垃圾發(fā)電廠能夠變廢為寶,但實施起來卻遠沒有那么簡單。垃圾的含水率較高,焚燒難度大,燃燒效率也低于普通燃煤;垃圾的組分復雜,含有許多塑料成分,燃燒不充分會產(chǎn)生有害氣體和粉塵,危害比不焚燒還大。因此,垃圾焚燒發(fā)電廠的結構遠比一般發(fā)電廠復雜得多。
城市里每天都會產(chǎn)生大量的生活垃圾,城市的規(guī)模越大,人口數(shù)量越多,產(chǎn)生的垃圾也越多。如何安全環(huán)保地處理城市垃圾,不僅困擾著中國,同樣也困擾著非洲國家,比如埃塞俄比亞。
埃塞俄比亞是東非最發(fā)達的國家,它的經(jīng)濟年均增長率超過10%,首都亞的斯亞貝巴已經(jīng)是一座人口400萬的大都會,甚至已經(jīng)通了輕軌,客運量突破了一億人次。
面對數(shù)百萬人口產(chǎn)生的巨量生活垃圾,怎么辦才好?埃塞俄比亞的做法是,建一座垃圾發(fā)電廠,讓垃圾“變廢為寶”。至于發(fā)電廠的工程建設,當然是交給“基建狂魔”中國了。
(一)垃圾堆積如山,稍有不慎便會塌方或自燃
如今的東非,就如同上世紀80年代的中國,社會迅速發(fā)展,城市迅速擴張,每天都有高樓大廈拔地而起。不過,城市規(guī)模大了起來之后,大城市病也逐漸開始困擾非洲人,這當中最為緊迫的,就是城市垃圾的處理。
鄉(xiāng)村中由于人口少,垃圾量少,可以處理垃圾的場地較多,因此垃圾的處理通常不成問題??墒侨丝诔砻艿某鞘忻刻於家a(chǎn)生大量的垃圾,而這里寸土寸金可供垃圾處理的場地又很少,隨著城市的迅速擴張,曾經(jīng)的垃圾填埋場難免被包裹在城市中,對居民的生活造成十分惡劣的影響。
科舍垃圾填埋場
一直以來,亞的斯亞貝巴市西南郊有一座規(guī)模巨大的垃圾山——科舍垃圾填埋場,50多年來,亞的斯亞貝巴的生活垃圾絕大多數(shù)都傾倒在這里,久而久之形成了丘陵一樣的垃圾山,遠遠望去,足有30多米高。
這里是埃塞俄比亞最大的垃圾填埋場,許多居民就住在垃圾山四周,小巷里散落著拾荒者撿來的各種玻璃瓶和麻袋,數(shù)百名拾荒者以撿垃圾為生,整個區(qū)域都飄浮著一股惡臭。
每到旱季,由于垃圾長期發(fā)酵變質,垃圾山時常發(fā)生自燃,產(chǎn)生有毒煙氣,危害人的健康,2017年3月11日,這座垃圾山甚至發(fā)生了塌方,造成了48人死亡。
科舍垃圾填埋場塌方事故
簡單填埋垃圾不僅占用大量土地,還會滋生病菌,污染地下水,甚至有造成瘟疫的風險,這在中國就一直是一個危害城市健康的大問題。
因此,人們迫切地需要一種新的垃圾無害化處理方式。而解決垃圾問題的最有效手段,就是建造垃圾焚燒發(fā)電廠。
(二)用垃圾焚燒供電,真正的“變廢為寶”
城市垃圾中含有大量的有機物,這些東西本身會滋生病菌,污染環(huán)境,但它們同時也蘊含能量,如果用于燃燒,就可以變廢為寶,為城市供應電力。焚燒最后所剩的殘渣體積只有垃圾原重的20%,而且無毒無害,處理起來十分簡單。
“十三五”期間,中國國內大量投資建設了垃圾發(fā)電廠,至今已經(jīng)建成了200多座,在垃圾發(fā)電領域積累了豐富的技術和經(jīng)驗,國產(chǎn)化水平不斷提升。從最開始的完全依靠外國經(jīng)驗,到現(xiàn)在已經(jīng)有了自己的技術和標準,可以“走出去”了。
