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          淺析生活垃圾焚燒發電行業 存在的問題及解決辦法
          來源:未知編輯:未知
          • 論文類型

          • 發文單位

            未知

          • 頒發時間

            2023-06-21

          • 文件號

            未知

          • 關鍵字

          淺析生活垃圾焚燒發電行業

          存在的問題及解決辦法

           

          呂曉平     河北省市容環境衛生協會

           

          一、行業發展概況

          1988年我國第一座垃圾焚燒發電項目在深圳投入運營,垃圾焚燒發電行業在我國正式拉開了發展的序幕。

          “十三五”至今,我國垃圾焚燒廠數量從2016年的231座增加到2022年的852座,且在建100多家、規劃100多家。生活垃圾焚燒發電處理規模已達85萬噸/日。我國垃圾焚燒發電裝機容量從2016年的549萬千瓦增長至2022年的2300萬千瓦。

          行業發展經歷了幾個階段:

          (一)初步探索階段(1988-2005年)

          這一階段主要通過引進國外先進的焚燒設備和技術對國內垃圾進行直接處理。進口設備出現“水土不服“的情況,項目運營往往不及預期,促進了垃圾焚燒設備國產化。

          (二)初步發展階段(2006-2011年)

          2006年1月,《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》發布,補貼電價標準為0.25元/kWh,發電項目自投產之日起,15年內享受補貼電價,運營滿15年后,補貼電價取消。在補貼政策推動下,國產設備包括爐排爐技術開始應用于市場。

          (三)高速發展階段(2012-2020年)

          2012年3月,國家發改委發布《關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》,提出每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280千瓦時,并執行全國統一垃圾發電標桿電價0.65元/kWh,垃圾焚燒發電盈利模式確定。垃圾焚燒發電行業進入高速發展階段,焚燒處理規模不斷提升。

          (四)穩定發展階段(2021年至今)

          2020年國家出臺了《關于促進非水可再生能源發電健康發展的若干意見》有關事項的補充通知(財建〔2020〕426號),提出“農林生物質發電、垃圾焚燒發電和沼氣發電項目,全生命周期合理利用小時數為82500小時”,同時明確“生物質發電項目自并網之日起滿15年后,無論項目是否達到全生命周期補貼電量,不再享受中央財政補貼資金”。降本增效成為項目管理的關鍵指標,同時探索新的利潤增長點。


           

          二、行業市場存在問題及解決方法

          (一)問題

          1、行業高速發展過程,也是垃圾焚燒企業逐步“失寵”的過程

          首先,經歷十余年的高速發展,我國垃圾焚燒發電行業已相對成熟,行業集中度較高,增量市場空間減少;其次,目前約40%-50%的垃圾焚燒企業因垃圾量不足,造成部分設備閑置;其三,財政部等逐步減少了垃圾焚燒的各類補貼;其四,垃圾焚燒廠還普遍面臨應收款被拖欠的情況,包括垃圾處理費、國家電價補貼、省級電價補貼等。

          以上,增加了企業安全生產運營壓力及風險。

          2、行業投資強度、運營成本及環??刂浦笜酥鹉晏岣?/span>

          首先,垃圾焚燒發電項目投資強度較大,目前行業內平均投資水平為60萬元/噸(約0.02MW),遠高于風電、光伏發電行業,風電、光伏發電行業投資運營成本持續降低,基本實現平價上網。其次,垃圾焚燒發電行業隨著各地環保排放標準的提高,投資運營成本不降反升。

          (二)解決方法

          盤活存量、依靠內部挖潛求發展

          近年來,垃圾焚燒發電企業意識到要“盤活存量、依靠內部挖潛求發展”的重要性;意識到企業在確保安全、環保運行的基礎上,盡可能探索高效運行、多種途徑提高經濟效益的辦法,如提高企業管理水平,規范設備設施運行管理,使設備設施出力和效率達到最佳值,適時開展熱電聯產、移動供熱,協同處置污泥、工業廢棄物、農林廢棄物等拓展工作。這些辦法都是減少對電價補貼依賴的自我“完善、開拓、發展”之道。

