朱 彬， 岳 鑫

（安徽海螺建材设计研究院有限责任公司， 安徽 芜湖 241070）

1 铜仁市垃圾焚烧概述

铜仁市生活垃圾焚烧发电项目符合国家、贵州省对固体废物处理的相关管理政策及规划要求，项目建成后，将有利于铜仁市生活垃圾的无害化、减量化、资源化处理目标，有利于铜仁市经济建设和可持续发展。

本工程位于贵州省铜仁市桐木坪乡，设置2 条300 t/d 的垃圾焚烧炉处理线，日处理城市生活垃圾600 t，年处理生活垃圾约19.8 万t，垃圾焚烧系统配置2 台300 t/d 炉排型垃圾焚烧炉，2 台中温中压、单锅筒自然循环余热锅炉，配套1 台中温中压N12 MW凝汽式汽轮发电机组，年发电量约9 600 kWh。

2 建设内容

2.1 设计内容

本项目建设内容主要包括垃圾接收、储存及上料系统、垃圾焚烧及余热锅炉系统和汽轮发电系统等，主要车间内容见表1。

表1 主要建设内容一览表

2.2 厂区总平面规划

本项目建设地点位于铜仁海螺盘江水泥有限责任公司内，场地位于厂外高速与熟料线之间，大部分利用厂区原有空地，用地较为狭窄。整体地形呈西高东低、北高南低。靠西高速侧地形标高较高，靠东熟料线侧标高较低，自然地形高程变化在265～275 m，场地设计标高约为268 m 左右，靠高速侧利用挡墙及放坡处理台段高差，靠熟料线侧与已有广场平稳衔接。

将垃圾焚烧厂房布置在厂区西侧，设置单独的垃圾运输通道；储油罐、氨水罐设置在主厂房的北侧靠西，保证足够的安全间距；冷却塔及汽轮机房布置在垃圾焚烧厂房北侧靠东，距离厂房较近，利于管道输送，减小管道输送压力损失；膜处理车间、调节池等布置在冷却塔北侧。主厂房及各车间整体呈“一”字型沿南北向布置，较好地利用现有场地。

新厂区绿化以道路绿化为骨架，针对不同的车间采用不同的绿化方式，在产生烟尘的垃圾焚烧厂房及烟囱区域，需种植抗烟性强的树种；在发生强噪的风机房、空压机房等车间周围种植树冠矮、分枝低、枝叶茂密的乔木或灌木，并高低搭配形成多层隔声带，以降低噪声强度。为满足卫生隔离的要求，在主要运输道路和卸料平台周边均密集种植高大的常绿乔木，以形成有效的卫生防护隔离带[1-2]。

铜仁垃圾项目依托于原有熟料线场地建设，环境优美，自然地形充分利用，人流、物流互不干扰，功能分区紧凑完善，工艺流程简洁合理，厂区交通方便快捷，工厂的整体布局美观大方，详见图1 总平面布置图。

图1 总平面布置

3 设计难点及先进性

3.1 设计组织及过程控制难度大

结合海创环保板块发电业务领域拓展，为进一步配合做好新领域的设计业务，我院积极统筹优势设计资源，并成立电站专项设计协调组，以统筹、组织及协调电站设计工作。同时，针对我院目前垃圾发电项目设计资质具体情况，采用联合设计模式来共同承担设计工作。热力系统由海川工程设计，发电机保护系统、仪表控制系统等设计由外委设计单位承担，其余专业施工图设计由我院承担，并统一采用外委设计单位图签进行出图。为规避设计风险、做好协同设计，经过三方多次专题研讨，制定了一套完整出图操作流程体系，并运用微信等现代通信手段来提高出图效率，确保施工蓝图能够及时到达项目现场[3-4]。

3.2 本项目主要设计特点

1）主厂房与辅助车间一体化设计：垃圾焚烧发电联合厂房集垃圾卸料与储存间、垃圾焚烧间及烟气净化间、辅助生产间及汽机间于一体，工艺流程简洁合理，布置紧凑，提高了土地利用率。通过建筑、绿化、道路的综合处理，不但解决了臭气外溢，还构筑一个有特色的景观环境，具有接待社会参观、公众宣传等优点[5]。

2）消防水池优化设计：本设计消防水池与冷却水池合而为一，水池纵向设计既节省了占地面积，又增加了冷却塔的进风口高度，充分保证冷却塔的冷却效果，且减少了水池工程的总投资。消防水池有效水位的设计采用虹吸破坏原理，即非消防用水水泵吸水管均采用虹吸破坏破孔，以保证消防水位，满足消防要求。

3）采用日本川崎炉排炉，相对于国产焚烧炉，其采用三段式焚烧燃烧工艺，余热炉采用立式结构，使得主厂房占地面积减少。整个工程垃圾储运系统、垃圾发酵焚烧系统、烟气处理系统、化水系统、空压系统布置紧凑，管道走向简短。