2014年9月,埃塞俄比亞政府決定投資一億美元,建設萊比垃圾發(fā)電廠,由中國公司承建。這是一座日處理1280噸生活垃圾的發(fā)電廠,可以將目前亞的斯亞貝巴全城環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)收集到的垃圾全部消化。
萊比垃圾電廠
這座垃圾發(fā)電廠有兩臺25兆瓦的汽輪發(fā)電機,總裝機容量為50兆瓦,相當于一座中型火力發(fā)電廠的水平,可以有效緩解亞的斯亞貝巴的城市用電壓力,可以說是真正意義上的“變廢為寶”。
整座發(fā)電廠采用爐排焚燒的技術,垃圾發(fā)電的整個過程全密封,封閉式的垃圾車將垃圾倒進數(shù)萬立方米的垃圾倉內,經(jīng)過幾天的發(fā)酵后,吊車將垃圾放進鍋爐內燃燒,產(chǎn)生的蒸汽帶動汽輪機組發(fā)電。
在焚燒垃圾時,爐內溫度達到850至950℃(垃圾焚燒會產(chǎn)生二噁英,二噁英的產(chǎn)生溫度在360℃-820℃之間,因此必須保持焚燒爐內溫度大于850℃并控制煙氣在爐內停留2秒以上,才可以使二噁英得到完全的分解),經(jīng)過焚燒以及煙氣處理設備,垃圾中的有害物質被徹底消滅,從而達到無害化處理的目的。最終剩下的無害灰渣還可以作為建筑材料。
更重要的是,整座電廠采用的都是中國標準和技術,全部設備均來自中國企業(yè)。
(三)垃圾電站的技術含量,遠比一般電廠高得多
垃圾發(fā)電廠能夠變廢為寶,看似是一個絕妙的主意,但實施起來卻遠沒有理論那么簡單。
首先,垃圾畢竟不是優(yōu)質燃煤,2公斤的垃圾燃燒所產(chǎn)生的能量僅僅相當于1公斤標準煤。
同時,垃圾還有很高的含水率,因此焚燒起來難度很大,燃燒效率也遠低于普通燃煤。
而且,垃圾燃燒產(chǎn)生的大量高溫爐渣會帶走熱量,進一步降低燃燒效率。
此外,垃圾的組分復雜,其中還含有許多塑料成分,如果燃燒不充分就進行排放,會產(chǎn)生有毒有害氣體和粉塵,尤其是二噁英,劇毒無比,毒性是氰化物的130倍,砒霜的900倍。如果焚燒垃圾以排放二噁英為代價,那危害比不焚燒還要大。
因此,垃圾焚燒發(fā)電廠的結構遠比一般發(fā)電廠復雜。除了焚燒垃圾發(fā)電的焚燒爐外,還有復雜的余熱鍋爐和煙氣凈化系統(tǒng)。
其中,余熱鍋爐是利用垃圾灰渣、廢氣和廢液中溫度不夠高、難以直接用來發(fā)電的余熱集中起來,用于原料的預加熱和其它需熱功能中。有了它,垃圾焚燒的發(fā)電效率就能夠大大提高,排出的煙氣和灰渣的溫度可以大幅下降。
余熱鍋爐的結構
然而,更低的煙氣排出溫度會造成排氣管道內低溫結露腐蝕,廢氣中的酸性物質附著在鍋爐中,會使得鍋爐材料迅速老化,甚至發(fā)生穿孔,最終得不償失。要解決這一問題,就需要極為豐富的工程設計和材料應用經(jīng)驗。
垃圾電廠的煙氣凈化系統(tǒng)也與燃煤電廠不可同日而語。垃圾燃燒產(chǎn)生的廢氣成分遠比燃煤更加復雜,除了對脫硫、脫硝的處理能力要求更高外,有害煙塵也需要進行靜電處理。要想將這些有害物質完全去除,讓排放的尾氣達到很高的技術標準,同樣需要極高的技術水平和穩(wěn)定性。
為了解決垃圾熱值低,燃燒不穩(wěn)定的問題,工程還采用了循環(huán)流化床鍋爐,它將垃圾固體顆粒懸浮在半空中,從而使垃圾顆粒的燃燒類似于流體,進而提高燃燒效率。
循環(huán)流化床鍋爐原理示意圖
(四)最高標準的施工,是怎樣的存在?
