生活垃圾发电厂垃圾贮坑设计研究

生活垃圾发电厂 垃圾贮坑设计研究

陈会有

国能生物发电集团有限公司 北京市西城区 100052

摘要：垃圾贮坑是生活垃圾焚烧发电厂中垃圾存储重要设施，合理的设计是保证垃圾电厂正常安全运行的重要前提。本文以常规2台500t/d机械炉排焚烧炉为例，详细介绍了垃圾贮坑的设计要点，为企业转型发展战略贡献力量，也为后续工程设计提供参考。

关键词：生活垃圾发电;垃圾贮坑

1垃圾贮坑设计

1.1概述

垃圾贮坑可以暂时贮存垃圾，起着对垃圾数量调节的作用，另外垃圾可以在垃圾贮坑内进行搅拌混合，使热值和含水率均匀，并且可以通过自然压缩和发酵降低含水率，提高热值。

垃圾贮坑的设计主要包括垃圾贮坑容量及尺寸的确定、防渗防腐以及垃圾渗滤液的收集与排放等内容。

1.2 垃圾贮坑容量的确定

确定垃圾贮坑容量时，一般以垃圾的容重以及容纳电厂垃圾焚烧处理量的天数为计算依据，垃圾贮坑的有效容量为垃圾卸料门水平线以下的容量。垃圾贮坑的有效容量计算公式如下：

Q=V×ρ=M×Nd

式中：

Q—垃圾贮坑有效容量，t；

V—垃圾贮坑有效容积，m³；V= L（长）×W（宽）×H（深）；

ρ—垃圾容重，t/ m³（国内生活垃圾的容重约0.3-0.6t/m³，计算时一般取均值0.4 t/m³）；

M—垃圾电厂额定焚烧量，t/d;

Nd—垃圾贮坑容纳垃圾电厂额定焚烧量的天数，d（在主厂房布置条件允许的情况下建议Nd取7d，即能满足“新鲜垃圾”的析水发酵，也符合CJJ90—2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》关于垃圾贮坑的有效容积宜按5-7d额定垃圾焚烧量确定的要求）。

以常规2台500t/d机械炉排焚烧炉为例，垃圾电厂额定焚烧量M=1000t/d， Nd=7d，垃圾容重ρ=0.4 t/m³，计算可得：

Q= M×Nd=1000 t/d×7d=7000t

V= Q/ρ=7000/0.4 m³=17500 m³

1.3 垃圾贮坑尺寸的确定

1.3.1 长度L

垃圾贮坑的长度必须在可设置的必要的垃圾卸料门个数的尺寸之上，根据CJJ90—2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》关于卸料门数量应以维持正常卸料作业和垃圾进厂高峰时段不堵车为原则，且不应少于4个。

而通常垃圾贮坑长度方向布置需与焚烧炉的给料斗位置及主厂房规整性布置同时考虑，在焚烧炉数量、中心距与垃圾处理量确定的情况下，垃圾贮坑的长度基本已经确定，且完全满足设置必要的垃圾卸料门个数的尺寸要求。

以常规2台500t/d机械炉排焚烧炉为例，2台焚烧炉的中心距约为24m，兼顾主厂房规整性布置，垃圾贮坑长度L取48m。

1.3.2 深度H

为了避免垃圾贮坑过深，减少土方开挖量及施工难度，垃圾贮坑通常为钢筋混凝土半地下结构，且将垃圾卸料大厅抬高，这样不仅增加了垃圾贮坑的容积、减少了垃圾贮坑地下部分的土建费用，又可以将垃圾电厂的化学水处理站、中和池、仓库和机修间等辅助设施建在卸料大厅下方，充分利用空间。

基于以上考虑，并结合国内多个垃圾电厂实际运行情况的调研，垃圾贮坑一般为地下5m-7m，卸料平台一般为地上6m-8m，建议垃圾贮坑深度H取12m，即地上7m，地下5m。

