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)電項目中標垃圾處理費單價僅為15元/噸,刷新了國內(nèi)行業(yè)最低價。
伴隨著規(guī)模及貼費的大幅縮減、技術(shù)標準的提高。生活垃圾焚燒項目市場競標越發(fā)激烈,為了投標競爭力,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,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。
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?,F(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)件標準化,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,達到限額設(shè)計優(yōu)化的目的。
晉中市市城區(qū)生活垃圾焚燒發(fā)電PPP項目
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。
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
本期主講人:侯健
上海環(huán)境“降本增效”新興業(yè)務(wù)領(lǐng)頭人
從事火電行業(yè)5年,垃圾發(fā)電行業(yè)10年,參與垃圾焚燒發(fā)電項目建設(shè)、調(diào)試十余個。
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