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2017美国考察之行——北美固废领域25周年行业峰会及西棕榈等考察——吴浩仑观点
2017.10.06

   作为国内一家具有国际视野的一线专业烟气净化公司,华星东方一直保持着每年要出去转一转,看一看,走一走的良好习惯。2017年公司相关领导接受中国电力联合会/中国电力促进会的派遣,代表协会前往美国参加位于明尼苏达州明尼阿波利斯举行的北美固废领域25周年行业峰会并陆续走访考察和参观美国明尼阿波利斯—Olmsted焚烧厂、明尼阿波利斯—hennepin焚烧厂、美国west palm beach焚烧厂一期和美国west palm beach焚烧厂二期等几个焚烧厂,以便进一步了解和获取美国、北美、日本及欧洲等同行的最新行业动态和相关法规标准,促进中国更好地融入和了解国际发展最新趋势和技术信息。


   随团人员有:无锡市华星东方电力环保科技有限公司总经理吴浩仑先生、总工吴志强先生、中钢洛阳耐火材料单位领导等一行人员。



   2017年4月22日由浦东机场出发,22日下午抵达美国底特律并转机前往明尼阿波利斯。这是我们与焚烧烟气有关公务的第二次美国之行,与几年前相比飞机上的wifi网络速度有了较大提升,使得旅行途中不再那么枯燥,不过在飞越俄罗斯和加拿大部分领空时,网络奔溃,不知道是不是中国的网络基建更强大些所致。


   开会当日上午报到后,尚有闲暇之时。老习惯探访一下当地风土人情和垃圾收集以及分类情况。对于我这个老自由行的人来说,Uber、yelp以及googlemap是我出门3大宝。打上出租前往密西西比河畔的minihaha公园的路上,我跟司机攀谈起来,驾驶员是个当地白人祖辈生活在这个城市,他告诉我们所处的城市区域是由明尼阿波利斯—圣保罗组成的双子城,一共有几个垃圾焚烧厂,垃圾分类采用2大类,可循环利用的和垃圾,且每周有收集垃圾。当地的垃圾处理费,由政府负责收取,并由政府组织处理,并委托给专门的公司来处理,其收费模式也是合并在某一项税收中一起收取。


在公园遇到的分类垃圾


机场遇到的分类垃圾箱(多食物堆肥类)


   由于距离不远,我们很快来到了公园门口,我们仔细地观察了当地垃圾箱的分类情况,凑巧当日为地球日,我们一行在公园门口遇到了志愿者收集的垃圾,并且分成了2堆摆放。基于严谨务实的工作作风和对国内崇洋媚外宣传的不屑,我们持着怀疑地态度详细验证了一下老美的分类是否真的做的那么完善,我们对2堆垃圾袋进行了拍照取样。


黄色垃圾袋属于可回收类的垃圾


白色垃圾属于不可回收类,通常是要进垃圾处理环节的


经过调查,大部分黄色塑料袋内均为可回收类的易拉罐,瓶子等。但也有混入的不可回收类垃圾。


而白色透明袋里也发现了可回收的易拉罐等物品


   可见,垃圾分类是个全民参与的工作,要做到尽善尽美是非常困难的,老外也并非圣贤,垃圾分类不到位的情况不分国界而任重道远。我一直觉得,我国应当从小加强小学教育中垃圾分类知识的培训,从而影响到我们现有家庭并进一步影响到下一代人的生活垃圾分类习惯,改进我们的垃圾处理整体水平。坦率地说,作为从业人士,我对很多垃圾如何分类也无法进行判断。


   翌日,北美固废领域25周年行业峰会正式开始,与会各路行业大牌均到场参会,我们作为中国代表也积极参与了交流。参会的知名企业有Babcock & wilcox, Detroit Stoker, Hitachi Zosen INOVA以及Huaxing-east(望勿扔砖)。另外,美国本土活跃度较高的Covanta,Wheelabrator,GBB也如期出现在会场。还有一些在国内不大牌但是在国际上有影响力的公司,如:CNIM。同时我也见到了FLSmidth公司的人,这个公司是GSA工艺的原创者,在早期危废行业领域有所应用,我们在台湾的水美危废厂看到过他们的工程案例,而今年我们差点在一个危废项目上引进并落地这个工艺,这个工艺在石灰品质较好的情况下还是有应用空间。法国Lab美国分支机构也参与了这次会议,我们在瑞典的马尔默参观过Lab的烟气净化业绩,做工精湛,备用系数较大,那个厂给我留下了深刻印象,是我们亲眼见过的海外焚烧厂中排放指标最低的一座。此外,也有我们一起在山东临淄共事的锅炉供应商,芬兰的Valmet。在多次考察瑞典的Malar工厂之后,我们中国企业终于积极出手引入了全套工艺,我们作为烟气净化的供应商,完成了配套烟气净化工程的引进和建设。此外,我们还见到了我们的老朋友德国BWF的美国公司的身影。


