危废焚烧处置项目的单位GDP能耗分析以某危险废物集中处置工程为例.docx

GDP以某危险废物集中处置工程为例李菲菲，贺业迅，张颖，刘斌，韦艺（中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津 300074）摘 要：介绍了某危险废物焚烧处理工程的工艺方案、主要耗能设备特点以及节能措施，分析了项目的用能总 量，并对项目的单位 GDP 能耗进行了分析。关键词：单位 GDP 能耗；能源消耗总量；工业增加值中图分类号：X705 文献标识码：B 文章编号：1005-8206 （2014） 04-0024-03Energy Consumption per Unit GDP for Hazardous Waste Incineration Disposal Projects：A Project of HazardousWaste Concentrated DisposalLi Feifei，He Yexun，Zhang Ying，Liu Bin，Wei Yi（North China Municipal Engineering Design & Research Institute Co.，Ltd，Tianjin 300074）Abstract：The process plan，the characteristics of main energy consumption equipments，and energy-saving measures in a project of hazardous waste incineration were introduced. The total energy consumption of the project was analyzed，as well as theenergy consumption per unit GDP.Key words：energy consumption per unit GDP；total energy consumption；industrial added value单位 GDP 能耗指标是我国“十一五”经济社会发展规划提出的约束性指标之一，宏观上单位GDP 能耗是指一定时期内，一个国家 （或地区） 生产单位国内生产总值所消耗的能源总量 1，微 观上即在某项目来说是指一定时期内 （一般为一 个正常生产年份），该项目一个生产单位国内生产 总值 （工业增加值） 所消耗的能源总量，计算公 式为：单位 GDP 能耗= 能源消耗总量/工业增加 值。工业增加值是工业企业在报告期内全部生产 活动的总成果扣除了在生产过程中消耗或转移的 物质产品和劳务价值后的余额；是工业企业生产 过程中新增加的价值。笔者从微观视角以某危险 废物集中处置工程为例进行单位 GDP 能耗分析。图 1焚烧处理流程2 回转窑焚烧炉特点1） 危险废物通过进料机构送入回转窑本体内 进行高温焚烧，经过 60 min 左右 （45 75 min）的高温焚烧，物料被彻底焚烧成高温烟气和灰渣，高温烟气和灰渣从窑尾进入二燃室，焚烧灰渣从 窑尾进入水封刮板出渣机，水冷后进入灰仓，定 期送到安全填埋场进行填埋处理。2） 本焚烧炉采用专利密封结构：风冷复合端 面密封结构，该结构技术独特，密封效果良好。良好的封闭措施和炉膛负压，保证有害气体不外泄。3） 焚烧物料翻腾前进，3 种传热方式并存一 炉，热利用率较高。4） 在二燃室下部设置二次风和 2 个多燃料燃 烧器，保证二燃室烟气温度达到标准以及烟气有足够的扰动。回转窑本体内少量没有完全燃烧的 气体在二燃室内得到充分燃烧，并提高二燃室温度，在二燃室内温度始终维持在 1 100 以上， 根据设计计算，烟气在二燃室内停留时间将大于2 s，在此条件下，烟气中 99. 99%以上的二恶英 和其它有害成分将被分解掉。5） 回转窑内采用耐高温、耐腐蚀、耐磨的铬危险废物焚烧处理项目的工艺方案危险废物利用专用容器及车辆集中收集运输 进厂，需焚烧处理的危废和经过预处理后需焚烧 的危废用专用容器和车辆运入焚烧车间，采用回 转窑型焚烧炉技术对可燃危险废物进行焚烧处理， 经过二燃室焚烧后的烟气则先经余热锅炉回收部 分热量后，在余热锅炉的第一炉膛处喷入尿素溶 液以脱出烟气中的氮氧化物，采用急冷塔快速降 温，经干法脱酸后，进入袋式除尘器过滤、除尘，再经湿法进一步脱酸后，经烟囱达标排放，见图 1 。