污泥焚烧热电工程可行性研究报告

污泥焚烧热电工程项目可行性研究报告

目录TOC\o"1-3"\u第一章概述 11.1前言 11.2设计依据及范围 21.2.1项目主要设计依据： 21.2.2项目设计范围 21.3建设规模 21.4项目建设的必要性 31.4.1某市经济可持续发展的需要 31.4.2经济技术开发区滨海园区建设的需要 41.4.3环境保护的需要 41.4.4有利于温室气体减排的需要 51.4.5减轻城市垃圾填埋场负担的需要 51.4.6改善生活的需要 51.4.7保护水源的需要 61.4.8结论 61.5主要设计技术原则 6第二章某市污泥概况及处置现状 82.1某市污泥处置现状 82.2某市污泥产生量预测 82.2.1污泥量预测途径 92.2.2污水处理量的统计 92.2.3污泥量理论预测值 92.2.4污泥量统计预测值 102.2.5污泥产生量的确定 102.3某市污泥的成分与热值 112.4项目要求污泥处置能力 12第三章热负荷及电力系统 133.1热负荷 133.1.1供热现状 133.1.2本项目建成时的热负荷 143.1.3规划热负荷 153.1.4热负荷特性及热用户用汽参数 163.1.5设计热负荷及供热参数的确定 163.1.6年持续热负荷曲线及设备年利用小时数 173.1.7凝结水回收 173.2电力系统 173.2.1电网现状 173.2.2负荷预测和分析 183.2.3污泥热电项目与系统的连接 18第四章建设规模 194.1建设规模确定原则 194.2新区供汽负荷及污泥干化用汽负荷 194.2.1新区供汽负荷 194.2.2污泥干化用汽负荷 194.3推荐建设规模及污泥干化配置的确定 194.3.1建设规模 194.3.2污泥干化配置的确定 20第五章污泥干化处理工艺技术及热电联供系统机组选型 215.1污泥干化工艺技术方案的选定 215.1.1污泥干化工艺技术概况 215.1.2污泥干化工艺路线确定的原则和依据 225.1.3污泥干化工艺技术比选 225.2推荐的污泥干化工艺技术方案 255.2.1推荐的污泥干化工艺流程图及描述 255.2.2湿污泥接受装置及输送 265.2.3污泥干化工艺设备布置简述 275.3污泥干化工艺主要技术参数和能量平衡 335.3.1污泥干化工艺主要技术参数 335.3.2污泥干化工艺物料平衡与能量平衡 355.4汽轮发电机组选型 355.4.1汽轮发电机组参数 355.4.2汽轮发电机组选型 365.5锅炉炉型选择 365.6锅炉容量的确定 365.7装机方案的确定 375.8热平衡及主要技术经济指标 375.9推荐方案机炉主要技术参数 38第六章建设条件 406.1接入电力系统 406.2燃料供应 406.3厂址条件 406.3.1厂址选择 406.3.2厂址自然条件 416.4交通运输 426.5供水水源 426.6工程地质 426.7灰渣综合利用 42第七章工程设想 447.1总图运输部分 447.1.1设计依据 447.1.2建设规模 447.1.3全厂总体规划 447.1.4厂区总平面布置 457.1.5竖向布置 477.1.6交通运输 477.1.7绿化 497.1.8总图主要技术经济指标 497.2燃料输送系统 507.2.1锅炉耗煤量 507.2.2煤厂外运输 517.2.3煤系统 517.3干污泥输送系统 517.4污泥焚烧炉燃烧系统及烟气净化系统 527.4.1燃料 527.4.2锅炉点火燃料 527.4.3污泥焚烧锅炉原则性燃烧系统 527.4.3焚烧炉主机设备的参数 547.4.4污泥焚烧系统主要辅助设备的选择 547.5热力系统 557.5.1原则性热力系统 557.5.2主要辅助设备 567.6主厂房及辅助设施布置 577.6.1主厂房布置 577.6.2辅助设施的布置 577.7脱硫剂输送系统 587.7.1设计原则 587.7.2炉内脱硫添加剂耗量 587.7.3污泥焚烧炉烟气处理系统脱酸剂设施 587.8除灰渣系统 597.8.1设计原则 597.8.2锅炉排灰量 597.8.3输灰系统 597.8.4灰库 597.9除渣系统 607.9.1设计原则 607.9.2锅炉排渣量 607.9.3炉渣冷却和输送 607.9.4渣库 607.10化学水处理系统 617.10.1化学水处理系统设计依据 617.10.2水源与水质 617.10.3锅炉补给水水质量标准 617.10.4补给水水量的确定 627.10.5水处理系统的确定 627.10.6处理后的水质标准 627.10.7化学水处理系统连接及运行方式 637.10.8废液处理 637.10.9锅炉补给水处理主要设备 637.10.10化学水处理的布置 647.10.11给水、炉水校正处理及汽水取样 647.10.12存在问题 647.11供排水系统 647.11.1概述 657.11.2供水系统 657.11.3工业、化水、消防、生活给水系统 667.11.4排水 687.12电气部分 697.12.1电气主接线 697.12.2厂用电接线 697.12.3电气设备布置 717.13热工控制部分 717.13.1装机方案及热工控制设计范围 717.13.2监视与控制内容 717.13.3自动化水平及控制室布置 737.13.3热工自动化设备选择 737.13.4电源 747.13.5热工自动化试验室 747.13.6通讯 747.14动力部分 747.14.1压缩空气系统 747.14.2点火油系统 757.15暖通部分 757.15.1设计依据 757.15.2设计范围 767.16土建部分 767.16.1建筑部分 767.16.2结构部分 77第八章环境保护 788.1项目概况 788.1.1建设规模 788.1.2设计范围 788.1.3设计依据 