“中国节能投资公司通过下属中国环境保护公司在绍兴投资兴建的资源综合利用示范电厂,日焚烧处理生活垃圾1600吨(含城区服装厂、丝织厂等可燃的非危险企业垃圾400吨)和污水处理厂污泥2000吨(含水率85%)。一期建设规模为日处理生活垃圾1200吨、处理污水处理厂污泥1000吨,安装4X1.2万千瓦抽凝汽轮发电机组,年发电量2.4亿千瓦时。总投资是5亿元,是全国第一个污水处理污泥焚烧大型发电项目。项目享受浙江省近期出台的资源综合利用上网电价为0.53元/千瓦时的优惠政策,绍兴市各级政府积极支持项目的建设,该项目分别与地方政府、污水处理厂签署了垃圾供应和污泥供应协议书,并确定垃圾处理价格为40元/吨,污泥处理价格为80元/吨。2008年12月,该项目正式投入运营。此项目采用浙江大学的循环流化床和污泥燃料化焚烧发电技术,利用后道焚烧发电工序产生的蒸汽余热,进行前道的污泥干化技术,比直接燃煤燃油干化污泥大大节省了成本,约为100元/吨”。
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$ E9 ~# |; N: ]$ |. ^垃圾每吨才40元,污泥才80元,一般人一定会觉得这是一个赔本的价格。于是,看到2011年底绍兴市发展和改革委员会对该项目污泥处置涨价的申请得到批准(绍市发改价〔2011〕133号),一定也不会感到奇怪。“核定含水率80%的污泥处置价格为140元/吨(不含运费)。考虑到企业负担情况,污泥处置价格采取分步到位,2012年1月1日起暂按120元/吨(不含运费)执行”。
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每吨污泥由80元上升为140元,还不能马上到位,中环似乎颇受委屈。, }# w: V0 }0 F8 I. F8 @2 A
9 @: J( [6 v) `) d8 Q0 M' ?在环保领域,处理费便宜是硬道理。但谁能想到,隐藏在“便宜”的处理费背后的实际情形竟然是另外一回事?
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2 [- Q2 P: D( n Z9 d一、以垃圾和污泥发电为名上新项目
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. m9 Z0 I5 ?) _% c《华东新闻》2006年01月09日看到题为“浙江绍兴:污泥发电 垃圾供热”的文章,报道中国环境保护公司和绍兴市天益绿色能源有限公司合资创立绍兴市中环再生能源发展有限公司,开始一项污泥和垃圾处理综合工程的建设。该项目被国家发改委列为国家示范项目。预计2008年全部投产,日处理生活垃圾1200吨、污泥1500吨以上,每年上网电量2.66亿千瓦时,每小时对外供汽150吨以上。) X! f1 L9 P2 Y7 [" P; h
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据陈梅铭等发表在《热电技术》2009年第3期上的文章《城市污泥综合利用的实践》(以下简称《实践》),2008年10月项目建成,但一期污泥干化设施的处理量仅为500吨。2 M7 t2 w4 K" V5 }
/ g! Q5 }- F. g据2011年9月30日绍兴水务网站报道,一个进一步扩产至2000吨污泥的项目正在进行中,为此,绍兴市政府参与的投资公司、市水务集团等参与了注资中环。
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6 J# C$ n2 E" H据2007年05月28日绍兴政府网站的报道“2007年度绍兴市循环经济‘850’工程项目实施计划”,2006年启动的项目“日处理城市生活垃圾1200吨,配3台400吨/天循环流化床垃圾焚烧炉和2台12MW发电机组;日处理污泥1000吨,配3台循环流化床污泥焚烧炉和2台抽凝汽轮发电机组”。
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下面从纯技术角度,分别对75吨锅炉处理400吨/日垃圾、75吨锅炉处理350吨/日污泥(经蒸汽干化至含固率60%)、单炉配8MW发电项目做简要分析。- E% ]" U L7 p7 z8 N/ \
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二、计算条件和取值
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有关污泥项目的信息和取值,主要参考了《实践》一文;9 `* M5 `) [( V3 u7 K4 J
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有关锅炉方面的信息,主要参考朱秋平发表在《发电设备》2004年第5期上的文章《焚烧城市生活垃圾的循环流化床锅炉》(以下简称《锅炉》)。
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1、脱水污泥性质% Y/ @3 J$ W) j& a9 w# w
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据《实践》,设污泥的干基低位热值4874大卡/公斤。湿泥含固率15.56%,湿基污泥量350吨/日。此时,湿泥的收到基构成为:
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" _/ D4 a7 i1 U+ s( {2、垃圾性质. l# K0 v1 c( G2 n0 f& L
/ d; V2 O' k( k; x* C# {设垃圾收到基低位热值1570大卡/公斤(含固率50%),入炉含固率60%(料坑中沥水储存3-5天后)、垃圾处理量400吨/日。此时,垃圾的收到基构成可能为:. R1 E& S0 F" B# J
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3、燃煤热值1 ]1 [# J) B' z* |, m
( r0 D+ S- f6 W0 z5 B' Y
用于计算的燃煤性质如下(取自《郑州热电厂670 t/h锅炉双稳燃宽调节浓淡煤粉燃烧器应用》):
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干基低位热值为5439大卡/公斤。
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2 p5 ^% @! I+ y# o1 B7 d. D E' O4、热干化1 p7 b- a- V% q- Q
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抽取0.5 MPa、温度为200度的过热蒸汽,采用直接干化设备对脱水污泥进行热干化。2 g+ W' A: M3 h( E3 V: |6 y$ w+ ?
