電廠燃煤鍋爐摻燒污水廠污泥存在的問題與思考

1、電廠燃煤鍋爐摻燒污水廠污泥存在的問題與思考摘要：依托大型燃煤發(fā)電廠進(jìn)行污泥焚燒處置，是目前污泥處置的一個有效措施。目前電廠主要有直接摻燒處置和干化摻燒處置兩種方式，而直接摻燒具有設(shè)備投資少、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)上具有較大優(yōu)勢。大型電廠耗用燃煤較多，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，摻燒3%污泥不會對發(fā)電生產(chǎn)和設(shè)備造成影響，所以利用大型燃煤電廠進(jìn)行污泥直接摻燒，能夠產(chǎn)生較好的環(huán)保效益和社會效益，也能為發(fā)電企業(yè)帶來額外的經(jīng)濟(jì)收益。讓發(fā)電企業(yè)能夠融入城市發(fā)展，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，解決城市面臨的污泥處置的環(huán)境問題，是目前發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、向綜合能源服務(wù)領(lǐng)域拓展的一次有益的探索和嘗試。關(guān)鍵詞：電廠；燃煤鍋爐；摻燒；污水廠

2、污泥1 電廠燃煤鍋爐摻燒應(yīng)用問題1.1 煙煤摻燒應(yīng)用問題一般來說，國內(nèi)大型燃煤電廠都將煙煤作為鍋爐的設(shè)計煤種或校核煤種，煙煤通常與鍋爐的原燃煤性質(zhì)相近，特性差異不大，因此進(jìn)行煙煤摻燒的時候，只需要對鍋爐的運(yùn)行進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整就能夠保證鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。在煙煤摻燒應(yīng)用的過程中需要注意的是要盡量避免兩種或兩種以上強(qiáng)結(jié)渣性煤種進(jìn)行混合摻燒，否則十分容易導(dǎo)致鍋爐結(jié)渣的問題不利于鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。1.2 褐煤摻燒應(yīng)用問題褐煤有著價格低、易著火的特點(diǎn)，因此國內(nèi)許多電廠都對褐煤青睞有加。但褐煤在燃燒過程中有著高水分、低熱量、高揮發(fā)的特點(diǎn)，因此容易產(chǎn)生一些問題，具體分析如下：首先，褐煤有著揮發(fā)分較高的特點(diǎn)

3、，一些煤種甚至能夠達(dá)到40%以上，因此，如果磨煤機(jī)出口溫度較高，則在磨煤制粉的過程中很容易導(dǎo)致煤粉在磨煤機(jī)中燃燒或在管道中自燃的問題。這就需要降低磨煤機(jī)出口溫度，同時提升煤粉顆粒粒徑，避免煤粉自燃。但如果磨煤機(jī)出口溫度設(shè)置的過低，則可能出現(xiàn)煤粉結(jié)塊的問題，從而導(dǎo)致管道堵塞，煤粉可能在管道內(nèi)局部燃燒，且許多褐煤自燃事故都是在磨煤機(jī)啟停階段，因此應(yīng)當(dāng)避免頻繁的啟停，且要對磨煤機(jī)中一氧化碳濃度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。第二，褐煤的發(fā)熱量較小，水分較大，因此在摻燒過程中可能會產(chǎn)生較大煙氣，對風(fēng)機(jī)風(fēng)力有著較高要求，因此應(yīng)當(dāng)合理的選取褐煤摻燒比例。1.3 無煙煤摻燒應(yīng)用問題無煙煤有著固定碳含量高、可磨性差、發(fā)熱量高、

4、揮發(fā)分低的特點(diǎn)，因此其容易出現(xiàn)著火不及時和無法燃盡的問題。在應(yīng)用無煙煤摻燒技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)注意以下幾個問題：合理選取摻混煤種：無煙煤著火和燃盡相對困難，因此應(yīng)當(dāng)容易著火的煤種作為其摻混煤種，此外為了避免結(jié)渣，應(yīng)當(dāng)考慮兩種煤種的結(jié)渣特性；鍋爐改造：為了促進(jìn)無煙煤的著火燃燒，可以在燃燒器設(shè)置衛(wèi)燃帶，以此來提升煙氣溫度，這種改造還能夠保證無煙煤燃燒的穩(wěn)定；合理選擇一次風(fēng)溫和風(fēng)速：在保證煤粉不出現(xiàn)沉積的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)盡量降低一次風(fēng)速，促進(jìn)燃燒，避免出現(xiàn)滅火的情況，此外可以適當(dāng)提升磨煤機(jī)的干燥處理效果，提升一次風(fēng)溫，促進(jìn)無煙煤著火。2 燃煤電廠污泥摻燒的可行性2.1 利用現(xiàn)有設(shè)備，節(jié)省投資大型燃煤電廠具備鍋爐

5、設(shè)備及其附屬環(huán)保設(shè)施，目前大部分大型燃煤發(fā)電機(jī)組都完成了超低排放改造，進(jìn)行污泥摻燒不需要新建焚燒設(shè)備和廢棄物處理裝置，也不需要重新征用土地，節(jié)省了大量投資。2.2 焚燒溫度高，不產(chǎn)生二噁英高參數(shù)大容量鍋爐爐膛燃燒溫度在1200C以上，污泥混合燃煤燃燒能夠在爐膛有一定的停留時間，能夠有效殺死污泥中的病原體，對污泥中有害物質(zhì)能進(jìn)行有效分解，能夠有效抑制二噁英的產(chǎn)生，與一般單獨(dú)焚燒設(shè)備相比具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢。2.3 產(chǎn)生的灰渣廢棄物能夠綜合利用目前燃煤火電廠灰渣等廢棄物都實(shí)現(xiàn)了綜合利用，作為水泥、建材的原料加以綜合利用燃煤電廠進(jìn)行污泥焚燒，產(chǎn)生的固體廢物混入燃煤燃燒的灰渣一起作為資源綜合利用產(chǎn)品的原