          企業千方百計進行“完善、開拓、發展”之道的同時,仍然需要相應的各類補貼得以及時支撐,否則,企業自我求發展,很難持續下去。

          目前的行業與之前的農林生物質發電行業發展極為相似,補貼拖欠幾乎讓整個行業處于“虧損、休克”狀態。垃圾焚燒發電行業不能再走農林生物質發電行業的老路了。

          三、行業從業人員存在問題及解決方法

          (一)問題

          行業從業人員整體業務水平亟需提高

          首先,行業的高速發展,加之專業人才的培養體系不完善,儲備人才嚴重不足,大量崗位需求由非專業人員填充,“重使用輕培養”,造成行業人才結構不合理;還有就是行業因鄰避問題,遠離市區,道路交通上大多不便,使得招聘員工帶來一定困難;行業諸多專業工程師崗位人員,沒有相應的崗位職業任職資質且行業技術人員流失嚴重,有的在20%-30%;諸多總經理對行業不甚了解、說不清楚有的懂技術但不懂管理,或沒有行業工作的“行業情懷”,按行業管理人員“技術水平+管理能力+行業情懷”要求,不符合要求的占到近30%。

          企業安全生產、環??刂?、綜合管理不規范、不到位,設備問題多、缺陷多成為普遍現象。

          (二)解決方法

          多方并舉,促進行業從業人員整體業務水平提高

          招聘員工注重人品較好的、業務能力強的員工;企業內部要獎罰分明,獎勵為企業“積極主動想辦法、踏踏實實能干事、全力以赴解難題”的愛崗敬業的員工,反之,考核和淘汰不作為、干不了事、解決不了問題,甚至增加問題的員工;企業內部形成“能者上、庸者下”及“流水不腐、戶樞不蠹”實行人力資源動態考核常態機制;同時,以人為本,開展企業文化的建立和宣貫,給與員工以更多的人文關懷。

          “火車跑得快,全靠車頭帶”。企業依靠能力強、敢擔當、懂技術、會管理、有激情、有行業情懷的總經理,規范企業各項安全、環保、生產、經營、綜合管理制度,規范生產設備管理,使企業走向良性、健康、可持續發展道路。

           

           


          四、行業生產存在問題及解決方法

          一)依據標準規范

          1、國家標準

          (1)《生活垃圾焚燒污染控制標準》GB18485

          (2)《生活垃圾填埋場污染控制標準》GB16889

          (3)《生活垃圾焚燒爐及余熱鍋爐》GB/T18750

          (4)《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058

          (5)《防止電力生產事故的二十五項重點要求》(國家能源局)

          2、行業標準

          (1)《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》CJJ90

          (2)《生活垃圾焚燒廠運行維護與安全技術標準》CJJ128

          (3)《生活垃圾焚燒廠評價標準》CJJ/T137

          (4)《生活垃圾滲瀝液處理技術規范》CJJ150

          (5)《生活垃圾焚燒廠運行監管標準》CJJ/T212

          (二)鍋爐專業

          依據生活垃圾燃燒特性,如:一多--多形態、多成分(含CL、S);二高--高水分、高揮發分;三低--低熱值、低固定碳。垃圾焚燒鍋爐在設計上具有對應的、獨特的鍋爐本體布置。

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          圖1.某垃圾焚燒發電廠鍋爐控制系統圖

          1、鍋爐本體及受熱面布置特點

          (1)垃圾焚燒鍋爐本體體積、重量是同容量常規鍋爐的2-3倍。

          (2)高溫過熱器布置在第四煙道上,常規鍋爐布置在第一煙道上。

          2、鍋爐存在的問題及解決方法

          (1)“四管”防爆問題突出

          1)問題

          “四管”泄漏和爆管主要原因包括管壁高溫腐蝕、煙氣沖刷磨損、受熱面設計、安裝不合理、管材及焊接質量不良、運行年久、管材老化、管內結垢或異物堵塞、管壁由于冷卻條件惡化發生短期大幅度超溫或長期過熱超溫,運行操作不當等。