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主要取值如下:( O/ q5 }$ F B& w Y
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—— 干化处置电耗0.54 kW;(《实践》40kW/t湿泥)
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—— 日吨湿基处理量投资5万元(500吨干化项目投资2500万元);
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—— 人员数量:5人
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—— 年维护成本相当于初始设备投资的比例:3%. `/ g; X; b- k+ S" i# N) J2 k
# J6 B4 Z% [# T6 S—— 干化出口含固率60%;
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l4 _3 Z% w& G/ B" n/ o热干化后的污泥往电厂循环流化床锅炉处置。
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5、循环流化床锅炉 @$ C0 J, N X7 i
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设循环流化床锅炉实际蒸发量75吨/小时,蒸汽压力 5.3 MPa,温度485度,给水105度。抽汽冷凝型机组,抽汽终点压力1.2MPa,凝汽终点压力0.004MPa,抽汽供热比例55%。5 o; m) o/ E6 F: k7 H! P h# G
0 f8 a! O9 L) c4 h+ T过剩空气系数均取1.4。不处置废弃物时,设排烟温度145度,以此时排出锅炉的湿烟气量(设900度)为基本参考。处置废弃物时,存在两种工况:蒸发量不变(锅炉出口湿烟气量增加)和蒸发量减少(锅炉出口湿烟气量不变)。由于废弃物携带的水分进入锅炉,排烟温度将提高,设处理垃圾时为165度,处理污泥时为150度。由于此项目是以废弃物处理为对象的,假设锅炉和烟气处理各部分均超大设计,允许烟气量的大幅提高。
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以不处置废弃物时的循环流化床锅炉工况为基准,如果是再热循环,汽耗率3.256 kg/kW,发电能力约23 MW,此时的发电标煤耗为333克,与业界的实际参数相当,模型可用。2 Z0 L! x8 {0 T: O
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从锅炉进煤口到出灰渣口、排烟口的锅炉全系统设为一个热工系,进行热平衡计算。. H% i' a0 ~' G: a0 [
1 @* ~" [8 V+ {! l& u5、循环流化床锅炉# G p8 I8 b- |) \, J
' A6 Z; u7 n9 b' v设循环流化床锅炉实际蒸发量75吨/小时,蒸汽压力 5.3 MPa,温度485度,给水105度。抽汽冷凝型机组,抽汽终点压力1.2MPa,凝汽终点压力0.004MPa,抽汽供热比例55%。" J- U6 Y% g9 }, l( u/ U5 |
# l) m$ f5 d9 t. C9 X% B5 \过剩空气系数均取1.4。不处置废弃物时,设排烟温度145度,以此时排出锅炉的湿烟气量(设900度)为基本参考。处置废弃物时,存在两种工况:蒸发量不变(锅炉出口湿烟气量增加)和蒸发量减少(锅炉出口湿烟气量不变)。由于废弃物携带的水分进入锅炉,排烟温度将提高,设处理垃圾时为165度,处理污泥时为150度。由于此项目是以废弃物处理为对象的,假设锅炉和烟气处理各部分均超大设计,允许烟气量的大幅提高。7 K% Z8 \ v8 x8 [0 i, s2 ?