788.2环境现状 798.2.1厂址 798.2.2气象水文条件 798.2.3环境质量现状 808.3采用的燃料及工艺流程 808.3.1燃料 808.3.2主要工艺流程 828.4大气污染物排放治理 838.4.1系统烟气治理 838.4.2建成后烟囱出口处污染物实际排放量与国家标准值的比较 848.5污染物减排 848.5.1大气污染物的减排 858.5.2固体污染物的减排 858.5灰、渣的治理 858.5.1灰渣量 858.5.2渣的治理 868.5.3灰的治理 868.6噪声的防治 868.7废水排放情况及治理 878.8厂区绿化 878.9环境保护管理及监测 878.9.1环境管理机构设置 878.9.2环境监测 888.9.3烟气监测 888.10环境投资估算 88第九章消防 909.1概述 909.1.1设计依据 909.1.2消防设计范围 909.1.3主要设计原则 909.1.4建设规模 919.2总平面布置与消防 919.2.1总平面布置 919.2.2建构筑物的防火间距 929.2.3消防车道 929.3建筑物与构筑物的消防 929.3.1建构筑物耐火等级 929.3.2主要建构筑物布置 939.3.3移动式灭火器配置 939.4消防给水和工艺系统的消防措施 949.4.1消防给水 949.4.2工艺系统的防火措施 949.4.3电气设施的防火、防爆设计原则及措施 959.4.4消防供电 95第十章劳动安全及工业卫生 9710.1概述 9710.2设计依据 9710.3工程概况 9710.3.1工程设计规模及设计范围 9710.3.2主要工艺流程 9810.4生产过程中职业危险、危害因素 9910.5设计中采用的主要防范措施 10010.5.1防火防爆 10010.5.2防电伤 10110.5.3防机械伤害及坠落伤害 10210.5.4防尘、防毒及防化学伤害 10310.5.5防噪声及防振动 10310.5.6防暑、防寒及防潮 10410.5.7其它安全措施 10510.6劳动安全及工业卫生机构与设施 10510.7综合评价 10510.7.1预期效果 10510.7.2专用投资估算 106第十一章节约能源 10711.1概述 10711.1.1编制依据 10711.1.2工程设计规模及设计范围 10711.2主要工艺流程 10711.2.1污泥焚烧发电系统 10711.2.2循环水系统 10811.2.3化学水系统 10811.3节能措施 10811.4能耗指标 109第十二章生产组织及定员 110第十三章工程实施条件及进度 11213.1工程实施条件 11213.2实施进度设想 112第十四章热力网 11414.1供热介质参数的确定 11414.2管网布置及敷设方式 11414.2.1管网布置 11414.2.2敷设方式 11414.2.3连接方式 11414.3调节、调度及控制方式 11414.4水力计算 11414.4.1水力计算原则 11514.4.2计算结果 11514.5凝结水回收 11514.6管网防腐及保温 11514.7土建 11514.8生产组织及定员 11614.9工程实施计划 11614.10主要技术经济指标 11614.11存在问题 116第十五章投资估算及经济分析 11815.1投资估算 11815.1.1概述 11815.1.2编制依据 11815.1.3编制方法 11915.1.4需说明的问题 11915.2经济分析 11915.2.1说明 11915.2.2项目有关原始数据 11915.2.3资金筹措及资金使用计划 12015.2.4项目投资资产划分 12015.2.5总成本费用估算 12015.2.6损益计算 12115.2.7盈利能力分析 12115.2.8偿还能力分析 12215.2.9不确定性分析 12215.2.10主要经济数据、指标 123第十六章结论及建议 12516.1结论 12516.1.1本项目建设的必要性 12516.1.2本项目的可行性 12516.1.3本项目的主要技术经济指标 12616.1.4关于环境保护 12616.2建议 127第一章概述1.1前言某地处我国东南沿海经济密集带，北靠长江三角洲经济都市圈，南邻市场经济活跃的粤闽港经济区，西连赣皖湘贵等广阔腹地，是全国首批14个沿海开放城市之一、全国首批13个农村改革试验区之一、全国城市综合配套改革试点城市之一，也是全国18个港口城市之一。全市辖3个区2个市6个县，陆地面积11784平方公里，海域面积约11000平方公里，总人口750多万人，其中市区人口190多万人。二00六年全市实现生产总值1834.38亿元；规模以上工业总产值2669.8亿元；限额以上固定资产投资557.6亿元；财政总收入241.1亿元，其中地方财政收入128.8亿元；社会消费品零售总额779.2亿元；城镇居民人均可支配收入21716元，农村居民人均纯收入7543元。随着铁路、沿海高速公路、某（洞头）半岛工程的建设，东海油气田的开发及南、北两翼城市群的崛起，某已成为一个我国东南沿海对外开放的重要工业、商贸、港口城市，浙江省三大中心城市之一，是浙江南部的经济、金融、交通、文化、科技中心，辐射浙西南、闽东北的外向型区域中心城市。某市城市污水系统主要分为四大片：中心片、东片、西片、经济技术开发区滨海园区。4座污水处理厂全部建成后总处理污水规模将达115万吨/日，同时将产生含水率80%以上的湿污泥量1000吨/日。另外，某市区各大企业、专业生产基地等自备污水处理厂的污水处理规模为15~20万吨/日左右。因此某全市污泥产量满负荷运行估计将达1500吨/日（含水率80%以上）。目前某市污水处理厂的污泥最终处置方法多为送到垃圾填埋场进行填埋，有的是寻找周边空地露天堆放，这种简单的处置方式不适应于城市发展的需要。