会场入口


同行专家正在演讲,而总工同志正聚精会神地接受摆拍


   本次会议同步设置了A、B共2个分会场,由不同的发言厂商针对2个不同的讨论主题进行发言。整个会议为期3天,主要的讨论议题有:生活垃圾飞灰的再利用和管理;未来焚烧厂设施的设计;焚烧厂运行操作的优秀案例介绍;通过前端的垃圾预处理程序来提升效率(这个是国内某家大牌投资商正全力以赴去实现的目标,我个人感觉在处理好持续运行等细节问题后有机会改变行业格局);垃圾焚烧研究和发展的关键措施。


   参会的人员也是来自各个渠道,有负责管理的,杂志媒体的,高校研发的,生产运行的,各类专业设备公司的,同类行业协会的,还有政府专业部门的。同时北美以及欧洲有大量的工程咨询公司和专业的技术公司(如:GBB),这点和国内相比区别挺大。个人感觉可能是国内竞争过于激烈,知识产权的保护力度也相对弱,所以光靠卖IDEA和咨询的生存环境恶劣,只有我们这种带实体+工程的公司才能艰难的存活下来。


   老美的会议形式我觉得比国内的会议形式略有不同。通常一个议题由一位大咖发言,同时会有3-4位大咖就坐一边,等发言的大咖结束后,会共同探讨这个话题,坐在一边的大咖发言较为简短,他们也会一起回复在座听众提出的问题。这种形式下,我认为其交互性更强一些,而分享的观点也会持不同的见解,会带给听众更多角度的思考。


   由于我们是专业搞烟气的,所以我们对飞灰的处理、焚烧厂运行领域以及与环保有关的议题较为感兴趣。我们基本上是2个分会场穿插着跑来跑去听,其中给我留下比较深刻印象的有这么几个发言(由于懒癌发作和工作的确忙,我从5月份拖延到9月底才写完这个游记,至少脑海中还记着这几个发言)。


   (1)老美对研究的执着令我们汗颜——记一位大学教授对飞灰的研究。


   这位教授的演讲题目很有趣,叫“船屋”。他讲述了自己在年轻时候从垃圾焚烧厂弄回来一些垃圾灰制成的砖,用这些砖制作了一个小房间,这个小房间是用于存放他出去游玩的一艘小船的。为了检验这些垃圾灰是否对人存在伤害,在这个几十年中间,这位老教授会定期从墙上取样分析这些灰的成分变化,并将这些数据展现在我们面前。



   这个演讲之所以给我印象深刻,是由于老外对研究的投入是几十年的,而我们中国发展的时间短,对于一些基础研究只能参(piao)考(qie)国外的成果,并对此乐此不疲,不以为耻反以为荣。为了能对行业有所贡献,我们一直努力尝试在公司略有盈余的同时,做一些基础数据的采集和研究的投入。我们也在一些工厂做了一些试验装置,采集了一些基础数据。甚至,我们有考虑自己对雾化器的粒径购置多普勒激光分析仪进行粒径核实,但是由于种种原因,在中国企业单方面来干这个工作的难度太大了。我们期待中国的企业也慢慢参与到这些工作中来,下次有机会能在这种国际性会议上提供一些发言的机会以及展示相关研究数据。最后老教授说了一句大白话来警醒我们,One Valid Test is Worth a Thousand Expert Opinions,由此可见专家满天飞的现象不光我们国内有,老美那也有啊,哈哈。


   另外为了避免国内有些同志老说我吝啬给干货,尽是发些水帖,我不得不在此分享一些数据供大家参考,当然鉴于篇幅关系,需要进一步了解的同志可以联系我索要:







