 1 垃圾焚烧系统垃圾焚烧系统 本工程设置两台垃圾处理量为 260t d 的循环流化床垃圾焚烧炉 原始垃圾以垃 圾车载入厂区 经电子汽车称重 进入卸料平台 将垃圾倾入前处理系统 处理后由 大倾角挡边带式输送机送入垃圾贮存池 垃圾由上料斗进入给料装置 经干燥 预热 后进入流化床密相区充分燃烧 大块不可燃杂物经选择性排渣机排出 通过输送设备 磁选回收废铁后送入灰渣车间破碎利用 同时排出的细灰经细灰循环装置返回炉内继 续参与燃烧 燃烧所用空气分为一次风 二次风 在垃圾热值较低时 需加入碎煤助 燃 保证锅炉的稳定运行 高温烟气经锅炉受热面冷却 通过粗除尘器进入脱污塔去 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 30 除酸性气体后 进入布袋除尘器除尘后经烟囱排出 两台垃圾焚烧炉排出的渣采用机 械集中 通过车辆运输至炉渣综合利用场地进行综合利用 尾气处理装置进行固化或 做水泥生产添加剂 本工程垃圾焚烧系统图见图四 本工程垃圾焚烧系统主要设备为循环流化床垃圾焚烧系统 其主要技术参数见表 3 7 表 3 7 循环流化床垃圾焚烧炉主要技术参数 序号 项目 参数 1 数量 2 台 2 单炉垃圾处理量 260t d 3 燃烧方式 炉排预热 循环流化床燃烧 4 炉堂出口烟气温度 850 900 5 烟气停留时间 2S 6 空预器进口风温 10 7 空预器出口风温 250 8 焚烧炉排烟温度 190 9 焚烧炉排污率 2 10 焚烧炉效率 79 27 11 焚烧炉蒸发量 18t h 12 焚烧炉过热蒸汽压力 3 82Mpa 表压 13 焚烧炉过热蒸汽温度 104 14 助燃方式 煤 考虑到垃圾成份的变化波动特点 当垃圾热值低于 4187kJ kg 时 垃圾焚烧炉中 可临时加入 10 的助燃煤进行助燃 本工程垃圾焚烧发电生活垃圾及助燃煤用量见表 3 8 表 3 8 生活垃圾焚烧量及助燃煤用量表生活垃圾焚烧量及助燃煤用量表 项目 日用量 t d 年用量 t a 生活垃圾 2 260 1 56 105 助燃煤 50 5 104 用油量 注 焚烧系统年运行按 7000h 计算 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 31 3 13 2 热力系统 热力系统 3 13 2 1 主蒸汽系统 本期主蒸汽管道采用集中单母管制 二台循环流化床垃圾焚烧炉产生的蒸汽经集 中母管接至 6MW 汽轮发电机组 3 13 2 2 除氧给水系统 除氧器选用一台大气式除氧器 25m 3除氧水箱 可满足全厂 40 分钟给水量 凝 结水由二台凝结水泵 一台运行 一台备用 送至大气式除氧器 高压给水由除氧给水箱经三台电动给水泵 其中二台运行 一台备用 送至二台 垃圾焚烧炉 3 13 2 3 生水 软化水系统 生水 取自深水井 由二台生水泵 一台运行 一台备用 经一台生水加热器 后送至化学水处理室 经化学水处理后的软水 由软水泵 一台运行 一台备用 送 入凝汽器热水井或大气式除氧器 3 13 2 4 疏放水系统 全厂设有疏水母管 一台 20m 3疏水箱 一台 0 75m3疏水扩容器 二台疏水泵 一 台运行 一台备用 全厂排水母管接至降温池或排入厂外下水井 3 13 2 5 排污 排汽管道 全厂设有一台 1 5m 3连续排污扩容器 排气接至除氧器 排水接至定期排污扩容 器 一台 3 5m 3定期排污扩容器 排汽排至大气 排水排至降温井 3 13 2 6 厂用蒸汽系统 厂用采暖蒸汽由汽轮机 1 段抽汽抽取 蒸汽供全厂冬季采暖用汽 3 13 2 7 工业水系统 全厂多环行母管系统选用二台工业水泵 供全厂工业水使用 并与消防水泵相连 