而焚烧处理是将污泥作为一种固体废弃物看待，像城市生活垃圾一样进行无害化、资源化、减量化处理。利用先进的燃烧技术，经焚烧后污泥将缩容95%以上，有毒有机物经高温彻底分解，焚烧产生的蒸汽可用于发电，灰、渣可以进行综合利用，是处理污水处理厂污泥的较佳方式。某经济技术开发区于1992年3月16日经国务院批准设立，2000年4月26日，浙江省人民政府批准某经济技术开发区滨海园区开发建设。为此，某宏泽环保科技有限公司计划在某经济技术开发区滨海园区建设污泥焚烧热电厂，利用城市污水处理厂生产的污泥，采用“浓缩-干化-焚烧-发电-供热”的工艺流程，在处理污泥同时对外供电、供热。1.2设计依据及范围1.2.1项目主要设计依据：浙江省经济和贸易委员会关于本工程项目受理单，编号：《中华人民共和国可再生能源法》《浙江省环境污染整治行动方案》（浙政办发〔2004〕102号）《浙江生态省建设规划纲要》（浙政发[2003]23号）《资源综合利用目录》（发改环资[2004]73号）《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ90-2002）《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）本工程项目建议书2008-2020年某经济开发区滨海园区集中供热规划(评审稿)业主提供的各种资料及与我院签订的设计合同1.2.2项目设计范围本可研设计范围为污泥焚烧热电项目围墙内的所有污泥干化及处理、热力工艺、公用系统、污水处理、电气、仪表及土建工程、技经分析。电气的接入系统设计、厂外热网工程不在本工程的设计范围以内，但投资和费用列入本工程总的投资内。污泥和煤的厂外输送不在本工程的设计范围以内。1.3建设规模本项目为新建工程，根据业主项目建议书的规划确定本项目要求污泥处理规模：处理含水率80%左右的污泥1500吨/日，运行时间每天24小时，年运行时间约6500小时，年处理量40.6万吨。共建设二台蒸汽产量为75t/h高温高压循环流化床污泥焚烧炉，污泥处理量为1500吨/天，配一台18MW的抽汽凝汽式汽轮发电机组。1.4项目建设的必要性1.4.1某市经济可持续发展的需要为了深入实施“八八战略”，全面建设“绿色浙江”，中共浙江省委和浙江省人民政府先后下发了《浙江省生态省建设规划纲要》、《浙江省环境污染整治行动方案》和《浙江省统筹城乡发展推进城乡一体化纲要》等指导性文件。围绕某市“一港三城”战略，以人与自然和谐为主线，以提高人民生活质量为根本出发点，以生态经济、生态社会、资源环境、生态城镇、发展能力建设为重点，开展生态城镇建设，围绕建设人与自然和谐的生态人居，进一步完善城镇基础设施，加快生态城镇建设，提高城镇污水处理率、城镇生活垃圾处理率、城市绿地率和城市绿化覆盖率，加快促进某市经济的可持续发展。但随着经济的发展，环境保护矛盾日益突显，而实施可持续发展的战略，其中重要的一部分就是要保护好环境，节约资源和开发新能源。本项目的建设，对某市的环境保护起着很重要的作用。这包含两个方面的意义，其一，目前污水处理厂及一些工业企业产生的污泥处置实行的都是简单的填埋，而实行填埋处理的缺点一是侵占土地严重，场址不太容易解决；二是若防渗透技术不够将导致潜在的土壤和地下水污染，长期下去，对于大环境来讲，相当于污水没有进行有效的处理。其二，将污泥焚烧能实现污泥处理最大限度的无害化、减量化和资源化。以焚烧为核心的处理方法是目前所知最彻底的处理方法，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。焚烧是把污泥作为资源看待，利用先进的燃烧技术，经焚烧后污泥将缩容95%以上，有毒有机物经高温彻底分解，这样不仅节约用于填埋的土地资源，有效控制二次污染，同时还可以综合利用，回收能源用于供给汽轮发电机组发电，转变为清洁能源，达到开发新能源实行循环经济的目的。因此，该项目的建设有利于某市的可持续发展，有利于满足日益发展的城市建设和广大人民群众对环境的要求。1.4.2经济技术开发区滨海园区建设的需要某经济技术开发区于1992年3月16日经国务院批准设立，是浙江南部唯一的国家级开发区。2003为了进一步拓展发展空间，提高对外开放水平，2000年4月26日，浙江省人民政府批准某经济技术开发区滨海园区开发建设。滨海园区以引进外向型、规模型、科技型、效益型项目为主，主要发展新兴产业、高技术产业、汽摩配、模具等产业。按照某生态市建设规划及产业园区的优化布局，坚持生态优先和发展第一相结合、科技创新和机制创新相结合、外部协作和内部联合相结合的原则，发展高新技术产业，改造提升传统产业，大力推进减量化、资源化、无害化的清洁生产工艺，以生态化工业园区为载体，大力建设沿海金色产业带，从企业、产业基地、区域经济三个层面建立生态工业体系，是开发区未来发展的重点。为此滨海工业园区内将有大量热用户，用焚烧污泥产生的蒸汽来发电和集中供热，既达到污泥焚烧综合利用之目的，同时又为开发区节能减排、招商引资创造了较好的条件，这必将成为滨海园区生态经济发展的一个重要支撑。综上所述，为了某市的基础设施完备，为解决某市污泥带来的环保问题，为地方经济的发展，在某市建设一个污泥焚烧综合利用的热电企业是十分必要的。1.4.3环境保护的需要污水处理厂脱水污泥含水率高，成分非常复杂，不仅含大量有机质，而且还含有很多病原微生物，并伴有恶臭，同时还因受接受工业废水的影响，城市污水厂污泥中还可能含有较多的重金属的有毒物质。因此，寻求经济有效的减量化，无害化和资源化的污泥处理利用技术具有重要的意义。城市的环境保护是城市发展必不可少的组成部分，随着城市的发展，环境保护的地位也将日趋重要，污水处理、污泥处置都是环境保护中的重要组成部分。对某市污泥集中处置，可以大大减小污水处理厂脱水污泥对大气环境的影响。