2215;150TD污泥掺烧项目可行性研究报告.doc

2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 2 150T D 污泥掺烧项目 可行性研究报告 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 目目 录录 1 概述概述 1 1 1 项目概述和建设的必要性 1 1 1 1 污泥处理技术概述 1 1 1 2 我国污泥焚烧技术现状 2 1 1 3 某市建设污泥焚烧工程的必要性 2 1 2 设计依据 3 1 3 研究范围 3 1 4 主要设计原则 3 2 工程概述工程概述 5 2 1 电厂概况 5 2 2 区域环境状况 5 2 2 1 电厂位置 5 2 2 2 气象条件 5 2 3 工程地质及水文条件 7 2 3 1 厂区的工程地质条件 7 2 3 2 水文条件 8 2 4 燃煤煤质及主要设备参数 8 2 4 1 煤质数据 8 2 4 2 电厂主要设备参数 9 3 工程设想工程设想 11 3 1 污泥干化工艺建设条件 11 3 1 1 污泥供应 11 3 1 2 建设场地 12 3 1 3 供水 供电 供气 汽 条件 12 3 1 3 1 供水 12 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 3 1 3 2 供电 12 3 1 3 3 气 汽 源 12 3 2 工程设计基本数据 13 3 3 工艺流程及总体布置 13 3 4 物料平衡和热量平衡 17 3 4 1 工艺参数 17 3 5 主要设备选型 18 3 5 1 干燥机选型 18 3 5 2 其他设备选型 19 3 6 对锅炉系统的影响 20 3 6 1 对燃烧系统的影响 20 3 6 2 对粉煤灰综合利用的影响 21 4 环境保护环境保护 23 4 1 粉尘 23 4 2 废气 24 4 3 废渣 24 4 4 废水 24 4 5 噪声 25 5 环境及社会效益环境及社会效益 26 5 1 环境效益 26 5 2 社会效益 26 6 劳动安全与职业卫生劳动安全与职业卫生 28 6 1 概述 28 6 2 防火 防爆 28 6 3 防尘 防毒 防化学伤害 28 6 4 防电伤 防机械伤害及其它伤害 29 6 4 1 防电伤 29 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 6 4 2 防机械伤害 29 6 4 3 防其他伤害 29 6 5 防暑 防寒 防潮 29 6 6 防噪声 防振动 30 7 生产组织和人员编制生产组织和人员编制 31 7 1 生产组织 31 7 2 人员编制 31 8 工程项目实施条件及进度工程项目实施条件及进度 32 8 1 工程项目实施条件 32 8 2 进度 32 9 投资概算及经济性评价投资概算及经济性评价 33 9 1 投资概况 33 9 2 技术经济指标 效益分析 33 9 2 1 预期效果 33 9 2 2 运行成本构成 34 9 2 3 收益构成 34 9 2 4 经济效益分析 35 9 3 实施本项目的效益和成果 36 10 结论和建议结论和建议 38 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 1 1 概述概述 1 1 项目概述项目概述和建设的必要性和建设的必要性 1 1 1 污泥处理技术概述 随着我国社会经济发展 城市化进程加快以及国民生活水平提高 城市生活污水量急剧增加 污泥作为污水处理厂污水处理后的附属产品 因富含有机腐质 细菌菌体 寄生虫卵和重金属等有害物质 如果不经 过无害化处理 是污水处理过程形成的最主要的潜在二次污染源 对环 境污染较大 随着污泥产量的急剧增加 污泥的处置越来越受到人们的 重视 传统的污泥处理方法有稳定填埋 堆肥 填海和焚烧等 稳定填埋 处理不当可能造成土壤和地下水的污染 并且大量占用土地 进一步加剧 土地资源的紧张 由于污泥成分复杂 含有害物质较多 导致污泥堆肥 在实际应用中存在较多的困难 污泥填海会对海生生物造成危害 严重 污染海洋环境 现已被国际公约所禁止 污泥焚烧是最 彻底 的污泥 处理方式 在欧洲 美国 日本等发达国家应用较多 它以处理速度快 减 量化程度高 能源再利用等突出特点而著称 污泥焚烧与以上其他方法相比具有突出的优点 焚烧可以大大减少污泥的体积和重量 焚烧后体积可减少 90 以 上 因而最终需要处理的物质很少 不存在重金属离子的问题 有的焚烧灰还可制成有用的产品 是相对比较安全的一种污泥处 置方式 污泥处理的速度快 占地面积小 不需要长期储存 污泥可就地焚烧 不需要长距离运输 可以回收能量用于供热或发电 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 2 采用先进的焚烧设备可实现很低的二次污染等等 1 1 2 我国污泥焚烧技术现状 污泥焚烧首先要将脱水污泥加温干燥 再用高温氧化污泥中的有机 物 使污泥成为少量灰烬 污泥焚烧可分为直接焚烧和混合焚烧两种类 型 直接焚烧是利用污泥本身有机物所含有的热值 将污泥经过脱水 干燥等处理后添加少量的助燃剂送入焚烧炉进行燃烧 混合焚烧是将污 泥与煤或可燃固体废弃物等混合燃烧 用于发电 制砖等 直接焚烧主 要设备基本上是引进国外的干化或焚烧设备 设备一次性投资较大 运 行费用高昂 一般企业难以承受 结合我国的实际状况 污泥与火电厂 煤粉锅炉燃煤掺混燃烧的污泥处理方法是比较可行的 污泥焚烧现在国内实际应用还比较少 主要的应用领域也限于小规 模 特殊行业 