也可切换至冷却水系统 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 32 3 14 3 生活垃圾及助燃煤运输系统3 14 3 生活垃圾及助燃煤运输系统 生活垃圾由城市中心区收集并进主要交通干线载入厂区 经电子汽车衡称重后进 入卸料平台 垃圾输料系统包括垃圾前处理系统 垃圾贮存及上料系统 3 14 3 1 垃圾前处理系 垃圾前处理系统本系统由垃圾接收斗 振动筛 破袋机 电磁除铁器 凤梨筛选 器 胶带输送机组成 共设置 4 套粗分选处理装置 总处理能力按运行 5 小时接收 600t 垃圾配备 同时设置一个垃圾车直接倾入垃圾贮存池的卸料口 3 14 3 2 垃圾贮存及上料系统 本系统由垃圾贮存池 桥是抓斗起重机 上料及故障排除装置 监视设备组成 本方案设一座垃圾贮存池位于粗分选装置与焚烧炉之间 贮存池上方设 2 台跨度为 22 5m 起重机为 10t 的桥式抓斗起重机负责 2 座焚烧炉的供料任务 3 14 3 3 输煤系统 垃圾焚烧发电站助燃煤采用汽车运输 助燃煤进入电站后送入干煤棚贮存 锅 炉房内设置斗式提升机及刮板给煤机向锅炉供煤 3 14 4 除灰 渣系统除灰 渣系统 3 14 4 1 金属 玻璃 石块等 垃圾处理厂分选后的不可燃部分 如金属 玻璃 石块等约占垃圾总量的 10 左 右 约 52t d 即 15600t a 这些固体废物回收 3 14 4 2 灰 渣产生量 本项目焚烧生活垃圾量为 520t d 用 2 台焚烧炉 单台焚烧生活垃圾量为 260t d 垃圾焚烧系统年运行小时数约为 7000h 其灰渣产生量见表 3 9 表 3 9 灰渣产生量统计表 每小时灰渣量 t h 每年灰渣量 t a 灰渣量 垃圾处理量 灰量 渣量 灰量 渣量 520t d 1 80 3 04 12600 21280 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 33 3 14 4 3 除灰系统 全厂排灰量约为 12600t a 由于干灰属于危险固废 故应对其做固化处理后统一 填埋 3 14 4 4 除渣系统 由焚烧炉排除的高温炉渣进入冷渣器冷却后经刮板输渣机 输送至主厂房外储渣 斗 储渣斗容积为 5m3 储渣斗入口设电磁除铁器 回收渣中铁磁性金属 便于炉渣 综合利用 本工程电站渣量为 21280t a 电站投产后前 2 年主要用于厂区回填或制作公路路 基 电站投产 2 年后 渣可制作建筑材料 本工程除灰渣系统见图五 3 14 5 消防系统消防系统 本工程消防系统为独立管网 主厂房室外消防给水采用环状给水系统 消防连续 时间为 2 小时 一次消防用水量约为 252m3 消防给水利用冷却塔水池 水池贮水量 约 900m3 h 满足消防给水要求 厂区消火栓布置距离不大于 120m 放火保护半径不 大于 150m 主厂房内设置了环状消防管网和室内消火栓 电站采用 XQB7 40 0 3 消 防气压给水设备 配 2 台 XBD5 8 40 125 250B 消防水泵 其技术技能为 138m3 h 60m 一用一备 并配 2 台 KQQDL4 8X10 稳压泵 一用一备 消防气压给水设备安 装在生活消防泵内 满足本工程消防要求 3 14 6 化学水系统化学水系统 根据电站的情况 电厂化学水处理系统拟定为 弱酸树脂 H Na 串联离子交换软 化系统 其流程如下 生水曝气除铁过滤 弱酸氢离子交换 除CO2 一级钠离子交换 二级钠离子交换软化水箱 软化水泵 除氧器 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 34 3 14 7 供 排水系统供 排水系统 3 