目前某经济技术开发区滨海园区现有小型工业锅炉众多,锅炉吨位小,热效率非常低,一般仅为40%～65%,尾部除尘装置简陋落后,除尘效率较低,因此烟囱排放烟尘浓度较高;加上小锅炉没有脱硫设施,锅炉烟气脱硫率近似为0,随烟气排放烟尘浓度也很高;因此工业锅炉的大量投产运行,不但造成能源的严重浪费,而且对环境也造成了严重的污染。采用热电联产，集中供热，燃烧技术先进的大容量锅炉代替小锅炉，效率提高到85%以上，节约了能源，而且采用高效的布袋除尘器，除尘效率达到99.8%以上，大幅度减少了烟尘的排放；另外，循环流化床燃烧技术可实现炉内脱硫，再加上烟气脱硫，总脱硫效率达到90%以上，循环流化床锅炉的低温燃烧特性使NOx的生产和排放大幅度减少。因此采用热电联供既解决了能源浪费的问题，同时也大幅度的减少了对环境的污染。符合国家的产业政策和环保政策。1.4.4有利于温室气体减排的需要作为一项环保和绿色能源工程，对某市污泥集中处置能避免脱水污泥直接填埋所产生的甲烷气体的排放，能减少热电厂或污泥焚烧厂煤炭燃料的使用量和二氧化碳气体的排放量，从而有效改善温室效应和全球气候变暖以及由此产生的一切不良危害。1.4.5减轻城市垃圾填埋场负担的需要某市城市污水厂污泥现状主要是将脱水污泥运至垃圾填埋场填埋，填埋带来了较大危害，具体包括：（1）缩短垃圾填埋场使用年限；（2）对垃圾填埋场的环境造成了极大的污染；（3）污泥含水率太高，给填埋作业造成了极大的困难；（4）严重影响填埋场垃圾渗滤液的收集和处理系统；（5）污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡，给填埋场带来极大的安全隐患。因此，对某市污泥集中处置，可以大大减轻城市垃圾填埋场的沉重负担。1.4.6改善生活的需要对某市污泥集中处置，可以大大提高某市的污水收集率、污水处理率、处理设施利用率和污泥稳定减量化率，从而进一步提高整个地区的水环境质量，有利于保护和改善人民群众的身体健康，维护社会的安定团结。1.4.7保护水源的需要对某市污泥集中处置，可以避免脱水污泥因易流失、易产生渗沥液而造成的地面水污染和地下水的污染，对保护某市各类给水水源的水质意义重大。1.4.8结论综上所述，对污泥进行资源化综合利用必将加快促进某市经济的可持续发展。一方面，对污泥进行焚烧发电，利用污泥的固有热值发电，是一种变废为宝、节约资源的措施；同时，减少了污泥填埋，不仅节约了土地资源，而且减少了污泥填埋产生的渗沥水对地下水和地表水的污染，保护了宝贵的水资源。因此，对某市污泥集中处置是势在必行，是非常迫切的、必要的。1.5主要设计技术原则贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家的相关法规、政策、规范和标准。在污水处理的同时，必须对污泥进行最终处置，在提高污水处理率的同时，提高污泥处置率。通过工程实施，使污水厂污泥得到减量化、稳定化、无害化、资源化，予以综合利用。采用适合某市的实际情况的处置工艺，实现全市污水“处理分散化、处置集约化、技术成熟化、目标阶段化”的处理处置战略，预留将来发展空间。采用成熟、可靠、安全、经济的处置工艺，实现污泥的“减量化、稳定化、无害化、资源化”，建立可靠、安全、环保的污泥处理中心。充分应用“四新”技术，工程方案科学、合理、经济，总体水平达到国际先进水平。遵循因地制宜原则，根据污泥产量、成分以及处理、运行成本选择处理工艺，在溶入高新科研技术的同时，还根据具体情况简化配置，以控制投资规模。保护环境，严格控制水、泥、渣、臭气、干化尾气、噪声等二次污染。污泥焚烧炉采用在国内已有成熟运行经验的循环流化床污泥焚烧炉，焚烧炉设备由国内锅炉厂配套制造。根据城市规划，该区块今后供热前景看好，因此，汽轮发电机组采用既能发电、又能供热的抽凝式汽轮发电机组。焚烧炉烟气采用半干法脱酸（SOX、NOX、HCL等）加布袋除尘，并留有加活性碳吸附重金属和二恶英的余地；处理结果达到我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》的要求。焚烧热电厂发电上网电压等级为110kV，送邻近的山河220kV变电所并网。根据当地水资源条件，工业用水采用江水，生活用水采用自来水，汽机凝汽器等冷却水采用闭式循环。考虑到焚烧炉过热蒸汽喷水减温的要求及地表水水质条件，化学水处理按反渗透加混床除盐进行设置。项目以处理焚烧污泥为目的，按装热电机组执行“以热定电”原则，为满足开发区用汽需要，电量不足部分由地区电网供给。第二章某市污泥概况及处置现状2.1某市污泥处置现状目前某市污水处理厂的污泥最终处置方法多为送到垃圾填埋场进行填埋，有的是寻找周边空地露天堆放，少部分用作农业或园林肥料。但随着城市化进程的加快，城市规模的不断扩大，可供污泥填埋的场地越来越难以寻找，运输成本也在不断增加。未经厌氧消化或消化不彻底的污泥采用露天堆放处理，污泥中的有机物分解散发出臭气等有害物质，对周围空气造成严重污染，污泥中的病菌和重金属等会渗透到地下对地下水产生污染。城市污泥将成为某面临的又一个城市废物处理难题，对环境形成新的危害。综观世界各国，城市污泥的处理方法主要有用作肥料、卫生填埋和焚烧三种。城市污泥中含有氮和磷，具有较好的肥料特性，但污泥中含有少量重金属，这样会污染土壤，被庄稼吸收后，可通过食物链进入人体内，对人类身体健康造成危害，因此不宜用作肥料。卫生填埋和城市生活垃圾填埋处理的方法一样，即将污泥贮存在污泥池中，污泥池用高分子膜简单地在池里面铺一层，而污泥仍完全暴露在空气中。长期下去不但占用的土地会越来越多，而且对周围的环境造成污染。即便如此，也解决不了日益增长的污泥带来的环保和占用土地问题。另外采用填埋也不符合某作为全国环保模范城市、生态城市的发展要求。