杭州天子岭垃圾填埋产生沼气发电技术经济评价.docx
《杭州天子岭垃圾填埋产生沼气发电技术经济评价.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杭州天子岭垃圾填埋产生沼气发电技术经济评价.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
杭州天子岭垃圾填埋产生沼气发电技术经济评价
一、选点及其依据
1.自然地理位置
浙江省省会杭州位于浙江中部，幅员面积16596平方公里，以平原、湖泊为主。
杭州为一风景优美的城市，1995年全市绿化面积7737公顷。
杭州气候温暖湿润，雨量充沛，年均气温166℃夏季平均气温33.8℃，冬季平均气温3.6℃，年日照时数1912小时，年均降雨量1449毫米，属亚热带湿润气候区。
2.社会经济发展和环境状况
杭州市辖5个区，7个县，134个建制镇，96个乡及4681个村，共有人口59796万，总户数182.55万，其中市区人口143.52万，户数46.06万，市区人口中非农业人口121.38万，农业人口22.14万。
杭州经济以轻工、纺织、电子、旅游、医药为主，近年来经济发展十分迅速，国民生产总值增长率约19％。
1995年全市国民生产总值762亿元，人均国民生产总值10838元，财政收入55.12亿元，市区职工平均年收入6619元，农民人均年纯收人3641元，城市用水普及率达98.9％，燃气普及率81.2％。
近年来，杭州在经济发展的同时，其环境状况也有了很大的改善，市区绿化面积逐年增加，大气中：
氧化硫和TSP含量下降，1995年全市废气、废水、粉尘的处置回收率分别为64.7％、688％、84.8％，城市生活污水日处理能力达895万吨，城市垃圾的收集率在60％以上。
3.资源量和可获得性情况
随着城市的不断发展、人口的逐年增加，浙江省及杭州市的固体生活垃圾的总量也在以约10％的年增长率逐年递增，到1995年，杭州市区生活垃圾的口清运量为1781吨，年清运总量达65万吨；而整个浙江省1995年城镇生活垃圾清运总量已达490万吨（见表1）。
表1浙江省及杭州市生活固体垃圾资源情况
1990年
1991年
1992年
1993年
1994年
1995年
浙江省城镇生活垃圾清运量（万t）
251
288
341
372
443
490
杭州市区生活垃圾清运量（万t）
47.6
51
54
65
浙江省城镇粪便清运量（万t）
184
260
228
304
311
241
杭州市区粪便清运量（万t）
27.3
26
30
22
目前垃圾处理的方法仍以填埋、卫生填埋及堆放为主，其中杭州天子岭垃圾填埋场本要处理杭州市区的生活垃圾。
今后，由于经济发展、人口增加和城市化进程的加速，必然导致生活垃圾总量的进一步增加。
在杭州市清运的混合生活垃圾中，无机物含量约占69％，有机物含量占31％.其中食品类废弃物占有机物含量的绝大部分，垃圾的含水率在20％以上（见表2）。
表2杭州市生活垃圾组成分（％）
垃圾成分
厨余
纸类
塑料
纤维、草木
有机物计
炉灰、土
玻璃
金属
无机物计
含量
25
3
1.5
1.5
31
65
2
2
69
杭州经济发达，自然环境优雅，但能源资源等相对缺乏，缺口靠外省调运，因此，利用垃圾填埋产生的沼气发电，既有利于保护杭州优美的自然旅游环境，又可作为一种补充能源的途径。
4.天子岭垃圾填埋厂沼气利用工程基本情况
杭州大子岭垃圾填埋场位于杭州市北部郊区，垃圾填埋场呈峡谷型，总占地面积16万平方米。
垃圾填埋场于1991年投入运行，起始作业面标高54米，现在的填埋作业面是90米，填埋作业可持续到2004年，届时作业面标高165米，总填埋能力为600万立方米，最深处可达5O米左右。
天子岭填埋场的填埋物设计能力为日处理垃圾1288吨，即每年处理47万吨，而实际填埋量为设计的70％。
截止到1995年底，已有140万吨垃圾在大子岭填埋场填埋。
由于运输回收等多种原因，大子岭的填埋物组分与杭州市混合生活垃圾相比略有不同，有机物的比例较无机物略高（见表3）。
表3天子岭垃圾填埋物组成成分（％）
垃圾成分
食品
纸类
塑料
动物
纺织品
有机物计
炉灰、土
玻璃
金属
砖瓦瓷器
无机物计
含量
46.11
1.51
1.54
0.98
1.18
52.32
45.49
1.4
0.9
0.89
48.68
由于杭州年降雨量较大，因此填埋场垃圾的含水量也较高，一般在40％左右，雨季时可达50％～60％；沥滤液的平均发生量在旱季是每天300～400吨，雨季时为每天700～800吨。
大子岭填埋场为浙江省较为光进的大型填埋场，主要用于填埋处理杭州及其周围城镇的固体垃圾，在收集填埋气体之前填埋作业已进行约6年，产气量基本稳定并达到发电利用的要求，适干作为案例分析和示范的对象。
二、系统技本经济特性
1、工艺技术路线及系统描述
（1）工艺技术路线
案例初步设计值如下：
填埋气体流量；20000标米3/日
能量值（低热值LHV）：
17.67兆焦/米3
能量值（高热值LHV）；19.65兆焦/米3
硫化氢：
25微克/升
挥发性有机物：
950微克/升
含水量：
饱和
电力输出：
1400千瓦（净值）
垃圾填埋场产出气体的收集：
