剩余污泥原来如此：绍兴垃圾及污泥焚烧项目成本解析

查看全部 · 发表于 2021-4-3 18:11:50

“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”。

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”。

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。

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？

一、以垃圾和污泥发电为名上新项目

《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。

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。

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。

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”。

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。

二、计算条件和取值

有关污泥项目的信息和取值，主要参考了《实践》一文；

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》）。

1、脱水污泥性质

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：

燃料的剩余水分	M	84.44
灰分	A	3.41
碳	C	7.68
氢	H	0.84
氧	O	2.64
氮	N	0.76
硫	S	0.23

2、垃圾性质

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：

燃料的剩余水分	M	50.00
灰分	A	16.76
碳	C	16.46
氢	H	2.18
氧	O	12.44
氮	N	0.96
硫	S	0.19

3、燃煤热值

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》）：

燃料的剩余水分	M	9.14
灰分	A	26.30
碳	C	54.41
氢	H	2.74
氧	O	6.17
氮	N	0.84
硫	S	0.40

干基低位热值为5439大卡/公斤。

4、热干化

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。

主要取值如下：

—— 干化处置电耗0.54 kW；（《实践》40kW/t湿泥）

—— 日吨湿基处理量投资5万元（500吨干化项目投资2500万元）；

—— 人员数量：5人

—— 年维护成本相当于初始设备投资的比例：3%

—— 干化出口含固率60%；

热干化后的污泥往电厂循环流化床锅炉处置。

5、循环流化床锅炉

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%。

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。

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。

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。

5、循环流化床锅炉

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%。

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。

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。

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。

6、收支构成

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：

—— 废弃物处置费（污泥80元/吨，垃圾40元/吨）；

—— 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%）；

—— 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）；

—— 供热收入（设自用汽量20%，其余80%对外供热，毛利50元/吨）；

在废弃物处理过程中，可能产生如下成本：

—— 污泥热干化成本（设该参数蒸汽吨价120元，外购）；

—— 干化污泥入炉处置成本(设20元/吨湿泥)；

—— 垃圾渗滤液处理费(设20元/吨)；

—— 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）；

5、其它技术经济参数取值

用于热干化计算的其它参数包括：

二三类费用取费系数	%	15%
还款期	A	7
银行年利率	%	8.0%
电价	yuan/kW	0.65
平均年薪	wy/a	4
年工作日数	d/a	330
焚烧系统综合热损失	%	5%
环境温度	°C	20
相对湿度	%	80%

三、计算结果

1、垃圾焚烧

原锅炉参数	# _& h1 q3 h1 n8 ?+ t& t1 h7 z5 b	原锅炉参数	掺烧参数	差别
烟气含湿量	kg/kg	0.0325	0.0819	( ~7 {9 f5 z! N# P
烟气含湿量增加	%	7 e* h3 \4 e( _- U0 [2 z8 D6 ]4 P% o	& `# \|5 g1 W: i4 ^4 L! Y	151.8%
灰渣量	kg/h	2889	4570	& t. V2 c5 _2 n, A, Q& O2 r) q( u
灰渣量增加	%	& X% `1 G1 ?: ]) x	( j! d+ x6 `* q8 C) H, _	58.2%
干烟气量	kg/h	110901	122288	, l) U# E# S5 w1 z9 @
干烟气量增加	%	3 `3 A. g2 C4 T: H7 P* ?# j	7 Z) p+ o7 F6 B+ ]& ^	10.3%
焚烧炉出口体积流量	m3/h	387457	459508	/ n# i5 A. v- A9 p# o" t: d
烟气体积流量增加	%	0 O2 y1 \|9 }$ t$ P0 F) S! }. t D	4 ^ u/ F1 j; `1 l	18.60%
排放烟气体积流量	m3/h	138103	171618	2 w& {5 M/ b3 B( s
排放烟气体积流量增加	%	: W% f4 F4 P9 Y	1 [0 b4 ~$ B+ y, M	24.3%
燃煤添加量	kg/h	10983	6752	' J. G* `. d4 [& q, y
燃煤添加量减少	%	! J `+ e# U- i9 `2 ~	; S- \|7 H( _" _) ?0 R4 J	-38.5%
假设再热循环汽耗率	kg/kW	3.256	3.256	7 H+ S* s, w$ T" Z2 f
最大理论发电的标煤耗	g/kW.h	333	367	34

