垃圾分类对垃圾焚烧发电厂运营成本的影响分析

摘要：本文主要针对2018年7月1日广州市正式施行《广州市生活垃圾分类管理条例》以来，干湿垃圾分类后垃圾成分发生变化后对焚烧厂运行成本进厂垃圾成分影响进行分析，包括垃圾含水率、热值、环保指标、环保物耗（石灰、活性炭、氨水等）、吨垃圾发电量等，主要经济指标从2018年-2020年三季度以李坑一、二分厂为例做如下对比分析。通过两间厂营业成本对比分析得出：（1）推行干湿垃圾分类和公司加强技改、大修、推行精细管理管理后环保物料降幅较大，单吨（脱酸物料、脱销物料、布袋除尘）成本下降约4元/吨（包含价格上涨原因）；（2）主要环保指标排放总量下降明显（氯化氢同比下降18.44%、二氧化硫同比下降56.24%）；（3）进厂垃圾含水率较2018年比较下降73.26%；进厂垃圾湿基含量下降73.26%；（4）吨垃圾湿基低位热值2020年平均8917.36KJ/kg,是2018年的1.15倍，呈上升趋势；（5）但进厂垃圾量、吨垃圾发电量、垃圾含水率等指标还未有明显变化。（6）因焚烧线分别于2013年及2016年投产，垃圾焚烧炉腐蚀等原因导致检修成本投入较大，环保物料价格涨幅较大，整体营业成本较高，平均350元/吨左右，干湿垃圾分类后的效益还未传递到末端焚烧处理厂。

关键词：生活垃圾；干湿分离；焚烧、成本、吨发、指标

1、生活垃圾处理现状工艺及规模分析

当前我国城市生活垃圾的主要处置方式，垃圾分类首要的是干湿两分法，城市生活垃圾处置方式主要有3种：卫生填埋、焚烧发电、堆肥，形成了“焚烧为主、生化为辅、填埋兜底”垃圾处理新格局。根据有关部门的统计数据，2020年广州市每天产生垃圾总量约20000吨（焚烧发电约13000吨；卫生填埋约7000吨），其中餐厨垃圾每天产生量约4000吨，同时以10%速度增长，已投入运营餐厨资源化处理量约1000吨/日，广州市推进建设(包括已建成投产)的餐厨垃圾处理项目有8个，设计处理能力为每天4800吨，其中厨余垃圾3800吨，餐饮垃圾1000吨。

2.生产运营指标分析

2.1垃圾热值、吨垃圾产汽量、吨垃圾发电量2018至2019年分析

表2.1-1垃圾分类前后焚烧炉垃圾热值、吨垃圾产气量统计表

2018年—2020年，二分厂垃圾湿基低位热值呈现上升趋势，2020年平均8917.36KJ/kg，是2018年的1.15倍；2020年吨垃圾产汽量平均2.30，是2018年的1.02倍。随着干湿垃圾分类更加彻底后，垃圾湿基低位热值还会进一步提高。

2.2吨垃圾发电量

表2.1-2垃圾分类前后吨垃圾发电量统计表

2020年吨垃圾发电量平均463.42，每吨垃圾发电量同样没有明显变化(分类前后年平均变化仅约1.9%，相比月度数据下的波动而言差异很小)，因此，可以认为该项目在垃圾分类前后的发电收入确实没有明显提升。

2.3垃圾含水率化验分析数据

按照环保及监管要求通过对一二分厂垃圾取样分析数据显示，2018年至2020年一二分厂进厂垃圾含水率随季节变较大，四季度含水率较低左右40%，1-3季度受南方雨水天气影响较大，经统计垃圾渗滤液产生量也呈季节性变化较大，分类前后进焚烧厂垃圾水分变化不大，主要是因为垃圾经转运站压缩后再运输至焚烧厂，故垃圾水分含量影响不大。

2.4厨余垃圾湿基含量

按照环保及监管要求通过对一二分厂生活垃圾取样分析数据显示，2018年—2020年，进厂垃圾中厨余垃圾湿基含量明显下降趋势，2020年平均4.72%，较2018年的降低73.26%；随着干湿垃圾分类以及资源化等工作深入推进，生活垃圾中厨余垃圾湿基含量还会显著降低。

2.5主要环保排放在线指标控制

统计分析生产烟气环保排放酸性气体数据显示，2018年—2020年，垃圾焚烧排放中氮氧化物变化不大；二氧化硫2020年四月平均16.620毫克/立方米，较2018年同期的降低56.24%；氯化氢2020四月年平均27.834毫克/立方米，较2018年同期的降低,18.44%,随着干湿垃圾分类以及资源化等工作深入推进，生活垃圾焚烧排放酸性气体含量也会随着降低。厨余垃圾分离后，对垃圾焚烧炉有益处，例如结垢率降低，烟气处理难度降低（硝态氮、硫化物降低）等。随着垃圾分类的不断深入和效果提升，将会有利于垃圾处理设施的稳定安全运行。

