垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)發(fā)展

我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)始于1989年，過去的十年間市場規(guī)模和垃圾焚燒量已經(jīng)得到飛躍式的發(fā)展。2010年我國在運行的焚燒廠有104座，到2021年增長至近700座。

垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)市場現(xiàn)狀

經(jīng)歷了快速增長期后，近年來行業(yè)市場體量已收窄：2019年垃圾焚燒項目開標(biāo)共139個，總處理規(guī)模為 14.6萬噸/日。2020年垃圾焚燒項目開標(biāo)共69個，總處理規(guī)模為5.84萬噸/日。2021年垃圾焚燒項目開標(biāo)共約65個，總處理規(guī)模5.38萬噸/日。

發(fā)達地區(qū)及沿海地區(qū)的垃圾焚燒處理能力即將飽和，近年來行業(yè)發(fā)展逐步涉足偏遠(yuǎn)及相對落后地區(qū)，垃圾貼費的價格也日漸走低，從早期的200元/噸到現(xiàn)均價70元/噸左右，太湖縣垃圾焚燒發(fā)電項目中標(biāo)垃圾處理費單價僅為15元/噸，刷新了國內(nèi)行業(yè)最低價。

思考與對策

伴隨著規(guī)模及貼費的大幅縮減、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提高。生活垃圾焚燒項目市場競標(biāo)越發(fā)激烈，為了投標(biāo)競爭力，如何降低投資成本，提高運營效率就成為亟待解決的問題,也是我們從業(yè)人員不得不面對的一個問題。因此，在設(shè)計階段引入限額設(shè)計的理念，降低項目建設(shè)投資、完成總投控制目標(biāo)，成為迫切需要完成的要任務(wù)。

主要從主廠房建筑面積、各區(qū)域混凝土含鋼量、樁基優(yōu)化方面進行限額設(shè)計的研究。

主廠房建筑面積優(yōu)化

目前全國同規(guī)模的各項目,主廠房建筑面積相差較大，從以下區(qū)域進行研究分析。

卸料大廳分析:卸料門采取液壓翻蓋式，保證了卸料大廳與垃圾坑的密封。按最大垃圾車長度+對應(yīng)車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑+對應(yīng)車輛寬度+卸料門長度，滿足必要的通行條件下盡量縮短卸料大廳跨度。

垃圾坑分析：以往項目平均垃圾儲存時間達到10天左右，政府推行垃圾分類后，依據(jù)上海項目情況滲瀝液含量約占垃圾總量的10%～15%，外地項目滲濾液含量約占垃圾總量15%～25%，有明顯遞減趨勢，因此可通過合理縮小垃圾坑面積來實現(xiàn)建筑總面積的優(yōu)化。

焚燒間分析：一般由焚燒爐、鍋爐、渣坑及部分設(shè)備組成。渣坑一般按滿足最小三天的使用量設(shè)計。現(xiàn)有項目焚燒爐間距略大，通過風(fēng)管的合理布置，爐間距可縮小。兩側(cè)通道寬度滿足正常運行及檢修即可，從而能有效的節(jié)約焚燒間的面積。

煙氣凈化間分析：煙氣凈化設(shè)備放置在余熱鍋爐后面，主要有反應(yīng)塔、布袋除塵器、刮板輸送機及灰倉等。反應(yīng)塔與布袋除塵器中心線在同一直線上，為方便主廠房內(nèi)騰出足夠的空間布置飛灰固化、石灰漿制備、干法間及活性炭間，可將SCR布置于引風(fēng)機之上，節(jié)省占地面積。

汽機間分析：汽機間的尺寸主要由汽機相關(guān)設(shè)備大小決定，結(jié)合近幾年的典型項目，寬度多為16～20 m，長度多為21～35 m，基本能滿足運行需求。

主控樓分析：可將廠區(qū)辦公空間都放置在主廠房內(nèi)，主控樓則設(shè)置為四層。首層一般由高低壓配電室、變頻器室、入口大堂和展廳等組成；二層（4/4.5米層）一般為電纜夾層；三層（7/8米層）一般由大廳、中央控制室、電子間、繼保室、會議室、工程師室、生產(chǎn)運營辦公室和參觀走廊等組成；四層（12.5/13.5米層）一般由行政辦公室、資料室、會議室等組成。按人均最小使用面積及滿足必要功能，可大幅優(yōu)化主控樓面積。

