2021年咨询工程师继续教育讲义-垃圾焚烧发电工程设计发展以及最新案例.doc

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1、垃圾焚烧发电工程设计发展以及最新案例目录1.我国垃圾焚烧发电行业现状2.我国垃圾焚烧发电工程设计发展3.现阶段垃圾焚烧发电工程设计应注意的重点4.案例分析定义：生活垃圾是由居民家庭垃圾和各类公共场所、机关团体、企事业单位、学校等收集的与街道清扫的公共垃圾构成的，高度非均质化的物质。城市生活垃圾（MSW）municipal solid waste什么是垃圾焚烧发电？WASTE TO ENERGY目的：处理垃圾，解决城市环境卫生问题手段：焚烧（废物燃烧）incineration（combustion ; burning）效果：减量化、资源化、无害化（垃圾处理的原则）垃圾焚烧发电厂属于市政基础设施垃

2、圾焚烧是环境问题的解决方案涉及市容环境、环保、电力能源项目管理部门城管局（市容环境）住建部中环协生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准建标141-2010生活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ90-2009生活垃圾焚烧厂评价标准CJJ/T137-2010环保监督部门环保局（环境卫生）环保部生活垃圾焚烧处理污染控制标准GB18485-2014渗沥液、炉渣、飞灰、烟气、恶臭发电上网管理电力公司（电力能源）中电联（电促会）小型火力发电厂设计规范GB50049-2011电力质检、锅炉压力容器、电力上网我国生活垃圾焚烧产业经过30年的发展，从引进焚烧技术设备到中国技术装备输出，已基本发展成熟，并形成了系统完善的法

3、律法规、标准规范等监管体系。年清运量1980年1995年平均年增长8.52%，1995年1999年平均年增长1.70%，2000年到2018年平均每年增长2.98%。1980年3132万t（8.58万t/d）2018年29462万t（80.7万t/d）工艺技术路线焚烧：以层燃技术（炉排型垃圾焚烧炉）为主流技术炉排炉（85%）：流化床（15%）烟气净化：“SNCR+Ca（OH）2半干法+干法+活性炭喷射+布袋除尘”组合工艺被80%以上的焚烧厂所采用飞灰处理：“螯合剂+水+水泥”稳定化渗沥液处理：“厌氧+好氧+超滤+纳滤+反渗透”2018年我国城镇已运行的焚烧厂达到418座，总处理规模41.20万

4、t/d，总装机容量8755MW，日焚烧处理量30.75万t。02我国垃圾焚烧发电工程设计发展工业化城市的发展带来垃圾焚烧，焚烧技术发展历史长初始探索阶段：1988年2000年（约12年）标志-深圳市市政环卫综合处理厂（1988年投产）国内首座垃圾焚烧发电厂（一期2150t/d）日本三菱马丁炉排-珠海市垃圾焚烧发电厂（2000年投产）美国底特律炉排炉（2300t/d）探索中国垃圾焚烧处理之路（北京、四川、中科院）无相关国家标准规范，无设计建设运行经验总结了宝贵的我国垃圾焚烧工程经验关注点：中国垃圾是否适合进行焚烧处理？起步探索阶段：深圳市市政环卫综合处理厂第一座垃圾焚烧发电厂2150t/d三菱马

5、丁炉排+0.5MW汽轮发电机组1.6MPa饱和蒸汽，1988年投产1150t/d三菱马丁炉排炉+3MW汽轮发电机组1.5MPa，350，1996年投产起步探索阶段：温州东庄垃圾发电厂国产炉排一期工程日处理生活垃圾160吨，2000年动工建设，采用1套逆推机械炉排炉，配置1台1500KW汽轮发电机组。蒸汽温度370，蒸汽压力2.45Mpa，比深圳清水河垃圾焚烧厂的蒸汽参数均有提高。温州东庄垃圾发电厂（自主技术炉排炉160t/d）起步标志性项目-宁波枫林垃圾焚烧发电厂（2001年投产）主要特点：以进口技术和设备为主排放标准与国外先进水平稍有差距不断总结我国垃圾焚烧独有特点，技术提升较快政策法规不断