          鍋爐事故約占全廠事故的70%,“四管”泄漏約占鍋爐事故的70%,由此可見認真做好防止“四管”泄漏和爆管的工作,對減少機組非計劃停運次數、提高鍋爐健康水平以及實現機組長周期運營均是十分關鍵的。

          據統計,過熱器在“四管”泄漏中的占比為57%,水冷壁30%,蒸發器6%、省煤器7%。

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          圖2.某垃圾焚燒發電廠鍋爐受熱面泄漏

          2)解決方法

          依據二十五項反措“6.5.6”??刂坪酶黝愡\行參數,特別是過熱器煙溫不允許超過650℃;檢修要加強“四管”防爆工作,對受熱面重點部位,“停爐必檢、檢必記錄、記錄必簽字”,按照檢修規程對“四管”進行必要防護和更換,責任到人,實踐證明對“四管”防爆工作的效果的提高,是一種行之有效的檢修管理方法。

          (2)結焦、積灰問題頻繁

          1)問題

          結焦、積灰主要原因包括焚燒爐設計、爐膛溫度過高、缺氧燃燒、煙道受熱面清灰、鍋爐配風問題等。

          煙氣中飛灰的軟化溫度高于灰粒溫度時,一般在受熱面上只能夠形成相當疏松的一層灰渣,并且其極易脫落;當軟化溫度低于灰粒溫度時,受熱面上將吸附大量具有較強粘聚性的灰渣,這些灰渣的吸附量將隨著溫度的升高不斷的增多,最終形成熔渣。

          對于煙道積灰,由于煙道的煙氣溫度遠遠低于其熔融溫度,因此只會有少量的積灰在煙道中形成,并不會產生熔融現象,用吹灰器就可以輕易的吹掉。

          結焦、積灰通常發生在爐膛前、后拱位置和側墻以及豎直煙道位置,且危險程度隨著焦體擴大而加重,乃至鍋爐無法運行,被迫停爐清渣清灰。

          image.png

          圖3.某垃圾焚燒發電廠鍋爐結渣、積灰情況

          2)解決方法

          依據二十五項反措“6.2.2”。鍋爐絕熱燃燒結構的設計應合理;控制爐膛溫度在850-1000℃范圍;合理配風,將鍋爐出口氧量控制在6-10%的合理范圍內;定時投入吹灰器。

          (3)滲濾液濃液回噴鍋爐問題

          1)問題

          滲濾液濃液含有大量的不可降解的COD、氨氮、總氮、鹽分等,濃液約占滲濾液的20-30%。通常用于飛灰螯合、石灰漿液,實際運行中,無法全部用于以上方式,剩余部分用于回噴鍋爐,進行高溫氧化處理,實現污水零排放。其次,可作為輔助手段參與爐膛燃燒溫度控制調整。

          優點:焚燒處理去除徹底、減量效果好和處理速度快;防止焚燒爐爐膛超溫、減輕結焦速度,降低因受熱面結焦而導致停爐次數,增加垃圾處理量及上網電量;合理控制回噴量(一般不高于垃圾處理量的10%),找出最佳回噴量,以及適當的噴入溫度,可以降低NOx排放濃度約15%(回噴可降低爐出口溫度在900℃左右,SNCR適應溫度,提高效率;濃液中氨氮高,氨與NOx起還原反應)。

          缺點:濃液的回噴、特別是隨著回噴量的增加,會使鍋爐爐膛溫度、蒸發量及鍋爐效率降低,據估算每回噴1噸濃液,降低蒸發量1噸,降低爐效率1%;造成煙氣濕度增大,煙氣附著在受熱面上,影響換熱、造成腐蝕;造成消耗材料增加(活性炭增加,乙炔增加1倍)、廠用電增加約0.3%。