14 7 1 供水系统 按照延吉市垃圾焚烧发电有限公司与延吉市污水处理厂于 2004 年 3 月签订的供 水承诺要求 延吉市污水处理厂可提供 2 10 4t d 800t h 的中性回用水 以及取 自地下深井水作生活用水 锅炉用水 可满足全厂用水 根据 城市居民生活用水量 标准 GB T503331 2002 吉林省居民生活用水量在 80 135 l d 人之间 本项目 职工采用 4 班 3 倒制方式配备人员 结合人员配备方式 生活用水量约为 40 60 l d 人 其用水量见表 3 10 表 3 10 全厂用水一览表 单位 t d 用水部门 用水量 生活用水 4 取自地下深井水 锅炉用水 25 设备冷却水 60 化学用水 100 循环水补充水 730 夏季 320 冬季 延吉市污水 处理厂提供 其他用水 220 合计 1139 夏季 729 冬季 电站冷却设备采用自然通风冷却塔 冷却水塔面积 400m 2 循环冷却水量见表 3 11 表 3 11 循环冷却水用量表 单位 t d 循环冷却水用量 t 小时用水量 每日用水量 用水部门 夏季 冬季 夏季 冬季 凝汽器 1680 1120 40320 26880 空气冷却塔 60 60 1440 1440 油冷却塔 60 60 1440 1440 合计合计 1800 1240 43200 29760 3 14 7 2 排水系统 全厂生产 生活产生的废水和污水进入厂区下水管网后进入废水处理站 处理后 输送至厂区东南部约 1 5km 的延吉市污水处理厂集中处理达标后排放 最终排入距拟 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 35 建厂区南侧 1 0km 处的布尔哈通河 本工程供水系统见图六 全厂排水情况见表 3 12 全厂供 排水平衡见图七 表 3 12 全厂排水情况一览表 单位 t d 排水部门 排水量 排放去向及排放特征 垃圾渗滤液 20 3 间断排放 抽入垃圾焚烧炉焚烧 设备冷却水 60 回收用于循环水补给水 不外 排 生活污水 3 2 化学酸碱废水 36 锅炉排污水 20 排入污水处理厂 冷却水排污 180 夏季 124 冬季 其他工业排水 176 部分回收 部分排入污水处理厂 合计 417 2 夏季 361 2 冬季 除去 80 3 不外排 第三章建设项目概况及工程分析 东北师范大学环境科学研究所 36 垃圾渗滤液 化学用水 其他工业用水 生活用水 设备冷却水 循环水补充水 酸碱废水排放 36 飞灰固化用水 冷却排污水 凝气器 空气冷却塔 油冷却塔 抽取 污水泵房 管道输送 雾化 喷入炉内焚烧 循环水 4 220 60 790 380 排放 3 2 20 3 200 损耗 20 损耗 22 43200 29760 排放 180 124 地下深井水 污水处理厂供给 1110 700 40320 26880 1440 1440 730 320 60 220 100 损耗 0 8 损耗 64 排放 178 损耗 610 256 水源 1139 729 总损耗进污水处理厂 721 8 364 8 417 2 361 2 790 380 注 注 单位 t d 斜线上为夏季水量 100 200 图七 全厂供 排水平衡图 图七 全厂供 排水平衡图 锅炉用水 25 排放 20 损耗 5 29 第三章建设项目概况及工程分析 37 3 14 8 烟气处理系统烟气处理系统 电站的烟气处理系统主要由烟气脱污反应塔 脱污剂活化炉及布袋除尘器组 成 石灰石粉在脱污剂活化炉中 采用高温高压的蒸汽进行处理 形成高反应 性 高孔隙率的活化脱污剂 以 Ca OH 2为主 石灰石来源于当地 主要 成份是氧化钙和氧化镁 