各區(qū)域結(jié)構(gòu)混凝土含鋼量優(yōu)化

（1）總則

結(jié)構(gòu)劃分要合理，各結(jié)構(gòu)分區(qū)剛度要均勻。依據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載、高度、剛度等合理劃分主廠房結(jié)構(gòu)分區(qū)。如主控樓為框架結(jié)構(gòu)，各層荷載均勻可劃分為一個分區(qū)；煙氣間為單、高層框排架結(jié)構(gòu)可劃分為一個分區(qū)。

盡量采用高強度鋼筋，減少用鋼量。如二級鋼強度300 N/mm2，三級鋼的強度為360 N/mm2,二者的強度比為1.2，市場二者鋼筋的市場綜合單價比約為1.05，采用高強度的鋼筋則可節(jié)約鋼材11.4%，同理箍筋也采用高強度鋼筋。

荷載分布細(xì)化布置。通過合理設(shè)定生產(chǎn)功能區(qū)及辦公區(qū)的荷載分布，源頭上控制鋼筋的用量。在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，忠實于實際工況按規(guī)范盡量選擇合理的折減系數(shù)。避免因過度吸收地震力而造成的配筋增大。盡量均勻布置梁柱跨度，以便上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，減少因跨度變化帶來的剛度突變，從而減少由此造成的配筋增大。

（2）垃圾坑底板

垃圾坑底板剛度分配時，考慮樁基承臺提供的剛度影響。垃圾坑底板配筋時，可選擇整體拉通，局部附加的方式，適當(dāng)減小配筋。

垃圾坑需要抗浮設(shè)計時，可考慮垃圾坑底板上加素混凝土增加荷載，減小底板厚度，減小底板最小配筋量。

（3）垃圾池剪力墻

垃圾池剪力墻配筋主要由兩方面控制：一，作為剪力墻進入計算模型；二，按照擋土墻承擔(dān)垃圾和滲瀝液的側(cè)壓力計算，兩者計算結(jié)果進行包絡(luò)。

（4）框架梁

框架梁界面高度的合理選取在跨度的1/10～1/12，對于井字型梁可放寬到1/15。根據(jù)規(guī)范箍筋肢距要求，300 mm寬采用2肢箍，300 mm以上一般采用4肢箍，梁寬盡量采用300 mm寬，箍筋面積可優(yōu)化50%，同時，在構(gòu)造配筋范圍內(nèi)縱筋根數(shù)可減少50%。

對于與垃圾池扶壁柱相連的框架梁，考慮到扶壁柱剛度比較大，節(jié)點可按鋼域考慮。

（5）樓面板

板跨不宜過小，120 mm厚的板跨度在3.5m左右，一般按跨度的1/30取值。采用雙向板設(shè)計原則。

（6）其他

設(shè)備基礎(chǔ)配筋優(yōu)化。根據(jù)設(shè)備重量，小型設(shè)備基礎(chǔ)可不配筋或僅上部配抗裂鋼筋。小型支墩可直接從配筋地面起，不單獨設(shè)基礎(chǔ)。

通過以上措施可減少混凝土鋼筋含量指標(biāo)，達到限額設(shè)計優(yōu)化的目的。

樁基優(yōu)化

根據(jù)不同地質(zhì)情況，選用適用的樁基類型。對于下部沒有堅硬土層沉樁難度不大的推薦采用混凝土預(yù)制樁，這種方式施工速度快，造價低，樁身質(zhì)量有保證，沉樁方式可采用錘擊或靜壓。對于持力層變化大、地質(zhì)條件復(fù)雜的情況，可聘請專業(yè)的公司進行優(yōu)化設(shè)計，選用符合現(xiàn)場條件的樁基類型。

樁基施工前應(yīng)先進行破壞性試樁，試樁數(shù)據(jù)應(yīng)及時反饋至設(shè)計院，依據(jù)實際數(shù)據(jù)重新布置樁數(shù)；在地質(zhì)條件允許下，考慮樁土復(fù)合承載，可提高樁基承載力；通過試樁、復(fù)合承載，優(yōu)化樁基型式、長度。

后續(xù)展望

面對“國補退坡”、“雙碳影響”，市場上急劇下降的項目體量與日益降低的處理費，不斷減少的利潤空間，以及日益激烈的市場競爭環(huán)境，我們認(rèn)為可以通過以下方式來增加收益。

1. 與污泥、濕垃圾等協(xié)同處理來提高收益；

2. 提高發(fā)電效率、降低廠用電率。

參考文獻

(1) GB 50010—2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015

(2) GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016

(3) CJJ 90-2009 生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009

(4) GB 50049—2011 小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2011

(5）《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》2020

編輯：趙利偉