常州广源热电何以要改弦更张?——电厂直接掺烧湿泥的真实能耗
wunichuli88
2013年11月26日 14:35:37
来自于污泥处理
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本帖最后由 wunichuli88 于 2013-11-26 14:56 编辑    提起污泥到电厂处置,不能不提到业内大名鼎鼎的所谓“常州模式”。  “常州模式”的提法似乎最早见于《江苏经济报》2007年3月4日的一篇报道《江苏常州污泥焚烧模式“开花结果”》 。文章称:“随着城市生活污水处理厂建设数量的增加和规模的扩大,在实现‘污浊变清流’的同时也产生大量的污泥,成为我省各个城市的‘沉重包袱’。记者近日采访获悉,这一难题在我省常州市已率先攻克:利用热电厂的循环流化床锅炉,来‘吃掉’污水处理厂产生的污泥,成功走出了一条‘无害化、资源化、减量化’的新路。常州市的这一成功做法,得到了省相关部门的大力推崇。目前,我省已把‘常州模式’巧妙‘移植’到近10个城市。

本帖最后由 wunichuli88 于 2013-11-26 14:56 编辑


 


  提起污泥到电厂处置,不能不提到业内大名鼎鼎的所谓“常州模式”

  “常州模式”的提法似乎最早见于《江苏经济报》2007年3月4日的一篇报道《江苏常州污泥焚烧模式“开花结果”》 。文章称:“随着城市生活污水处理厂建设数量的增加和规模的扩大,在实现‘污浊变清流’的同时也产生大量的污泥,成为我省各个城市的‘沉重包袱’。记者近日采访获悉,这一难题在我省常州市已率先攻克:利用热电厂的循环流化床锅炉,来‘吃掉’污水处理厂产生的污泥,成功走出了一条‘无害化、资源化、减量化’的新路。常州市的这一成功做法,得到了省相关部门的大力推崇。目前,我省已把‘常州模式’巧妙‘移植’到近10个城市。

  当常州市利用循环流化床锅炉,焚烧城市污水处理厂脱水污泥成功之后,先后被国家和江苏省推举为污泥处置的示范工程,在省内积极推广。目前,已有上海、深圳、宁波、合肥、西安、苏州、无锡、南通等近10个城市,积极将‘常州模式’引入本地‘开花结果’”。

  对常州处理污泥的报道非常多,比较全面的是2006年7月11日刊登在《中国环境报》上的一篇综合报道《江苏常州城市污泥锅炉焚烧技术受青睐》(以下简称《青睐》),该文详细介绍了常州模式的具体内容,并在这一项目注入了多项重要宣传理念。

  第一,由环保部门对技术和运作模式进行背书,对环境排放层面的一切予以认定:“近日,江苏省环保厅向全省各地推广了常州市处理城市污水处理厂污泥的处置技术和运作模式。经过现场调查,江苏省环保厅认为,常州市在‘资源化’处置污泥方面在全省率先迈出了一步,有效解决了城区污泥的处置问题”。

  第二,将其定义为一项自主创新的技术,以获得国家的政策和财政支持:“经过认真调研并与高校、电厂、锅炉厂等多次交流,逐步确立了依托电厂现有的燃煤锅炉,通过技术改造,将脱水污泥按比例掺杂在煤块中进行焚烧的构想”,“利用循环流化床锅炉焚烧城市污水处理厂的脱水污泥,在国内尚无先例,在国外也属业内机密”。“2005年3月,由江苏省建设厅组织专家组开始对脱水污泥焚烧项目进行评议和技术鉴定,鉴定结果为“具有广阔的应用前景,总体技术达到国内领先,接近国际水平。”