本项目年需石灰石量为 975t 焚烧炉产生的烟气进烟 气脱污塔与活化脱污剂接触反应 以去除 HCL SO2 NO2等酸性气体 脱污 处理后的烟气再进入布袋除尘器中进一步去除烟尘 上述处理后的烟气经烟囱 排入大气 3 14 9 汽轮发电系统汽轮发电系统 循环流化床焚烧炉中产生的过热蒸汽进入汽轮机中膨胀做功 将蒸汽排入 凝气器 在凝气器中凝结成水后 经凝结水泵加压 低压加热后进入除氧器 再利用给水泵送回焚烧炉 3 14 10 垃圾渗滤液处理系统垃圾渗滤液处理系统 垃圾存贮坑中产生的垃圾渗滤液 经集污井集中后 由污水泵抽取 经过 管道输送至焚烧炉膛上部的污水雾化装置喷入炉内燃烧 电站在垃圾存贮坑旁 设一集污井 内设水泵抽取 3 15 工程污染分析工程污染分析 3 15 1 产污环节及污染因素分析产污环节及污染因素分析 1 垃圾运输 尽管环卫部门用密封压缩式垃圾专用车将收集的城市生活垃圾运送至电 厂 在运输过程中由于垃圾车辆密封不严或管理不当 可导致垃圾散落和渗滤 液的滴漏 造成路面的污染 2 垃圾存贮 垃圾存贮池的在未能及时加工处理时 由于垃圾在存贮池中发酵腐烂后 垃圾中的水分将渗出 形成垃圾渗滤液 其产量一般为垃圾量的 5 10 其特点 是臭味强 有机污染物浓度高 氨氮含量高 此外垃圾存贮过程中将产生恶臭 第三章建设项目概况及工程分析 38 污染物 主要为 H2S 二硫醇等 由于垃圾中一般含水量较高 在坑内存储时不 可避免产生垃圾渗滤液 渗滤液中含有大量的有机污染物 SS 重金属及病原 菌等 3 燃煤及垃圾焚烧过程 燃煤燃烧过程中产生烟尘 NO2 SO2等空气污染物 焚烧垃圾过程中特别是 焚烧塑料制品时将产生 HCl 二噁英等有毒有害气体 燃煤燃烧后还产生大量炉 渣固体废弃物 鼓 引风机及焚烧炉运行时产生机械噪声等都将给对周围环境 带来影响 其次 燃烧时各种风机的运转也可能产生一定的噪声 另外 垃圾 燃烧后将产生少量的废渣 4 汽轮发电机运行过程 汽轮机发电过程中包括了化学水处理过程 炉内热交换过程及发电过程 该部分过程中产生一些废水污染物 如锅炉排污及化学车间产生少量生产废水 该部分废水相对污染较轻 污染物一般为 PH SS 及无机盐 此外 风机和水泵 则可能产生噪声 5 烟气处理过程 烟气处理主要是对垃圾焚烧过程中产生的废气污染物进行处理 尽管处理 后烟气中的废气污染物浓度大大降低 但是仍有少量的污染物经烟囱最终排放 到环境空气中 而且烟气中的酸性气体污染物在处理过程中与活性脱污剂反应 产生飞灰固体废弃物 另外 布袋除尘器下将产生少量灰 6 污水处理装置 电站厂内产生的废水主要为少量生活污水及工业废水 废水中的主要污染 物为 SS COD 及盐类 这些废水最终排入厂区南侧 1 5km 处的延吉市污水处理 厂处理后排放 电站运行过程中的产污环节及主要污染因子表 3 13 第三章建设项目概况及工程分析 39 表 3 13 产污环节及主要污染物一览表产污环节及主要污染物一览表 序号 产污环节 废气 废水 废渣 噪声 1 垃圾运输 恶臭 渗滤液 散落垃圾 2 垃圾存储 恶臭 渗滤液 3 垃圾焚烧 烟尘 NO2 酸性气 体 二恶英等 4 汽轮机发电 无机盐类 SS 风机 水泵 5 烟气处理 烟尘 NO2 酸性气 体 二恶英等 灰渣 6 废水处理 有机物 盐类 SS 3 15 2 主要环境空气污染物生成机理主要环境空气污染物生成机理 3 15 2 1 恶臭污染物 恶臭污染物一般来源于垃圾中的含硫 含氮有机物 在细菌的代谢作用下 垃圾中含硫 含氮的有机物产生了恶臭的气体 如 H2S 硫醇及 NH3等 生成 过程如下 3 15 2 2 烟气污染物 烟气中的废气污染物主要是垃圾焚烧时产生的 SO2 NO2 烟尘 