2.6环保物耗成本分析

统计分析烟气处理环保物料吨垃圾消耗数据显示，2018年—2020年，吨垃圾环保物料耗量一二分厂均呈下降趋势；生石灰耗量2020年一分厂平均6.87Kg/吨，较2018年的降低11.35%；二分厂平均5.57Kg/吨，较2018年的降低27.47%；熟石灰2020年一分厂平均0.78Kg/吨，较2018年的降低17.02%；二分厂平均1.49Kg/吨，较2018年的降低32.887%；尿素2020年一分厂平均0.56Kg/吨，较2018年的降低33.33%，节约成本约；二分厂氨水平均2.47Kg/吨，较2018年的降低43.99%；活性炭2020年一分厂平均0.41Kg/吨，较2018年的降低10.87%；二分厂活性炭平均0.45Kg/吨，较2018年的降低19.56%。环保物料大幅降低原因：①推行干湿垃圾分类后，生活垃圾焚烧排放酸性气体含量也会随着降低，同时环保排放指标和环保物耗都呈现下降趋势；②公司推行经济小指标竞赛，严控排放指标及环保物耗；③积极推进提标技改，优化焚烧工艺。一分厂：单吨脱酸物料成本节约2.03元；单吨脱硝物料成本0.94元；活性炭成本0.25元；单吨主要环保物耗总节约3.22元。二分厂：单吨脱酸物料成本节约2.83元，单吨脱硝物料成本0.98元；活性炭成本0.78元；单吨主要环保物耗总节约4.59元

2.7单吨收益分析

（1） 2018年营业成本数据分析

表2.6-1 2018年营业成本数据

（2）2019年营业成本数据分析

表2.6-2 2019年营业成本数据分析

（3） 2020年营业成本数据分析

表2.6-3 2020年营业成本数据

一厂2020年第三季度单吨营业收入同比上升19%，主要今年垃圾处理量同比上升21.27%，单吨电费及单吨垃圾收入均同比上升。单吨营业成本同比下降26%，主要是垃圾处理量同比上升21.27%，检修成本同比下降23%，各项单吨成本均有所下降。渗滤液处理厂污水处理成本下降5.03，主要为开展节能降耗及碳源用量减少所致。营业总成本同比减少10.39%，主要原因是：主材成本减少293.10万元，同比减少37.77%，主要是启停炉次数降低，柴油领用量量同比减少66.42%，成本同比减少69.88%。因李坑一、二分厂分别于2005年及2013年投产，运营时间比较久，锅炉设备老化，进行多次技改检修，故运维护费用较高，但是经过2018年-2019年大修和技改后，2020年锅炉整体运行稳定，于2019年底对一分厂烟囱进行更换及部分受热面管堆焊处理，使设备状况明显改善，2020年设备运行时长有望达8600小时，年处理垃圾36万吨，故此项数据不作为垃圾干湿分类后分析数据。总的来看随着干湿垃圾分类以及资源化等工作深入推进，厨余垃圾分离后，对垃圾焚烧炉有益处，例如结垢率降低，烟气处理难度降低（硝态氮、硫化物降低）等。随着垃圾分类的不断深入和效果提升，将会有利于垃圾处理设施的稳定安全运行，检李坑一厂营业总成本同比增长35.16%，含处理渗滤液成本则同比增长35.83%。

3.结论

3.1干湿垃圾残渣量将减少，大约从35%减少至20%左右，同时热值升高，预计垃圾湿基低位热值从7000KJ/kg增加到9000KJ/kg。2020年吨垃圾发电量平均约450，每吨垃圾发电量同样没有明显变化，总发电量在垃圾分类前后变化不明显的可能原因可能有热值和热效率两方面的原因。

3.2干湿分离后，其他垃圾产生量将会减少，但短期内对焚烧发电厂进厂量不会减少，主要是目前广州市餐厨垃圾处理量远低于产生量。餐厨垃圾分离后，对垃圾焚烧炉有益处，例如结垢率降低，烟气处理难度降低（硝态氮、硫化物降低）等，有利于垃圾处理设施的稳定安全运行。

3.3推行干湿垃圾分类后，生活垃圾焚烧排放酸性气体含量也会随着降低，同时环保排放指标和环保物耗都呈现下降趋势。

3.4 厨余垃圾湿基含量明显下降趋势，2020年平均4.72%，较2018年的降低73.26%。

3.5垃圾组分变化可降低厂用电率，提升上网电量和发电收益湿垃圾减少最直观的表现就是渗滤液的产生量会大幅降低，而由于厂用电中用于渗滤液处理占比较高，国内垃圾焚烧电厂一般厂用电率12%到15%考虑，相比2018年燃煤机组平均6.70%的水平，尚有相当的提升空间。

3.6垃圾组分变化可以降低三废处置成本，提升收益水平。

3.7垃圾组分变化对发电收入提升长期有利，短期内总发电量影响不明显。湿垃圾的减少，可以大幅降低进场垃圾的含水率。而根据《生活垃圾焚烧处理工程技术》③的相关测算，含水率每降低1%，垃圾低位热值提高约158~175kJ/kg。不仅降低了渗滤液处理成本，而且优化了焚烧垃圾的组分，提高了垃圾热值。

从长远来看，推行垃圾干湿分离对垃圾处理项目收益水平构成支撑分类对于生活垃圾焚烧项目最为明显的不利影响在于进场垃圾量的下降。若末端设施能够满足完全的分类处置，则处理量将仅剩干垃圾，以及少量其他设施二次分拣出的垃圾。即使是末端设施尚不能满足完全的分类处置，通过一定的分类收集和运输阶段也会减少直接进入焚烧厂的垃圾量。另外，实际焚烧数量的减少，也有助于降低设施设备的维护修理成本，提高使用寿命。同时最大限度的降低降低三废处置成本，提升收益水平。