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康恒环境焦学军:上海与东京生活垃圾焚烧设施的对比分析和思考

时间:2020-08-18 09:16

来源:中国固废网

作者:李晓佳整理


  日本的燃烧图与热负荷的匹配,与国内不同。国内以MCR点的设计热值进行锅炉的选型和设计,而日本则以最高热值作为锅炉选型和设计的依据。

  在垃圾焚烧发电设施的垃圾热值上,上海与东京还有一定差距。上海起初垃圾焚烧热值基本是1400Kcal/Kg—1500Kcal/Kg,直到2012年、2014年左右投产的金山和老港垃圾焚烧项目,热值才逐渐达到1700Kcal/Kg—1800Kcal/Kg,近几年基本达到2000Kcal/Kg。但东京早在1990年左右就已经超过了2000Kcal/Kg。

主蒸汽参数

  相比上海,日本垃圾焚烧设施的主蒸汽参数还是很保守的。东京的主蒸汽温度起初是300℃,后来达到了400℃。上海一开始就是400℃,最近几年达到了450℃。上海与日本的垃圾焚烧设施的主蒸汽压力差别更大:上海主蒸汽压力最低4.0MPa,最高13.0MPa,而东京主蒸汽最低仅2.7MPa,最高 5.3MPa。

  蒸汽参数的差异主要是政策和商业模式的不同导致的。东京的垃圾焚烧设施基本采用地方政府投资并主持运营的商业模式,近期采用DBO模式增多,长期、稳定运行变得更加重要。

  在我国,垃圾焚烧设施主要采用企业投资、运营的商业模式,垃圾处理补贴费虽远低于日本,但享受上网电价优惠政策,这就导致国内企业追求更高的发电效率。

向外供热

  东京垃圾焚烧的余热利用除发电外售、自用外,大部分设施还向外供热。这是因为东京的焚烧设施大多位于城市化地区,且居民需要冬天采暖,热力管网成熟、用户多且稳定,因而焚烧设施向外供热很普遍。这一方面,欧洲做得最好。

  上海的垃圾焚烧项目,几乎不对外供热。因为上海的冬季时间短,居民采暖需求并不强烈;而且上海的焚烧设施大多位于非城市化区域,热供效率低、热力管网不成熟。

  但向外供热将是垃圾焚烧发电行业的方向,特别是在国家财政部焚烧补贴迟迟不能照顾的情况下,垃圾焚烧厂应大力开发供热服务。

烟气净化工艺

  东京的垃圾焚烧设施一般采用“干法+袋式除尘+湿法+SGH+SCR”烟气净化处理工艺。而上海从最初的御桥厂、江桥厂项目,到后来的松江二期、奉贤二期、海滨、宝山项目,烟气净化工艺越来越复杂,烟气污染物控制也越来越好,当然成本也更高。

烟气回流

  烟气回流是非常好的技术,起源于欧洲,在日本得到广泛的应用,现在,这一技术也成为了上海垃圾焚烧厂的标配。

  东京的垃圾焚烧设施于2006年开始使用烟气回流,之后成为标配,2006年后投产或正在建设的焚烧设施都采用了该技术。

  在上海,烟气回流首次应用于2012年投产的金山一期项目(后由于技改需增加SCR,空间不够,被迫拆除),2016年投产的松江一期、奉贤一期和正在建设的松江二期、奉贤二期、金山二期、崇明二期、宝山项目等都采用了烟气回流。

飞灰处理

  在东京21座焚烧设施中,有15座焚烧厂采用了“螯合稳定+填埋”飞灰处理工艺,6座采用“飞灰熔融”处理工艺(但由于处理成本过高,目前已停用4座,改为了“螯合稳定+填埋”工艺)。而上海所有垃圾焚烧厂都采用“螯合稳定+填埋”飞灰处理工艺。

炉渣处理

  东京的焚烧炉渣是不能直接做建材的,所以推行了一段时间熔融处理方式;但即使经过熔融处理,炉渣也不能做建材,所以熔融厂逐渐停运,炉渣只能直接填埋处理。从某种程度上讲,在炉渣处理上,东京相对做得不是很理想。

  在上海,炉渣处理采用“分选、有用物质回收、制作建材”的综合利用方式 (与美国相同),并建立了炉渣处理基地。

上海市焚烧设施存在的问题思考

总体布局

  一、整个行业都面临选址难的问题,但上海尤其难!老港是上海市垃圾处理的托底保障基地。

  二、上海市是超大型城市,16座设施的平均规模达到1800吨/日、单炉规模达到590吨/日,体现了良好的规模效益。但最初几年建设的垃圾焚烧厂,规模过小了。

  三、个别项目规划考虑不足,导致占地面积超过了国内平均值。

  四、项目投资高于全国平均值,个别项目远高于国内平均值,但仅为东京的约1/5。

焚烧炉与余热锅炉

  上海2012年之前建设的垃圾焚烧项目设计热值偏低,以金山、老港一期、松江和奉贤等项目为主。2015年之后设计的项目,充分则考虑了热值的增加。

  烟气回流技术已在上海开始使用,取得了节能、控制NOx良好效果。但在工程应用细节方面,还需继续积累经验。

烟气净化

  上海的焚烧设施烟气净化水平,总体上已达到国际领先。但烟气净化系统过于复杂,采用所有的工艺手段和设备,这种做法并不可取。

  上海老港一期项目率先使用了湿法净化系统,但设备国产化的优化、二恶英的记忆效应控制,尚需很多工作要做。

  低温SCR的应用取得了成功,但氨逃逸的超标仍有可能发生,特别是SCR后置的正在建设中的设施。高效SNCR、PNCR的研发和应用,还需努力。

余热利用

  国内汽轮发电机组配置数量普遍偏多,上海亦如此。在焚烧设施供热方面,上海尚无实例,需根据具体项目特点,尽量开发供热项目,实现经济、社会效益的优化。比如东北地区的项目对外供热,不仅余热得到有效利用,而且还可以改善东北地区由于冬天集中供热带来的空气污染问题

编辑:李晓佳

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