1.3.3宽度W

根据CJJ90—2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》要求，垃圾贮坑净宽度应不小于垃圾抓斗最大张角直径的2.5倍。据了解垃圾抓斗最大张角直径为4m-6m，即垃圾贮坑净宽度应不小于10m-15m。另据国内多个垃圾电厂实际运行情况的调研，垃圾贮坑宽度多在20m-30m之间，完全满足规范要求。

从电厂垃圾吊实际运行考虑，为满足垃圾贮坑内垃圾的搅拌、倒跺、搬运等操作，使垃圾得到均匀化，垃圾贮坑的宽度尽量宽为好；但垃圾贮坑的宽度越大，垃圾抓斗起重机的跨度就越大，成本就会增加。为兼顾实用及经济，一般垃圾电厂的垃圾贮坑宽度多在20m-30m之间。

以常规2台500t/d机械炉排焚烧炉为例，垃圾贮坑的有效容量Q=7000t，有效容积V=17500m³，长度L=48m，深度H=12m，初步估算宽度W：

W=V/（L×H）=17500/（48×12）m≈30m

综上所述，兼顾垃圾贮坑容量及电厂主厂房整体布置情况下，垃圾贮坑尺寸L（长）×W（宽）×H（深）=48m×30m×12m，垃圾贮坑的有效容积V=17280m³，按垃圾容重0.40t/m³计，可贮存约6912吨垃圾，另考虑垃圾侧堆增加的贮量，可满足7天垃圾焚烧量的要求。

1.4 垃圾贮坑防渗防腐设计

1.4.1防渗设计

垃圾贮坑属于重点防渗区域，根据防渗标准，渗透系数要求满足≦10-10cm/s。为满足垃圾贮坑渗透系数的要求，垃圾贮坑本体采用自防水的混凝土材料，混凝土抗渗等级为P8；坑池底板要求一次施工，施工大体积砼时，施工单位应根据相关规范采用有效措施防止砼开裂。此外，混凝土坑壁坑底表面再选取合适的防水涂料进行涂抹。

通过对国内部分垃圾电厂进行调研，所考察大多数项目的垃圾贮坑防水材料均采用了混凝土永凝液DPS。DPS防水材料是水基渗透结晶型防水材料，其作用机理是与混凝土中的游离碱产生化学反应，生成稳定的枝蔓状晶体胶质，能有效的堵塞混凝土内部微细裂缝和毛细空隙，使混凝土结构具有持久的防水功能和更好的密实度及抗压强度。DPS防水材料的渗透深度达20-30mm，同时还能有效地阻止酸性物质、油渍和机油对混凝土的侵蚀，其性能特点汇总如下：

1、施工时不需要找平层，DPS防水材料可完全渗透入混凝土结构中，无需保护层；

2、与混凝土充分接触可达到最好防水效果；

3、施工成本低，速度快；

4、渗透深度可达30mm，抗渗等级高；

5、有良好的耐酸耐碱、耐腐蚀性，并增强混凝土表面的抗压强度；

6、不会老化变质，效果稳定；

7、环保无毒。

结合以上特性，推荐采用DPS作为垃圾贮坑的防水材料。

1.4.2防腐设计

根据对国内部分垃圾电厂的调研结果，目前垃圾发电项目垃圾贮坑采用的防腐涂料主要有聚脲类防腐涂料和环氧类防腐涂料，这两种涂料差异对比如表1-1所示。

表1-1 环氧类防腐涂料与聚脲类防腐涂料差异表

由上可见，基于性能和价格的考虑，推荐采用聚脲类防腐涂料作为垃圾贮坑的防腐涂料。

1.4.3垃圾贮坑其余防腐防渗措施

（一）合理设置施工缝，施工缝处设置止水带

垃圾贮坑底板与壁板交接处的水平施工缝应在距离底板顶500mm以上的墙板内设置，接缝处加3mm厚钢板止水带，见止水带大样图1-1。垃圾坑壁板每隔3m可设水平施工缝，施工缝均设3mm厚钢板止水带。若垃圾贮坑一周施工缝标高不一致，止水带不能闭合的情况下，则不设置施工缝，采用整体浇注。