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。

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。

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%。

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。

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%。
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

市政污泥 · 发表于 2021-4-3 18:15:56

根据取值，项目可实现的情况如下：

计算补贴电量	kW	7200
对外供汽量	t/d	924
替代燃煤量	t/d	101.5 6 b$ Y$ X) r* r

如果考虑将垃圾替代燃煤作为收入的一部分，则Case1的收入构成如下：

吨垃圾实际电补	yuan/t	108.0	22.0%
垃圾补贴	yuan/t	40	8.1%
供热折合收入	yuan/t	115.4	23.5%
吨垃圾节约燃煤成本	yuan/t	228.5	46.4%
折算总收入	yuan/t	491.9	100.0%

如果不考虑替代燃煤价值，则Case2的收入构成为：

吨垃圾实际电补	yuan/t	108.0	43.8%
垃圾补贴	yuan/t	40	16.2%
供热折合收入	yuan/t	98.7	40.0%
折算总收入	yuan/t	246.7	100.0%

支出和毛利如下：

- B3 t+ W8 J* j	, W, V% j& i, ?- @3 y) \|	Case 1	Case 2
焚烧处置成本	yuan/t	112.5	112.5
渗滤液处理成本	yuan/t	3.3	3.3
折算总成本	yuan/t	115.8	115.8
吨垃圾利润	yuan/t	376.1	130.8
年垃圾处理量	t/a	396000	396000
年利润	万元/年	14893	5181

总之，循环流化床锅炉与炉排炉的垃圾处理项目相比，即使在很低的垃圾补贴情况下仍能有较高获利，而炉排炉不能，后者因燃料热值低，不能采用大量燃煤补燃，整体系统的热效率不高。

循环流化床锅炉实现“暴利”的奥秘在于，它以垃圾为名获得审批的新上热电基数较大，且以供热为主、发电为辅，事实上形成燃煤替代且占重要比例，而处理费只占很小的一部分。这就是为什么循环流化床锅炉的废弃物处置收费比一般炉排炉垃圾焚烧项目低得多的原因。

事实上，处置400吨垃圾，如果热工参数不变，只需一台蒸发量不到30吨的锅炉即可，并不需要75吨。超出的部分对于保障项目的盈利具有重要意义，吨垃圾的利润差在80元左右。

由于热量的大部分是靠燃煤提供的，即使按照发改委新的垃圾发电补贴政策，只享受280kW/吨垃圾的上网电补，降低发电量、提高供热比例，仍能保证获得良好收益。

2、污泥干化焚烧

原锅炉参数	3 _* j2 b* w+ l	原锅炉参数	掺烧参数	差别
烟气含湿量	kg/kg	0.0325	0.0466	% A& r0 e8 l* M7 N
烟气含湿量增加	%	7 `: _* v3 h0 z! m	: o% T7 h/ n1 \|$ w% u' p$ j	43.4%
灰渣量	kg/h	2889	2849	: b: F' Z( V9 i0 y5 {
灰渣量增加	%	3 @1 c0 z, I& k# K$ z	& ]* S0 K' i: f4 l	-1.4%
烟气热损失率	%	11.1%	13.0%	8 E- G& P" ^7 D/ T! l+ ?
烟气热损失增加	%	: m# _4 h. h' o' [; I	2 F% u; ~+ Z" n0 X' h" u% Z	2.0%
干烟气量	kg/h	110901	112700	% C5 ~) ^+ E, j0 A
干烟气量增加	%	& _: g' N0 e2 W% C' Y) _* f0 T	# T8 F+ l2 ~ R8 V* J/ a* e	1.6%
焚烧炉出口体积流量	m3/h	387457	402241	6 a( @( h/ R: P$ ^, K S
烟气体积流量增加	%	4 s1 v Y1 ~$ f	+ _% o$ Q# c1 h$ n	3.82%
排放烟气体积流量	m3/h	138103	145086	# g3 N7 N2 L3 O7 r! {
排放烟气体积流量增加	, \|' w* F$ }: `* _; [) }" D, k7 C: c	# l; c* m9 ~6 n* T	9 f& H$ C- ~( {! `& ]6 C0 }	5.1%
燃煤添加量	kg/h	10983	8943	3 ~: s! C3 i/ R% O# d2 m4 M
燃煤添加量减少	. w* W+ \, E: h6 r. i	3 v3 Q! F) V7 ^0 ~% O; r	+ B0 \) a+ W S2 O; T	-18.6%
理论最大发电能力	KWh	23034	23034	) G5 n3 s! Y1 w7 s
发电标煤耗	g/kW.h	333	340	7