          2)解決方法

          故應適度、審慎進行滲濾液濃液回噴。

          (4)鍋爐出口氧含量長期低于6%

          1)問題

          鍋爐出口氧含量是垃圾焚燒鍋爐“3T+E”的一個重要控制參數。

          鍋爐出口氧含量長期低于6%,造成鍋爐熱灼減率升高、有害物質不能充分分解、火焰中心抬高,有可能造成爐膛出口受熱面結焦、使排煙溫度升高,排煙損失增大。

          2)解決方法

          依據CJJ90“6.4.6”。合理調整爐膛配風,將鍋爐出口氧量控制在6-10%的合理范圍內。

          (三)汽機專業

          1、汽輪機內部及結構特點

          (1)具有較強變工況運行能力的汽輪機組。

          (2)同時還需要適應汽輪機末幾級的濕度大的能力。

          (3)設置汽輪機旁路系統(運行方式)。

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          圖4.某垃圾焚燒發電廠汽機控制系統圖

           

          2、汽機存在問題及解決方法

          (1)新蒸汽進口溫度長期不穩、多數偏低

          1)問題

          在汽輪機運行規程中,有嚴格的規定,一般主蒸汽溫度允許變化范圍是:+5℃、-10℃。相當部分企業鍋爐主蒸汽溫度與規程要求在-15~ -30℃范圍,長此以往,增大汽機軸向推力、汽輪機末幾級的濕度大、造成沖刷腐蝕。

          2)解決方法

          嚴格按照運行規程要求,盡可能實行鍋爐主蒸汽參數“壓紅線”運行。

          (2)自動主汽門沒有定期試驗活動

          1)問題

          自動主汽門沒有定期試驗活動,一但活動受限,汽輪機有超速的嚴重隱患。

          2)解決方法

          按運行規程要求,自動主汽門每月定期試驗活動一次。

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          圖5.某垃圾焚燒發電廠汽機自動主汽門

          (3)沒有設置汽輪機旁路系統

          1)問題

          沒有設置汽輪機旁路系統。

          2)解決方法

          依據CJJ90“8.2.2”。垃圾焚燒生產線年運行不低于8000h的要求,汽機有問題,焚燒爐可以繼續通過凝汽器旁路運行,做到“停機不停爐”的運行方式。通過設計論證,設置汽機旁路系統。

          (4)潤滑油箱事故放油二道門加鎖

          1)問題

          汽輪機潤滑油箱事故放油二道門加鎖,遇到緊急情況,無法迅速放油。

          2)解決方法

          依據二十五項反措“2.3.8”。潤滑油箱事故放油二道門掛“禁止操作”警示牌。

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          圖6.某垃圾焚燒發電廠汽機潤滑油箱、事故放油門

          (5)給水泵及主要輔機就地事故按鈕沒有安全罩

          1)問題

          主要輔機就地事故按鈕沒有安全罩,易造成誤動,引起停機停爐事故。

          2)解決方法

          依據二十五項反措”22.1.4“。主要輔機就地事故按鈕加裝安全罩。

           

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          圖7.某垃圾焚燒發電廠汽機給水泵就地按鈕

          (四)電氣專業

          1、電氣主接線等布置特點

          (1)采用發電機電壓母線配電裝置接線。

          (2)發電機中性點采用非直接接地的方式。

          (3)垃圾池、滲濾液收集池及倒排通廊、活性炭間等防爆區域,使用防爆電氣及照明。

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          圖8.某垃圾焚燒發電廠電氣主接線控制系統圖

          2、電氣存在問題及對策

          (1)沒有配置全廠電氣系統的外網保安電源,且備用柴油發電機維護不到位,沒有記錄,形同虛設。

          1)問題

          遇到全廠失電,保安電源不能及時跟進,主要設備安全面臨巨大風險。

          2)解決方法

          依據CJJ90“9.2.2”。配置外網保安電源,或配置柴油發動機,定期啟動試驗到位,要有詳實記錄。

          (2)電氣運行沒有設置緊急停發電機及滅磁按鈕。

          1)問題

          當DCS控制系統發生全局性或重大故障時,為確保機組緊急安全停機,所設置的。

          2)解決方法

          依據CJJ90“10.3.4”。設置緊急停發電機及滅磁按鈕。

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          圖9.某垃圾焚燒發電廠鍋爐緊急停爐按鈕

