城市生活垃圾焚烧发电原料供给路径及优化分析

发表时间:2021/4/23   来源:《中国电业》2020年34期   作者:林军
[导读] 随着城市中的生活垃圾每年产量逐步上涨,这一现象推动了我国垃圾焚烧发电项目的发展。
        林军
        馆陶县正好环保科技有限公司 河北 邯郸 057750
        摘要:随着城市中的生活垃圾每年产量逐步上涨,这一现象推动了我国垃圾焚烧发电项目的发展。垃圾焚烧发电不仅可以减少垃圾的堆积量,减少对城市土地填埋的占用,还可以有效的将垃圾资源利用,并且选择无害的方式输出,有助于缓解我国垃圾处理的压力。我国垃圾处理系统还存在一些问题,例如监管机制和统筹规划的缺失,焚烧发电业的不完善等。基于此,本文对城市生活垃圾焚烧发电原料供给路径及优化措施进行分析,希望本文所作分析能够为相关研究人士提供借鉴和参考。
        关键词:城市生活垃圾;垃圾焚烧发电;原料供给路径;原料供给优化
        前言:我国城市人口增长以及生产生活产生的废物不断增加,垃圾问题日益严重,如何实现垃圾处理的无害化和减量化已经成为现代社会发展的关键。我国垃圾焚烧发电的规模位居世界第一,此行业在我国发展前景向好,因此本文将对垃圾焚烧发电业健康发展,发电各环节运转规范化,以及行业规范的相关政策制定提供借鉴,为我国垃圾焚烧发电业健康发展和行业完善提供相关实际建议。
        一、垃圾焚烧发电厂原料供给路径
        垃圾焚烧原料的供给路径要在社会影响和经济影响两方面兼顾,社会影响主要为公众对其满意度,经济影响要考虑降低成本为目的,城市垃圾包括居民生活垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾等。我国垃圾收集按照收集时间分为定时收集和不定时收集,按照收集地点分为巡回回收和定点回收,根据是否中转分为直接和中转运输。垃圾分类是我国垃圾处理的必然趋势,正确垃圾分类可以降低垃圾回收的难度,垃圾运输前期的成本高,但减少了后期垃圾处理的工作量。总之,垃圾分类和运输处理提高了垃圾回收利用率,而且降低后续处理成本。
        垃圾中转站是一种中间处理设施,负责垃圾分类和初步处理。因为垃圾焚烧站主要集中在我国的偏远地区,并且数量也比较少,这时如果将垃圾直接进行运输,将会在无形之中增加运输成本,而垃圾中转站可以降低垃圾运输成本。我国城市发展呈现聚集性特点,并且在商业和居住点都会设置垃圾收集点,可以对周围的垃圾进行集中的收集,由垃圾收集点再统一送往垃圾中转站进行压缩处理。本文把垃圾供给源头简化为各个区域的垃圾收集点,不考虑家庭垃圾到垃圾收集点运输,而是由环卫工人和清扫车负责到各个街道进行垃圾的收集,然后运往垃圾处理站。笔者主要考虑居民区和商业区,机关单位的垃圾收集路径。对于街道垃圾收集主要是由环卫工人进行,由环卫工人统一收集到收集点后,由垃圾运输车运往垃圾中转站,再进行集中分类处理。对垃圾中转站的位置进行确定,并对垃圾中转站的数量进行解决,应该在垃圾中转站的选址以及转运过程中不断加以优化,等到中转站数量确定以后,以此来实现垃圾中转站到焚烧厂分配的优化工作,从而实现垃圾焚烧发电厂的最大效益。