大规模市政污泥焚烧技术的应用开始于 2004 年建成运 行的上海石洞口污水处理厂污泥焚烧系统 除了引进技术 国内部分科 研单位也结合我国国情 在不同层面进行了相关技术及设备的研究和实 验 但基本上是基于国外技术基础之上或仅针对焚烧过程进行较为深入 研究 总体上还未形成适应自身特点的成套工艺技术 近年来 几个污泥焚烧工程在我国陆续投入运行 采用的技术方案 主要是对电厂锅炉进行改造 实现污泥 煤混烧发电 取得了较好的运 行业绩 1 1 3 某市建设污泥焚烧工程的必要性 目前某市污水处理厂日产生污泥 600 吨 城市污水处理厂产生的污 泥一般直接进行填埋处理 对周围环境及地下水污染较大 根据 某市人民政府关于城市污水处理厂污泥焚烧处理价格承诺的 函 潍政函 2010 104 号见附件 计划建设日处理 600 吨 含水率 80 的 污泥干化掺烧项目 一期建设日处理 300 吨 含水率 80 的污泥干化掺 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 3 烧项目 火电企业利用烟气余热对城市污泥干化后进行掺烧 可实现城 市污泥的无害化 资源化处置 履行企业应尽的社会责任 落实上网电 价后还可为企业创造一定的经济效益 1 2 设计依据设计依据 目前国内在电厂对污泥进行干化掺烧已有工程应用实例 通过对某 滕州新源热电有限公司及华能临沂电厂等单位的调研了解 该污泥掺烧 项目设备工艺成熟 设备运行正常 具有良好的社会效益及经济效益 1 2 1 本工程可行性研究设计合同 1 2 2 业主提供的本工程初步可行性研究及其他原始文件资料 1 2 3 干燥厂家提供的有关资料 1 2 4 有关国家法律法规 工程规程规范 1 3 研究范围研究范围 1 3 1 乙方具体负责研究的范围如下 1 根据业主提供的污泥干燥设备厂家的干燥系统 入炉燃烧等技术 方案 论证本工程配套设施的可行性 2 负责配套干燥系统的辅助工艺系统可行性研究 3 有关改造系统的配电 控制系统方案可行性研究 4 对改造方案进行全面的技术经济分析 5 形成结论 对存在的问题提出建议 1 3 2 污泥掺烧的锅炉改造设计 干燥岛设计 燃烧排放的二恶英检测 的外委部分不包括在我院负责范围内 需由建设方另行委托有资质的单 位完成 1 4 主要设计原则主要设计原则 1 4 1 利用电厂锅炉对污泥进行掺混燃烧 需了解煤掺混污泥后燃烧的 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 4 稳定性 燃烧效率 排放特性以及煤泥掺混燃烧对锅炉受热面的影响情 况 确保锅炉系统的安全稳定运行等 1 4 2 根据我国国情和某地区特点 采取行之有效的处理方法和工艺流 程 减少占地和设备费用 尽可能降低工程造价 在保证工艺先进 技 术可靠的前提下 采用先进设备和新材料 节省能耗 降低经营成本 1 4 3 干化处理系统布置尽可能靠近干化加热介质系统 远离办公区域 利用电厂高温烟气余热作为污泥干化热源 干化后的尾气通过旋风分离 器后进入锅炉尾气处理系统 减少二次污染 1 4 4 采用强制流态化干燥机系统 让高含水 高粘度的污泥与烟气直 接接触 进行干化处理 1 4 5 污泥处理量 污泥掺烧比例以不影响锅炉及其他设备的正常安全 稳定运行为原则 1 4 6 湿污泥的含水率不超过 80 干污泥含水率不超过 40 1 4 7 干燥机进口温度约 350 干化后干燥机出口温度不低于 120 1 4 8 湿污泥运储方式 用密闭自卸车从污水处理厂运至电厂湿污泥储 存仓内储存 1 4 9 湿污泥储存仓内的污泥通过仓底的螺旋泵输送至干燥机内进行干 化处理 1 4 10 干污泥的储存方式 在旋风分离器下部设干污泥储存仓 1 4 11 干化后污泥的输送采用两路 一路输送至磨煤机入口 另一路由 翻板阀分配到输煤皮带输送机与电煤混合后进入发电锅炉焚烧 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 5 2 工程概述工程概述 2 1 电厂概况电厂概况 某发电有限公司一期 2 330MW 机组于 1991 年 5 月开工建设 1993 年 9 月 1 机组投产 1994 年 10 月 2 机组投产 锅炉是东方锅炉厂设计制造的 DG1025 18 2 4 型亚临界自然循环 汽包炉 设计燃煤为山西晋中贫煤 点火 助燃用油为 0 柴油 本锅 炉的主要特点是 炉膛四周为膜式水冷壁 炉膛上部靠近火焰的三侧布 置壁式再热器 炉膛出口处布置全大屏和后屏过热器 水平烟道内依次 为中温再热器 高温再热器和高温过热器 后竖井烟道内布置低温过热 器和省煤器 尾部烟道设有两台三分仓回转式空气预热器 2 2 区域环境状况区域环境状况 2 2 1 电厂位置 某市位于山东半岛的中西部 东与烟台市 青岛市接壤 西与东营 市 淄博市毗邻 南与日照市 临沂相邻 北临渤海莱州湾 西距济南 市约 200km 某发电有限公司位于某市东南约 11km 的于家官庄东北部 胶济铁 路从厂址南侧通过 某东站位于厂址西南约 2 5km 厂址北距 309 国道 及济青高速公路约 4 5km 南距潍穆公路约 1 1km 2 2 2 气象条件 1 气压 累年平均气压为 1014 6hPa 累年平均最高气压为 1017 2hPa 累年平均最低气压为 1012 3hPa 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 6 累年平均水汽压为 12 1hPa 1961 1998 累年最小水汽 0 3hPa 1961 1998 累年平均相对湿度 69 1961 1998 累年最小相对湿度 2 