HCl 及二 噁英类物质 其中 SO2 NO2 烟尘 HCl 是燃烧过程中有机物与 O2等反应转化成 的无机产物 而二噁英类物质则时垃圾燃烧时产生的一种毒性较大的有机类污 染物 二噁英是指含有二个或一个氧键连结二个苯环的含氯有机化合物 由于氯 原子在 1 9 的取代位置不同 构成 75 种异构体多氯代二苯 PCDD 和 135 种 异构体多氯二苯并呋喃 PCDF 通常总称为二噁英 Dioxin 其中有 17 种 2 3 7 8 位被氯取代的 被认为对人类和生物危害最为严重 1 二噁英的产生途径 生活垃圾在焚烧过程中 二噁英的生成机理相当复杂 至今为止国内外的 代谢过程代谢过程 H2S 硫醇硫醇 H2O 有机有机 S 细菌细菌 有机有机 N 细菌细菌 代谢过程代谢过程 NH3 NOx H2O 第三章建设项目概况及工程分析 40 研究成果还不足以完全说明问题 已知的生成途径可能有 生活垃圾中本身含有微量的二噁英 由于二噁英具有热稳定性 尽管大 部分在高温燃烧时得以分解 但仍会有一部分在燃烧以后排放出来 在燃烧过程中由含氯前体物生成二噁英 前体物包括聚氯乙烯 氯代苯 五氯苯酚等 在燃烧中前体物分子通过重排 自由基缩合 脱氯或其他分子反 应等过程会生成二噁英 这部分二噁英在高温燃烧条件下大部分也会被分解 当因燃烧不充分而在烟气中产生过多的未燃烬物质 并遇适量的触媒物 质 主要为重金属 特别是铜等 及 300 500 的温度环境 那么在高温燃烧 中已经分解的二噁英将会重新生成 2 二噁英的特性 二噁英在标准状态下呈固态 熔点约为 303 305 二噁英极难溶于水 在常温情况下其溶解度在水中仅为 7 2x10 6mg l 而同样在常温情况下 其在二 氯苯中的溶解度高达 1400 mg l 这说明二噁英很容易溶解于脂肪 所以它容易 在生物体内积累 并难以被排出 二噁英在 705 以下时是相当稳定的 高于此 温度即开始分解 另外 二噁英的蒸气压很低 在标准状态下低于 l 33x10 8Pa 这么低的蒸气压说明二噁英在一般环境温度下不易从表面挥发 这一特性加上 热稳定性和在水中的低溶解度 是决定二噁英在环境中去向的重要特性 3 二噁英的毒性 据报道 二噁英是目前发现的无意识合成的副产品中毒性最强的化合物 它的毒性相当于氰化钾 KCN 的 l000 倍以上 同时 它还是 一种对人体非常有 害的物质 即使在很微量的倩况下 长期摄取时便可引起癌症等顽症 国际癌 症研究中心已将它列为人类一级致癌物 此外 二噁英对人体还会引起皮肤痤 疮 头痛 失聪 忧郁 失眠 新生儿畸形等症 并可能具有长期效应 如导 致染色体损伤 心力衰竭 内分泌失调等 据有关报道 只要 1 盎司 28 35g 二 噁英 就能将 100 万人置于死地 二噁英的毒性与异构体结构有很大关系 各异构体浓度的综合毒性评价方 法一般以 TCDDs 为基准 利用 TCDDs 的毒性当量 TEQ 来表示各异构体的毒 性 称之为毒性当量因子 TEF 其他异构体的毒性以相对毒性进行评价 其计 量单位常采用 ngTEQ m3 目前发达国家对二噁英的排放标准一般控制为 0 1ngTEQ m3 而根据 生活垃圾焚烧污染控制标准 GB18485 2001 知 第三章建设项目概况及工程分析 41 我国焚烧炉污染物排放限值中 二噁英控制为 1 0ngTEQ m3 4 二噁英形成机理 在焚烧过程和化学反应中二噁英是由苯环与氧 氯等组成的芳香族化合物 其中毒性最强的为 2 3 7 8 四氯联苯 2 3 7 8PCDD 高温合成 即高温气相生成 PCDD 在垃圾进入焚烧炉内初期干燥阶段 除水分外含碳氢成分的低沸点有机物 挥发后与空气中的氧反应生成水和二氧化碳 形成暂时缺氧状况 使部分有机 