图1-1 止水带大样

（二）垃圾卸料口处的特殊要求

垃圾卸料口处斜板面层需考虑防腐防渗及耐磨的措施，以防止倾倒垃圾时对侧壁的磨损。

此处的面层除了采用垃圾贮坑的防腐防渗措施外，表面再加设15mm厚高密度聚乙烯板及50mm厚沥青混凝土，起到了良好的耐磨作用。此外，高密度聚乙烯板磨损后还可进行替换。

此处的保护面板还可采用不锈钢板，但是价格高于聚乙烯板。

图1-2 垃圾卸料口防腐防渗及耐磨做法

图1-3 垃圾卸料大厅面层做法

（三）对拉螺栓设止水钢板

在垃圾贮坑池壁以及混凝土水池池壁施工时，严禁加固模板用的对拉螺栓加套管。施工时侧壁混凝土中所采用的对拉螺栓，在使用前清除其锈迹及表面油污，并在对拉螺栓两端及中间设止水钢板。钢片止水片与螺栓四周应满焊，不得出现点焊、漏焊，确保止水效果，在壁厚较厚的池壁对拉螺栓可设多道止水片。对拉螺栓割除时，不得高于混凝土池壁，应贴混凝土池壁沿根部割除，以便防腐防渗施工。

根据调研结果和以往设计经验，结合防水防腐材料特性及经济指标，垃圾贮坑防渗防腐建议采用以下技术措施，垃圾贮坑防渗防腐方案及示意图如表1-2：

表1-2垃圾贮坑防腐防水措施表

图1-4 垃圾贮坑防腐防水措施示意图

1.5 垃圾贮坑渗滤液的收集与排放

根据CJJ90—2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》要求，垃圾贮坑应设置垃圾渗沥液收集设施。

为保证垃圾渗沥液疏导，垃圾贮坑底部按防渗设计，有一定的纵坡，垃圾贮坑前墙的底部装有不锈钢格筛，以将垃圾渗沥液排至渗滤液收集池，收集到的垃圾渗沥液用泵送入污水处理站渗滤液处理系统处理。

根据已运行垃圾焚烧电厂的有关统计，垃圾渗沥液的日产生量一般约为日垃圾量的10～20%,北方因气候较干燥，一般取下限；南方应四季气候变化较大，夏天天气较为潮湿，垃圾渗沥液的日产生量会多点，冬天气候较干燥，垃圾渗沥液的日产生量会少点，年平均约在20%。

以常规2台500t/d机械炉排焚烧炉为例，垃圾圾渗沥液的日产生量取平均值15%，日常产量约为150t，垃圾贮坑渗滤液收集池有效容积按300m³设计，可容纳电厂约2天的垃圾渗沥液。

2.结论

综上所述，垃圾贮坑是生活垃圾焚烧发电厂中垃圾存储的重要设施，合理的设计是保证垃圾电厂正常安全运行的重要前提。本文以常规2台500t/d机械炉排焚烧炉为例，详细介绍了垃圾贮坑的设计要点，为今后公司转型发展在生活垃圾发电工程设计提供参考。

参考文献

[1]CJJ90—2009《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》

[2]RISN-TG009-2010《生活垃圾焚烧技术导则》

[3]李金伟.城市生活垃圾焚烧发电厂的垃圾前处理系统的设计.《能源与环境》.2009, 2

[4]赫向辉，滕清.生活垃圾焚烧发电厂垃圾仓设计的探讨.《城市垃圾处理技术》.2001, 4

作者简介：陈会有（1971-），男，本科，高级工程师，从事生物质发电企业管理。

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