1961 1998 2 气温 累年平均气温 12 1 1961 1998 累年极端最高气温 40 2 发生于 1961 年 6 月 12 日和 1968 年 6 月 5 日 1961 1998 累年极端最低气温为 20 1 1961 1998 发生于 1981 年 1 月 27 日 1961 1998 累年平均最高气温为 18 7 累年平均最低气温为 7 0 3 风速 累年平均风速 3 0m s 1961 1971 2001 累年瞬时最大风速为 24 2m s 发生于 1996 年 5 月 19 日 累年全年主导风向 S 频率 15 1991 2001 累年冬季主导风向 S 频率 13 1991 2001 累年夏季主导风向 SE 频率 18 1991 2001 4 降水 累年平均降水量 620 0mm 1961 1998 累年最大降水量 1355 0mm 发生于 1964 年 1961 1998 累年最小降水量 341 2mm 发生于 1983 年 1961 1998 累年最大 1 日降雨量为 144 5mm 发生于 1974 年 8 月 13 日 1961 1998 累年最大 1 小时降雨量为 71 9mm 发生于 1974 年 7 月 25 日 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 7 1961 1998 累年最大 10 分钟降雨量为 27 4mm 发生于 1974 年 7 月 25 日 1961 1998 累年最长连续降水日数为 12 天 相应降水量为 353 9mm 发生于 1970 年 7 月 19 日 30 日 1961 1998 累年一次最大降雨量为 168 3mm 发生于 1997 年 8 月 19 日 05 时 20 日 16 时 1961 1998 5 冻土 积雪 1961 1998 累年最大冻土深度 47cm 发生于 1968 年 2 月份 4 天 累年一般冻土深度 28 3cm 累年最大积雪深度 24cm 发生于 1972 年 1 月 31 日 累年一般积雪深度 6 5cm 2 3 工程地质及水文工程地质及水文条件条件 2 3 1 厂区的工程地质条件 厂址工程地质条件及稳定性良好 不易发生地质灾害 不压覆矿产 不压文物 适合工程建设 拟建工程场地地形较为平坦 地面高程为 77 17 79 61m 地貌成 因类型为残积洪积平原 地貌地形为微倾斜平地 勘测揭露地形为第四系全新统残积 洪积层及下白垩统青山群安山 岩类火山岩 厂址区地下水类型为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水 大气降水为其 主要补给来源 蒸发为其主要排泄方式 勘测期间地下水稳定水位埋深 一般为 1 20 2 50m 相应水位标高 75 97 77 93m 最高地下水位埋深 为 1 00m 左右 地下水 土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 8 无腐蚀性 厂址区场地土类型为中硬 坚硬场地土 建筑场地类别为 类 根据工程场地地震安全性评价结果 工程场地 50 年超越概率 10 的平均土条件下的地震基本烈度为 度 设计地震动水平峰值加速度为 168 2gal 反应谱特征周期为 0 38s 2 3 2 水文条件 循环水补充水源为某市污水处理厂经深度处理后的中水 峽山水库 水作为中水的应急备用水源 在正常情况下 循环水的补水全部采用中 水 锅炉补给水源利用一期工程废水处理站的中水 生活水 工业水 消防水取自一期补充水管来水 2 4 燃煤煤质及主要设备参数燃煤煤质及主要设备参数 2 4 1 煤质数据 序号名称单位设计煤种校核煤种 1收到基碳 Car 64 8957 07 2收到基氢 Har 2 832 66 3收到基氧 Oar 2 403 73 4收到基氮 Nar 0 980 94 5收到基全硫 Sar 1 081 20 6收到基水分 Mar 6 07 40 7空气干燥基水分 Mad 0 781 10 8收到基灰分 Aar 21 8227 00 9干燥无灰基挥发份 Vdaf 15 7215 30 10低位发热量 Qnet v arkJ kg 2387421143 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 9 2 4 2 电厂主要设备参数 序 号 项 目单 位ECRB MCR B MCR 超压 5 1 过热蒸汽流量 t h 93510471047 2 再热蒸汽流量 t h 781852851 3 汽包工作压力 MPa 18 218 619 3 4 过热汽出口压力 MPa 17 217 418 2 5 再热汽进口压力 MPa 3 423 773 73 6 再热汽出口压力 MPa 3 263 583 56 7 过热蒸汽出口温度 540540540 8 再热蒸汽进口温度 319327321 9 再热蒸汽出口温度 540540540 10 给水温度 269275274 11 预热器进口风温 205555 12 预热器进口一次风 温 374377378 13 预热器出口二次风 温 365368368 14 排烟温度 133158157 15 锅炉本体烟气阻力 Pa 2599 16 锅炉本体空气阻力 Pa 886 17 燃烧器一次风阻力 Pa 1666 18 燃烧器二次风阻力 Pa 2256 19 燃烧器三次风阻力 Pa 2550 20 过热汽阻力 MPa 1 21 1 21 再热汽阻力 MPa 0 20 2 22 省煤器阻力 MPa 0 30 3 23 锅炉效率 91 