   (2)老美对细节的追求——2位发言人的发言主题和内容在中国人看来不值一提。


   在会场有2位发言人讲述了自己如何改进和提升焚烧厂的面貌和性能。一位是我们随后去参观的明尼阿波利斯的Hennepin焚烧厂,发言人是位老先生。从他如数家珍的ppt照片来看,他任职这个厂的年头非常之久。他除了介绍这个焚烧厂的发展历史以外,主要介绍了一个重要的技改提升,为了美观将一面墙的门移动到了另一面墙(因为原来一面墙面对一个棒球场,从棒球场那边看过来形象不佳),修改了垃圾车进出的通道,提高了工作效率。这个工作在中国人眼里看来几乎是不值一提,因为中国正在建设大量的焚烧厂,我们正在满足城市处理垃圾的主要功能,还无暇顾及门开在那边是否美观,通道如何布置可以提高多少效率,在我看来,这就是新进暴发户和老乡绅的区别:



   另一位是我们上次去美国参观的一座焚烧厂的技术人员介绍了他们的一次最新的维修。这是Covanta旗下的美国纽约州的Onondago焚烧厂,由于我们是从事烟气净化系统的,我重点听了一下他们烟气区域的技改。这个厂在我上次去的时候,的确略显破败,已经持续运行了20来年了。说是技改,其实主要是对出渣系统、膨胀节、吸收塔锥体、除尘器灰斗、SNCR、DCS和CEMS的更新。看到这里,中国的土豪们是不是觉得老美好土,这么晚才上SNCR。


技改前


技改设备预拼装


技改设备到货状态


技改之后


   可以坦率地说,美国的焚烧厂的确跟他们的很多基础设施一样,与这个时代相比有些陈旧了。在硬件建设和投入中,也显得异常抠门。在会上老外们也热烈讨论了灰斗区域腐蚀的问题,专业厂商的结论是改用哈氏合金,当然这大大地迎合了运行人员的美好愿望,不过做预算的人员或者老板自然是无情地否决了这种的花别人钱不心疼的提案,最终这个焚烧厂还是采用了碳钢防腐措施。


   相对而言,在我们走访的不少美国焚烧厂来看,这个厂的配置在美国很多焚烧厂里面算是相对不错的了,至少还用了旋转喷雾,而美国好大一部分厂仍然在用双流体喷枪这一相对廉价的工具(比如后面说到的west palm beach一期以及其他好多WMI旗下的焚烧厂)。而当今国内,我们在鄞州,嘉定等等的这种大手笔的投入,SDA、布袋、湿法、低温SCR、PTFE的GGH通通上,不禁让我感觉美国同行们的装备还在小米加步枪时,我们已经用上了机关枪了。不过在庆幸我们生活在好时代的同时,深入到美国焚烧厂以及他们的行业,他们对技术和原理的了解深度,电厂专业人员的配置是远远走在我们前列。由于国内这个行业正刚刚蓬勃发展,对专业运行人员,专业技术厂商的需求和培养还有很多路要走,这也是我们这辈人的历史责任。


   (3)大牌厂商的气场——马丁的技术创新。


   最后登场的马丁,也给我们留下了较为深刻的印象。之所以感觉马丁有大牌的气场,首先是基于他们经年累月的行业积累,而在讲解中他更是为我们指明了一个行业今后发展的方向。Maintenance, modernization, optimizaiton是一个走向成熟的市场所面对的问题,在我们还在解决有没有的时候,人家已经在考虑怎么做的更快,更省,更好,提高效率和持续稳定运行能力是他们研发的主要方向。



   从某种角度而言,我们已经拥有具备大量工程经验的团队,正如《辉煌中国》中所说的,中国一个30岁的工程师拥有的工程经验比国外工作30年的老工程师还多。想想我们至今已经参与建设了80多座焚烧厂,近200台垃圾炉的烟气系统的设计和建设,从这个角度而言我们的确工程经验很多,的确有可能比老外建设的厂多,但是我们自己的感觉是一直在疲于奔命,为了赶工期而完成设计和建设,如果有时间或者当行业和市场趋于更加成熟的时候,我想我们也会慢下来去改进这些细节,但是中国的土壤下,那个时候的企业还能生存下来吗?这是一个值得思考的问题。


   马丁在给我们指出明路的同时,还顺手展示了2个新的技术,这就是大牌厂商的实力体现。一个是在线自动水冲洗系统,应该是一个针对锅炉受热面的应用;另一个是应该是堆焊技术的应用。我手里有些简介,需要的同志可以联系我们。