6、完善我国垃圾焚烧发电工程起步基本与国际同步我国垃圾焚烧主要相关政策介绍回顾首个政策：城市生活垃圾处理及污染防治技术政策建成2000120号建设部、国家环保总局、科技部，2000.05.29适用于焚烧垃圾平均热值5000kJ/kg以上。宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型。炉膛烟气在不低于850条件下滞留不少于2秒。关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展意见的通知（计投资20021591号）国家计委、建设部、环保总局，2002.09.10鼓励企业主体采用特许经营方式投资或与政府授权的企业合资建设垃圾处理设施。城市垃圾处理经营权公开招标，公平竞争。垃圾处理设施的项目资本金应不少于总投资2

7、0%，经营期不超过30年。电网企业全额收购可再生能源电量监管办法电监会令第25号国家电力监管委员会，2007.07.25电网企业全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目上网电量。电力调度机构进行日计划方式安排和实时调度，除因不可抗力或者有危及电网安全稳定的情形外，不得限制可再生能源发电出力。关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知环发200882号环保部，2008.09.04采用流化床焚烧炉处理生活垃圾的发电项目，其掺烧常规燃料质量应控制在入炉总量的20%以下外，采用其他焚烧炉的生活垃圾焚烧发电项目不得掺烧煤。必须配备垃圾与原煤给料记录装置。新改扩建项目环境防护距离不得小于

8、300米。生活垃圾处理技术指南建城201061号住建部、国家发改委、环保部，2010.04.22采用焚烧处理技术应严格按国家和地方相关标准处理焚烧烟气，妥善处置焚烧炉渣和飞灰。生活垃圾焚烧厂年工作日365d，每条生产线年运行时间8000h以上。焚烧系统设计服务期不低于20年。垃圾池有效容积宜按5-7天额定生活垃圾焚烧量确定。炉膛内的烟气在不低于850条件下滞留时间不小于2秒。关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知发改价格2012801号国家发改委，2012.03.28生活垃圾焚烧发电项目按入厂垃圾处理量折算上网电量进行结算，吨垃圾折算上网电量暂定280kWh，并执行全国统一垃圾发电电价每kWh0.

9、65元含税；其余上网电量执行当地同类燃煤发电机组上网电价。“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划发改环资20162851号发改委、住建部，2016.12.31到2020年底，设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的50%以上，其中东部地区达到60%以上；建立较为完善的城镇生活垃圾处理监管体系。重点推进对焚烧厂主要设施运行状况等的实时监控。建设焚烧处理设施的同时要考虑垃圾焚烧残渣、飞灰处理设施配套。鼓励相邻地区通过区域共建共享等方式建设焚烧残渣、飞灰集中处理处置设施。不鼓励建设处理规模小于300吨/日的焚烧处理设施。生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据应用管理规定部令第10号生态环境

10、部2019.11.21按有关法律法规和标准规范安装使用自动监测设备，与生态环境主管部门的监控设备联网。按固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范HJ75等要求，保证自动监测设备正常运行，保存原始监测记录，并确保自动监测数据的真实、准确、完整、有效。按生活垃圾焚烧发电厂自动监测数据标记规则及时在自动监控系统企业端，如实标记每台焚烧炉工况和自动监测异常情况。自动监测数据可以作为判定垃圾焚烧厂是否存在环境违法行为的证据。城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准（建标2001213号）发展阶段：2000年左右国内第一座千吨级现代化垃圾焚烧发电厂，日处理生活垃圾1050吨，2000年动工

11、建设，采用3台德国NOELL诺尔公司机械炉排炉，配置2台6MW汽轮发电机组。蒸汽温度400，蒸汽压力4.0MPa。宁波枫林垃圾发电厂（引进德国诺尔垃圾焚烧炉1050t/d）以宁波枫林厂（同期：上海江桥、浦东）为例：污染物排放限值（mg/Nm3）SO2260HCl75烟尘80二噁英（ngTEQ/Nm3）11999年开始设计工作，排放标准尚未出台（只有报批稿），无专业设计规范；已知条件：当初热值700800kcal/kg，设计热值1150kcal/kg，热值低、水分高，垃圾池有渗沥液排出，飞灰为危险废物焚烧工艺布置由外方做基本设计德国人，15年前和中国接近，当前9000kJ/kg，结论，可以焚烧，

