公司污泥干化项目供热及掺烧可行性研究报告(20140312)

1、公司污泥干化供热及掺烧项目可行性研究报告江苏国信扬州发电有限责任公司2014年3月10日目录1 概述21.1项目概况21.2建设的必要性31.3编制依据32 污泥干化项目供热技术论证43 公司锅炉污泥掺烧技术论证43.1污泥成份43.2 干化污泥的燃烧特点53.3污泥的堆放、加仓及掺烧方式53.4污泥掺烧环保方面的影响54 公司污泥干化项目投资估算及效益分析64.1投资估算64.2投资效益分析75 结论与建议95.1 结论95.2 建议91 概述1.1项目概况江苏国信扬州发电有限责任公司位于扬州市开发区八里镇的长江边，占地面积1700亩，水陆交通十分便利。  公司一期工程安

2、装2台63万千瓦燃煤发电机组,是利用世界银行贷款建设的国家“九五”重点建设项目。工程由华东电力设计院设计，江苏电建三公司主体施工，于1996年3月28日正式开工，到1999年6月20日，2台机组全面建成提前投产。工程总投资74.4亿元人民币。一期项目两台机组是华东电网和江苏电网的主力发电机组,其主要设备均从国外引进。 二期工程建设2台63万千瓦超临界燃煤机组，项目建议书于2004年7月21日获国务院常务办公议审查通过，2005年3月30日获国家发展与改革委员会核准。工程动态总投资47.3亿元。工程由华东电力设计院总体设计，江苏电建一公司主体施工。工程于2007年1月26日全面建成投产

3、，脱硫系统同步建设同时投用。    三期工程拟建设两台100万千瓦级超超临界燃煤机组，项目可行性研究报告基本完成，报审工作正在积极向前推进。扬州市洁源排水有限公司（以下简称洁源公司）注册成立于1998年9月，是市城建国有资产控股（集团）有限责任公司下属的全资子公司，独立法人，注册资金6390万元，总资产近13.86亿元，是一个管理体系完善、发展态势良好的中型污水处理环保企业。经过十年多的建设和经营，洁源公司目前拥有汤汪和六圩两座现代化污水处理厂、污水中途提升泵站35座，污水处理规模由最初的10万吨/日增长至33万吨/日，管网长度由2006年的200多公里

4、增长至400多公里，服务人口由最初的35万人增长至167万人。管网覆盖范围东至杭集镇、北洲功能区，南至瓜洲镇，西至新城西区，北至江阳工业园，服务面积达276平方公里，在扬州市开创并建立了市区污水管网全覆盖，部分区域的污水管网现已延伸至周边乡镇及工业园区的污水处理格局。目前，汤汪和六圩两座污水处理厂运行质态良好，日均处理污水约28万吨，出水水质综合合格率98以上，达标排放，年削减COD排放量逾万吨，处理后的尾水排入施桥船闸下游入长江，产生的污泥焚烧发电处理。为解决扬州市城市污水处理厂污泥干化项目及最终产物污泥处置的问题，本项目拟与扬州洁源共同合作，利用公司现有供热能力对污泥进行干化后，送回锅炉进

5、行焚烧，送出蒸汽，购回燃料，形成供热污泥干化污泥焚烧发电的循环经济发展模式，不仅为合作双方提供新的经济增长点，而且有效解决了污泥处置的环境难题，具有较好的社会效益和经济效益。同时，鉴于污泥干化项目属于新技术，在实施过程中具有不确定因素，需要做认真细致的研究和分析，确保项目的有效开展。1.2建设的必要性随着工业高速发展和人民生活水平日益提高，工业污水和生活污水呈急剧上升趋势，污水经过处理后的最终产物污泥，成为地方政府环保迫切需要解决的难题。据扬州环境科学研究所统计2005年扬州市年产污泥近万吨，按年均10%的增长速度预计， 2013年扬州市年产污泥两万吨，污泥环保处理已经迫在眉睫。污泥中含有近4

6、0%的有机物，具有有毒、水份高、体积大和低热值可燃的特点。目前国内污泥处理主要有以下四种手段：一是填埋；二是在重金属含量不超标的前提下，污泥加工成化肥；三是沼气发电；四是燃料发电。目前污泥燃料发电的机组容量最高为300MW，且一般采用“流化床”的燃烧方式。目前，世界各国污泥焚烧处理的比例正在加大，尤其是邻国日本，其比例已高达55%。而我国，在江苏苏州、常州、深圳等地的城市污水厂中已有污水处理厂污泥用于焚烧，并有相关电厂与污水处理厂污泥配套处理。苏州开展了污泥干化项目的试点，苏州东吴热电有限公司和苏州工业园中法环境技术有限公司签定了合作协议。苏州东吴热电有限公司负责供热，销售除盐水，并购买污泥干