  第三,为规避国家加快小火电关停政策、使电厂尽快转入市政废弃物处置领域从而有效绑定政府功能做准备,在宣传层面将其上升到“突破行业壁垒创新协作模式”的高度:“城市脱水污泥焚烧项目通过技术鉴定后,常州市排水管理处与热电公司通过洽谈,确定了脱水污泥焚烧合作模式:由热电公司投资建设脱水污泥焚烧系统,并承担脱水污泥焚烧的日常运行和维护等工作。市排水管理处负责将脱水污泥运送到热电公司,按照合同规定,支付污泥焚烧的费用。为确保脱水污泥焚烧处置正常运行,市排水管理处与热电公司签订了无固定期限的长期合同。按照‘双赢’的原则,双方共同测算了脱水污泥焚烧成本,确定了污泥焚烧合同价格和今后调价政策。为确保脱水污泥焚烧的稳定性,由常州市建设局、经贸委、环保局对双方签订的脱水污泥焚烧合同进行共同见证,并承担了共同监督管理的义务”。

  第四,在处理处置效能方面予以全面肯定,并进行大力推广。“2005年11月,常州广源热电有限公司完成了3台75蒸吨的循环流化床锅炉焚烧污泥改造工程,并正式投入运行,常州市区5座污水处理厂的脱水污泥,开始全部送到广源热电公司焚烧,并逐步实现了城市污水处理厂脱水污泥的全量焚烧。从2005年11月以来,脱水污泥焚烧运行工况一直正常,平均每天焚烧脱水达177.3吨,日最大焚烧量达到了253.53吨,彻底解决了长期困绕城市环境的污泥处置问题。近日,常州市又确定,在2006年12月之前,在常州广源热电有限公司再改造两台75蒸吨的循环流化床锅炉,使公司每天焚烧能力扩大到400吨以上。同时,准备把江边污水处理厂旁的常州市新港电厂作为常州第二个焚烧脱水污泥的基地,计划改造3台75蒸吨的循环流化床锅炉,每天再增加焚烧能力200吨以上。

  目前,循环流化床锅炉焚烧脱水污泥技术已被建设部确定为科技示范工程。上海、深圳、宁波、合肥等许多城市都组织到常州市考察脱水污泥焚烧的成功做法,其中,南通市已签订了脱水污泥焚烧技术的引进合同。”

  在多年后我们来分析这一宣传口径,不难看出该文其实还是热电企业的视角。在污泥的产生端——排水界,“常州模式”最为吸引眼球的,其实是它所宣传的廉价处理成本。

  《经济参考报》2006年10月9日刊登的《民间资本趟出“市场化治污”新路》(以下简称《新路》)是一篇颇为煽情的报道:

  “‘环保困局’引发‘民资治污’。记者近日在苏南调研时发现,这里的民间资本以三种形式投身污染治理,不仅解决了政府的难题,企业也赚了钱,开创了民资‘市场化治污’的环保新路。

  在传统观念中,治污这种赔钱的买卖都是由政府运作的。我国1980年开始实行的‘谁污染谁治理’的模式因缺乏治污自觉性,环保部门监管乏力,结果污染长期得不到有效治理,不少地方环境恶化。‘治污困局’为民资提供了新机遇,在政府放宽治污的门槛后,一个巨大的治污市场‘蛋糕’呈现在民资面前。

  现在民间资本终于看到了‘治污’中蕴藏的商机,他们打破政府垄断,纷纷投身于污染治理,甚至出现了多家企业抢着治污的新鲜事。

  如今,常州市所属的城市污水处理厂产生的脱水污泥,全部通过常州广源热电有限公司循环流化床锅炉进行了焚烧。由于污泥与煤按比例和特殊工艺进行混合焚烧,经比利时专家测验,广源热电厂焚烧污泥产生的废气只有欧洲焚烧垃圾污染的1/20,每一吨污泥焚烧后只有3.5公斤。在焚烧过程中,所排放的二恶英、氮氧化物、硫化物及铅、镉、汞等污染物,经过系统处理,均优于焚烧污染控制的标准限值;所产生的灰渣也被收集再用于制砖等,消除了‘二次污染’。

  xxx副总经理谢江平给记者算了一笔他们的环保账:处理一万吨污水将产生五吨污泥,常州五座污水处理厂日产生污泥近200多吨。这些污泥填埋后将产生二次污染,在垃圾厂焚烧每吨1000元以上,单独建设焚烧装置的成本为每吨350元。而在热电厂内通过新技术焚烧,热电厂只收取每吨98元,不仅成本低,还可以发电,企业也得了实惠”。

  污泥能发电!

