通過(guò)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)分析，提出改擴(kuò)建需要考慮的主要問(wèn)題和解決方案。介紹了改擴(kuò)建項(xiàng)目背景，焚燒系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、汽機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、公輔系統(tǒng)的改擴(kuò)建要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，在不影響原有系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，完成新增機(jī)械爐排爐生產(chǎn)線改擴(kuò)建項(xiàng)目。
進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代，我國(guó)逐步開(kāi)始應(yīng)用先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)，主要包括爐排型焚燒爐技術(shù)和流化床焚燒爐技術(shù)。近些年，城市垃圾處理水平取得了顯著的成績(jī)和突破，業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的為爐排型焚燒爐技術(shù)。早些年的城市生活垃圾量較低，建設(shè)的生活垃圾焚燒發(fā)電廠的規(guī)模較小，或者規(guī)劃較大規(guī)模分期建設(shè)（預(yù)留生產(chǎn)線）。隨著城市的迅速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高，生活垃圾熱值和生活垃圾量逐漸上升，原先建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電廠生產(chǎn)線顯得處理能力不足，將預(yù)留的垃圾焚燒生產(chǎn)線進(jìn)行改擴(kuò)建成為一種趨勢(shì)。本論文研究的生活垃圾焚燒發(fā)電改擴(kuò)建項(xiàng)目原來(lái)規(guī)劃批復(fù)為3爐2機(jī)，于2008年建設(shè)投產(chǎn)了2爐2機(jī)，預(yù)留了1條焚燒生產(chǎn)線。已建成項(xiàng)目配置2臺(tái)400t/d的循環(huán)流化床鍋爐，配套煙氣凈化系統(tǒng)和抽汽供熱汽輪發(fā)電機(jī)組，本次改擴(kuò)建擬定在現(xiàn)有規(guī)模的基礎(chǔ)上增加1條500t/d的爐排型焚燒線，并考慮做好改擴(kuò)建工程、原有工程和未來(lái)改擴(kuò)建工程的銜接，合理組織全廠整體參觀流線、物料輸送流線、交通組織流線，校核全廠煙氣和污水排放總量在環(huán)評(píng)批復(fù)允許范圍內(nèi)。原有工程選擇的為2臺(tái)400t/d的循環(huán)流化床鍋爐，運(yùn)行中需要添加20%左右的燃煤作為輔助燃料，運(yùn)行成本較高，隨著運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)，設(shè)備逐漸老化（單臺(tái)設(shè)備處理能力已降到300t/d～350t/d），故障率增加，處理能力下降，且在嚴(yán)格執(zhí)行GB18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的情況下，減排壓力巨大。為了解決環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合原來(lái)已批復(fù)的規(guī)劃、國(guó)內(nèi)垃圾發(fā)電廠近年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，擬選1臺(tái)500t/h爐排焚燒爐，為國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、授權(quán)后國(guó)內(nèi)制造。垃圾倉(cāng)為密閉的、具有防滲防腐功能并處于負(fù)壓狀態(tài)下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)儲(chǔ)池，用于垃圾的接收和貯存。垃圾吊布置在垃圾倉(cāng)上方，用于倒運(yùn)和抓送垃圾。