3.3 解决重大技术难点及新技术经济成果应用

3.3.1 较好地解决了垃圾池渗滤液池的渗漏问题

针对垃圾池，渗滤液收集池这些对防腐抗渗要求较高的区域，采取多重保障措施，结构上对该部分混凝土抗渗等级设计为P8，增大结构断面及配筋，从严控制板件裂缝。建筑构造上采用多重防腐抗渗措施，池外壁分别涂刷1.2 mm 厚水泥基渗透结晶，1.5 厚聚合物水泥基防水涂膜，三布五油（玻璃钢布+玻璃鳞片涂料）三重防腐抗渗措施，池内壁涂刷3 mm 厚聚弹性体涂料。从设计上较好地解决了垃圾渗滤液的渗漏问题，保障了对环境的友好。

3.3.2 解决了“臭气外泄”难题

焚烧线运行期间，垃圾坑采用接风管将臭气送至焚烧炉焚烧的除臭方式，从垃圾坑上部设一次、二次吸风管引至一次、二次风机入口。根据经验，风管入口会形成约-40～50 Pa 的负压，尽量多地将垃圾坑臭气经过风机送入炉膛。该措施有利于垃圾坑的环境。

焚烧线停止运行期间则采用工艺除臭的除臭方式，垃圾池侧上方安装除臭风管，进风口装电动蝶阀，平时焚烧炉正常运行时，阀门关闭。当全厂检修或者需要人工清理垃圾池等事故状态时，阀门开启，同时开启风机，垃圾池内臭气经活性炭除臭装置后达到排放标准后外排[6]。

3.3.3 渗滤液系统设计

垃圾渗滤液由垃圾坑内提升泵排至调节池内，垃圾渗滤液是浓度非常高的有机污水，经垃圾污水过滤器后进入滤液贮存槽，根据其主要成份是有机物、具有不耐热的特性，采用密闭的耐腐蚀输送泵将污水提升喷入窑头篦冷机内（篦冷机内温度约800 ℃）进行高温氧化处理，完全分解有机成分，达到无害化。实现垃圾污水零排放。另外，设计还采用了“生化处理+膜处理”的传统工艺。

渗滤液直接送至水泥窑窑头篦冷机内处理，节省了渗滤液的处理成本并实现了污水零排放。据调查，传统渗滤液处理的吨水成本在80 元以上。经计算，年节约费用约为260 万元左右。另外，增加渗滤液的传统工艺作为备用处理方法，可防止渗滤液量的增加或者水泥窑停产而对渗滤液处理的影响，确保渗滤液的及时处理。

3.4 具有良好的社会效益

本项目处理生活垃圾量600 t/d，配套建设2×300 t/d 炉排垃圾焚烧锅炉+1×N12 MW 汽轮发电机组。工程总投资27 900 万元，单位千瓦投资2 325 元，处理吨垃圾投资46.5 万元，相对国内50～70 万元/t，国际80 万元/t 以上投资相比，达到国际先进水平。

3.5 取得设计成果

本垃圾发电项目已被评为：2019 年度安徽省优秀工程勘察设计行业“电力工程设计”二等奖；2019年海螺院“铜仁海创生活垃圾综合处理项目”第五次优秀国内工程设计优秀奖。

3.6 市场前景广阔

本工程是我院首次自主设计的垃圾发电项目，不仅提升了我院整体设计实力，加强行业竞争力，而且又拓展了我院业务设计范围，截至目前，我院共承接了30 个垃圾发电项目（包含1×300 t/d、2×300 t/d、1×400 t/d、2×400 t/d、1×500 t/d、1×600 t/d 等不同规模），截至2022 年3 月底，共签订56 个垃圾发电项目，合同总额共计10 555 万元。

4 设计指标完成情况（见表2）

表2 主要技术指标

5 设计项目程序文件执行情况

设计过程满足ISO9001 质量管理体系标准要求，按照《安徽海螺建材设计研究院有限责任公司质量管理体系文件》的管理规定、设计策划、设计评审、设计过程及质量记录控制、设计归档等要求进行设计。

6 结论

本项目于2016 年6 月开工建设，2017 年7 月竣工验收并于7 月31 日成功并网发电，2018 年4 月通过现场验收监测取得建设项目竣工环境保护验收监测报告。铜仁垃圾发电项目自投产至2022 年3 月31日共计收储生活垃圾117.95 万t（含填埋场垃圾8.3万t），焚烧处理垃圾99.3 万t，累计发电量约40 256.71 万kWh，累计发电及垃圾处理综合收入24 670.52 万元，运营企业具有较好的经济收益。

本工程的建成投产，大大改善了铜仁市的环境面貌，提高了人民生活环境质量，具有显著的环境效益。