7、化后具有发热量的干污泥，回收蒸汽冷凝水。我公司作为扬州市绿色企业，拥有4台630MW等级燃煤机组，本着保护环境、回报社会的强烈使命，积极参与污泥干化项目的可行性研究，符合国家环保产业政策及可持续发展战略要求。1.3 编制依据及采用的主要规范标准GB3095-1996环境空气质量标准GB8978-1996污水综合排放标准GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准GB16297-1996大气污染物综合排放标准GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准2 污泥干化项目供热技术论证：本项目一期计划日处理污泥300吨，后期达到日处理污泥600吨。每处理1吨需要0.7吨蒸汽，按此测算一期每

8、小时所需蒸汽量为810吨，后期每小时所需蒸汽量为1719吨，所需温度为180。根据干化厂一期工程所需蒸汽要求：1MPa过热蒸汽、蒸汽流量810t/h，提出以下两种方案：方案一：结合金秋供汽，新建供热管路布置在公司西侧：洁源干化厂初步拟址在扬州亚东水泥混凝土搅拌站西侧（古渡路北侧），可与金秋供热管道合并考虑，供热汽源为辅汽，需对原金秋供汽管道改造（原金秋供热管道设计流量为10 t/h），并将该管道向北延伸出厂区，供热管道按600米考虑，项目总投资预计为220万元。重建一条供热回路的优点：当下收益，且供热运行方式灵活；重建一条供热回路的缺点：投资较大，供热潜力较弱。方案二：部分利用原顺大供汽管路：

9、可考虑部分利用原顺大供汽管路，原顺大供热管道设计供热蒸汽流量15t/h（至顺大3.5公里管线），在目前的蒸汽用量的情况下，部分利用原顺大供气管路需联合其它热用户（如恢复对江林木业供汽），其它热源用户应满足连续供汽要求，且蒸汽用量不低于6t/h。对现有供热管路进行局部改造：将实际蒸汽流量低于15t/h后的管路断开，重新布置一段设计蒸汽流量在30t/h的小管路。供热管道按300米考虑，项目总投资预计为100万元。利用原顺大供气回路的优点：投资较小、供热潜力较强；利用原顺大供气回路的缺点：当前热用户较少，供热管道距离长，管损较大。3 公司锅炉污泥掺烧技术论证：3.1污泥成分：扬州洁源公司干化污泥热值

10、及成分分析：低位热值kCal/kg水份%灰份%挥发份%固定碳%硫%氢%样一114210.162.3629.142.440.552.84样二191611.250.8940.722.710.623.95按扬州洁源公司干化污泥的成份分析看：平均热值较低（低于2000kCal/kg），挥发份较高，灰份高，干化后的污泥颗粒直径在510mm左右，基本没有异味（与干化厂的干化工艺有关）。3.2掺烧干化污泥的燃烧特点：根据东南大学污泥和燃煤混燃特性的热力分析研究，污泥掺烧有以下特点：污泥掺烧比例增加，配煤活化能随之下降，着火温度下降，燃尽温度也下降；配煤综合燃烧特性指数下降，带来燃烧剧烈程度下降，综合燃烧性能

11、下降；根据污泥掺烧的特点，结合燃用污泥电厂的运行实践分析，国信扬电锅炉燃烧器区域热负荷与兄弟厂家相当（对二期锅炉燃烧器区域温度和NOx现状而言，掺烧污泥更有利），也就是说国信扬电适当掺烧污泥，锅炉能安全运行。3.3污泥的堆放、加仓及掺烧方式：3.3.1关于堆放：按堆放2天的干泥量240T设计堆放场地，用于中转和临时存储干泥，干泥密度按照0.8吨/立方米，堆放高度按照2.5m计算，在一期#1煤场最西侧建一干泥堆放场地，面积12*16m，考虑下雨天防雨，堆放场地要建防雨篷且砌围墙。 3.3.2关于加仓及掺烧方式：掺烧方案考虑一期两台机组掺烧两台中层磨，按全厂每天掺烧120吨干化污泥考虑，全天掺烧比

12、约1.2%（两台机组用煤量按1万吨计），折算到单台磨全天掺烧比为3%，按早班掺烧考虑，单台磨加仓500吨，掺烧比约6%，可利用现有石子煤掺烧小皮带掺烧。由于干化后污泥呈小颗粒状，流动性满足要求，掺烧方法：采用装载机人工转运，利用现有石子煤掺烧小皮带实现掺配，但需对小皮带接料斗重新制作，对现有小皮带进行整修。3.4污泥掺烧环保方面的影响：3.4.1重金属问题：目前扬州市污泥重金属含量检测结果不太稳定，数据如下表所示：扬州洁源水处理公司污泥重金属元素分析（mg/kg）重金属元素铜锌镉镍铬铅汞砷污泥中各元素含量最大5388690.551665361411.2968.4平均3797870.389230