市政污泥 · 发表于 2021-4-3 18:18:55

由于污泥进行了预干化，烟气的含湿量有所增加，但还没有垃圾的影响大。我们不了解的是，该项目拟扩展处置能力至2000吨，是否还要再上新的锅炉。就这里的烟气情况看，应该已存在足够的空间。

按照废弃物的原始重量考虑，污泥的热值比垃圾低得多，但终归还是有一定热值的，这仍会造成锅炉燃用燃煤的减少（热干化的热耗另算），但折算在理论发电标煤耗上，仍比该型锅炉的典型发电标煤耗增加了7克。

入炉燃煤热量1048557405 kcal/d，垃圾热量265390642 kcal/d，燃煤热量占总入炉热值的比例为79.8%。

燃煤重量215 t/d，燃煤重量占比38.0%(以湿泥350吨/日考虑)，如果考虑的是干化后入炉污泥的重量90.8 t/d，则燃煤重量占了入炉燃料的70.3%，

吨污泥上网电量494 kW/t.wet，比国家发改委的吨垃圾标杆发电量280 kWh高了76%。

根据取值，项目可实现的情况如下：

计算补贴电量	kW	7200
对外供汽量	t/d	789
替代燃煤量	t/d	49

如果考虑将垃圾替代燃煤作为收入的一部分，则Case1收入构成如下：

吨湿泥实际电补	yuan/t	123	28%
湿泥补贴	yuan/t	80	18%
供热折合收入	yuan/t	113	26%
吨湿泥分摊燃煤成本	yuan/t.wet	126	28%
折算总收入	yuan/t	442	100% " F' v0 F1 j3 s: \|

如果不考虑替代燃煤价值，则Case2收入构成为：

吨湿泥实际电补	yuan/t	123	39%
湿泥补贴	yuan/t	80	25%
供热折合收入	yuan/t	113	36%
折算总收入	yuan/t	316	100%

支出和毛利如下：

; O$ n0 F5 k! _- P+ Y$ P3 I' B# K	. B, ?, C# j! {- ?/ J1 h	Case 1	Case 2
热干化成本	yuan/t	214.3	214.3
焚烧处置成本	yuan/t	20	20
折算总成本	yuan/t	234.3	234.3
吨污泥利润	yuan/t	207.8	81.9
年污泥处理量	t/a	346500	346500
年利润	万元/年	7201	2838 ; D; w1 h) O1 _+ a1 [+ j6 f* \|. R8 a

不难看出，在污泥补贴为垃圾一倍的情况下（80:40），循环流化床锅炉处理污泥的经济效益远不如垃圾，这就解释了同等条件下为什么污泥处理要比垃圾滞后得多（根据立项2008年1000吨处理能力应到位，而实际只有50%），而企业为什么在补足拖欠的污泥产能前，还要发改委再给政策，污泥处理费涨价。

四、环保问题

至此，本文仅讨论了中环项目的经济层面。还有一个特别值得注意的问题，那就是环保。

我们不知道中环的6台循环流化床锅炉在实际工作中，垃圾与干化后污泥是分开还是合并入锅炉掺烧的。无论哪种方法，基于入炉热量的比例，都可判断该项目是典型的废弃物掺烧而非专烧。既然是掺烧，入炉热量的大部分由燃煤提供，那么在烟气污染物浓度上就有稀释的问题，而我国目前的排放标准对此尚为空白。

