如皋热电公司污泥掺烧可行性综述

1江苏大唐国际如皋热电有限责任公司污泥掺烧可行性综述目录一、如皋热电公司输煤和锅炉基本情况..................................2二、污泥掺烧背景....................................................4三、污泥掺烧对锅炉的影响：..........................................5四、投资估算........................................................6五、经济效益分析....................................................7六、小结............................................................7七、结论：.........................................................112一、如皋热电公司输煤和锅炉基本情况（1）煤场和码头如皋热电公司现有一座条形桥式抓煤机煤场，干煤棚两端设挡风防风抑尘网，煤场长约90m，宽度36m，堆高8m，设计煤场原煤储量1.37万吨。煤场设一台桥式抓斗起重机，一台载重量为5吨的轮式装载机用于抓煤、上煤、煤场整形。厂区内如泰运河边有一座顺岸布置的300t级散货泊位码头（水工结构500吨级设计），码头设置1台起重量5t的固定旋转式抓斗卸船机。（2）运煤部分1.燃煤煤质资料见表1，设计和校核煤种的耗煤量见表2和表3。表1煤质资料项目符号单位设计煤种校核煤种工业分析全水份Mt%12.414.8一般分析煤样水份Mad%4.057.54收到基灰份Aar%16.3620.3收到基挥发份Var%26.6223.54收到基固定碳FCar%44.6244.36焦渣特征CRC32元素分析收到基碳Car%56.8954.45收到基氢Har%3.413.47收到基氮Nar%0.960.85收到基全硫St.ar%0.620.82收到基氧Oar%9.365.31收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg21.6120.51煤炭熔融性弱气变形温度DT℃12601360还氛原下软化温度ST℃12901380性测半球温度HT℃13001435流动温度FT℃13201480煤灰成份二氧化硅SiO2%42.0744.3三氧化二铁Fe2O3%12.6514.65三氧化二铝Al2O3%16.9514.56氧化钙CaO%15.0418.24氧化镁MgO%1.061.54二氧化钛TiO2%0.980.74三氧化硫SO3%4.584.19氧化钾K2O%1.51.3氧化钠Na2O%2.41.99五氧化二磷P2O5%0.090.063项目符号单位设计煤种校核煤种五氧化二钒V2O5%氧化锰MnO2%0.6810.425哈式可磨性指数HGI6068有害元素砷Asd%11.2汞Hgd%0.0360.241氯Cld%0.0070.011磷Pd%0.0020.034氟Fd%98114耗煤量表2全厂燃煤量表（设计煤种）项目小时燃煤量（t）日燃煤量（t）年燃煤量（t）3×75t/h30.42669.24219024表3全厂燃煤量表（校核煤种）项目小时燃煤量（t）日燃煤量（t）年燃煤量（t）3×75t/h31.77698.94228744注：（1）小时耗煤量按锅炉最大连续蒸发量（B-MCR）时的耗煤量计。（2）日燃煤量按22小时计算；年燃煤按7200小时计算。(3)三台炉锅炉运行时的年燃煤量，正常情况下两台锅炉运行，另一台锅炉备用。2.输煤流程固定旋转式抓斗卸船机将原煤抓至C01A，输送至煤场，再由桥式抓斗起重机将原煤抓至C02A（C02B），C02A（C02B）将原煤输送至碎煤机进行破碎，经过破碎的煤粒由C03A（C03B）输送至C04A（C04B），C04A（C04B）将破碎后煤粒输送至三台锅炉的原煤仓。