价值工程在发展中国家生活垃圾焚烧项目开发和建设的应用研究

张邦超 ZHANG Bang-chao

（中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）

0 引言

目前，发展中国家如亚洲、非洲、南美洲等，均积极启动和建设生活垃圾焚烧项目（简称WTE 项目）。虽然少量国家如越南、泰国、印度、埃塞俄比亚等已建成少量项目，但是尚有大量众多的城市急需解决“垃圾围城”的困境。这些项目在引进和模仿发达国家和中国的建设经验，但由于经济发展水平、技术和装备差距等限制，WTE 项目在投资运作和工程建设中均出现不少困难，急需研究探索技术和装备在本土化中出现的各类问题。

1 发展中国家生活垃圾处理概况

发展中国家垃圾终端处置差距和困难主要在于：①目前处置主要以填埋和露天堆放为主，废物无害化程度低。借鉴的工艺系统和装置并不完全适应国情。②缺乏自主开发的垃圾处理技术和装备。在引进先进技术和设备时，遭遇技术壁垒或与需求不匹配。③缺乏相应的技术规范和行业实践，缺少对垃圾处理的政策性补贴和电价补偿机制。项目开发和建设中过度依靠市场化运作，造成投资和运营成本偏高。

当地的政府部门、垃圾收运体系和社会资本方，以及国外（包括中国）投资方、承包商和设备厂家等，均需要审视适合项目特点的工艺技术和开发方案，探索出投资和功能性价比高的发展道路。

2 价值工程在项目规划和建设中的应用思路

WTE 项目价值分析的核心在于功能分析，重点分析项目的基本功能/辅助功能、使用功能/美学功能、必要功能/非必要功能等核心区别。项目的价值是一种比较价值，是指项目具有的功能与获得该功能的全部费用的比值（V=F/C）。价值工程对象的选择，集中于价值系数低、降低成本潜力大的工程作为计算和分析目标。但是当均能满足基本和必要功能的多个可行方案选择时，应计算和选择价值系数（功能系数与成本系数的比值）最大的对象，以达到投资和建设的利益最大化。

目前，垃圾处理功能评定尚无统一标准或参考，需要根据项目需求，具体定义各功能以及评分标准。项目的各项基本功能和必要功能，在评分体系中应该占据主要部分，而辅助或多余功能，应根据实际需求尽量降低评分的比例。选定合适的备选方案后，根据专业的估算或造价方法进行测算总成分和各方案的成本系数。

3 发展中国家生活垃圾焚烧项目功能分析

3.1 生活垃圾基本特性

发展中国家产生的生活垃圾，一般收集后均为混合型垃圾。表1 和表2 为某代表性城市成分。

表1 南亚地区某城市垃圾物理成分构成表单位：%

表2 南亚地区某城市生活垃圾化学组成表

核心工艺装置和功能包括：入场垃圾的计量统计、接收和储存功能、焚烧和余热利用、灰渣处理。主要的环保功能作为处理二次污染的必要设施，包括烟气净化系统、污水和渗滤液处理系统、飞灰无害化系统、臭气收集和处理系统等。

①垃圾卸料和储存。发展中国家垃圾成分复杂，热值较低，水分含量较高，物理组成和化学成分与中国代表性垃圾成分相似。部分城市混合型垃圾含有机成分较高，渣土含量较低。为提高垃圾入炉焚烧热值和入料的均化，垃圾仓的设置必不可少。卸料平台、垃圾吊车和渗沥液导排系统等均为必要的配套设施。②焚烧与余热利用。机械炉排炉作为世界主流的垃圾焚烧炉技术，技术成熟可靠。处理的垃圾热值适应范围广，运行及维护简便，是目前处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。机械炉排炉和配套的余热锅炉作为基本和必要功能，是垃圾处理的核心装置和最重要的功能设置。目前普遍采用的三菱-马丁炉排、西格斯倾斜翻动炉排、日立造船株式会社R 型炉排、丹麦伟伦Dyna 炉排等均能达到工艺要求。机械炉排炉、余热锅炉和配套的给料系统、助燃系统、除渣系统等均为必要的工艺设施。③烟气净化和排放。发展中国家目前一般参照欧盟2010/75/EC 限值，各类限值接近于中国《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）要求。

为满足以上达标排放要求，烟气净化采用“SNCR+干法+半干法+布袋除尘”工艺，即可满足酸性气体和氮氧化物等去除要求。SCR、烟气再循环和湿法洗涤等分别作为脱硝和脱酸的加强措施，以及目前发展正酣的烟气超低排放处理技术，在发展中国家尚不具备工艺的必要性。

3.2 焚烧项目基本功能和非必要功能

生活垃圾焚烧项目的核心工艺要求分为五大部分：①焚烧、余热锅炉和汽轮机组发电，实现垃圾无害化、减量化和回收能量的三大目的；②产生的炉渣和飞灰必须符合当地环保法规；③烟气排放符合当地环保法规；④渗滤液处理和污水排放必须符合当地环保法规；⑤噪声、臭气等符合当地环保法规要求。