12、焚烧炉炉型需调整，注重干燥炉排设计，垃圾扰动翻动等措施设计的关注点：何焚烧低热值、高水分垃圾垃圾池渗沥液导排，垃圾给料斗渗沥液收集垃圾池设渗沥液导排系统，按弱酸性介质考虑垃圾池按5天设计60%燃烧器功率，保证850投料80m高烟囱飞灰按危废填埋处置渗沥液送填埋场集中处理我国垃圾焚烧发电工程设计难点垃圾焚烧特征：成分不稳定性（燃烧控制困难）我国垃圾特点：高水分、高灰分、低热值（燃烧更加困难，并引起其他难题）工艺：低热值、高水分垃圾焚烧（发酵脱水）土建：高层大跨度结构、垃圾池防渗防腐（焚烧工艺需求，规范滞后）污水处理：高浓度有机废水（渗沥液量大，高水分垃圾特性）消防：防爆、防火等级（甲烷、H2S，

13、高水分垃圾特性）暖通：除臭方案（垃圾运输、卸料大厅、垃圾池密封）发展阶段关注点1：如何焚烧低热值、高水分垃圾1.垃圾发酵35天垃圾池容积大小设计2.渗沥液导排垃圾池导排系统设计、渗沥液处理系统规模及工艺设计（1）高水分、高灰分、低热值（2）垃圾池内存储3-5天（干燥炉排长度一定，按50%含水设计，内在水分与外在水分干燥不同）（3）渗沥液产生量大（平均15%，夏季最高达到30%以上）（4）循环流化床焚烧技术（我国自主知识产权）（5）垃圾渗沥液处理技术中国生活垃圾焚烧经验及面临的问题2000年前，无料斗垃圾渗沥液收集2004年左右，开始注重渗沥液收集2008年左右，焚烧炉厂家已成标配当垃圾含水率5

14、0%以上时，推料器下方应设置渗沥液收集装置（生活垃圾焚烧技术导则，第4.3.3条）发展阶段关注点2：如何确保环保达标1.机械旋转喷雾半干法+活性炭喷射+布袋除尘器（PTFE覆膜滤袋）2.飞灰稳定化系统（螯合剂+水+水泥）苏州垃圾焚烧发电厂按欧盟标准建设，日处理生活垃圾1050吨，2004年动工建设，2006年9月投产，采用3台Seghers-Keppel机械式炉排炉，烟气净化采用半干法+活性炭+布袋除尘器工艺，配置2台9MW（12MW发电机）汽轮发电机组。设计热值：1400kcal/kg蒸汽温度400，蒸汽压力4.0Mpa苏州垃圾焚烧发电厂设计提升点：参观通道设计烟气排放限值按欧盟号，二噁英按

15、0.1设计旋转喷雾器+活性炭喷射+布袋除尘器飞灰厂内进行稳定化处理卸料平台设冲洗设施垃圾池按7天设计（宁波项目5天）沟道间送排风设计垃圾池除臭装置设计发展阶段：2000年2012年（约12年）技术标准规范全面提升垃圾焚烧新旧设计规范对比解读条文标号生活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ90-2009条文标号生活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ90-2002对比说明总图布置4.1.4特大类垃圾焚烧厂：全厂总焚烧能力2000t/d4.1.4类垃圾焚烧厂：全厂总焚烧能力1200t/d大城市需求，规模大建设成本更经济，环保排放易控制4.5.2垃圾焚烧厂房周围应设宽度不小于4m的环形消防车道4.5.2垃圾焚烧