        二、城市生活垃圾焚烧发电原料供给路径的优化
        (一)垃圾焚烧发电原料供给路径源头和中转站选址优化
        城市中生活垃圾供给路径主要有垃圾源头到垃圾中转站,再到垃圾焚烧发电厂的过程,各个居民区、学校、大型商场都是垃圾源头,垃圾收集点收集垃圾后,统一运输到垃圾中转站,中转站进行处理后,运送到垃圾焚烧发电厂,垃圾中转站对各自区域负责内的垃圾收运顺序进行规划,实现运输路程最短重复运输路段,最少路线的优化称之为垃圾收集路径优化,由于城市区域的垃圾较为密集,在垃圾运输车能力允许的基础上,每个垃圾收集点应该尽量一次清运,尽量避免运输路线重复,由于本文主要研究的是路径优化,所以不考虑垃圾运输车的数量和调运能力,假设垃圾收集点之间有路可以通过,本文采用遗传算法,对垃圾路线最短路径选择进行求解。
        垃圾中转站设置在哪个地点合适,并且垃圾收集点的垃圾运往哪个中转站,是垃圾源头到中转站优化迫切需要完善的两个问题,一般情况下垃圾收集点的位置是固定的,普遍在小区商场和单位等垃圾产生的源头位置,如果想第一时间清理各个垃圾收集点产生的垃圾,垃圾中转站的位置在何处显得十分重要,垃圾中转站的设置一般不具有可逆性,所以在垃圾中转站选址的时候,要考虑多方面因素,垃圾中转站的位置需要与垃圾收集点的位置较近,能够及时对垃圾收集点的垃圾进行清运,垃圾中转站的处理容量需要满足周围垃圾清运的需求。由于我国垃圾处理行业还没有非常完善,我国民众对垃圾处理站的建设还存在一些抵触情绪,再加上污染问题没有得到很好的解决,因此在垃圾中转站前期的选址工作开展过程中,需要特别重视周围民众的意见,这样对垃圾处理站点后续的扩建有着比较积极的作用,能够减少很多不必要的麻烦。
        (二)垃圾焚烧发电原料供给的垃圾量调度分配优化
        根据前文分析可以看出,垃圾焚烧发电站是否能健康运营的关键是垃圾焚烧供应。垃圾供应量没有达到焚烧发电厂的需求,会造成停机,可能出现企业成本倒挂;对垃圾处理需求较大的地区,可能出现超负荷焚烧垃圾,会造成对垃圾焚烧设备的伤害;在机器运行复核范围内,有效运行周期减少,机械磨损,超负荷垃圾焚烧可能造成垃圾不充分燃烧,对环境造成污染。垃圾的供应量是十分重要的,是保证垃圾焚烧发电厂正常运营的关键步骤.
        垃圾供给量的分配是垃圾调度优化问题,要确定垃圾焚烧发电厂接受哪几个中转站的垃圾和数量,根据垃圾中转站的分布确定垃圾量的分配,为了便于理解有关概念,保底垃圾供应量是保证垃圾焚烧发电厂正常运行,最少应该达到的垃圾数量,垃圾量应达到垃圾焚烧发电厂处理能力的80%,垃圾供应量不足是指垃圾供应量没有达到垃圾焚烧发电厂保底供应量。
        (三)城市生活垃圾焚烧发电原料供给路径优化方法实证研究
        基于前文研究,对北京市垃圾焚烧发电厂经优化后的垃圾源头收集路线等进行研究,利用百度地图验证优化方法。北京是我国的首都,人口的快速增长和城市化进程使北京的垃圾问题愈发严重,北京周围的垃圾处理厂非常多,许多垃圾厂在超负荷的状态下运行,很快将会出现垃圾无地可埋的问题。为了解决北京垃圾处理的问题,垃圾焚烧是最合适的一项解决方法。近年来北京垃圾焚烧的占比迅速攀升,即将成为代替填埋垃圾的一个主要方法。
        对垃圾源头进行优化,首先要针对分散的垃圾源,依次进行垃圾收集,并采取路线优化的方法,通过模型运算得出最短路线及最优方式,使得垃圾在运行过程中能够实现效率最高,成本最低。而在垃圾中转站选址的优化过程中,需要确定垃圾中转站的数量,以及各个垃圾收集点的最短距离。最后在中转站的扩建当中,不仅可以降低成本,还可以减轻民众的抵抗情绪,减少垃圾焚烧发电站垃圾量。当供给量大于需求量时,可假设一个供给量平衡点,再用作业法进行计算求解。
        结语:综上所述,垃圾中转站的设置和垃圾焚烧发电厂的垃圾量分配,以及垃圾源垃圾集中整合对垃圾焚烧发电正常稳定运行起着关键作用,能够有效解决以上问题是保证垃圾焚烧发电业长远发展的一项重要因素。
        参考文献:
        [1]林晓珊.城市生活垃圾焚烧发电原料供给路径及优化研究[D].华北电力大学(北京),2019.
        [2]王吉生.基于TSP问题的物流配送路径优化的遗传算法实现[J].计算机产品与流通.2018(8):251.
       
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