7590 5590 57 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 10 2 4 3 锅炉各段烟气温度 项 目单位进口出口 全大屏过热器 11311131 壁再 11311131 屏式过热器 11311025 中温再热器 1052917 后屏水冷壁引出管 917910 高温再热器 910831 水冷管束 831819 高温过热器 819760 后包墙前吊管 760750 低温过热器垂直段 750710 转向室 710665 低温过热器水平段 665459 省煤器 459409 热段 407161 空气预热器 冷段 161133 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 11 3 工程设想工程设想 干化工艺选择 1 干化设备 污泥热干化设备按热介质与污泥接触方式可分为直 接加热式 间接加热式和直接 间接联合干燥式 3 种 按设备进料方式 和产品形态大致分为干料返混系统 湿污泥直接进料系统 借鉴某滕州 热电有限公司及华能临沂电厂的污泥干化和资源化利用项目技术与经验 通过对国内多家污泥干化设备的调研 确定采用直接加热式干化设备 2 干料的输送 干燥后的污泥经气流输送至物料收集器 物料收 集器下方设有排料闭风器进入成品缓冲仓 经排料螺旋输送机 斗式提 升机将干化后污泥送至转运螺旋输送机进入分配仓 干化后污泥的输送 采用两路 一路输送至磨煤机入口 另一路由翻板阀分配到输煤皮带输 送机与电煤混合后进入发电锅炉焚烧 3 敏感性分析 污泥处理量 污泥热值 污泥含水率这三项主要 指标中 投资收益率最敏感的是城市污泥含水率指标 其次是污泥处理 量 污泥热值 3 1 污泥干化工艺建设条件污泥干化工艺建设条件 3 1 1 污泥供应 目前某市污水处理厂日产生污泥 600 吨 完全可以保证污泥的供应 污泥脱水至含水率 80 以下后 由污水处理厂负责运输至电厂湿 污泥储存仓内储存 污泥在运输过程中严格实行密闭运输 杜绝撒漏造 成二次污染 运输车辆进入电厂后要按照指定的路线行驶 不得影响电 厂的正常生产 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 12 3 1 2 建设场地 按照中华人民共和国建设部 国家土地管理局批准的 电力工程项 目建设用地指标 执行 合理划分功能分区 压缩场区用地面积 污泥 干化掺烧系统布置与电厂烟气系统布置相结合 充分利用电厂原有的设 施 因地制宜 减少占地面积 兼顾污泥的运输及干料的输送 污泥干 化厂房建设位置确定在 2 电除尘北侧 靠近 2 炉布置 便于与各接口 对接 尽量缩短烟气管道的长度 减少烟气热量的损失 保证进入干燥 机的烟气温度能满足污泥干化的要求 本项目每套系统设备占地面积约 220 平方米 两套厂房建筑面积 400 平方米 3 1 3 供水 供电 供气 汽 条件 3 1 3 1 供水 污泥干化系统用水从电厂现有供水系统引接两路水源 一路是工业 冷却水 另一路是工艺水 采用电厂循环排水 3 1 3 2 供电 采用的电压等级 交流 380 220V 和直流 220V 本工程设置污泥 掺烧 MCC 段 电源分别引自空压机室 PC 备用回路 空压机变压器容 量为 1250kVA 空压机用电容量约为 500KVA 本期负荷约为 600 KVA 电源容量能满足要求 3 1 3 3 气 汽 源 本工程压缩空气耗量较小 主要为检修用气 可由厂区压缩空气管 道提供 干燥污泥用的高温烟气 350 由空预器前引出 低温烟气 120 由除尘器后烟道引出 烟气量及温度均满足干燥工艺要求 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 13 本技改工程无蒸汽消耗 3 2 工程设计基本数据工程设计基本数据 各污水处理厂的污泥化验结果 污泥的指标参数 项 目单 位 某市 污水处理厂 某市虞河 污水处理厂 某市高新区 污水处理厂 污泥含水率 66 476 377 5 有机份 34 136 131 9 总氮mg g8 015 217 0 pH 7 27 87 4 总磷mg g3 23 211 2 总钾mg kg495718103818 铅mg kg64 628 858 5 铬mg kg108 3521 4249 9 镉mg kg4 837 456 57 干燥后发热 量 J g1063187178656 3 3 工艺流程及总体布置工艺流程及总体布置 某公司污泥资源化工程项目在发电厂院内实施 污泥干化厂房建设 位置确定在 2 电除尘北侧 靠近 2 炉布置 便于与各接口对接 污水处理厂脱水后的污泥通过自卸车运至电厂内湿污泥储存仓 经 干污泥螺杆泵送入干燥机入口进行质热交换 干燥后的污泥经气流输送 至物料收集器 物料收集器下方设有排料闭风器进入成品缓冲仓 经排 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 14 料螺旋输送机 斗式提升机将干化后的污泥送至转运螺旋输送机进入分 配仓 再由翻板阀分配到电厂甲 乙输煤皮带输送机与电煤混合后进入 发电锅炉焚烧 干燥机所需干燥介质由空气预热器前 390 的高温烟气和空预器后 的低温烟气混合组成 混合温度不低于 350 干燥机尾气不低于 120 由引风机经旋风器除尘送至锅炉尾气处理系统 湿污泥储存仓 和干化后污泥输送过程产生的臭气经收集系统也送至尾气处理系统 本系统中最关键的设备是干燥机 通过对禹华 一通 天通等干燥 机厂家及已投产单位使用情况的调研 初步确定采用旋翼式强制流态化 刮壁式污泥干化处置装置 