為了保證續(xù)建工程和原有工程的協(xié)調(diào)性，垃圾倉(cāng)左右兩壁與原有工程的兩壁對(duì)齊，垃圾吊軸線、軌道與原有工程對(duì)齊，方便兩期工程的垃圾吊互為備用。垃圾卸車大廳采用高位、封閉設(shè)計(jì)，高位卸車方式不僅增加地表以上垃圾倉(cāng)有效容積、減少垃圾倉(cāng)土建投資費(fèi)用，同時(shí)可以在卸車平臺(tái)下布置值班、機(jī)修和倉(cāng)庫(kù)、工具間等。本續(xù)建工程增設(shè)的垃圾卸料大廳與原廠垃圾卸料大廳相通，垃圾車可以從原有工程卸料大廳進(jìn)入續(xù)建工程的卸料平臺(tái)；續(xù)建工程卸料平臺(tái)局部三跨與高架橋保持一樣的坡度并連接起來(lái)，垃圾車可從垃圾運(yùn)輸棧橋直接進(jìn)入卸料大廳卸料。運(yùn)輸棧橋利用原有，不需增加新的運(yùn)輸棧橋。為了滿足改擴(kuò)建工程的需要，在垃圾焚燒爐余熱鍋爐出口配置一套煙氣凈化系統(tǒng)，根據(jù)煙氣排放指標(biāo)及余熱鍋爐出口煙氣濃度，本工程確定采用 “SNCR+半干法旋轉(zhuǎn)噴霧化脫酸反應(yīng)塔+消石灰干粉噴射+活性炭噴射＋袋式除塵器”的煙氣凈化工藝為工藝。凈化煙氣由引風(fēng)機(jī)送入廠房外的煙囪排入大氣。煙囪與一期煙囪貼建，外包鋼筋混凝土套筒，貼建效果見(jiàn)圖2。煙囪高度80m，煙囪直徑Φ1800mm，正常出口流速16.1m/s。水平煙道上設(shè)置煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，按《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》CJJ90-2009要求，測(cè)試項(xiàng)目：煙塵、SO2、HCl、NH3、NOx、O2、CO、CO2，同時(shí)裝設(shè)取樣孔和取樣平臺(tái)。汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)改擴(kuò)建
本改擴(kuò)建工程完成后，汽水損失及各種用汽情況詳見(jiàn)表1。原項(xiàng)目設(shè)置有完備的除鹽水制備系統(tǒng)，除鹽水制備能力80t/h。本工程尖峰工業(yè)熱負(fù)荷 80t/h，持續(xù)時(shí)間約10h，穩(wěn)定工業(yè)熱負(fù)荷50t/h，最小工業(yè)熱負(fù)荷 10t/h。電廠原設(shè)置除鹽水箱3座，每座有效容積100m3，可滿足除供熱負(fù)荷外23h的除鹽水用量。綜上所述，尖峰供熱時(shí)，除鹽水箱的容量可滿足除外供負(fù)荷外除鹽水的要求，故本工程化學(xué)水設(shè)施不考慮擴(kuò)建。其他系統(tǒng)均可利用原有。該生活垃圾發(fā)電廠現(xiàn)有2臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐，配2臺(tái)12MW凝汽式抽汽供熱汽輪發(fā)電機(jī)組。原鍋爐處理能力 400t/d，自2008年投入運(yùn)行后已經(jīng)近10年，隨著鍋爐效率降低，現(xiàn)處理能力約350t/d，蒸發(fā)量60t/h。本項(xiàng)目擴(kuò)建一臺(tái)500t/d生活垃圾焚燒爐，蒸發(fā)量48 t/h。原有兩臺(tái)12MW的凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，能滿足三臺(tái)焚燒爐的正常運(yùn)行。改擴(kuò)建工程垃圾焚燒爐余熱鍋爐蒸汽進(jìn)入原有汽輪機(jī)的運(yùn)行工況見(jiàn)發(fā)電廠房原則性熱力系統(tǒng)圖。其可能發(fā)生的運(yùn)行工況可見(jiàn)表2，詳細(xì)敘述如下：表2 C12機(jī)組典型工況主要參數(shù)表三臺(tái)鍋爐額定負(fù)荷運(yùn)行，總產(chǎn)汽量168t/h。額定工業(yè)符合50t/h時(shí)，一臺(tái)汽機(jī)按照額定抽氣最大功率工況運(yùn)行，另一臺(tái)按照純冷凝額定工況運(yùn)行，見(jiàn)表1中工況1。尖峰工業(yè)負(fù)荷80t/h，一臺(tái)汽機(jī)按照最大抽氣工況運(yùn)行，另一臺(tái)按照冷凝工況運(yùn)行，見(jiàn)表1中工況2。最小工業(yè)負(fù)荷10t/h，一臺(tái)汽機(jī)按照最小抽氣工況運(yùn)行，另一臺(tái)按照冷凝工況運(yùn)行，見(jiàn)表1中工況3。（二）一臺(tái)原有流化床焚燒爐停運(yùn)一臺(tái)原有流化床焚燒爐和新建焚燒爐運(yùn)行，總產(chǎn)汽量108噸。