带式输送机基本参数编号型式额定输送量(t/h)带宽(mm)带速(m/s)水平投影长度(m)提升高度(m)倾角（°）电机功率kW落料点数量逆止器/制动器台数C01A固定式1806501.631.37.213151设逆止器1C01B移动式1806501.6257.216151设逆止器14C02A、B固定式805001.25110.623.616/018.52设逆止器2C03A、B固定式805001.2573.32016/0152设逆止器2C04A、B固定式805001.2550.5007.52设制动器2（3）锅炉基本情况我公司共有三台额定蒸发量为75t/h的循环流化床锅炉，采用两运一备方式运行，每台炉有三台给煤机，额定总给煤量为9.97t/h。锅炉用的是无锡华光锅炉股份有限公司第三代循环流化床，在燃烧系统中，由三台给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供。一次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入点火燃烧器后进入水冷风室，通过水冷布风板上的风帽进入燃烧室；二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换。炉膛内的烟气(携带大量未燃尽碳粒子)在炉膛上部进一步燃烧放热。离开炉膛并夹带大量物料的烟气经炉后两台蜗壳式汽冷旋风分离器之后，绝大部分物料被分离出来，经返料器返回炉膛，实现循环燃烧。分离后的烟气经转向室、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、脱硝反应器、低温省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。二、污泥掺烧背景由于我国国民经济的高速发展，城市化和工业化进程加快，城市人口和工业企业的数量快速增加，导致城市污水处理量和污泥产量也随之大幅度增加，污泥的处置是我国城市面临的新问题。按《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)，城市污水处理厂经过稳定化处理的污泥用于农田时，不得含有超标的重金属和其它有害物质；对于符合标准的污泥，在每亩土地的用量、使用期限也受有一定限制；为防止对地下水的污染，在砂质土壤和地下水位较高的农田不宜施用污泥；在饮水水源保护地带不能施用污泥。填埋是污泥处置的另一种方式，但污泥填埋不仅耗费大量的资金，占用大量土地，对周边环境造成巨大的破坏，而且存在汞、铅、铬等重金属渗透问题，造成对地下水的污染。5因此农田处理和填埋处理污泥都不是有效的解决方式。污泥燃烧发电是一项技术成熟、节约能源、符合国家能源政策的环保项目，是目前处理污水处理产生污泥的最有效办法。当前污泥焚烧技术已经成为污泥处置的主流，愈来愈受到重视。这是因为与其它污泥处理、处置方法相比较，具有突出的优势。污泥焚烧技术特点是：⑴技术成熟，可利用现有循环流化床锅炉焚烧；⑵污泥燃烧发电是目前污水处理产生污泥的最好、最有效的处理方式，可有效解决当地现有污水处理厂污泥的处置及规划建设中的污水处理厂污泥的处置问题，环保意义重大；⑶燃烧后将废物合理处置后，不会造成二次污染；⑷烟气经处理后排放，可完全达到各级环保要求；⑸节约能源，大大减少了对燃煤的利用，是非常好的节能项目，符合国家支持鼓励的能源政策。污泥焚烧的优点是可以迅速和最大限度地实现减量化，以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生二恶英等剧毒物质，为防止焚烧产生二恶英等有害气体，要求焚烧温度高于850℃。需要关注的问题：（1）一种是脱水污泥直接焚烧，改法处置工艺环节少、流程简单、二次污染少，单处理所需的燃料量大、费用较高，同时运输费用也高；（2）另一种为脱水污泥经过干化或者半干化处理后焚烧，焚烧相对简单，运输费用减少，但是需要配套有干化设备，导致干化费用较高；（3）污泥进入电厂需要有暂存场所场地，且需要进行封闭和环保设施（除臭等）（4）市政污水厂产生的污泥主要由政府进行主导定点根据协议量处置，三方（政府、处置方、产生方）签订协议。