13、3720.9739.420%污泥掺烧最大1081740.1133107280.2613.68平均761570.081861140.197.88国内外排放标准如下：从重金属排放标准看，20%污泥掺烧后重金属指标在允许范围内。3.4.2二噁英问题：二噁英一般在燃烧温度低于800时产生，我公司锅炉正常运行时燃烧器区域温度在1100以上，二噁英可以忽略不考虑，但需注意机组启停期间不得掺烧污泥。3.4.3 NOx问题：随着污泥掺烧比例增加，燃烧区域温度随之下降，热力型NOx也有一定程度下降。3.4.4污泥有毒气体问题：干化处理得好不存在有毒气体析出的问题，但若处理不好，污泥在运输、粉碎和掺配过程中可能析

14、出有毒气体，采取以下措施可最大限度的减轻影响：污泥中加除臭剂；污泥储存不得超过2天；避免下雨天加仓污泥；污泥掺配场地要求应建在有顶棚、易通风（类似氨区）。4 公司污泥干化项目投资估算及效益分析4.1 投资估算污泥循环经济项目投资总价约220万元，具体分项如下：供热管道600米 （按方案一估算） 200万元其它 20万元4.2 投资效益分析4.2.1 经济评价主要基础数据表序号项 目单位基础数据备注1项目服役期年202建设项目总投资万元2203项目资本金万元2204设备年利用小时h/a87605年售汽量吨700006管损%107供热煤耗千克/吉焦418热价（含税）元/吨180含税，目前该项目苏州

15、供热价格为165元/吨，建设期按170元/吨，运行期按180元/吨计。9标煤单价（含税）元/吨80010增值税%1711年折旧及财务费用万元/年3012生产费用万元/年5013制水单价元/吨汽1014掺烧干污泥量万吨/年4.215干污泥热值大卡/千克200016干污泥与煤炭每单位大卡价差元/大卡0.0317掺烧污泥增加煤耗成本万元/年68按掺烧效率80%考虑18掺烧污泥增加生产费用万元/年604.2.2 商业运营期经济性分析通过上述边界条件测算，项目投运后经济收益显著，资本金预期收益率为173.79%，投资回收期6.9个月。具体如下：项 目经济性分析数据年售汽量(吨）70000管损（%）10.

16、00汽价（元/吨）（不含税）153.85 年供热量(吉焦）210,000.00热力收入（万元）（不含税）1,076.92成本（万元）（不含税）818.59变动成本（万元）724.59其中:燃料成本（万元）647.59 标煤单价（元/吨）（不含税）683.76 供热标煤耗用量（吨）9,471 制水费（万元）77制水单价（元/ 吨汽）10固定成本（万元）94.00其中:修理材料费用（万元）50 折旧费（万元）（5年）44供热利润总额（万元）258.33干污泥掺烧收益（万元）124干污泥掺烧量（万吨/年）4.2干污泥与煤炭每单位大卡价差（元/大卡）0.03掺烧污泥增加煤耗成本（万元/年）68掺烧污泥

17、增加生产费用（万元/年）60利润总额（万元）382.33 项目资本金（万元）220资本金收益率（%）173.79 投资回收期（月）6.9 4.2.3供热量变化对利润总额等指标的影响以供热量70000吨进行上下浮动，对利润总额、资本金收益率敏感性分析，其计算结果详见下表：供热量（吨）变化范围（%）利润总额（万元）资本金收益率（%）投资回收期（月）700000382.33 173.79 6.9 6300010347.10 157.77 7.6 665005364.72 165.78 7.2 735005399.95 181.80 6.6 7700010417.57 189.80 6.3 4.2.4

18、供热单价变化对利润总额等指标的影响以供热单价180元/吨（含税）进行上下浮动，对利润总额、资本金收益率敏感性分析，其计算结果详见下表：供热单价（元/吨）变化范围（%）利润总额（万元）资本金收益率（%）投资回收期（月）1800382.33 173.79 6.9 16210274.64 124.84 9.6 1715328.49 149.31 8.0 1895436.18 198.26 6.1 19810490.03 222.74 5.4 4.2.5入炉标煤单价变化对利润总额等指标的影响以入炉标煤单价800元/吨（含税）进行上下浮动，对利润总额、资本金收益率敏感性分析，其计算结果详见下表：入炉标煤单价（元/吨）变化范围（%）利润总额（万元）资本金收益率（%）投资回收期（月