          (3)操作員站DCS桌面,沒有設置400V系統、勵磁系統、直流系統、UPS系統。

          1)問題

          不便于電氣運行人員監視以上系統參數等變化。

          2)解決方法

          建議增設以上系統。

          (4)發電機本體沒有安裝水滅火消防裝置。

          1)問題

          發電機本體沒有安裝水滅火消防裝置。遇到發電機火險,不能及時施救。

          2)解決方法

          依據CJJ128“6.3.2”。安裝發電機水滅火消防裝置。

           


          (五)熱工專業

          1、熱工專業特點

          垃圾焚燒發電廠的自動化程度要求,高于同容量常規電廠,從控制方式、控制手段和控制規模上講,可以說是還要復雜一些。故熱控點位較常規電廠多出20%-30%。

          2、熱工存在問題及對策

          (1)ACC功能不全問題

          1)問題

          ACC功能包括爐膛主控溫度區溫度聯鎖輔助燃燒器啟停;自動調節推料速度、爐排移動速度、一次風量;鍋爐出口氧含量、CO含量自動調節二次風量;依據鍋爐蒸汽量或壓力自動調節進料速度和一次風量。以上功能不全,影響鍋爐燃燒自動控制系統的投入。

          2)解決方法

          依據CJJ/T137”表3.2.2中1-3-2”。補充以上功能。

          (2)電氣操作員站DCS桌面,沒有設置400V系統、勵磁系統、直流系統、UPS系統。

          略。

          (3)控制柜冷卻風扇與控制柜控制器電源為一路

          1)問題

          規范要求應確??刂葡到y電源的獨立性、專用性、可靠性。

          2)解決方法

          依據二十五項反措”9.1.6“。進行整改。


          圖10.某垃圾焚燒發電廠熱工控制柜
          (4)沒有保護的投、退工作票、申請記錄
          1)問題

          沒有保護的投、退工作票、申請記錄,易造成運行人員的認識上誤判、易出現設備安全隱患。

          2)解決方法

          依據二十五項反措“9.4.12”。建立起保護的投、退工作票、申請記錄管理制度。


          (六)化學專業問題及對策

          1、化驗指標長期超標

          (1)問題

          爐水、飽和蒸汽、過熱蒸汽的SiO2及電導率長期超標。長此以往,對電廠熱力設備帶來嚴重腐蝕、積鹽、結垢,直接威脅主要熱力設備安全生產運營。

          (2)解決方法

          依據GB/T12145及二十五項反措”6.5.4.6”?;瘜W水汽異?!叭壧幚怼痹瓌t執行。

          2、沒有按照化學水汽異?!叭壧幚怼痹瓌t執行。

          略。


          (七)滲濾液及污水處理問題及對策

          1、滲濾液處理,滲濾液進入處理系統的流量與處理完的清水及濃液的流量不平衡,且沒有去向記錄。

          (1)問題

          帶來一定的環保風險。

          (2)解決方法

          依據GB16889、CJJ150。滲濾液處理,進入與流出的量應有平衡關系,清水及濃液去處應有詳實記錄。

          2、廠區雨污分流工作不到位。

          (1)問題

          初期雨水沒有流入污水處理系統;地面沖洗殘留滲濾液的沖洗水沒有流入滲濾液處理系統。以上均排入雨水溝,構成環保污染。

          (2)解決方法

          依據GB16889、CJJ150。初期雨水流入污水處理系統,地面沖洗殘留滲濾液的沖洗水流入滲濾液處理系統。


          五、小結

          綜上所述,從行業補貼滯后、人員素質結構、生產設備管理等諸多問題分析,以上問題的確給行業正常的生產經營造成發展道路上不小的困難和挑戰。垃圾焚燒發電是具有“公用服務設施+環境效益突出”屬性的可再生能源行業。我們堅信,本行業具有比較強大的生命力的。當下需要我們在迅速提高員工整體綜合素質上以及設備設施的嚴格管理、健康水平提高上下硬功夫;同時,嚴格把控企業“兩條紅線”,也是企業生命線,不得突破逾越,即“安全生產,環境保護”紅線。眼睛向內,企業要不斷練好“內功”,迎接挑戰,才能始終立于不敗之地。

           


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