6、材料。2.4 具備較大污泥處置能力大型燃煤電廠裝機(jī)容量大耗用燃煤多，即使很小的摻燒比率也能得到較為可觀的污泥摻燒量。例如一座裝機(jī)200萬千瓦的電廠摻燒2%的污泥，每年能夠處置12萬噸污泥，相當(dāng)于一個中等城市的污泥產(chǎn)量。2.5 運(yùn)行費(fèi)用較低污泥直接混合燃煤摻燒耗能主要是污泥輸送電耗，污泥耗電約在0.9kWh/噸，耗能成本約為0.27元/噸。而采用蒸汽干化方式，耗能則大幅上升，每噸污泥干化需要消耗蒸汽0.9噸、電能40kWh,折算成本達(dá)到100元/噸,所以采用直摻方式具有明顯的成本優(yōu)勢。3 污泥直接摻燒耦合發(fā)電實(shí)例介紹燃煤火電廠進(jìn)行污泥摻燒，可以直接進(jìn)行摻燒，也可以干化后進(jìn)行摻燒，兩種方式各有優(yōu)缺

7、點(diǎn)，現(xiàn)以某電廠污泥直接摻燒為例進(jìn)行介紹。3.1 電廠設(shè)備介紹某燃煤電廠擁有兩臺600MW超臨界機(jī)組，鍋爐為1930t/h超臨界直流煤粉爐，n布置、四角切圓燃燒方式，配置6臺HP型中速磨煤機(jī)。鍋爐煙氣系統(tǒng)設(shè)置脫硝、靜電除塵器和脫硫設(shè)備，并且完成了超低排放改達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。3.2 污泥摻燒工藝流程該系統(tǒng)新增設(shè)備占地200平方米，設(shè)置在輸煤皮帶廊道下方空地上，按照鍋爐燃煤量的2%進(jìn)行設(shè)計，日處理污泥200噸。該系統(tǒng)利用污泥儲存及配送系統(tǒng)，將含水率80%的污泥送入電廠輸煤皮帶，使污泥與燃煤摻混后送入進(jìn)入原煤倉，然后通過給煤機(jī)進(jìn)入HP碗式磨煤機(jī)進(jìn)行干燥磨細(xì)，經(jīng)風(fēng)粉系統(tǒng)進(jìn)入爐膛燃燒。燃燒后的煙氣經(jīng)過環(huán)

8、保設(shè)施處理后排放，污泥燃燒后的固體則混入爐渣和粉煤灰作為資源綜合利用。3.3 運(yùn)行實(shí)踐3.3.1設(shè)備運(yùn)行情況污泥直接摻燒系統(tǒng)投運(yùn)以來運(yùn)行正常，由于摻燒比率較小，未發(fā)現(xiàn)對鍋爐及其環(huán)保設(shè)備產(chǎn)生影響，摻燒處理污泥6.04萬噸，隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的摸索，目前摻燒污泥量達(dá)到300噸/天，摻燒率達(dá)到3%。3.3.2效益分析污泥耦合燃煤直接摻燒項(xiàng)目，總投資400萬元，新增運(yùn)行人員4人，運(yùn)行成本主要是電力消耗和人工費(fèi)用，電廠進(jìn)行污泥摻燒處置的收益主要是污泥處置費(fèi)收益和政策補(bǔ)貼收益。該電廠2018年摻燒污泥6.04萬噸，摻燒處置費(fèi)收入1328.8萬元，政策性補(bǔ)貼電量收益300萬元，扣除設(shè)備折舊人工成本和日常檢修維護(hù)費(fèi)

9、用，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益為1571萬元。3.4 直接摻燒的優(yōu)缺點(diǎn)燃煤電廠采用直摻方式處置城市污泥，與采用干化焚燒處置方式比較具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）新增污泥處置系統(tǒng)簡單、占地面積小，節(jié)省投資。（2）耗能低，運(yùn)行成本低。系統(tǒng)主要消耗少量電能用于于輸送污泥，電耗不到1kWh/噸，而蒸汽干化需要耗用大量蒸汽和電能。（3）系統(tǒng)簡單，設(shè)備維護(hù)檢修費(fèi)用低。雖然直接摻燒存在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢，但也存在如下缺點(diǎn)：（1）污泥摻燒比率受到限制。含有80%水分的污泥直接在輸煤皮帶上混合燃煤進(jìn)行摻燒，必須考慮到對磨煤機(jī)運(yùn)行和鍋爐燃燒工況的影響。（2）污泥不能在存儲倉中長時間存儲，否則就會發(fā)生惡臭，對環(huán)境和人員造成影響，入廠后的污泥必須及時進(jìn)行摻燒。（3）直摻與干化后摻燒相比，污泥含水量大，不能有效利用污泥的熱值，干化后含水30%污泥熱值可達(dá)1900大卡，而直摻的污泥熱值只有130大卡甚至更低。結(jié)束語城鎮(zhèn)化的發(fā)展導(dǎo)致污水處理量大幅增加，污水處理產(chǎn)生了大量污泥，這些污泥中含有重金屬、病原體等有害物質(zhì)，如何將這些污泥進(jìn)行無害化處理是城市發(fā)展面臨的重要問題。高溫焚燒是目前最徹底的處置方式，利