污泥电厂锅炉掺烧的成本解析

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1、2011年5月笔者曾写过一篇题为《电厂锅炉掺烧废弃物：中国环保业界之癌》的文章。将近一年过去了，又见更多的掺烧项目上马投产，掺烧之势似乎已不可阻挡。这种“技术”之所以流行，其中一个最主要的原因是它“便宜”。对此，至今似乎还没有人质疑。本文和接下来的几篇将分析几个不同类型的电厂锅炉掺烧实例。通过实例，我们不难发现，所谓电厂掺烧“便宜”的说法恐怕就不再成立了。 一、计算依据隋树波、杨全业发表在《山东电力技术》2010 年第6 期上的文章“污泥干化焚烧系统在燃煤电站锅炉应用”（以下简称《隋文》）。该文详细描述了山东华能临沂发电有限公司利用电

2、厂循环流化床锅炉高温烟气对污泥进行干化后处置的项目实例和设计理念。有关华能临沂污泥处置项目的介绍还来自网上：“华能临沂电厂始建于1958年，1997年改制成立有限责任公司，2008年底划归华能集团运营管理。现有5台14万千瓦热电联产机组。华能临沂电厂在服务地方经济发展，提供清洁能源的同时，还积极履行社会责任，承担了临沂市城区集中供热任务和临沂市以及周边县区所有污水处理厂产生污泥的处置任务。2009年底，华能临沂电厂建成山东省内最大的污泥干化焚烧项目，利用电厂锅炉尾部烟气余热直接接触污泥进行干化，将干化后的污泥掺入原煤进入锅炉进行高温焚

3、烧处理。彻底解决了城市污水处理厂产生污泥的排放难题”。据《临沂日报》20091229期 “力保碧水蓝天——— 华能临沂发电有限公司全力确保迎淮” 专题报道，“项目规划建设3套污泥干化焚烧装置，概算总投资2890万元，日处理湿态污泥 500吨，一期工程建设两套日处理能力168吨的污泥干化焚烧装置”。另据2010-04-29报道“淄博、威海党政考察团到华能临沂发电公司考察污泥焚烧发电项目”，“自（2010年）1月24日投入运营以来，目前设备运转良好，每天处理150吨左右的污泥”。有关经济参数，参考山东省发改委《关于华能临沂发电公司污泥干化

4、焚烧发电上网电价的批复——鲁价格发〔2010〕138号》和《关于华能临沂发电公司污泥干化焚烧发电上网电价的批复——鲁价格发[2011]31号》。 二、计算条件和取值华能临沂电厂锅炉为SG－435/13.7－M765 型超高压自然循环锅炉，配套135MW 发电机组。查该类型锅炉的蒸汽参数一般为13.7MPa、540度，主蒸汽流量440~490t/h，再热蒸汽流量361~430t/h，再热蒸汽进/出口压力2.76~4.02/2.53~3.76MPa.g。已知再热蒸汽参数，可以计算得到再热循环发电的蒸汽耗约3.04kg/kW。 1、脱水污泥

5、性质假设某种污泥的干基低位热值2757大卡/公斤。湿泥含固率按20%考虑，湿基污泥量150吨/日。此时，湿泥的收到基构成可能为： 燃料的剩余水分M80.00灰分A6.16碳C6.72氢H0.92氧O6.10氮N0.06硫S0.04             2、燃煤热值用于计算的燃煤性质如下（取自《郑州热电厂670t/h锅炉双稳燃宽调节浓淡煤粉燃烧器应用》）： 燃料的剩余水分M9.14灰分A26.30碳C54.41氢H2.74氧O6.17氮N0.84硫S0.40干基低位热值为5439大卡/公斤。 3、热干化从高温空预器出口抽取高温烟气，

6、采用直接干化设备对脱水污泥进行热干化。主要取值如下：—— 抽取烟气量35000Nm3/h（见《隋文》）；—— 烟气温度350度（见《隋文》）；—— 干化处置电耗360kW（见《隋文》）；—— 日吨湿基处理量投资5.8万元（据临沂日报，三条线投资2890万元）；—— 人员数量：5人—— 年维护成本相当于初始设备投资的比例：3%—— 入口含固率20%，干化出口含固率60%；热干化后的污泥去电厂循环流化床锅炉处置。 4、循环流化床锅炉设循环流化床锅炉实际蒸发量427吨/小时（此时发电量约135MW），蒸汽参数：压力 13.7MPa，温度54

7、0度，给水150度。对热干化后污泥入循环流化床锅炉处置的技术经济分析，是基于不处置污泥时与处置污泥时的前后比较。过剩空气系数均取1.22。不处置污泥时，设排烟温度120度，以此时排出锅炉的湿烟气量（设1200度）为基本参考。处置污泥时，有两种工况：蒸发量不变（锅炉出口湿烟气量增加）和蒸发量减少（锅炉出口湿烟气量不变）。由于部分污泥携带的水分进入锅炉，排烟温度将有所提高（设130度）。从锅炉进煤口到出灰渣口、排烟口的锅炉全系统设为一个热工系，进行热平衡计算。不考虑蒸汽系统内部进行抽汽、再热以及发电、供热比例方面的变化。所有焚烧的灰渣处置

8、成本均暂不考虑。 锅炉作为“处置设施”处置污泥，可能会产生的“处置成本”如下：—— 锅炉的热效率降低，单位蒸汽产量的煤耗增加；—— 蒸汽减产，减产蒸汽部分有利润损失；—— 蒸汽减产，吨蒸汽产能的电耗成本分摊上升；—— 原