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以不处置废弃物时的循环流化床锅炉工况为基准,如果是再热循环,汽耗率3.256 kg/kW,发电能力约23 MW,此时的发电标煤耗为333克,与业界的实际参数相当,模型可用。+ v1 H, [. W: \) J% v2 P8 l* I
, u$ U/ g0 A+ P. R3 u1 ~3 J! ]6 J从锅炉进煤口到出灰渣口、排烟口的锅炉全系统设为一个热工系,进行热平衡计算。
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: j4 H4 c, L3 `/ w% D3 Y; a0 k. ?6、收支构成! J$ r" q. e; ]1 \; z0 ]7 e
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作为以废弃物焚烧为名义新上的热电项目,其收入可能由出售电能、热能、废弃物处置费、废弃物热值替代节煤量、减免税等构成,这里取值如下:
3 {! Y/ Z# B y0 Q' i0 q! R0 l! P
6 O* L( A# d+ [5 D9 S—— 废弃物处置费(污泥80元/吨,垃圾40元/吨);
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$ j$ s6 K; s* I% }, r—— 发电补贴(仅计算高于当地基准电价的部分,设0.25元/千瓦,自用电量10%,则计算额为发电装机量的90%);7 v2 ]) ~$ w- d& o. C3 f
: N! ^; b6 h$ g$ \, X9 h# d—— 节煤量(在维持锅炉同等蒸发量条件下,废弃物的热值有替代燃煤的作用,折算为燃煤900元/吨);
0 X: v; M& Y ?6 Y7 b" h' o$ s# ?" x0 F X% @& u0 N4 r
—— 供热收入(设自用汽量20%,其余80%对外供热,毛利50元/吨);
: x* e- M! L4 |" M( u0 _! E" N2 F; |! q1 q. M$ C7 k6 ]: |
在废弃物处理过程中,可能产生如下成本:
; ]5 o. x( T. E ?" M* e$ _/ X
1 B$ w% [& l/ I8 Y& X8 n—— 污泥热干化成本(设该参数蒸汽吨价120元,外购);
- ]3 F7 P5 n- X. B2 l3 u# d& C* q
# V* h1 T8 H% C7 M—— 干化污泥入炉处置成本(设20元/吨湿泥);, o0 v% ^1 d. V$ f
1 Q! s7 n" r& r+ v7 x3 d& L—— 垃圾渗滤液处理费(设20元/吨);
8 s- Q& T6 Y! a
o! C. `4 a! z* ]5 a4 V- P5 ^—— 垃圾入炉处置成本(含电、水、维护、人工、折旧等各项的评估价112.5元/吨,此值来自一个同机型的类似项目);
7 u y4 m% \7 o
3 u# J& Y# L4 ^: C ~& @" t- D$ T5、其它技术经济参数取值
y8 Q1 D& y8 F, i" a1 `
1 s$ \3 k3 ~7 H6 J' G1 i5 p用于热干化计算的其它参数包括:3 F. w5 y0 ?' M$ F
, G" Q6 z: Z* A! \ \1 ^$ \
5 h% z5 E! F! M; k
三、计算结果+ d: }0 `4 F: {9 L5 X! x
, e8 y4 S: _3 `: Q% Q1、垃圾焚烧
: S u7 Y4 M! z# n
$ u! S! Z/ h6 ~1 V4 t7 i, T
( F" C/ j3 G, e5 D. s, i& J |
' {- z; v ^$ q | | | | | kg/kg | 0.0325 | 0.0819 | ' o ?2 p+ Y: X
| | | 1 C- O7 m( m5 E# I8 h/ q
|
! W0 P3 E$ C; x4 n# ^* S- ]
| | | kg/h | 2889 | 4570 | % k7 X0 \6 |0 ^; M s5 F/ ?
| | |
1 [9 Y- A$ Z. O# ] t
|
8 l4 {, q- _5 T* u
| | | kg/h | 110901 | 122288 | # [4 \+ ], F% s2 f3 x2 o
| | | ) }/ }3 N0 c$ _5 q# r/ V
| & K: W: p9 n) c
| | | m3/h | 387457 | 459508 |
( S) m1 y. v% [; G* w
| | | 6 o# u# v- u% X8 V
|
# j7 t/ M9 a z; }1 v% b
| | | m3/h | 138103 | 171618 |
3 h% V, c, c4 l% [) r! d2 m5 Y
| | % |
6 g3 _; ~1 t+ G9 P/ J/ m | & g4 P1 h8 L' v; _
| | | | | |
% c8 G) o% I" G1 @+ a7 ]6 A
| | | # L5 H3 @5 i: |0 I/ r
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* u. ^$ `9 c. U8 @- O
| | | kg/kW | 3.256 | 3.256 |
6 x( \8 c j T: [( H' Z: u
| | | | | | 9 M# r5 N# b1 r R, X4 R) Y
烟气的含湿量增加较大,这使得焚烧炉出口的烟气流量增加18.6%。灰渣量增加较多。
0 R, W4 M9 x: X2 z' K
* D: ~1 P- V; `6 Z- [% M% _/ C燃煤减少,但折算在发电标煤耗中,仍比该型锅炉的典型发电标煤耗增加了34克。4 l8 N0 K% P: R& A' m C
/ ^) y; J% _3 k. p* H% L9 b入炉燃煤热量791664945 kcal/d,垃圾热量629379248 kcal/d,燃煤热量占总入炉热值的比例为55.7%,远高于早先国家发改委规定的20%。; Z n7 g; W) i
" h! Q0 h% [# c6 n0 R燃煤重量162 t/d,燃煤重量占比28.8%,远高于该类型焚烧炉厂商所说的助燃煤最高只相当于垃圾量10%的上限。
4 Q0 G6 X$ U- U5 l7 L3 Q& t
) \* U% a5 @3 A' _% v9 b: S7 b吨垃圾上网电量432 kW/t.wet,比国家发改委最近公布的吨垃圾标杆发电量280 kWh高了54%。5 K5 \8 x5 Q' F% r& q, V& M
来源:泥客庄主的博客,原标题:会哭的孩子有金豆子吃 ——绍兴中环垃圾和污泥焚烧项目成本解析
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