16、厂房外应设消防道路，宽度不应小于3.5m新版建筑设计防火规范要求4.5.3垃圾卸料平台的坡道，为双向通行时，宽度不宜小于7m4.5.3垃圾卸料平台的坡道，为双向通行时，宽度不宜小于8m符合国家标准，技术经济更合理4.6.2厂区的绿地率不宜大于30%4.6.2厂区的绿化覆盖率应与当地城市绿化规定相协调，且不应小于30%国家发改委关于垃圾处理用地指标要求，技术经济更合理垃圾接收、储存输送系统5.1.1应包括：垃圾称量设施、垃圾卸料平台、垃圾卸料门、垃圾池、垃圾抓斗起重机、除臭设施和渗沥液导排等垃圾池内的其他必要设施。5.1.1应包括：垃圾称量设施、垃圾卸料平台、垃圾卸料门、垃圾池、垃圾抓斗起重机、

17、粗大垃圾破碎和垃圾池内的其他必要设施。关注恶臭（七大环境公害之一），粗大垃圾破碎根据需要设置，而非“应”，规定更细化针对我国垃圾特性5.2.4垃圾卸料平台的设置，应符合下列要求：4.应有地面冲洗、废水导排设施和卫生防护措施，5.应有交通指挥系统5.2.4垃圾卸料平台的设置，应符合下列要求：1. 增加内容，细化，针对我国垃圾特性5.3.1垃圾池有效容积宜按57d额定焚烧处理量确定。5.3.1垃圾池有效容积应按35d额定垃圾焚烧量确定。考虑垃圾发酵问题，7d比较合适。“应”改为“宜”有效容积与事故排烟及通风除臭有关，也不宜过大条文标号生活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ90-2009条文标号生活垃圾

18、焚烧处理工程技术规范CJJ90-2002对比说明余热利用6.3.3余热锅炉蒸汽参数不宜低于400、4MPa6.2垃圾焚烧锅炉新增条文，明确蒸汽参数；焚烧炉与余热锅炉分开烟气净化7.2.5采用干法工艺时，7.2新增条文，辅助手段7.2.6采用湿法工艺时，7.2新增条文，高标准项目7.3.2烟气净化系统必须设置袋式除尘器7.3.2优先选用袋式除尘器。并应设置除尘器旁路。新增强制性条文，取消除尘器旁路要求，取消静电除尘器。7.6.6排放烟气应进行在线监测7.6新增强制性条文，细化要求7.7.6收集飞灰用的储灰罐容量，以不少于3d飞灰额定产生量确定。收集飞灰用的储灰罐容量，宜按715d飞灰额定产生量确

19、定。满足生产需要，技术经济更合理渗沥液细化安全措施，但原则性多，仍不满足设计需求11.3.5应设置渗沥液收集池储存来自垃圾池的渗沥液，渗沥液收集池在室内布置时，应设强制排风系统，收集池内的电气设备应选防爆产品。11.2.3垃圾池内的渗沥液收集设施宜设置在垃圾池的外部。收集设施前应采取防止污泥淤积，方便清理、检修的措施。新增细化条文，但收集池容量未规定。11.3.6垃圾焚烧厂所产生的垃圾渗沥液在条件许可时可回喷至垃圾焚烧炉；当不能回喷焚烧时，焚烧厂应设渗沥液处理系统。11.2.4垃圾焚烧厂区收集的渗沥液应采取有效的处理设施。均是原则性说明，不具备可操作性。渗沥液处理规模应提出建议数值。条文标号生

20、活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ90-2009条文标号生活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ90-2002对比说明消防单独成章，更加细化合理12.3.4垃圾焚烧厂房地上部分的防火分区的允许建筑面积不宜大于4条焚烧线的建筑面积垃圾焚烧厂房的防火分区面积，应按现行国家标准建筑设计防火规范GBJ16的有关规定进行划分。更合理，原条文不合理采暖通风13.2.3建筑物的采暖散热器宜选用易清扫并具有防腐性能的产品12.2.3建筑物的采暖散热器宜选用易清扫并具有防腐性能的产品2版均提出要求，但空气加热器未提相关考虑，建议补充。13.3垃圾池无要求12.3.2垃圾池间宜设置事故排风装置应补充。垃圾池除臭装置换气量