因此如何稳定化、无害化、减量化和资源化处理污泥已成为政府和环保工作者迫切需要解决的问题。焚烧处理是将污泥作为一种固体废弃物看待，像城市生活垃圾一样进行无害化、资源化、减量化处理。利用先进的燃烧技术，经焚烧后污泥将缩容95%以上，有毒有机物经高温彻底分解，焚烧产生的蒸汽可用于发电，灰、渣可以进行综合利用。2.2某市污泥产生量预测作为污水处理的副产品，脱水污泥的产量与性质受到污水处理厂所采取的污水处理工艺的直接影响。一般地，污水处理厂产生的含水污泥在未经脱水处理前其污泥含水率为97%-99.4%左右，经浓缩处理后含水率在92%-97.5%左右，经机械脱水处理后，含水率一般在80%左右。污水处理厂产生的污泥一般含有0.6%-3%的干物质，脱水污泥一般含有20%左右的干物质。2.2.1污泥量预测途径对污泥量预测的准确与否，直接关系到污水处理厂污泥处置工程的规模。一般预测和确定城市污水处理厂污泥量的基本途径有两种。一是通过污水厂进、出水水质理论计算确定（简称理论计算法），一是通过实测统计的单位污水的干污泥产量计算确定（简称统计计算法）。两种方法各有优缺点，前一种预测途径需要较完备的设计资料和水质监测数据，计算值较有针对性和特殊性；后一种预测途径需要一定的统计资料和普查资料，计算值具有统一性和一般性。本项目根据已经掌握的基础资料，拟采用理论计算法和统计计算法对污泥产量进行双重预测和复核，以提高污泥产量预测的准确性。2.2.2污水处理量的统计某市城市污水系统主要分为四大片，即中心片、东片、西片和经济技术开发区滨海园区。中心片污水处理厂于2000年批准立项建设，主要负责鹿城东片区、鹿城中片区、七都岛片区、梧田片区、仙岩丽等地区的污水处理，建设地点位于某市杨府山涂村。总处理规模40万吨/日，一期20万吨/日已经投运。东片区污水处理厂于2005年批准立项建设，主要处理城市生活污水和工业废水，建设地点位于龙湾区滨海大道以西、小徒门村以东的区域。总处理规模为30万吨/日，一期工程建成后日处理污水10万吨。西片区污水处理厂位于鹿城区双屿卧旗山旁。总处理规模为30万吨/日，一期工程建成后日处理污水10万吨。某经济技术开发区滨海园区污水处理厂总处理规模为15万吨/日，一期工程建成后日处理污水5万吨。以上4座污水处理厂，全部建成后总处理污水规模将达到115万吨/日。另外，某市区各大企业、专业生产基地等自备污水处理厂的污水处理规模为15-20万吨/日。连同上述4座污水处理厂，合计污水处理量为130-135万吨/日。2.2.3污泥量理论预测值假定某污水处理厂处理水量为135万m3/d，进水COD为320mg/L、进水BOD5为190mg/L，出水COD不大于180mg/L、出水BOD5不大于30mg/L。根据污水处理厂的设计水质，污水处理厂的污泥产率取1.0kgDS/去除kgBOD5，污泥含水率取80%，污泥产量为1440吨/日（含水率80%）。2.2.4污泥量统计预测值某市的污水处理厂与我国目前建设的城市二级污水处理厂一样，一般均采用活性污泥法。污泥的性质主要受污水成分的影响，而产量则同时受到包括水量、水质、污水处理工艺路线和技术参数选取（如泥龄）、运行管理等多方面因素的影响。与西方国家相比，由于排水系统的设置和居民厨余、粪便的排放渠道不同（国内大多数城市的居民厨余随垃圾排放，粪便则进入化粪池），我国城市污水产泥较低。根据1996年对全国29家运行中的城市污水处理厂的调查结果，每立方米污水的干污泥产量在100-300DSg（取：30-250DSg/m3）。通过多年的跟踪监测和综合分析，中国沿海地区的污泥产量统计值为：二级污水处理厂的每万m3污水产泥量按2.5吨污泥（干重）。（即干污泥产量为250DSg/m3）考虑到处理的污水中工业废水占相当大的比例，本项目从实际情况出发，综合考虑各种因素，统筹兼顾近远期，最终确定污泥产量的统计值为220DSg/m3（即每立方米污水的干污泥产量为220DSg），假定污水处理厂总处理水量为135万m3/d，污泥产量为1485吨/日（含水率80%）。2.2.5污泥产生量的确定通过对污泥产生量的预测和分析得知，理论计算法得到的污泥产生量为1440吨/日（含水率80%），统计计算法得到的污泥产生量为1485吨/日（含水率80%），本项目的污泥处理量为1500吨/日（含水率80%）。详见表2-1。表2-1某污水厂污泥产生情况片区名称一期污水量（万吨/日）总处理规模（万吨/日）总处理规模时污泥产量理论法产生污泥量（吨/日）统计法产生污泥量（吨/日）中心片区2040427440东片区1030320330西片区1030320330经济开发区515160165其它污水处理厂15-20213220总处理量60-65130-135144014852.3某市污泥的成分与热值污泥是污水处理过程产生物，主要由低级的有机物如氨基酸、腐植酸、细菌及其代谢产物、多环芳烃、杂环类化合物、有机硫化物、挥发性异臭物、有机氟化物等组成，此外，还含有无机物和汞、镉、铅等重金属物质。污泥是污水处理产生的容积最大的副产品，一般含水率为80左右，每万立方米污水处理量可产生10吨以上的污泥（按含水率80%左右的污泥计算）。城市污水处理厂产生的污泥成分见表2-2（以滨海园区污水处理厂为例）。烘干后（含水率40%）低位热值为6573KJ/kg(1570kcal/kg)。某污水处理厂中主要的皮革、电子电器、生物医药等行业水热值比较高，具有资源化利用价值。表2-2污水处理厂污泥成分表污泥成分分析结果收到基应用基含水率（%）8040灰分（%）10.5931.77干基挥发分（%）7.7823.33固定碳（%）1.634.90高位热值（kj/kg）2445(584kcal/kg)7327(1750kcal/kg)低位热值（kj/kg）517(123.5kcal/kg)6573(1570kcal/kg)全硫（%）0.401.19碳（%）5.4316.29氢（%）0.942.82氮（%）0.682.04氧（%）1.965.88污泥的热值随含水率的增加而降低,二者反比呈线性关系。