具有投资少 运行费用低的特点 且在某滕 州热电有限公司有 3 年的使用经验 效果较好 含水率 80 的污泥由干燥机一端底部进料 在旋翼作用下向上抛掷 热风由污泥进料同端上方进入干燥机 与被抛掷的物料直接接触 物料 在旋翼和热风的作用下向前运动 实现质热交换 干燥机内部分为三个 工作腔 在第一个腔内 腔内平均温度在 200 污泥与高温热风直接 接触并迅速升温至湿球温度 一般污泥温度在 45 50 属于升温 干燥段 在第二个腔内 腔内温度在 180 大量的水分被蒸发 此时 属于恒速干燥段 为主要干燥段 最后进入第三干燥腔内 腔内温度在 130 此时污泥的水分蒸发速度降低 污泥温度开始逐渐上升 属于 降速干燥段 污泥温度不超过 55 含水降至 40 以下 完成污泥干 燥 污泥干化系统的控制由一套以 DCS 为中心的控制系统完成 DCS 控制系统对整套干化装置连锁控制 能对干燥机组的正常操作和安全运 行提供可靠的保证 DCS 系统根据热量的输入 由锅炉烟气供热量决 定 来控制干燥机的进泥量 可以达到稳定的蒸发率 进料量的波动或 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 15 进料含水率的波动 在连续供热温度保持恒定的情况下 会使蒸发率发 生变化 一旦温度变化 自动控制系统分别通过输送机的变频调速控制 器调节供料速率 从而使干燥机的温度保持恒定 同样 通过调节干燥 机的热能供应量 也可保证始终达到一个最佳蒸发率 正常运行时 操 作工只需在控制室监控及现场巡检 减少岗位定员 工艺流程图见下页 工艺系统图见附图 1 工艺布置图见附图 2 3 某公司现有 2 330MW 燃煤发电机组 每台 330MW 燃煤发电机组配备两套 WJG 4500 型热能干燥脱水系统设 备 本布置图是两套 WJG 4500 型热能干燥脱水系统设备的布置图 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 16 350 烟道气 气固旋风分离装置 闭风排料器 成品螺旋输送 机机 成品转运螺旋输送 机 污泥储存 仓 干污泥螺杆泵干燥机 主引风机 成品物料自动分配 仓 臭气收集 电厂锅炉烟道气 污水厂污泥 污泥含水率 80 12 5t h 锅炉尾气处理系统 污泥含水率 40 4 167t h 燃料输送机 图例 1 物料走行线 2 热风走行线 3 尾气走行线 4 臭味收集管线 污泥无害化工艺系统流程框图 电厂锅炉 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 17 3 4 物料平衡和热量平衡物料平衡和热量平衡 3 4 1 工艺参数 按照脱水污泥含水率 80 干化后含水率 40 每天处理湿污泥量 300t 进行计算 系统的主要工艺参数以及物料平衡和热量平衡如下表 序号项 目单 位 符 号 数据来源数 值 主要工艺设计参数 1处理湿污泥量t hS1设计值12 5 2湿污泥温度 t1设计值20 3湿污泥含水率C1设计值80 4干化后污泥含水率C2设计值40 5干燥机出口温度 t2设计值130 6干燥机进口烟气温度 t1设计值350 7 干燥机换热效率 含散热 损失 d设计值80 8绝干污泥发热量kJ kgQsd设计值8360 9锅炉效率 设计值92 物料平衡和热量平衡 1干污泥产量t hSd 2 1 1 1 1 C C SSd 4 167 2蒸发水量 t hM1M1 S1 Sd8 333 3湿污泥温度下水焓值kJ kgH1查表83 86 4干燥机出口水蒸汽焓值kJ kgH2查表2738 98 5蒸发水所需热量 kJ hQ1 d HHM Q 1000 121 1 27657500 6 干燥机进口烟气比热 kJ kg Cp11 136 7干燥机出口烟气比热 kJ kg Cp2 1 070 8 烟气放热量kJ kgqg 2211 tCtCq pp 258 5 9 干燥机干化所需高温烟 气量 kg hGm g m q Q G 1 106992 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 18 序号项 目单 位 符 号 数据来源数 值 10锅炉内蒸发水量t hM2M2 Sd C21 667 11锅炉内蒸发水所需热量kJ hQ2Q2 M2 1000 H2 H1 4810000 12 湿污泥蒸发水分所需总 热量 kJ hQhQ Q1 Q232467500 13 湿污泥蒸发水分所需标 煤量 t hB1B1 Qh 29270 10001 110 14湿污泥的发热量kJ hQSQs Qsd Sd 1 C2 1000 19228000 15 湿污泥的发热量折算标 煤量 t hB2B2 Qs 29270 10000 657 16 进入干燥机烟气质量 t hGg106 992 17出干燥机烟气流量 t hG gG g Gg M1115 326 18每小时需补充的标煤量 t hBB B 1 B20 452 19 干化一吨湿泥所需的热 量 kJ tqSqS Qh S12597400 20 干化一吨湿污泥需要标 煤量 kg tb1b1 qS 2927088 770 21 燃烧一吨湿污泥发热量 折算为标煤 kg tb2b2 B2 S1 100052 571 22 掺烧一吨湿污泥所增加 的标煤量 kg tbb b1 b236 198 3 5 主要设备选型主要设备选型 按照一台锅炉每天处理 300t 湿污泥进行设计 每天一台锅炉的最 大掺烧量为 300t 下列设备选型是按照每套 150 吨湿污泥处理量进行设 计选型 每天处理 300 吨污泥共需两套设备 3 