   会议之后,我们开始陆续走访工厂,第一个是美国明尼阿波利斯—Olmsted焚烧厂,该厂为2x100t/d+1x200t/d的规模,烟气工艺采用的是固定喷雾法+布袋除尘器。全厂排放情况尚可,具体如下:





   感兴趣的朋友可以看下这个年均指标,我在回来后写了个邮件给他们问了一下实际耗量如下:



   另外值得一提的是,在这个厂里我们发现了一个有意思的数据资料,有个文件整理了全美所有的生物质能的焚烧厂(包括生活垃圾和国内所指的生物质秸秆等),可见美国人对生活垃圾的定义是纳入BIOMASS的。从工厂的分布情况来看,东西2岸的工厂分布明显多于中部地区,而佛州和加州的焚烧厂相对密集。



   我们考察的第二座焚烧厂为美国明尼阿波利斯—Hennepin焚烧厂,该厂规模为2台600吨的水冷炉排,自1989年10月运行至今,属于Covanta运营,全厂造价1.6亿美金。这个工厂的最大亮点就是位于市中心,紧靠一座棒球场,其烟气工艺采用了类似于国内CFB的烟气工艺+布袋除尘,喷射石灰浆但没有物料循环系统,脱硝采用尿素喷射的SNCR系统。



   在参观的闲暇之余,出于对钢结构的关心,我们还看了一下他们的结构件的制作质量。老美的钢结构清一色是高强度螺栓连接的高级货,而我们国内大部分烟气厂商为了控制成本,采用焊接,定位螺栓+焊接的项目则较多。




   参观的同时,我们交流了一下大致的排放指标,由于时间久了具体排放限值数据记不清了,但印象中其排放指标一般,甚至高于国内现行的18485标准。回国后我查阅了相关资料,发现明尼阿波利斯的地方标准有所提高。其依据是我查阅了一个Olmsted焚烧厂3号线的环评报告,并注意到Olmsted的1.2号线的排放标准明显宽于3号线的排放标准,有兴趣的同志可以往上翻几页看看Olmsted厂的排放标准。


   所以,如果Hennepin的焚烧厂仍然遵从老标准的话,从上图的排放水平来看,其HCL排放是极其糟糕的。即SO2为77ppm(220mg/Nm3),HCL为250ppm(407mg/Nm3),按上图的排放水准,SO2应该在:17.16mg/Nm3,HCL应该在:223.85mg/Nm3。


   如果遵从新标准的话,即SO2为30ppm(86mg/Nm3),HCL为25ppm(40mg/Nm3),按上图的排放水准,SO2应该在:6.7mg/Nm3,HCL应该在:22mg/Nm3。至少在国内的石灰品质下,这种工艺措施要能达到这种排放水平应当是非常困难的。而且从这个焚烧厂的建设年限来看,其排放应该是遵从老标准的可能性大。


   找到一个Hennepin焚烧厂的介绍网站,有兴趣的同志可以去看看:


https://www.youtube.com/watch?v=RKWTQVPcJKI&list=TL4A2HxYcYCx-eRJv3POALjZn6w1tZU3lR


   参观的第三座工厂就是位于佛罗里达的美国west palm beach焚烧厂一期,大西洋畔坐落着特朗普的豪宅,虽然不知道老普在不在家,但警卫就这样直勾勾地看着总工,令他略显尴尬,而我则直接将他们同框以留作纪念。



   在短暂停并留拍照留念后,我们驱车来到了焚烧厂。印象中是2x1000t/d的炉排炉项目,烟气采用了WMI的招牌工艺,固定喷“浆”。想想当年上海环境和美国惠明合资的时候,咱们还一起模仿过这种工艺,在山东某项目上,我们第一次尝试了固定喷浆工艺。在经过3个月的试运行和数据采集后,业主果断地采用了固定喷“水”工艺,直接操作成急冷+干粉喷射,因为石灰便宜但品质低下,所以喷射干粉更省钱且堵塞喷头的清理工作实在得不偿失。相比之下,以台湾水美危废厂的GSA工艺所采用的石灰为例,单价折合人民币3333元/吨,对应纯度98%以上,而我们当时山东项目的到厂价好像在600元左右/吨,纯度在90%左右。考虑到制浆系统运行和维护的成本以及石灰成本,固定喷雾在当时的中国应该是更为因地制宜的一种工艺(约10年前的老项目)。