中国WTE 技术经过引进技术和装备发展中，逐步形成了完整的工艺路线和建设运营模式，但也演化出很多附加功能。这些非必要和冗余功能主要有：①为了形象展示和宣传需要，增加了过度的宣传、参观和环保教育等功能；②去工业化功能，包括过度的厂房外形造型、公园化设计和园林绿化景观等；③超过当地经济发展的工艺装备水平，以及设计中过量的冗余设计；④DCS 集散式全厂控制、智能化工厂、大屏幕展示等冗余设计。

项目主要工艺设施的功能定性分析如表3。

表3 WTE 项目价值分析

4 价值工程的工作方法和步骤

4.1 价值工程对象的选择

开展价值工程的第一步是对象的选择。常用的对象选择的方法有因素分析法、ABC 分析法、强制确定法、百分比法和价值指数法等。比较适宜WTE 项目对象选择的方法有因素分析法和ABC 分析法。选择对象主要目的是筛选出功能差、造价高、数量多、占地大、工序多等研究目标。

因素分析法也称经验分析法，指根据具体研究的项目范围，凭借专业分析人员的经验集体研究确定选择对象的一种方法。ABC 分析法是一种定量分析方法，通过成本的分配比例定义各功能的重要性，重在分主次、轻重进行分类选择。A 类占总数的20%以内，但成本占70%到80%。A类一般是价值工程的主要研究对象。

项目研究团队首先成立固废处理工艺技术专家小组，分析项目的具体特点和各系统的构成，甄别出功能重要、工序多、工艺方案多等研究目标，剔除不必要的研究范围。然后由造价专业人员进行造价分析计算，通过ABC 分析法确定A 类重点研究对象。根据以上思路，研究小组一般包括固废技术专业人员、热能专业人员、烟气净化专业人员、给排水专业人员和工程造价专业人员等，在熟悉当地市场和项目管理的领导团队下开展工作。

4.2 项目全寿命周期的成本分析

在定义某项目基本功能后，进行WTE 项目全寿命周期的成本分析和优化。主要目的是选择垃圾焚烧项目的主要系统后，进行专业的造价咨询和计算，寻求可靠实现项目建设目标和用户要求的最低成本。或在备选的方案研究中，比选出性价比最好的工艺路线和设备选型。

成本优化的工作集中在如何计算基本功能的成本降低值，即现实成本和目标成本的差值，可通过市场询价和专业造价研究获得。目标成本首先考虑整体项目的建设目标成本，通过功能重要性系数的分解和定义，分配和计算出各选择对象的目标成本，从而得到各系统的成本降低幅度。各对象的初步成本降低幅度，需要进一步通过询价、技术优化等技术和造价研究确认是否能达到。询价工作首先保障提供各系统的详细工艺方案、设备参数、材质等，通过充分的设计方案和市场调查得到准确合理的现实成本。

4.3 项目价值系数计算和分析

项目中某个评价对象的价值系数（V）等于对象的功能评价值除以现实成本。具体分析某个工艺系统备选方案比选时，在满足本系统基本功能要求的基础上，一般选择性价比较高即价值系数最高的方案。以最小的成本提供功能多的装置，增加了系统的工艺能力和潜力，从而赢得用户和市场竞争。发展中国家经济较为落后、政府财政有限，垃圾收集和处理补贴能力较差，电网稳定性差，电价补贴保证性也较差。这种现状决定了可行的提高价值途径大部分为“牺牲型”改进方向，即甄别出基本和必要功能后，剔除或减少其他功能设置，大幅度降低项目开发和建设成本。

5 某海外项目价值工程研究实例

分析某东南亚生活垃圾焚烧工艺功能模块，得到项目价值提高途径如表4。

表4 WTE 项目价值提高基本方向

在去除过剩功能和冗余设计后，通过上述专业分析后，重点进行价值工程研究的模块如图1 所示。

图1 WTE 项目主要功能模块图

6 结语

结合价值工程定性分析固废项目，已有多年项目实践，但尚未形成成熟的理论和标准。通过专业人员的参与和研究计算，甄别出主要研究对象和定量计算价值系数，是一项具有挑战性的研究课题。

①发展中国家和地区由于缺乏资金、技术、设备等，WTE 项目必须考虑基本功能、必要功能和辅助功能等区别，尽量避免或减少过剩和冗余的设置。在项目开发和建设前期注重价值工程研究和应用，逐渐成为建设项目的必经之路。②发展中国家应该走一条适合国情的技术道路，不能简单模仿或超前规划建设。项目开发阶段，首先定义项目的基本功能和非必要功能，辨识出当地卫生规划、环境保护要求、企业和承包商投资回报等基本要求。然后详细分析功能和现实成本，以求实现最优性价比。特别需要注意本文提及的过度去工业化或社会化功能，以价值工程量化分析为手段，甄别出适合当地国情和建设条件的装置和档次。③对于中国投资商或承包商，在发展中国家或地区进行投资建设或出口装备时，也应该开展尽职调查，详细分析项目建设的价值系数。避免简单的技术或设备出口，把中国的资源与本地需求融合，才能顺利推广建设和运营经验，项目开发和装备销售才能获得好的投资回报。