此外，关于绍兴污泥的归类问题。中环项目处理的是绍兴水处理发展有限公司的污泥，该厂处理的污水量接近100万立方米/日，其中80%为工业污水，接纳进管企业1910家（见中国环境报2009-11-24“千家企业污水‘巨无霸’一手处理”），主要污染物负荷来自印染企业，当地137家印染企业大部分集聚在此。进水COD平均浓度在1000-1200mg/l，是普通市政污水的4倍以上。污泥处理后的尾水已不能就近排入曹娥江，而须引到12km外的口门大闸西侧钱塘江尖山河段落的南岸进行深水多点排放。由此可知，在污水的定义上，该项目已不被认为是“生活污水”。但是在污泥上，定义则似乎还十分模糊。

在我国，废弃物种类是根据产生源区分的，所谓印染污泥是指来自生产、使用染料、颜料的废水处理，在《国家危险废物名录》HW12“染料、涂料废物”项下对此有具体描述。绍兴的集中式污水处理由于纳入了水量约20%的生活污水，是否就可以把污染物贡献数倍以上的工业污泥全部转为“生活污泥”进行简单处理呢？

印染污泥之所以被列为“危险废物”，在于其中含有大量致癌、致畸变的污染物（参考朱晓鸿等发表在《中国纤检》2011年第12期上的文章“浅析纺织品中致癌染料及其检测方法”）。危废名录中对印染污泥标示的危险性主要在于“有毒性”（代码T）。按照《危险废物鉴别标准-通则》(GB5085.7-2007)所规定的“混合后判定规则”，“具有毒性和感染性等一种或一种以上危险特性的危险废物与其他固体废物混合时，混合后的废物属于危险废物”。根据“处理后判定规则”，“具有毒性和感染性等一种或一种以上危险特性的危险废物处理后的废物仍属于危险废物”。

毫无疑义，绍兴中环项目处理的污泥是危险废物。对危险废物采用循环流化床锅炉进行焚烧，对照《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001），在焚烧温度、烟气处理、检测等各项基本要求上，我们实在不知道中环项目有哪一条是符合的。

五、结语

俗语说，会哭的孩子有奶吃。如果孩子受了委屈，真的肚子饿了，不会说话，哭才能引起大人的注意，于是哭成了一种自然的表达，无可厚非。可如果这孩子不饿，但他知道哭可以换来糖果，甚至可以换来金豆子，于是装哭，等拿到所要的东西后再偷着笑，您说这孩子还可爱吗？

明明是上热电赚钱，非要说是赔本处理废弃物；

明明在大赚其钱，偏要哭穷说成本倒挂；

……

绍兴中环以处理废弃物之名，行上新热电厂之实，应该说是火电领域一种典型的项目操作手法。这种手法还被一些媒体大力推广，高声呼唤配套政策的出台。《经济参考报》2007年09月25日文《污泥焚烧发电：绿色产业还需“绿色政策”》称：“专家认为政府应动用财税等政策杠杆，撬动民间资本力量，实现市场化运营”。

通过对绍兴项目的成本解析，我们发现，其实不论民间还是“官方”资本，都是地方在“撬动”中央的钱（电补）而已。江浙地区之所以冒出了很多污泥发电项目，背后其实都是中央财政资金在支撑。一旦失去电补，或新上火电、热电的规模，这类垃圾、污泥处置项目恐怕就都失去了吸引力。

任何时候，任何国家，无论多富有的国家、城市，环保都是一项艰巨的任务，一项难有产出、只有投入的事业。这项事业的主体应该是政府而非企业。当国内企业“笑着”拿出一个又一个又快又好、省心省力还（替地方政府）“省钱”的“环保”项目，当他们的项目建成后一次次“哭着”寻找理由涨价的时候，我们是否该问问自己：这会哭的孩子是不是太有才、太早熟了点儿？