2.4项目要求污泥处置能力日处理量为1500吨/日含水率为80%左右的脱水污泥。第三章热负荷及电力系统3.1热负荷3.1.1供热现状某经济技术开发区滨海园区总规划用地面积为35.2km2，一、二期用地为16.3km2左右，三期拓展区18.9km2左右。目前区域内工业用热企业有23家，目前均采用分散小锅炉供热。主些企业主要以橡胶、制药和服饰企业为主，热用户大多为小用户，用汽均为生产工艺型用汽，大部分产品均为三班制生产，热负荷比较稳定，波动较小。根据现场调查及业主提供的资料，某经济技术开发区滨海新区现有登记在册的1t/h以上锅炉情况如下表3-1。表3-1滨海新区现有锅炉一览表序号热用户锅炉型号容量t/h台数备注1浙江云中马染织实业SZL10-1.25-AⅡ1012某大自然金属簿板SZL10-1.25-AⅡ1013某市长江合成革SZL10-1.25-AⅡSZL6-1.25-AⅡ106114某市金乳牛冷冻食品SZL6-1.25-AⅡ615某浙东水泥制品SZL6-1.6-AⅡ626某泰珠集团DZL6-1.27-AⅢDZL2-1.0-AⅡ62117某路易诗兰滨海服饰DZL4-1.25-AⅡDZL2-1.25-AⅡ42118某市澳伦多兰服饰DZL4-1.25-AⅡ419某法派实业DZL4-1.25-AⅡ4210某顺福包装DZL4-1.25-AⅡ4111某日胜鞋材WNS4-1.25Y(Q)4112某汇浩亚麻纺织DZL4-1.25-AⅡ4113某特斯鞋材DZL4-1.25-AⅡ4114某弘合布业DZL4-1.25-AⅡ4115某太古可口可乐饮料WNS5-1.25Y(Q)5116某宇田树脂DZL4-1.25-AⅡ4117浙江欧健医用器材DZL2-1.0-AⅡ2118某市新派服饰DZL2-1.0-AⅡ2119某永旭金属DZL2-1.0-AⅡ2120浙江阔帅服饰DZL2-1.0-AⅡ2121某市北极鸥服饰DZL2-1.0-AⅡ2122某日正金属材料WNS1.0-0.7Y(Q)1123某亿力机械WNS1-1.0Y(Q)11合计11128这些分散小锅炉效率低，严重污染环境。随着进区企业的日益增多，及时建设热源厂势在必行。根据用户锅炉使用情况及用煤量调查，规划供热区内现有热用户用热状况详见表3-2。表3-2滨海新区现有热用户用热状况序号热用户名称生产班次用汽参数用热方式热用户用热负荷(t/h)压力MPa温度℃采暖期非采暖期最大平均最小最大平均最小1浙江云中马染织实业30.5饱和直接3.83.12.43.62.92.22某大自然金属簿板30.5饱和直接2.72.21.82.62.11.73某市长江合成革30.4饱和直接4.13.63.13.83.42.84某市金乳牛冷冻食品30.4饱和直接1.81.61.11.71.51.15某浙东水泥制品30.8饱和直接2.11.71.41.91.61.36某泰珠集团30.6饱和直接1.81.41.11.81.41.17某路易诗兰滨海服饰20.6饱和直接0.90.70.50.80.60.58某市澳伦多兰服饰30.4饱和直接0.70.50.30.70.40.39某法派实业10.5饱和直接1.81.51.11.61.41.110某顺福包装30.5饱和直接0.50.40.30.50.30.211某日胜鞋材30.4饱和直接0.60.50.40.50.40.312某汇浩亚麻纺织30.4饱和直接0.50.20.10.50.20.113某特斯鞋材30.4饱和直接0.90.70.50.80.60.414某弘合布业30.4饱和直接0.70.50.40.70.50.415某太古可口可乐饮料30.4饱和直接1.10.60.51.10.50.316某宇田树脂30.4饱和直接0.80.60.40.70.60.417浙江欧健医用器材20.6饱和直接0.80.60.50.70.40.318某市新派服饰30.6饱和直接0.50.30.20.50.30.219某永旭金属30.5饱和直接0.50.30.20.50.30.220浙江阔帅服饰30.5饱和直接0.60.40.30.50.30.221某市北极鸥服饰30.4饱和直接0.50.30.20.40.30.222某日正金属材料20.5饱和直接0.40.30.20.40.30.223某亿力机械30.4饱和直接0.40.30.20.30.20.1合计28.522.317.226.620.515.63.1.2本项目建成时的热负荷根据某经济技术开发区滨海新区集中供热规划（评审稿），本污泥热电项目为某经济技术开发区滨海新区唯一的集中供热热源点，根据对热用户的调查，在拟建热电厂供热规划区范围内，本项目建成时（近期内）主要为现有工业热用户23家供热。以上23家热用户为本项目建成时的供热用户，根据统计，本项目建成时的总热负荷如下：（详见表3-3本项目建成时的热负荷表）。