5 1 干燥机选型 干燥机选型参数 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 19 数量 2 台 出力 湿污泥 6 25t h 蒸发水量 4170kg h 干燥机是系统中最为关键的设备 本次选择的干燥机为热风与污泥 直接接触实现质热交换 干燥机的结构形式 内部分为三个工作腔 在第一个腔内 腔内平 均温度在 200 污泥与高温热风直接接触并迅速升温 一般污泥温度 在 45 50 属于升温干燥段 在第二个腔内 腔内温度在 180 大 量的水分被蒸发 此时属于恒速干燥段 为主要干燥段 最后进入第三 干燥腔内 腔内温度在 130 此时污泥的水分蒸发速度降低 污泥温 度开始逐渐上升 属于降速干燥段 污泥温度不超过 55 含水降至 40 以下 完成污泥干燥 3 5 2 其他设备选型 其他主要设备选型如下表 序 号 名称规格型号单位数量 1 干燥机WJG 4500 蒸发水量 4170kg h台 2 2 污泥螺杆泵干燥机配套台 2 3 干燥引风机Q 55000m3 h 电机 N 185Kw台 2 4 旋风除尘器套 2 5 斗提机 L 18m 套 2 6 引风机变频器 50HZ 台 2 7 输送装置套 2 8 其他工艺设备套 2 9 电气热控套 1 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 20 3 6 对锅炉系统的影响对锅炉系统的影响 3 6 1 对燃烧系统的影响 根据物料平衡 干燥系统每小时可产生含水 40 的干污泥 4 17 吨 其中水分 1 67 吨 绝干污泥 2 5 吨 这部分污泥热值很低 含水量大 掺入锅炉燃烧对锅炉燃烧系统会产生影响 主要表现在以下几个方面 1 对燃烧稳定性的影响 根据相关的试验研究结果 当掺烧比例较小时 对炉内的燃烧进行 观察 发现火焰均很明亮 燃烧稳定 且差别不大 同时混煤的燃料燃 尽特性较好 其燃尽特性几乎没有改变 当锅炉负荷不变时 炉膛温度 分布的曲线变化随着掺烧污泥的比例逐渐升高 因此 掺烧比例尽量控 制在一定范围内 燃用设计煤种时 额定负荷下锅炉燃煤量为 114 4t h 低位发热量 为 23874kJ kg 校核煤种低位发热量 21143kJ kg 实际燃用煤种发热量 2010 年初脱硫改造工程中采用的煤质低位发热量 19000 kJ kg 低于设计 煤种 实际燃煤量更大 根据工艺设计结果 而掺烧污泥的干化后为 4 167t h 直接按掺烧量来计算 掺烧比例只有约 3 5 掺烧比例较小 混合后燃料的组分变化非常小 无论是热值 水分 灰分或者是硫份都 在实际燃烧的燃料变化范围以内 不会对锅炉的稳定燃烧产生太大的影 响 2 对锅炉效率的影响 根据某公司设计煤种的煤质数据 收到基水分 Mar 6 0 空气干 燥基水分 Mad 0 78 收到基灰分 Aar 21 82 而干化后污泥的水分仍 然高达 40 所以掺烧的污泥送入炉膛燃烧 相当于增加了原煤的水分 绝干污泥的灰分也较高 根据某市三个污水处理厂的污泥检验结果 有 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 21 机物含量在 31 9 34 1 发热量为 8656 10631kJ kg 初步估计其灰分 也高于设计煤种的干燥基灰分 考虑到目前发电用煤质量普遍较低 原 煤的灰分大大增加 应该说绝干污泥的灰分不会高于原煤太多 且掺烧 比例较小 可以认为掺烧后对燃煤的灰分影响不大 掺烧污泥后主要是水分对锅炉效率的影响 经过估算 如果燃用设 计煤种并掺烧污泥 则相当于燃煤水分升高了约 1 4 个百分点 会对锅 炉效率产生一定影响 初步估算锅炉效率降低约 0 3 个百分点 其中包 括了增加水分带走的热量损失 这部分损失已作为热能消耗成本考虑 锅炉效率降低值估计在 0 1 0 2 个百分点 按供电煤耗增加 0 5g kWh 来 考虑掺烧污泥对锅炉效率的影响 3 抽取空气预热器前烟气对锅炉烟风系统的影响 燃用设计煤种时 空气预热器进口锅炉总烟气量约为 985000m3 h 标准状态 质量流量约 1310t h 干燥污泥抽取烟气量 107t h 约占总烟气量的 8 17 干燥后的烟气送回锅炉尾部烟道 空 气预热器出口总烟气量从 1060000 m3 h 增加 1067000m3 h 增加比例只 有 0 66 因此不会对整个烟风系统产生影响 对锅炉引风机的功率也 基本没有影响 3 6 2 对粉煤灰综合利用的影响 污泥焚烧所产生的焚烧灰具有较好的吸水性 凝固性 与粉煤灰的 性质相差不大 国外也有将污泥燃烧产物作为水泥原料进行利用的应用 实例 同时掺烧比例不大 污泥燃烧后的灰在总灰量中占的比例很小 对粉煤灰地特性基本没有影响 因此掺烧城市污泥对粉煤灰的综合利用 因该影响不大 考虑到污泥中含有较多的金属物质 不同性质的污泥 其重金属含 量相差很远 污泥中的重金属主要有 Cu Cd Cr Mn Pb Hg 和 Zn 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 22 等 污泥的重金属主要以氧化物 氢氧化物 硅酸盐 有机络合物等形 式存在 其次为硫化物 掺入锅炉燃煤中燃烧后 除 Hg 外使绝大部分 重金属保留在焚烧残渣中 因此 必须对掺烧后的飞灰进行检验 观察 重金属含量是否超标 3 6 3 对烟气排放的影响 烟气排放物会随污泥掺混量的变化变化 随着掺入污泥比例的增加 SO2 NOx HCl 和 HF 的排放浓度均有所增加 一般来说 HCl 和 HF 的排放浓度都较低 不会对烟气的排放指标产生影响 影响为其排 