1收稿日期：2014-04-08袋式除尘湿法除酸引风机烟囱预处理SNCR危险废物收集运输焚烧炉余热锅炉急冷塔干式除酸第 4 期李菲菲，等危废焚烧处置项目的单位GDP能耗分析以某危险废物集中处置工程为例25刚玉砖保温耐火材料，在铬刚玉砖与筒体之间采用高铝轻质隔热砖，二燃室炉窑由高铝砖以及保 温材料组成，起到了绝热蓄能的作用，提高了炉 温，减少了辅助燃料的用量。6） 采用余热锅炉回收焚烧后产生的余热，达 到余热最大的综合利用。3 节能措施表 2 综合能耗核算项目名称折算系数年消耗量折标准煤/（t/a）天然气1. 331 598 500 kg/a2 126. 0水0. 085 7162 723 t/a13. 95电0. 122 97 000 000 kWh/a860. 3合计3 000. 25项目投资及工业增加值的情况本项目主要建设内容为厂前区 （包括综合楼、 门卫及计量间）、生产及仓储区 （包括焚烧车间、 危险废物暂存库、可燃废液储存区）、辅助设施区（包括生产辅助车间、污水处理站、初期雨水池及 事故水池、冲洗车间、消防水池及消防泵房、调 压站）、总图。5. 1工程投资 工程投资情况见表 3。回收余热产生蒸汽本项目利用余热锅炉来回收焚烧炉的余热而 产生蒸汽并尽可能加以利用。2 台余热锅炉共产 生 1. 8 MPa、210 、12. 2 t/h 的蒸汽，其中年外供蒸汽约 629 64 t，2 台锅炉回收蒸汽折标煤约12 425. 85 t，节能效果明显。3. 2 冷凝水再利用建设项目产生的冷凝水经收集后直接回用 余热锅炉，年回收冷凝水约 237 60 t，既降低了新鲜水的消耗，同时又回收利用了冷凝水的余热。本项目建成投产后，全年焚烧处理危险废物3. 8 万 t，每年通过回收固体焚烧炉的余热而产 生的蒸汽相当于节约标准煤 12 425. 85 t。 所以 本项目不仅有效地减少了危险废物存放给环境造 成的危害，还回收了能源，综合利用的节能经济 效益可观。53. 1表 3工程投资情况项目名称投资/万元备注工程费用14 199. 25其中征地面积 4. 0 hm2， 按 3 573 480 元/ hm2 计列工程建设其他费用3 171. 71预备费1 274. 93贷款 1162. 41 万元， 贷款利率为 6. 55%建设期贷款利息532. 52铺底流动资金总投资388. 4119 566. 825. 2 成本根据总成本测算表得出计算结果如下：年总 成本 6 920. 88 万元；年经营成本 5 955. 44 万元；单位处理成本 1 857. 95 元/t；单位处理经营成本1 598. 78 元/t。5. 3 项目投资危废收费为 3 100 元/t，共 37 950 t，共计11 764. 5 万元。5. 4工业增加值的确定 工业增加值情况见表 4。6 本项目的单位 GDP 能耗及财务分析由以上可知，本项目的单位 GDP 能耗=年综 合能耗/工业增加值=3 000. 25 t 标准煤/6 245. 55 万元=0. 4 804 t/万元；税前内部收益率 23. 22%。 对于本地要求的单位 GDP 能耗小于 0. 5 t/万元的 目标，本项目在能耗方面符合要求，然而对于危废处置类的环保项目来说，23. 22%的内部收益率 属于高收益，甚至是暴利，但本工程属城市基础 设施工程，为公共事业性项目，应本着保本微利 的原则，需要合理收取危险废物处置费，23. 22%项目用能总量及结构分析该项目纳入能源折算分析的耗能品种为电力、水、天然气等。4折算依据根 据 GB / T 2589 2008 综合能耗计算通 则，对该项目实际消耗的各种能源及耗能工质 均按相应的能源等价折算为一次能源，折算系 数见表 1 。4. 1表 1综合能耗折算系数名称折算系数天然气/（t/m）3蒸汽/（t/GJ） 电/（t/103kWh） 水/（kg/）t1. 330. 128 60. 122 90. 085 7用能总量本项目达产年综合能耗核算结果见表 2。项 目外购能源折算综合能耗总量为 3 000. 