埃塞俄比亞是個內陸國家,國內沒有出??冢镔Y材料要通過吉布提港口轉運,從吉布提到施工現(xiàn)場還有800公里的路程。
在萊比垃圾發(fā)電廠修建時,中國投資建設的亞吉鐵路還沒有通車,物資的運輸極其不便,每次物資設備要經(jīng)過兩次清關才能到達建設者的手中。
由于埃塞俄比亞要求物資設備的海運須由本國的船舶運輸,而埃塞俄比亞只有7、8條跑海運的船舶,如此一來,合同中的45天一班的物資到貨期,現(xiàn)實中90天一班也不一定能夠得到保證。
對此,項目部一方面加強物資管理的策劃,另一方面也對施工進度提出了靈活的安排,根據(jù)設備到貨、圖紙?zhí)峁┑那闆r,在保證安全的情況下打破工種限制,推動項目施工進度,避免窩工。
與此同時,項目部對國內物資的監(jiān)裝工作也提出嚴格的要求,項目部采購的同一批次構件,廠家須按合同要求集港發(fā)運,這極大地提高了運輸效率。
整個施工期間,項目部的物流供應一直保持暢通,滿足了現(xiàn)場的施工要求和職工生活需求。
另外,由于垃圾發(fā)電廠就在垃圾填埋場附近,施工環(huán)境極其惡劣,因此,工人們不得不忍受高溫戴著過濾面具工作。
由于當?shù)鼗A設施落后,還經(jīng)常發(fā)生斷水斷電的問題,但即便如此,項目部仍然保質保量地完成了施工。來自丹麥的監(jiān)理部門由于信不過中國技術,將焊接口千里迢迢帶回到丹麥國內進行無損檢測,檢測結果仍然合格。中國建造的品質得到了全世界的認可。
這座電廠的煙氣排放可以達到歐盟2000標準,廢水排放則達到Ⅲ類水的標準。萊比發(fā)電廠的高品質引發(fā)了非洲政商兩界的極大興趣。目前,已經(jīng)有十多名非洲市長來到這里參觀,并希望能在自己的城市進行推廣。
埃塞俄比亞總統(tǒng)穆拉圖?特肖梅出席竣工投產(chǎn)儀式并講話
結語
2017年9月,萊比垃圾發(fā)電廠投產(chǎn)運行,它是埃塞俄比亞第一座,也是非洲第一座垃圾發(fā)電廠。
埃塞俄比亞電力公司對中國制造的萊比發(fā)電廠中的經(jīng)驗和技術非常認可,未來,這一項目將在非洲形成示范效應,為非洲的城市化發(fā)展提供一種更加健康的新對策,為2050年非洲預計達到十億的城鎮(zhèn)人口帶來更加干凈的生活空間。
讀完文章,我們頗感不解,為何同一座垃圾焚燒發(fā)電廠,竟會同時采用爐排爐和流化床工藝?這完全是兩種不同的垃圾焚燒工藝路線啊?不僅在國內沒有這樣的先例,作為非洲首座垃圾焚燒發(fā)電廠,1200噸/日的處理能力,更不可能同時采用爐排爐和流化床工藝。那么該項目究竟采用了哪種焚燒工藝呢?
經(jīng)我們多方求證,這座垃圾焚燒發(fā)電廠采用了三峰環(huán)境旗下子公司三峰卡萬塔的生活垃圾焚燒爐,妥妥的爐排爐工藝,施工方則為中國電建集團湖北工程公司??梢?,這的的確確是一座完全采用中國標準、中國技術的垃圾焚燒發(fā)電廠。
三峰環(huán)境環(huán)保裝備總裝基地
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