放的因素主要是 SO2 由于掺混比例很小 不会加重尾部烟气脱硫负荷 根据已经运行的掺烧污泥工程的实际经验 掺烧泥煤比可达 20 30 时 焚烧产生的烟气中重金属 二恶英等指标仍然能够达到 国家排放标准 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 23 4 环境保护环境保护 本工程掺烧污泥作为一个环保项目 对某发电有限公司 2 330MW 燃煤锅炉机组实施污泥干化利用工程 来自某市生活污水处理厂 含水 约 80 左右的湿污泥经过干化后 直接输送至锅炉燃烧 本工程按照每 天湿污泥处理量 2 150t d 设计 本工程在施工过程及建成投产后 都必须严格执行有关环保法规 控制并尽量减少对环境产生的影响 在施工建设时期 合理组织施工计划 加强交通管理 减少交通阻 塞 提倡文明施工 尽可能降低扬尘 噪声等对周围环境的影响 及时 清除建筑及生活垃圾 本工程在生产过程中对环境影响的主要因素是 污泥干化排出的粉尘 污泥干化排出的废气 二噁英等 泵 风机 干燥机等动力机械产生的噪声 4 1 粉尘粉尘 在湿污泥被干化的过程中 由于被干化污泥的湿度相当大 湿污泥 在弥散时能吸附大量的烟尘 基本上没有泥尘生成 干化装置如同一个 吸附沉降式除尘器 不仅不会扬起粉尘 还具有良好的除尘作用 在气 固分离过程中 污泥湿度仍然比较大 对烟尘还有一定的吸附作用 气 固分离后 只有极少量的游离尘被烟气带走 在整个干化过程中 烟气 中总的粉尘量是大幅下降的 从干化装置出来的烟气经旋风分离后 由 引风机送至锅炉尾气处理系统 粉尘的排放完全能达到国家的排放标准 对粉尘中的汞 铬和铅等污染物应进行实时监测 按相关要求进行 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 24 有效处理 以满足相关环保标准要求 4 2 废气废气 干污泥在锅炉炉膛燃烧温度在 850 以上 停留时间大于 2s 出口 烟气中氧含量 6 12 时 能够较好地分解二噁英 污染物排放可处于 较低的水平 参考常州广源热电有限公司污泥掺烧的技术报告可知 二 噁英的排放浓度低于相关环保排放标准 2 个数量级 满足相关环保标准 要求 同时在尾气末端增加活性炭吸附装置吸附二噁英 对二噁英的辅 助判别措施提出要求 对炉内燃烧温度 CO 含氧量等进行实时监测 并与地方环保部门联网 对活性炭施用量实施计量 锅炉的容量较大 少量污泥的掺烧 不会对烟气污染物排放浓度和 飞灰品质等造成明显的改变 参考常州广源热电有限公司污泥掺烧的技 术报告可知 掺烧污泥后烟气排放的铅 镉 汞的浓度低于相关环保排 放标准 1 个数量级 满足相关环保标准的排放要求 4 3 废渣废渣 干化过程中没有废渣生成 焚烧炉渣为一般工业固体废物 工程应设置相应的磁选设备 对金 属进行分离回收 然后进行综合利用 或按 一般工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 GB18599 2001 要求进行贮存 处置 尽量争 取进行综合利用 焚烧飞灰应按相关要求进行贮存 处置 积极鼓励焚 烧飞灰的综合利用 但所用技术应确保二噁英的完全破坏和重金属的有 效固定 在产品的生产过程和使用过程中不会造成二次污染 4 4 废水废水 干化车间排水主要是少量生活用水 不向外排 不会造成污染 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 25 4 5 噪声噪声 本厂的噪声主要为减速机 风机等产生的动力机械噪声 形成对周 围环境的影响 噪声防治采用综合治理方式 首先从声源上控制 对声 源上无法根治的生产噪声 采取行之有效的隔声 消声 隔振等噪声控 制措施 在设计 施工及生产中拟采取的噪声防治措施如下 1 从声源着手进行噪声控制 对有噪声限值标准的设备 要求 制造厂家提供符合要求的产品 2 干化车间设计布置时 尽可能布置在远离办公室的地方 以 防噪声对工作环境的影响 3 对风机和减速机等要求生产厂家提供配套的隔声罩和消声器 将噪声控制在规定标准之内 对部分噪声比较大的设备 如引风机等加 装隔声室 以降低设备周围的噪声水平 4 在设备 管道设计中 注意防振 防冲击 管道与设备及墙 壁之间采用柔性密封连接 以减轻振动噪声和墙壁的固体传声 注意改 善气体输送时流场状况 以减少空气动力噪声 5 墙体设计中应选用隔声好的结构 尽可能封闭高噪声车间 在车间墙壁内采用吸声系数大的吸声材料 并保证砖墙和灰缝的饱满 避免有蜂窝洞孔 对于无法封闭的车间 应合理确定开窗比例 并尽可 能采用隔声门窗 对门窗与墙壁的边缘采用橡胶条或毛毡打密封压紧 必要时隔声窗采用多层窗 同时选用厚度不同的玻璃板 在玻璃间留有 足够的空气层并在玻璃板间产生一定倾斜度 6 干化车间区域加强绿化 以起到降低噪声的作用 通过上述措施 其噪声值可达到 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB12348 2008 及 声环境质量标准 GB3096 2008 中的规定要 求 总之 通过采取上述各项环保治理措施 有效控制了污染物的排放 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 26 避免了二次污染 使本项目成为真正的环保项目 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 27 5 环境及社会效益环境及社会效益 某发电有限公司污泥干化焚烧利用工程 每天污泥处理量 300t 湿 基 