处置方未达到协议处置量将受到处罚。（5）各污泥暂存场地因臭气等均存在不同程度的环保信访问题。三、污泥掺烧对锅炉的影响：污泥的最重要的特性就是它的高水分含量，且脱水比较困难，给污泥的处理工作造成了许多困难。污泥焚烧最主要的影响因素就是污泥的含水率，降低污泥含水率是解决目前在污泥处理所遇到问题的关键。污泥中的高水份对锅炉6燃烧有较大的影响，它会降低能量利用率、燃烧温度，增加烟气量，排烟温度升高，焚烧1吨污泥需多消耗标煤115kg，因此要维持床温必须增加给煤量。床温对污泥在流化床内的凝聚结团有着十分重要的影响，床温在850—900℃时的结团形态，强度上都优于其他温度；而水分的影响趋势是水份越低结团强度变得越好；投入粒度对结团强度也有一定的影响，小粒径的结团强度相对较小；另外，混煤后可以大大改善与增强结团特性。入炉掺烧后主要影响有以下几点：(1)处理成本高。直接焚烧含水率80%污泥时，锅炉热效率下降明显，据测算效率下降幅度在1．5—2％左右，焚烧处理1吨干化污泥，需增加标煤115公斤左右。含水率60%干化污泥，增加原煤72公斤。需要使用高热值燃煤，观音山使用煤为21409MJ／kg。(2)处理能力不足。掺烧污泥后对锅炉燃烧影响大，限制了湿污泥掺烧的比例，经试验污泥添加比例不能超过锅炉给煤量的10-15％，若超过该掺烧比例，锅炉运行可靠行、稳定性将明显下降。(3)对锅炉设备影响较大。由于污泥中含有大量水份，进入炉膛后迅速汽化成水蒸气，锅炉烟气量大幅增加，尾部对流受热面烟速明显提高，部件磨损增加。另外，由于污泥成份复杂，其PH值不稳定，在烟气中水蒸气含量增大的情况下，受热面金属受腐蚀的风险也相应加大。（4）环保排放风险加大。我公司设计排放为超低排放，因污泥的成分复杂，在掺烧污泥后烟气的成分中产生的污染物可能造成二次污染。（5）污泥在焚烧时产生二噁英等有害物质，为了控制二噁英的生成，炉膛温度需要达到850℃以上，我公司锅炉目前运行温度达不到850℃，环保排放压力增加。四、投资估算根据污泥的性质和如皋市周边污水厂提供污泥情况（含水率60-80%），我公司需要增加污泥干化和输送装置，并对现有锅炉进行改造来满足污泥入炉需求，需增加的投资如下：公司需在厂区周边新购10亩场地满足污泥堆放存储、干化场地需要，并设置封闭车间，初步预估费用300万元。公司需购入并安装污泥干化设备和输送入炉设备，初步预估费用800万元。7公司需在炉顶开孔，满足污泥入炉途径需要，初步预估费用50万元。累计投资在1150万元。五、经济效益分析1、污泥掺烧成本：1）增加给煤量成本：按照最高10%比例，年利用小时8000小时进行计算，每年污泥掺烧量为9.97*2*0.1*8000=15952吨，需增加的标煤燃煤量为0.115*15952=1834.48吨，按照标煤价格800元/吨计算，折合人民币146.76万元2）设备折旧成本：根据集团公司《关于调整燃煤机组发电及供热设备折旧政策的通知》（大唐集团财﹝2017﹞1067号），热力管道折旧年限取17年，净残值率按3%计算，年折旧额为815×[（1-3%）/17]=46.50万元3）设备维护费：按照每年10万元计算4）管理费：按照每年5万元计算5）锅炉受热面磨损维护费：按照每年10万元计算6）环保排放费：按照每年5万元计算2.污泥掺烧收入：按照掺烧补贴150元/吨计算150*15952=239.28万元3.利润总额：239.28-146.76-46.5-10-5-10-5=16.02万元预计50.9年收回成本。经济性较差。六、小结针对我公司所处位置和机组特点，总结如下：（1）环保政策受限。目前如皋市恒发水处理污水厂、泰慕士等较大规模污水厂和印染企业已经与如皋市绿能固废处置公司、如皋市政府已经签订长期三方处置协议，如皋市污泥处置市场处于基本平衡状态，且对供需双方有严格的供需处置要求，暂无继续扩充新增处置单位的打算（绿能二期已陆续投产，