21、（技术导则提出按1台炉额定一次风量）建筑结构14.1.10垃圾池内壁和池底的饰面材料应满足耐腐蚀、耐冲击荷载、防渗水等要求，外壁及池底应作防水处理。13.1.10垃圾池内壁和池底的饰面材料应满足耐腐蚀、耐冲击荷载、防渗水等要求，外壁底宜作防水处理。防渗漏要求强化14.1.11垃圾池间与其他房间的连通口及屋顶维护结构，应采取密闭处理措施。无增加防臭气泄露措施。建筑结构14.2.6垃圾焚烧厂的烟囱设计，应符合现行国家标准烟囱设计规范GB50051的规定。13.2.6应考虑垃圾焚烧厂的特点14.2.8垃圾池应采用钢筋混凝土结构，并应进行强度计算和抗裂或裂缝宽度验算，在地下水位较高的地区应进行抗浮验算

22、。13.2.8垃圾池应采用钢筋混凝土结构，宜与垃圾焚烧厂房主体结构分开垃圾重量轻，安息角大，取消分开的要求。垃圾池与主厂房结构设计规定仍需细化。按满水进行计算（技术导则提出）成熟阶段：2012年左右（标志：等级评定，新国标修订发布）垃圾热值快速上升扩建项目多、超大规模焚烧厂增多炉排大型化设计的关注点，清洁焚烧、超低排放、高效能源回收、臭气控制、参观需求成熟阶段：2012年左右（标志：焚烧厂等级评定，新国标发布）政府监管加强污染物排放标准对比（11%O2，drygas）（指标接近国际先进水平）pollutantunitGB18485-2001GB18485-2014欧盟89欧盟2010（日均值）

23、小时均值日均值3h/hDustmg/Nm38030203010HClmg/Nm37560505010SO2mg/Nm32601008030050HFmg/Nm321NOXmg/Nm3400300250200COmg/Nm31501008050续表pollutantunitGB18485-2001GB18485-2014欧盟89欧盟2010（日均值）小时均值日均值3h/htheaveragevaluesoverthesampleperiodCdmg/Nm30.10.050.05Hgmg/Nm30.20.050.05Pb+Cr+Cu+Mnmg/Nm3Pb1.6Pb1.00.5Smokeblackn

24、essGreenmanlevel1DioxinngTEQ/Nm31.00.10.1各地方垃圾焚烧污染控制标准（11%O2，drygas）控制项目指标国家标准GB18485上海市深圳市海南省福建省河南省河北省欧盟2010新建现有颗粒物/粉尘小时均值3010103010-101030日均值20108108-810SO2小时均值1001003010030-3540200日均值8050305020-2050HCL小时均值605086010-2060日均值50108108-1010NOx小时均值30025080200150120100150400日均值2502008080120100-120200CO小

25、时均值1001005010050-100100日均值8050305030-5050各地方垃圾焚烧污染控制标准（11%O2，drygas）控制项目指标国家标准GB18485上海市深圳市海南省福建省河南省河北省欧盟2010新建现有汞及其化合物测定均值0.050.050.020.050.02-0.020.05Cd+Ti测定均值0.10.50.30.50.03-0.030.05Pb及其化合物测定均值1.00.50.30.50.3-0.30.5二恶英（ngTEQ/Nm3）测定均值0.10.10.050.050.05-0.10.1NH3小时均值SCR脱硝工艺82.5-SNCR-SCR联合脱硝工艺83.5-

26、其他脱硝工艺-8-政府规定补充完善成熟阶段：2012年左右（标环指标先进）成都祥福垃圾发电厂（引进比利时西格斯炉排，欧盟2000标准建设1800t/d）成熟阶段：2012年左右（能源利用率高）深圳宝安二期垃圾发电厂（引进比利时西格斯炉排，750t/d大型炉排3000t/d）03现阶段垃圾焚烧发电工程设计应注意的重点1.总结提升、精细化设计（30多年发展历程、400余座投运的垃圾焚烧发电厂）2.加强安全设施设计（垃圾车、防爆等）3.确保环保焚烧（850进料，启停炉保障措施设计）4.臭气控制（垃圾池密封设计、洗车台、封闭运输坡道）5.高效能源回收利用技术（高参数余热锅炉、避免大马拉小车等）6.环保