根据测定计算，天子岭垃圾填埋物产生气体的回收率为70％左右，每天可回收气体9657立方米，通过打垂直气井，每天可回收气体19131立方米。
天子岭填埋气体的成分组成为：
甲烷占54.4％，二氧化碳占34.1％，另外还有10％的氮气和1.3％的氧气，每标准立方米的回收气体热值为19500千焦。
由于垃圾的含水率比较高（40％～50%），因此垃圾内部的气体的通透性很差，从商业利用的角度而言，所打的竖井的井距需限制在50米以内，竖井井口的平均温度在40℃；填埋回收气体力水蒸汽所饱和，因此回收系统还考虑了冷凝水的收集和向沥滤液处理系统排放。
（2）填埋气体收集系统参数如下：
填埋气体垂直收集井数：
10～15
井距：
40～50米
抽气泵：
1000标米3/日
应急火炬：
20000标米3/日
填埋气体处理：
填埋气体处理系统见图1，填埋气体将处理到完全满足燃气发动机的要求，规格化的处理系统被安装在国个完整的集装箱内，以便于现场安装和工厂。
图1填埋气体处理系统流程图
填埋气体发电：
填埋气体收集处理后经净化送入两台燃气轮机，就地发电并网。
平行运行的每台燃气轮机的技术参数如下：
机械输出：
760千瓦
Stanford400V发电机：
＞36千瓦
发电机效率：
39.05％
排放：
NOX500毫克/米3
CO955毫克/米3
VOC150毫克/米3
能量输入：
1888干瓦
燃气发动机、发电机等被装在集装箱内，都有完整的润滑油系统、冷却系统、管路系统、排放消声器、控制器、开关屏、用电配电系统、保护继电器、通风设备、照明系统等。
2.主要技术经济指标
填埋气体回收利用上程设计寿命为20年，日回收气体19131立方米，气体热值19500千焦，发电输出电力1400千瓦，工作方式为24小时运行，运行时间占全年时问的95％。
工程设计总投资2075万元，项目年直接经济效益为510.7万元。
三、投资
工程设计总投资2075万元，其中包括1660万元的设施建设资金和415万元的技术投入；工程占地1250平方米，初始投资见表4。
表4天子岭垃圾填埋气体利用工程初始投资表（万元，1995年价格）
项目名称
财务
经济
征地及平整费用
7.5
15
工程投资 土建工程
45
45
焚烧火炬
5.8
5.8
发电机组及风机
931
931
自控系统及测量仪器
120
120
零部件、配件及工具
257
257
安装
105
105
办公设备、交通工具
30.7
30.7
技术投入
415
415
其它
158
158
合计
2075
2082.5
四、运行费用及效益
1.运行费用
工程运行费用包括人下、动力、设备维修检测等。
项目运行费用见表8.5。
表5天子岭垃圾填埋气体利用项目运行费用表（万元，1995年价格）
项目名称
财务
经济
动力、水费等
维护及维修费
工资、奖金
管理费及其它
合计
65
105
30
10
210
130
105
30
10
275
2.效益
项目中沼气口收发电后直接上网，分峰谷电价，预定电价如下：
14小时峰值电价为：
0.63元／千瓦时
10小时非峰值电价为；0.17元人千瓦时
平均电价为：
0.438元／千瓦时
年电力销售收入为（税前）：
510.69万元
项目经济分析电价（按长期预测价格）为；0.80元／千瓦时
五、财务经济分析
1.财务及经济分析
垃圾填埋气体发电项日在基准情况下的财务和经济分析结果见表8.6。
如果考虑通货膨胀，项目的财务内部收益率为12.5％，属于微盈利项目；在不考虑通货膨胀的情况下，则项目的FIRR仅为8.37％，低于12％的基准内部收益率。
2.敏感性分析
表8.7为项目财务敏感性分析，结果表明，该项日对初始投资及运行费用的变化不是特别敏感，相对而言，项日对效益的变化比较敏感，因此，电力销售情况及电价的变化将对项目的经济性产生比较重要的影响。
但是应当看到，在无通货膨胀的情况下，即使电力销售收入增加10％，项目的内部收益率仍低于基准内部收益率。
3.各种方案的比较
下面进一步分析不同投资方式、政府采用减免税、贷款补贴等优惠政策对项目产生的影响，并对各种方案进行比较。
在以下分析中基本方案条件如下：
投资：
纯政府投资或完全利用自有资金，无贷款
增值税率：
17％
增值税附加率:
8％
所得税率；33％
折旧年限:
10年
不考虑通货膨胀。
（1）投资来源
基本方案纯政府投资或完全利用自有资金；无贷款方案卫；自有资金50％，贷款50％”NPV（万元）FIRR（％）贷款利率12％，贷款年限10年。
（2）贷款利率
以下为不同贷款利率情况下的财务分析，投资来源均为自房资金50％，贷款50％，贷款年限10年。
万案1:
全息贷款（12%）方案2：
低息或贴息贷款（6％）方案3；低息或贴息贷款（3％）方案4；无息贷款（0％），还本不付息NPV（万元）FIRR（％）（3）税率以下为各种减免税政策下的财务分析结果，方案5～方案9中均为无贷款的情况。
基本方案：
纯政府投资或完全利用自有资金，无贷款方案5：
免所得税方案6:
免增值税附加方案7：
减增值税及附加u％）方案8：
免增值税及附加方案9：
免所得税、增值税及附加方案10：
免所得税、增值税及附加，无息贷款NPV（万元）FIRR（％）
以上几种方案分析结果表明：
（1）由于垃圾填埋气体回收利用项目的特殊性，在基本方案下，如项目的全部投资完全来源于政府投资或企业的自有资金，财务内部收益率。
升级会员 