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徐海云:流化床和炉排炉焚烧工艺的碳减排比较

北极星固废网  来源:环卫科技网  作者:徐海云  2018/9/5 17:52:05  我要投稿  

北极星固废网讯:8月28日-29日,中国城市生活垃圾领域国家适当减缓行动项目垃圾低碳综合管理研讨会在苏州召开。会议上,徐海云先生做了名为“碳减排比较---流化床与炉排炉”的报告。徐海云先生是中国城市建设研究院有限公司总工程师,教授级高级工程师,长期从事生活垃圾处理设计、咨询、规划、标准及科研工作。曾多次参加生活垃圾处理国际合作研究项目,如联合国工业发展组织项目“中国城市垃圾清洁管理”(2002-2005)等。他在2017年参编的项目《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014获华夏建设科技一等奖。

他在报告中主要分析了现在垃圾焚烧领域流化床和炉排炉两种工艺,他的观点是炉排炉工艺符合现在我国的情况,是适合长期发展的。而流化床工艺需要煤炭参与而发电量较低,不符合“低碳”的要求。

以下内容根据嘉宾现场发言整理,未经本人审阅。

1 生活垃圾焚烧处理发展

从1979年开始,随着我国城市化的进程,到2016年,我国城市化垃圾已经到达两亿吨。可以看到,我国城市垃圾的无害化处理在2016年已经接近100%,可以说我国城市垃圾的无害化处理取得的成绩还是非常显著的。

2016年,全国设市城市生活垃圾无害化处理率达到96.6%。全国657个设市城市生活垃圾清运量2.03亿吨,处理能力为62.1万吨/日,无害化处理量也为1.97亿吨。其中卫生填埋量为1.19亿吨。焚烧处理量为7378万吨/年;生活垃圾堆肥厂(含综合处理)处理量为429万吨。按生活垃圾清运量统计分析填埋、堆肥和焚烧处理比例分别为58.5%、2.1%(其中包括综合处理厂数据)和36.3%,其余3.1%为堆放和简易填埋处理。


从2010年开始,焚烧处理生活垃圾的占比越来越高,可以说目前中国焚烧发电无论数量还是处理能力已经位于世界前列。


国家发展改革委印发《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知(发改价格[2012]801号)》。通知中规定:以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,均先按其入厂垃圾处理量折算成上网电量进行结算,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元(含税,下同);其余上网电量执行当地同类燃煤发电机组上网电价。这项文件可以说是我国焚烧发电走向规范化具有里程碑的意义。

我国焚烧发电的主要模式有:流化床焚烧发电厂和炉排炉焚烧发电厂两种。2010年以前,两种发电厂数量基本相等。2015年以后,炉排炉焚烧发电厂比例提升,现在成为主流,流化床焚烧发电厂数量降至25%。


截止2018年7月底,内地建成并投入运行的生活垃圾焚烧发电厂约332座,总处理能力为34万吨/日,总装机约为7060MW。其中采用炉排炉的焚烧发电厂有248座,合计处理能力达到26.3万吨/日,装机达到5100MW。

2 流化床与炉排炉比较

目前,我国还缺乏针对机械炉排炉生活垃圾焚烧发电厂与采用流化床生活垃圾焚烧发电厂碳排放的深入研究,也没有统一的计算参数。我主要通过比较处理每吨垃圾能源贡献(扣除处理过程的能源消耗),也可间接反映出流化床与炉排炉焚烧厂不同处理方式的碳排放区别。

案例一:某L市生活垃圾焚烧发电厂,采用流化床焚烧工艺。

2012年报告焚烧生活垃圾40.79万吨,耗煤5.1万吨(煤产地为山西烟煤,热值为23390KJ/kg),该生活垃圾焚烧发电厂年总发电量1.3722亿度,厂用电率为20.94%。依据国家能源局公布的2012年6000千瓦及以上供电标准煤耗率为326克/千瓦时,按此指标计算,5.1万吨可以发电1.2506亿度电,扣除这部分电量后还剩余1216万度,折合到每吨垃圾的发电量为30度。如果扣除厂用电,该垃圾焚烧厂折合到每吨垃圾的发电量为负数。也就是说,对于这个生活垃圾焚烧发电厂,扣除煤的应有贡献,扣除垃圾处理过程的耗能,每吨垃圾余热利用贡献是0。

案例二:某H市生活垃圾焚烧发电厂,采用流化床焚烧发电

2012年报告焚烧生活垃圾28.3万吨,耗煤0.8万吨(煤来自秦皇岛港,热值为20674Kj/Kg),该生活垃圾焚烧发电厂年总发电量5241万度,厂用电率为28.24%。同样按照标准煤耗326克/千瓦指标计算,0.8万吨煤可以发电1734万度电,扣除这部分发电量后剩余3507万度,折合到每吨垃圾的发电量124度。如果扣除厂用电,该垃圾焚烧厂折合到每吨垃圾的发电量为78.3度。可以看出,每吨垃圾发电量也并不很高。

案例三:炉排炉垃圾焚烧厂

光大环保能源(苏州)有限公司以BOT方式在2006到2013年先后建成一、二、三期生活垃圾焚烧发电厂,共有8条焚烧线,总处理规模达到3550吨/日,成为单个垃圾焚烧厂焚烧线最多的生活垃圾焚烧发电厂。2013年该厂焚烧生活垃圾量(进厂量)141.13万吨,发电量4.68亿度,上网电量3.83亿度,折合每吨垃圾上网电量271度。

案例四:炉排炉垃圾焚烧厂

深圳市宝安区老虎垃圾焚烧发电厂一、二期总处理规模为4200t/d,(其中一期工程3*400t/d),是目前建成的中国最大的垃圾焚烧发电厂。该项目是由深圳市能源环保有限公司采用BOT方式进行建设运行。2013年,二期3000吨/日焚烧发电厂投入运行以来,每吨垃圾焚烧发电量达到400度左右,焚烧余热利用效率创国内先进水平。

以上案例可以看出,流化床焚烧发电厂需要一定的煤参与燃烧,而煤本身就可以发电,如果除去这些本可以用来发电的量,垃圾本身用来发电的量并不多。这一角度,流化床焚烧工艺与炉排炉焚烧工艺相比较处于劣势。

3 问题与建议

(1)流化床焚烧是否减排?

根据住建部的统计,2016年实际焚烧生活垃圾约7300万吨,与国家能源局的数据1.05亿吨相差近2700万吨,国家能源局是根据全部使用垃圾焚烧折算的数据,而使用流化床焚烧是需要使用煤参与的,之所以相差的2700万吨,就是因为流化床焚烧是用煤作为辅助燃烧。

上述图表可以看出,炉排炉垃圾发电上网量较流流化床垃圾发电量大。而且随着时间推移,炉排炉垃圾焚烧发电工艺发电量有明显上升趋势,而流化厂工艺这种趋势并不明显。

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