27、教育参观设计（合理设计参观路径及空间）7.最新技术的应用（大数据、智能控制）3.1总结提升、精细化设计（30多年发展历程、400余座投运的垃圾焚烧发电厂的宝贵实践经验）以生活垃圾焚烧污染控制标准GB18485为红线针对我国生活垃圾特性，采用最佳可用技术对焚烧烟气、恶臭、飞灰、渗滤液、噪声5类污染物进行有效控制确保垃圾焚烧工程安全、可靠、环保、经济运行3.2加强安全设施设计（垃圾车、防爆等）渗沥液产生处理区域防爆设计规范运行安全直接原因是渗滤液池室内甲烷、硫化氢、氢气、氨等易燃易爆气体与空气的混合物达到爆炸极限后，沿着玻璃钢材质的排风管进行流动，并在流动过程中与风管摩擦产生静电火花引发爆炸。3.

28、3确保环保焚烧（850进料，启停炉保障措施设计）7运行要求7.1焚烧炉在启动时，应先将炉膛内焚烧温度升至本标准5.3条规定的温度后才能投入生活垃圾。自投入生活垃圾开始，应逐渐增加投入量直至达到额定垃圾处理量；在焚烧炉启动阶段，炉膛内焚烧温度应满足本标准表1要求，焚烧炉应在4小时内达到稳定工况。7.2焚烧炉在停炉时，自停止投入生活垃圾开始，启动垃圾助燃系统，保证剩余垃圾完全燃烧，并满足本标准表1所规定的炉膛内焚烧温度的要求。7.3焚烧炉在运行过程中发生故障，应及时检修，尽快恢复正常。如果无法修复应立即停止投加生活垃圾，按照本标准7.2条要求操作停炉。每次故障或者事故持续排放污染物时间不应超过4小

29、时。7.4焚烧炉每年启动、停炉过程排放污染物的持续时间以及发生故障或事故排放污染物持续时间累计不应超过60小时。5.3生活垃圾焚烧炉的主要技术性能指标应满足下列要求。（1）炉膛内焚烧温度、炉膛内烟气停留时间和焚烧炉渣热灼减率应满足表1的要求。表1生活垃圾焚烧炉主要技术性能指标序号项目指标检验方法炉膛内荧烧温度850在二次空气喷入点所在断面、炉膛中部断面和炉膛上部断面中至少选择两个断面分别布设监测点，实行热电偶实时在线测量2炉膛内烟气停留时间2秒根据荧烧炉设计书检验和制造图核验炉膛内焚烧温度监测点断面间的烟气停留时间3焚烧炉渣热灼减率5%HJ/T20（2）2015年12月31日前，现有生活垃圾焚

30、烧炉排放烟气中一氧化碳浓度执行GB18485-2001中规定的限值。（3）自2016年1月1日起，现有生活垃圾焚烧炉排放烟气中一氧化碳浓度执行表2规定的限值。燃烧器功率、数量、位置3.4臭气控制（垃圾池密封设计、洗车台、封闭运输坡道）3.5高效能源回收利用技术（高参数余热锅炉、避免大马拉小车等）高参数余热锅炉广州ABC6.5MPa5.3MPa4.0MPa6.5MPa4504504504303.6环保教育参观设计（合理设计参观路径及空间）3.7最新技术的应用（大数据、智能控制、图像识别）自动控制系统（ACC）智能控制系统（IACC）04案例分析医废、餐厨协同处置污泥干化焚主厂房更紧凑合理（节约用地）雄安垃圾综合处理中心（建设中）项目总投资估算27.4亿元，特许经营期30年（含建设期），拟接纳雄安新区全域全口径的固体废物，生活垃圾焚烧处理规模2250吨/日，餐厨/厨余垃圾处理规模300吨/日，粪便处理规模300吨/日，污泥干化处理规模150吨/日，医疗废物处理规模10吨/日。雄安项目，亦将同时建设，垃圾车停车场，室内滑雪场等配套设施。物质能量循环图（资源循环利用）半地下设计（臭气控制、去工业化）海绵城市（节能循环利用设计）市民休闲（变邻避为邻利设计）Safe：安全可靠Efficiency高效Environment环保Harmony和谐Education环保教育36