物同氯化氢 HCl 反应 生成 PCDD 从头合成 在低温 250 350 条件下大分子碳 残碳 与飞灰基质中的有机或无机 氯生成 PCDD 残碳氧化时 有 65 75 转变为一氧化碳 约 1 转为氯苯 转变为 PCDD 飞灰中碳的气化率越高 PCDD 的生成量也越大 前驱物合成 完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应可形成多种有机气相前驱物 如多 氯苯酚和二苯醚 再由这些前驱物生成 PCDD 高温燃烧产生含铝硅酸盐的原 始飞灰中含有不挥发过渡金属和残碳 飞灰颗粒形成了大的吸附表面 飞灰颗 粒在出炉膛冷却的同时 颗粒表面上的不完全燃烧产物之间 不完全燃烧产物 与其它前驱物之间发生多种表面反应 另一方面与不挥发金属及其盐发生多种 缩合反应 生成表面活性氯化物 再经过多种复杂的有机反应生成吸附在飞灰 颗粒表面上的 PCDD 焚烧垃圾温度为 750 且氧过剩时最易生成不完全燃烧 物 3 15 3 污染物生成量及排放量分析污染物生成量及排放量分析 3 15 3 1 烟气污染物产生量与排放量 锅炉燃煤产生烟气污染物主要为烟尘 NOX和 SO2 垃圾焚烧产生的污染物 主要为 HCl 二噁英等 参考国内外类似垃圾焚烧的有关经验数据 以及垃圾焚 第三章建设项目概况及工程分析 42 烧系统的供应单位清华大学提供了有关设备参数 计算了本项目垃圾焚烧过程 中各种烟气主要污染物的产生量及排放量 其产生及排放量见表 3 14 其中经 治理后二噁英的排放浓度约为 0 5mg Nm3 远远低于 生活垃圾焚烧污染控制标 准 GB18485 2001 的控制标准 表 3 14 锅炉烟气污染物产生及排放情况 污染物 总烟气量 Nm3 h 产生量 kg h 去除率 排放量 kg h 排放浓度 mg m3 备注 烟尘 493 99 9 0 493 15 7 NOX 11 0 11 0 320 SO2 7 45 90 0 745 23 7 HCl 50023 9 46 9 95 2 345 74 6 使用了旋风 除尘器 酸性 气体反应系 统 布袋除尘 器飞灰收集 系统等 3 15 3 2 废水污染物产生量与排放量 垃圾焚烧电站的废水主要有垃圾渗滤液 循环冷却排污水 化学酸碱废水 及生活污水等 关于垃圾渗滤液的产生量 参考我国北方省市有关垃圾处理工 程的参数 但差异较大 一般每吨垃圾产生的渗滤液在 0 013 0 065t d 之间 取其中间值 即 0 039t d 确定本项目垃圾渗沥液产生量为 20 3t d 这些废 水中酸碱废水 循环冷却水排污水 生活污水污染物一般为 SS 及无机盐类 且 污染物的浓度较低 废水污染物产生量及排放量见表 3 15 表 3 15 废水污染物情况一览表 废水污染物情况一览表 污染物排放浓度 SS COD BOD5 NH3 N废水类别 排放量 t d PH mg l mg l mg l mg l 垃圾渗滤液 不外排 20 3 8 0 500 5000 2000 180 冷却水排污 180 124 7 0 20 30 20 化学酸碱废水 36 7 5 20 50 15 生活污水 3 2 7 5 100 300 200 锅炉排污水 20 7 0 20 30 20 其他 176 7 0 20 30 20 合计 417 2 夏季 361 2 冬季 其中除去 20 3t d 的垃圾渗滤液入炉 焚烧 不外排 第三章建设项目概况及工程分析 43 3 15 3 3 声环境影响分析 本项目噪声主要为焚烧炉 汽轮机组及各类辅助设备 如 泵 风机等产 生的动力机械噪声 各类管道介质流动和排汽等产生的综合性能噪声 主 要设备的噪声源强见表 3 16 表 3 16 主要