25 t 标准 煤，项目消耗能源以天然气为主，约占总能耗的70. 86%；其次为电消耗，约占用能总量的 28. 67%； 再次为水消耗，约占用能总量的 0. 46%。4. 2 26 环境卫生工程第 22 卷表 4 工业增加值情况内部收益率的变化，见表 5 分析。序号项目名称单价/（元/）t年消耗量金额/万元表 5危废处理收费的敏感性分析一1二（一）11. 11. 21. 31. 41. 51. 61. 71. 81. 91. 101. 111. 1222. 22. 32. 1工业总产值危废处理收费 工业中间投入 直接材料 原材料 氢氧化钙 阻垢剂氢氧化钠 （30%） 清洗剂 活性炭硫酸亚铁 飞灰处理费 炉渣处理费PAM PAC消泡剂稀硫酸 燃料动力 水天然气 电制造费用、管理费11 547. 5011 547. 505 301. 954 280. 503 074. 60114. 400. 36376. 000. 18144. 000. 38569. 401 691. 57172. 000. 046. 000. 271 205. 8948. 00541. 89616. 002 790 元/t（降 10%）2 480 元/t（降 20%）2 170 元/t（降 30%）变化因素3 100 元/t3100. 0037 250. 00 t单位 GDP能耗/（元/）t税前内部 收益率/%0. 480 40. 589 30. 762 22. 121 823. 2219. 0114. 409. 151 300. 009 000. 004 700. 0090 000. 007 500. 00800. 002 970. 592 970. 5920 000. 002 000. 00100 000. 001 600. 00880. 00 t0. 40 t800. 00 t0. 02 t192. 00 t4. 70 t1 916. 80 t5 694. 40 t86. 00 t0. 20 t0. 60 t1. 70 t7结论1） 通过对此类危废项目乃至环保项目的分析 可以看出，要达到各地当前所要求单位 GDP 能耗的目标，就目前本行业先进的技术力量和有效的管理措施而言，需要对整个行业结构进行重大调 整。从上述分析来看，当危废处理收费为 2 170 元/t 时，财务内部收益率为 9. 15% （本行业的基 础收益率为 8%），财务效益较好，可是单位 GDP 能耗偏高；要想达到当地规定的单位 GDP 能耗目 标，需要危废处理收费达到约 3 100 元/t，此时财 务内部收益率为 23. 22%，可见此时财务收益过 高，显然对保本微利的环保项目来说不切合实际。 故此类项目能否用单位 GDP 能耗来衡量有待于进 一步思考。2） 无论采用何种管理方法及先进技术，我国 都属于单位 GDP 能耗偏高的国家。建设资源节约 型社会，必须坚持以大幅降低单位 GDP 能耗为目标，同时需要进一步探索此类项目与其相关产业综合的单位 GDP 能耗与项目财务收益之间的关系。参考文献1 白泉. 关于单位 GDP 能耗指标的再认识J. 中国能源，2011 （3）：9-13，33.2. 953. 39/（元/m）3162 723. 00 t1 598 500. 00 m30. 88/（元/kWh）7 000 000. 00 kWh（二） 用、销售费用的中 间投入965. 71修理费无形资产和其他资 产摊销其它1379. 04245. 273541. 40（三）利息支出利息 工业增加值 （工业55. 7455. 74三 总产值-工业中间投 入）6 245. 55的内部收益率与本行业 8%的基准内部收益率相比，相差太大，与保本微利的原则相抵触，因此 说明本项目的危废处置收费 3 100 元/t 偏高。对项目危废处置收费采取降低 10% 、 20 、30的方法，来测定单位 GDP 能耗以及财务税前作者简介：李菲菲 （1984），主要从事技术经济工作。（责任编辑：郑雯）（上接第 23 页）结论1） 通过监测餐厨垃圾高温厌氧消化过程中产 气情况 （包括产气量和甲烷含量等） 和消化液中 各化学指标 （包括pH、SCOD、VFA和氨氮等） 变 化发现，常州市餐厨垃圾进行厌氧