   最后我们走访的这个焚烧厂,需要浓墨重彩地介绍一下,因为它号称美国目前最为先进的焚烧厂。



   这座焚烧厂投运于2014年,装备精良,做工精湛,其采用了空冷岛的设计(与我们山西大同项目很相似),尤其是彩瓦的材质和施工质量充分体现出了一个代表美国最新工艺水平的巅峰之作。对于彩瓦的材质选择和施工监督,一直是我们所关注的重点,对彩瓦应当严格要求采用连续瓦楞并确保足够的厚度,才能体现出一个项目的质感和品质,这也是我本人最关注的环节。



可惜中国没有蓝天白云的背景



烟气采用了NIRO的雾化器,同样半干法反应塔的彩瓦施工质量上乘



   栓接的钢架和栏杆的制作同样造价不菲,而细想我们在国内只有出口北约国家焚烧项目的预算才足够做到这种水平,如下图(我们土耳其中电投出口项目):








   目前国内垃圾焚烧领域貌似还没哪个用户会去选择佐敦这种档次品牌的油漆或按照CE标准来进行检验,控制预算仍然是国内最重要的选项。


   接下来说重点,介绍一下这个焚烧厂。全厂为3x1000t/d的伟伦炉排,烟气工艺采用了SDA+布袋+GGH+SGH+SCR。该厂位于特朗普老家,而且离得不远,是目前美国最先进的焚烧厂,也是第一座采用SCR工艺的焚烧厂,2012年开始建设至2015年投入商业运行,隶属于佛罗里达州海岸县固废管理局。



   该厂主要燃料为城市生活垃圾,辅助燃料为天然气。95MW的装机容量,可供应55000个家庭。单台锅炉供热能力为:284,400 lb/h。我们关注的烟气区域分为2个部分,SDA+SCR。


   SDA部分如下:采用了Niro的F100型号的雾化器,活性炭喷射采用了欧洲传统的喷射点,即吸收塔入口。除尘器则采用了高净气室的设计布局,方便检修,具体如下图:




   考察中发现不少亮点,比如:维护雾化器的起重设备,是与主厂房钢架一体考虑设计,并布置了检修平台,这个在国内由于没有牵头炉排厂家,均是由各方各自为政,并且这个起重设备的检修没有统一设计考虑,是维修的一个难点。当然如果设计院未能充分考虑整合,但给烟气厂家的预算充足,烟气厂家也可以进行设计,但这10年来,我们在塔顶检修起重设备的设计和制造投入逐年加大,从几吨增加到近20吨,但投标价格却在逐年走低,这依赖于业主对招标文件的编制和统一招标口径来解决。如招标文件未明确规定,而评分规则又无法体现技术得分来覆盖价格得分的话,通常投标厂家均不会主动去增加预算,这就需要招标文件的编制水平和评标人员的清标能力达到很高和很公正的水准。



   对于脱硝系统的设计,该厂则在反应器内布置了1+1的格局,并内置了反应器内的单轨起吊催化的设备,给检修带来了较大方便。同时为了提高烟温,则采用了GGH+SGH的设计以便降低厂用能耗,同时该系统也设置了旁路。与该厂的GGH布置相比,我们国内的南京,嘉定,临沂,慈溪,泰安或仙桃等项目的GGH或SGH设计,则要紧凑得多。



   我们在现场查看了SCR的布置情况,其场地占用还是非常之大的。由于考察时间充裕,我们各处转转的时候还发现了一些小亮点。



贴合度非常高的保温



    过度非常漂亮的刮板机抬升段。而更为独特的设计是将除尘器下的2侧灰斗的飞灰汇集到一根刮板机,同时与吸收塔底部排灰串联设计,这足见其对飞灰及雾化水准的控制能力。而国内由于运行人员对设备开启顺序的不熟悉以及设备本身的不稳定,造成运行初期大量就地掏灰、排灰现象频出,使得一些新投产项目就不得不面临车间环境污染,导致形象受损。


GGH底部


   该厂的排放水平在美国属于较高的水平,大家参考一下,具体如下:




   整整一个上午,我们在这个焚烧厂的主要车间,尤其是烟气区域进行了详细的考察和交流,收获颇多,给我们了解美国焚烧厂的发展方向和一些技术细节提供了很多信息。有需要的朋友可以联系我,我会本着抠门的原则,干货,水货斟酌着给。





   整体来说,这次美国之行颇有收获,特撰文纪念。(等空了,我继续更新美国的焚烧厂及美国的一些主要供应商的考察内容,继续放水,要干货的同志咱们可以私聊)