本工程利用发电厂锅炉烟道气余热对城市污泥进行干化脱水 干化 脱水后污泥进入发电厂锅炉焚烧发电 既有效的处理了地方污水处理厂 产生的污泥 减缓了城市环境和土地的压力 最终实现对城市污泥的无 害化处理和资源化利用的目的 会产生良好的环境效益和社会效益 5 1 环境效益环境效益 电站锅炉机组污泥掺烧杜绝了污泥填埋所产生的生物 化学 物理 反应 消除污泥中的有害气体和渗透液对大气 土壤的二次污染 它能 使有机物全部氧化 杀死病原体 可最大限度地减少污泥体积 达到了 污泥减量化 无害化处理的目的 具有较好的环保效益 5 2 社会效益社会效益 本项目实施带来很大的社会效益 根据建设部 1991 年颁布的 城 市垃圾卫生填埋技术标准 CJJ17 88 测算 与简单的农田填埋相比较 若每年处理 10 万吨污泥 可为国家节 省 25 亩土地 在城市土地资源日益紧张的时代 每年节省 25 亩土地将 会是一项不小经费 与建设单纯的垃圾填埋场相比 由于靠近城市的土地资源已越来越 紧张 要建设垃圾填埋场 只能选择偏僻的地方去建填埋场 同时垃圾 填埋场需有专人管理 目前我国垃圾填埋场每填埋一吨污泥的综合费约 200 元 若每年按 10 万吨计算 可为地方节约填埋费用约 2000 万元 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 28 污泥不同处置方式投资 成本比较表 以 300t d 为例 序号名 称 投资 万元 运行费用 元 吨 总成本 元 吨 1 卫生填埋 建设填埋场 1800110200 2 污水处理厂干化焚烧 8000250360 3 电厂煤粉炉掺烧污泥法 228078120 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 29 6 劳动安全与职业卫生劳动安全与职业卫生 6 1 概述概述 为了保护劳动者在我国电力建设中的安全和健康 改善劳动条件 火力发电厂设计必须贯彻执行国家及部颁现行的有关劳动安全和工业卫 生的法令 遵守 DL 5053 1996 火力发电厂劳动安全和工业卫生设计 规程 以提高劳动安全和工业卫生的设计水平 6 2 防火 防爆防火 防爆 1 新建建 构 筑物的安全间距满足 建筑设计防火规范 及 火 力发电厂设计技术规程 的规定 2 各新建建 构 筑物的耐火等级 按其在生产过程中的火灾危险 性 将满足 建筑设计防火规范 及 火力发电厂设计技术规程 的规定 3 各新建建 构 筑物之间根据生产 消防的需要设置车行道 人 行道和消防通道 4 电缆采用阻燃电缆 局部电缆沟 段 分支处设置防火隔墙 电 缆竖井采用耐火隔板 涂防火涂料等措施 盘 柜小孔洞用防火 材料封堵 6 3 防尘 防毒 防化学伤害防尘 防毒 防化学伤害 为防止粉尘外逸 对污泥管和尾气管道采取密封措施 车间要保持 卫生干净 对车间灰尘及时进行清扫 贮存 输送腐蚀性介质的容器 管道均采用防腐蚀材料 对污泥操 作人员配备个体防护用品 避免臭气等对工人的影响 同时污泥干化车 间建筑物尽量封闭 污泥干化系统设除味系统 将湿污泥储存仓和干化 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 30 后污泥输送过程中产生的臭气经除味系统收集后也送至尾气处理系统 6 4 防电伤 防机械伤害及其它伤害防电伤 防机械伤害及其它伤害 6 4 1 防电伤 1 电气设备应采取必要的机械 电气联锁装置以防止误操作 2 电气设备设计应严格按照带电部分最小安全净距执行 3 电气设备选用有五防设施的设备 对配电室加锁 严格执行工作 票制度 4 在高压电气设备的周围按规程规定设置栅栏 遮拦或屏蔽装置 5 紧急事故采取声光显示及必要的其它知识信号 设置自动联锁装 置以给出处理事故的方法 6 各元件的控制回路均设有保险 信号 监视 跳闸等保护措施 7 所有电气设备应有防雷击设施并有接地设施 6 4 2 防机械伤害 1 所有转动机械外露部分均应加装防护罩或采取其它防护措施 2 设备布置设计时应留有足够的检修场地 6 4 3 防其他伤害 1 所有钢平台及钢楼梯踏板采用花纹钢板或格栅板以防人员滑倒 2 所有楼梯 钢梯 平台 走道边缘设置保护沿和栏杆 以防高处 跌伤 保证运行人员安全 3 为防止有小动物进入有电力设施的房间 保证运行安全 门窗设 不锈钢纱窗保护 6 5 防暑 防寒 防潮防暑 防寒 防潮 1 对高温设备及管道均设置保温或隔热套 保证其外表温度小于 50 以减少热辐射 防止接触烫伤 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 31 2 各工作间均设采暖系统 满足冬季采暖要求 建筑物的外墙厚度 和屋面保温层厚度满足保温设计要求 3 建筑物室内外存在高差 自建筑物的室外标高以一定的坡度坡向 道路 确保排水的畅通 同时注意对各车间设备进行及时通风 4 对高温作业工人配备隔热服 隔热面罩等个人防护用品 特殊寒 冷天气时为室外作业工人配备防寒服 手套 鞋 等个人防护用 品 6 6 防噪声 防振动防噪声 防振动 1 设备订货时提出设备噪声限制要求 在设备选型上要求选用符合 国家有关标准的设备 以便从根本上根治 2 对于长期连续运行产生高噪声的场所采取消声 隔声措施 装设 防噪声罩或消音器 3 设备的基础及平台的防振处理 符合 作业场所局部振动卫生标 准 和 动力机器基础设计规范 2 150T D 污泥掺烧项目可行性研究报告 32 7 生产组织和人员编制生产组织和人员编制 7 1 生产组织生产组织 本次设计考虑增加电厂的劳动人员 不再增加单独的机构 增加人 员均纳入电厂人员编制 7 2 人