采暖期：平均22.3t/h，最大28.5t/h，最小17.2t/h非采暖期：平均20.5t/h，最大26.6t/h，最小15.6t/h表3-3本项目建成时的热负荷表序号热用户名称生产班次用汽参数用热方式本项目建成时热负荷(t/h)压力MPa温度℃采暖期非采暖期最大平均最小最大平均最小1浙江云中马染织实业30.5饱和直接3.83.12.43.62.92.22某大自然金属簿板30.5饱和直接2.72.21.82.62.11.73某市长江合成革30.4饱和直接4.13.63.13.83.42.84某市金乳牛冷冻食品30.4饱和直接1.81.61.11.71.51.15某浙东水泥制品30.8饱和直接2.11.71.41.91.61.36某泰珠集团30.6饱和直接1.81.41.11.81.41.17某路易诗兰滨海服饰20.6饱和直接0.90.70.50.80.60.58某市澳伦多兰服饰30.4饱和直接0.70.50.30.70.40.39某法派实业10.5饱和直接1.81.51.11.61.41.110某顺福包装30.5饱和直接0.50.40.30.50.30.211某日胜鞋材30.4饱和直接0.60.50.40.50.40.312某汇浩亚麻纺织30.4饱和直接0.50.20.10.50.20.113某特斯鞋材30.4饱和直接0.90.70.50.80.60.414某弘合布业30.4饱和直接0.70.50.40.70.50.415某太古可口可乐饮料30.4饱和直接1.10.60.51.10.50.316某宇田树脂30.4饱和直接0.80.60.40.70.60.417浙江欧健医用器材20.6饱和直接0.80.60.50.70.40.318某市新派服饰30.6饱和直接0.50.30.20.50.30.219某永旭金属30.5饱和直接0.50.30.20.50.30.220浙江阔帅服饰30.5饱和直接0.60.40.30.50.30.221某市北极鸥服饰30.4饱和直接0.50.30.20.40.30.222某日正金属材料20.5饱和直接0.40.30.20.40.30.223某亿力机械30.4饱和直接0.40.30.20.30.20.1合计28.522.317.226.620.515.63.1.3规划热负荷某经济技术开发区滨海新区目前尚在引资和开发阶段，落户企业还没有完全确定，对发展规划热负荷，根据某经济技术开发区滨海新区集中供热规划（评审稿）确定，作为某经济技术开发区滨海新区唯一热源点的本项目，中远期规划热负荷为最大385t/h，平均275t/h，最小210t/h。根据园区企业落户及用热情况，本项目业主应及时上报热电联产扩建项目以满足工业园区内供热要求。3.1.4热负荷特性及热用户用汽参数由热负荷的调查情况可知，本项目热用户绝大部分是工业热负荷，这些用热企业中，部分以三班制连续运行，部分以一班或二班制运行。最大热负荷与最小热负荷相差较小，总体来说热负荷日波动较小，同时与生产季节的淡旺有关，但采暖期与非采暖期变化不大。由于热用户用热方式大部分是直接加热，对蒸汽压力的要求不高，目前生产用汽大多为0.5MPa（A）饱和蒸汽。3.1.5设计热负荷及供热参数的确定根据上述对热负荷的调查情况，可得出本热电厂建成时的外供热负荷，详见表3-4。表3-4热电厂建成时的热负荷统计表序号名称采暖期（t/h）非采暖期（t/h）最大平均最小最大平均最小1项目建成时热负荷28.522.317.226.620.515.62同时使用系数0.80.850.90.80.850.93考虑使用系数后22.818.915.521.317.414.1本项目热用户最远供热直线距离约4km。根据热网的水力计算和规划发展要求，本项目的供热参数（汽机抽汽压力）定为0.98MPa（A），根据汽轮机的热力特性，抽汽温度约为265℃热用户用汽负荷折算到汽机抽汽参数（热电厂出口的蒸汽参数），得到本热电厂建成时的设计热负荷为：采暖期：最大：21.7t/h；平均：18.0t/h；非采暖期：平均：16.5t/h；最小：13.4t/h。3.1.6年持续热负荷曲线及设备年利用小时数由热负荷特性可知，本项目热用户热负荷日波动较小，并与季节性影响不大，但与生产季节淡旺有关。本设计选取了用汽量较大的浙江云中染织实业有限公司作为典型热用户，绘制了其典型日负荷曲线及年平均热负荷曲线，详见图3-1、3-2；并根据热电厂的设计热负荷分别绘制了热电厂日负荷曲线、年平均负荷曲线和年持续负荷曲线，详见图3-3、3-4、3－5。根据浙江省多个热电厂的运行实际情况，设备年利用小时数取用6500h是比较符合实际的，故在计算技术经济指标时，按年利用小时数6500h计算。3.1.7凝结水回收本热电厂外供热用户生产工艺热负荷多为直接用汽，只有少部分企业的工艺用汽产生凝结水，但凝结水量较少，而且凝结水水质较差，故本设计暂不考虑凝结水的回收。而用于污泥干化系统的蒸汽采用表面式加热，凝结水全部回收。3.2电力系统3.2.1电网现状3.2.1.1电源至2006年底，某电网中统调电厂3座,，总装机容量199.32万kW，分别是：1）某电厂装机总容量147万kW，以110kV和220kV电压等级上网。2）龙湾燃机电厂装机总容量32.32万kW，以220kV电压等级上网。3）珊溪水电站装机总容量20万kW，以220kV电压等级上网。某电网小火、水电装机总容量为116.2万kW，其中6000kW及以上水电装机24.3万kW，火电装机16.7万kW，6000kW以下小水电装机34.2万kW，小火电及热电装机40.1万kW。3.2.1.2变电设备至2006年底，某电网拥有500kV变电所2座，主变4台，总容量350万kVA，分别为：瓯海变275kVA，南雁变75kVA。220kV公用变电所15座，主变34台，容量528万kVA。100kV变电所75座，主变143台，总容量564.75万kVA。35kV公用变电所82座，主变149台，总容量168.73万VA；用户变8座，主变15台，容量2.867万kVA。3.2.1.3由于经济的持续快速增长，某电网的用电负荷迅猛增长，虽然经过前几年电力设施的加快建设，电力供应有所好转，但仍显不足，仍出现拉闸限电现象。3.2.2负荷预测和分析在某经济高速增长的带动下，某电网的电力电量需求也呈现出持续快速增长的态势，2006年某电网的最高负荷已达381.2万kW，预测到2010年用电最高负荷将达650万kW。3.2.3污泥热电项目与系统的连接本污泥焚烧热电项目本期建设规模为1台18MW汽轮发电机组，至2009年底建成投产时，扣除自用部分电量后约有1.4万kW上网，对于某2010年预测的650万kW用电负荷来说，不形成大的影响，但可以补充开发区局部供电的平衡。