額定工業(yè)符合50t/h時(shí)，只要一臺(tái)汽機(jī)按照額定抽氣最大功率工況運(yùn)行即可滿足要求，見(jiàn)表1中工況4。尖峰工業(yè)負(fù)荷80t/h，只要一臺(tái)汽機(jī)按照最大抽氣工況運(yùn)行即可滿足要求，見(jiàn)表1中工況5。最小工業(yè)負(fù)荷10t/h，一臺(tái)汽機(jī)按照最小抽氣工況運(yùn)行，另一臺(tái)按照冷凝工況運(yùn)行，見(jiàn)表1中工況6。如果新建焚燒爐停運(yùn)，機(jī)組按照原工程工況運(yùn)行即可。綜上所述，原有兩臺(tái) 12MW 的凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，能滿足三臺(tái)焚燒爐的正常運(yùn)行。廠區(qū)已建有道路系統(tǒng)，可滿足生產(chǎn)需求。主廠房續(xù)建后占用了聯(lián)合生產(chǎn)廠房東側(cè)道路及通道，將該道路東移，形成圍繞主廠房的環(huán)形道路。廠區(qū)圍墻和兩處出入口不變。新建道路與垃圾運(yùn)輸坡道高架引橋在卸料間入口東側(cè)形成立交?？傮w效果圖見(jiàn)圖1：依據(jù)負(fù)荷分類及其對(duì)電源的不同要求，本工程低壓系統(tǒng)采用低壓配電柜和動(dòng)力配電箱的供電方式。所有I類負(fù)荷及全廠大于75kW的II, III類電動(dòng)機(jī)原則上由低壓配電柜供電，其余負(fù)荷由相應(yīng)的動(dòng)力配電箱供電。帶有II類負(fù)荷的動(dòng)力配電箱采用帶自動(dòng)切換的雙電源供電，III類負(fù)荷單電源供電。一次風(fēng)機(jī)，二次風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速方式。大容量電機(jī)（75kW及以上）采用變頻器或軟起動(dòng)器控制。其他電動(dòng)機(jī)均采用直接起動(dòng)方式。本期工程設(shè)一臺(tái)1600kVA低壓廠用變壓器，電源系統(tǒng)引自一期工程廠用電10kV母線，同時(shí)由已有備用變壓器低壓側(cè)引來(lái)一路電源作為新增低壓變壓器的備用電源，切換采用設(shè)備自投裝置。本期新增廠用變壓器由原廠10kV I段新增開(kāi)關(guān)柜供電。新增一面10kV開(kāi)關(guān)柜給本期新增廠用變壓器（容量為 1600kVA）供電，在 I 段母線上新增一臺(tái)高壓柜為本次擴(kuò)建新增引風(fēng)機(jī)供電。廠區(qū)生產(chǎn)用水水源為市政中水，在入廠處設(shè)置計(jì)量水表。水源進(jìn)廠后經(jīng)中水處理設(shè)施凈化處理后自流進(jìn)入生產(chǎn)、消防儲(chǔ)水池中，經(jīng)加壓后供廠區(qū)生產(chǎn)、消防用水。擴(kuò)建工程生產(chǎn)用水由一期已建成生產(chǎn)供水泵供給，本期工程不需增設(shè)設(shè)備。生活水源為市政自來(lái)水，經(jīng)生活給水機(jī)組加壓后供各建筑物衛(wèi)生間、洗浴及餐廳使用。擴(kuò)建工程衛(wèi)生間用水由一期已建成生活供水泵供給，本期工程不需增設(shè)設(shè)備。本文就正在進(jìn)行改擴(kuò)建的生活垃圾焚燒發(fā)電廠為例，介紹改擴(kuò)建時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題，詳細(xì)分析了焚燒系統(tǒng)、汽機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、公輔系統(tǒng)與原有工程的匹配性和續(xù)建工程的特點(diǎn)，為之后續(xù)建工程和改擴(kuò)建工程可起到借鑒作用。為滿足環(huán)保要求、響應(yīng)國(guó)家政策號(hào)召，生活垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)正處于高速發(fā)展階段，多城市環(huán)境發(fā)展起到了促進(jìn)作用。改擴(kuò)建工程對(duì)于城市環(huán)境效益、原有垃圾發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益都是良好的模式，必將在以后的工程建設(shè)中占據(jù)更大的份額。
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