本热电项目拟以110kV电压等级与新区内的天河变电所连接并入某电网。第四章建设规模4.1建设规模确定原则1.以某市污水处理量预测确定本期污泥处理规模。2.作为规划的滨海新区的唯一热源点，以规划区内近期热负荷作为本期工程的供热机组建设规模，以中远期热负荷确定供热机组的终期规模。3.以新区供热负荷和污泥干化用汽负荷总量确定汽轮发电机组和锅炉建设规模，并符合资源综合利用电厂的建设要求。4.2新区供汽负荷及污泥干化用汽负荷4.2.1新区供汽负荷根据前面章节对新区内工业用汽负荷的分析及热力规划，新区内近期供热负荷考虑同时使用系数并折算到汽机抽汽参数（热电厂出口的蒸汽参数），得到本项目建成时的设计热负荷为：采暖期：最大：21.7t/h；平均：18.0t/h；非采暖期：平均：16.5t/h；最小：13.4t/h。中远期供热负荷为：最大385t/h，平均275t/h，最小210t/h4.2.2污泥干化用汽负荷污泥干化为每天24小时运行，每天干化1500t污泥需用蒸汽1410t，折算为平均58.7t/h，考虑干化系统的运行稳定性和连续性，最大干化用汽量为65.4t/h，最小干化用汽量为55.8t/h，蒸汽参数为0.5Mpa，158℃根据后面汽机的选型，考虑折算系数后本项目建成时的干化用汽量为：最大62.4t/h，平均56.1t/h，最小53.4t/h4.3推荐建设规模及污泥干化配置的确定4.3.1建设规模根据以上污泥量分析及干化用汽分析和热负荷分析，建设规模为：项目污泥处理规模为日处理湿污泥1500吨。项目建设二台75t/h高温高压循环流化床锅炉，每台锅炉的污泥焚烧量为750t/d，配一台CC18的双抽凝汽式汽轮发电机组及相应的配套设施。4.3.2污泥干化配置的确定本项目污泥原始含水率为80%左右，干燥后的污泥含水率控制在40%左右。污泥量缩减为原来的四分之一左右。污泥干化配置的各项技术指标符合国家规定的各规范和标准。第五章污泥干化处理工艺技术及热电联供系统机组选型5.1污泥干化工艺技术方案的选定5.1.1污泥干化工艺技术概况5.1.1.1干化的机理干化是为了去除污泥中的水分，提高污泥的热值，水分的去除要经历两个主要过程：蒸发过程：物料表面的水分汽化，因物料表面的水蒸气压低于介质（气体）中的水蒸气分压，水分从物料表面进入介质。扩散过程：是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿度低于物料内部湿度，此时需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。上述两个过程的持续、交替进行，基本上反映了干化的机理。干化是由表面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成，并行不悖的过程来完成的，一般来说，水分的扩散速度随着污泥颗粒干化度增加而不断降低，而表面水分的汽化速度则随着干化度增加而增加。由于扩散速度主要是热能推动的，对于热对流系统来说，干化器一般均采用并流工艺，多数工艺的热能供给是逐步下降的，这样就造成在后半段高干度产品干化速度的减低。对热传导系统来说，当污泥的表面含湿量降低后，其换热效率急速下降，因此必须有更大的换热表面积才能完成最后一段水分的蒸发。5.1.1.2污泥干化的主要类型按污泥被干燥的程度不同，将污泥干化后含水率不同暂称为全干化和半干化两种，全干化工艺将污泥的含水率降至10%以下，半干化工艺将污泥的含水率降至30%左右。按污泥干燥的形式，将污泥干化分为直接干化和间接干化两种，直接干化是利用热的干燥介质（如烟气）与污泥直接接触，以对流方式传递热量，并将蒸发的水分带走；间接干化是利用传导方式由热媒（如蒸汽等）通过金属壁面向污泥传递热量，蒸发的水分通过载气（如空气）带走并洗涤冷凝。全干化和半干化工艺的选择主要取决于污泥干燥的目的，如污泥干燥的目的是减量化和资源化，建议采用半干化工艺；如污泥干燥的目的是卫生化，建议采用全干化工艺。从全干化和半干化工艺的复杂程度、可操作性方面以及安全方面存在较大的差异。直接干化和间接干化的选择主要取决于地方的经济发展水平，如地方经济相对落后，政府或企业能承受的建设投资和运行成本非常有限，倾向采用直接干化工艺；如地方经济相对发达、对环保要求相对严格，政府或企业具备一定的运行补贴能力，倾向采用间接干化工艺。在沿海地区城市，一般采用间接干化的处理工艺。5.1.2污泥干化工艺路线确定的原则和依据5.1.2.1技术路线应成熟、先进、可靠和操作安全的特点。并达到减量化、无害化的目的。5.1.2.2技术路线应为满足国家环保标准提供技术保障。5.1.2.3技术路线必须满足国家节能减排的政策要求。5.1.2.4技术路线的建设投资应相对较低。5.1.2.5技术路线的运行成本应控制在当地政府或企业所能承受的范围内，并尽量降低运行成本。5.1.3污泥干化工艺技术比选5.1.3.1直接干化和间接干化的比选污泥干化的加热方式可以分为直接干化和间接干化，直接干化是将高温烟气直接引入干化器，通过气体与湿物料的接触、对流进行换热。直接干化将增加污染性气体。采用烟气进行直接干化的方法，如转鼓干化机，主要发源于日本和德国等国。但是，对于污泥处理量较大的应用场合，由于其安全性，经济性和设备庞大等问题，目前德国等国已经基本不再采用。间接干化是将高温烟气的热量通过热交换器，传给蒸汽，蒸汽在一个封闭的回路中循环，与污泥没有接触。间接干化存在一定的热损失，但需要处理的烟气量小，不会产生二次污染。直接干化和间接干化的各项指标比较见下表5-1。表5-1直接干化和间接干化工艺比选比较项目直接干化间接干化干燥机外形图工作原理脱水污泥在回转筒体内壁上提升器的作用