  污泥焚烧无污染!

  廉价的污泥处置能赚钱!

  常州模式给污泥处理处置业界贡献了三个振聋发聩的新概念,而这正是电厂掺烧火遍全国的开始。

  5年过去了,2011年1月25日《常州日报》上的一篇报道《江苏常州市排水管理处一年处置污泥8.5万吨》,让人对常州模式的巨大成功不禁产生了一丝怀疑。在总结了2010年“常州市排水管理处共处置污泥8.5万吨”的同时,提到“该处还加强与广源热电协调会商,督促其加快污泥焚烧设施的扩容及完善,包括污泥半干化系统和污泥深度脱水项目的建设投运”。

  xxx一向标榜湿泥焚烧如何廉价、如何有效,何以现在也要“半干化”?

  常州模式在推广过程中,常州排水处与广源热电报了多个部委的研究课题,得到过大量国家资金的支持,并多次获奖(中国住房和城乡建设部2008年华夏建设科学技术奖二等奖、全国总工会全国职工技术创新成果三等奖、市科学技术协会金桥工程重点项目等),但听说在个别评奖过程中也有遇到不小阻力,原因在于有专家对其环境安全性和能源合理性提出过质疑

  是“存在二次污染的危险”,还是“烟气排放达标”?是“能效低下”,还是“节能发电”?还是让我们一起还原一下“常州模式”的真实面目吧。

 


wunichuli88
2013年11月26日 14:42:58
2楼
本帖最后由 wunichuli88 于 2013-11-26 14:54 编辑




  杨敏等发表在《锅炉制造》2008 年第4 期上的文章“循环流化床锅炉在污泥焚烧中的工艺特性研究”(以下简称《研究》);
  万伟泳发表在《中国给水排水》2006 年9月期刊上的文章“城市污水处理厂脱水污泥的焚烧处置”(以下简称《处置》);
  常州排水处曹洪涛2007年8月题为《因地制宜 创新科技解决污泥处置行业性难题》的汇报材料(以下简称《难题》);
  吴越等发表在《环境保护科学》2009年5期上的文章《应用循环流化床锅炉掺烧城市污泥的技术研究》(以下简称《应用》)等;
  上述四篇文章描述了常州排水处与广源热电有限公司利用电厂循环流化床锅炉对湿泥进行掺烧处置的项目实例、设计理念和基本参数。
  关于湿泥直接焚烧项目的投资和成本,据《中国环境报》2010年11月24日专题文章《污泥处置不再陷“泥潭”——江苏减量化、热干化、混合焚烧、建材利用四大技术破解治泥难题》:“常州市热电公司与常州市排水管理处合作,对常州广源热电有限公司3台75吨/小时循环流化床锅炉进行了改造,并投资1200万元建成了污泥的贮存、输送、燃烧、控制系统,目前日处理污泥约200吨”。
  关于半干化改造项目的投资,参考常州市发展改革委《关于常州广泰环保科技有限公司城镇污水厂污泥处理项目核准的批复》(以下简称《批复》):“该项目估算总投资4800万元,包括:建安工程费4180万元”。
 


  根据2011年9月《常州xxx公司污泥焚烧装备技术改造项目第二次公示》:“常州xxx公司于1997年成立,于2002年搬迁至常州天宁经济开发区内,现有1台35t/h链条炉、5台75t/h循环流化床锅炉,并配套1台7MW双抽式汽轮发电机组、1台7MW背压式汽轮机组、1台15MW背压式汽轮发电机组”。
  用于污泥处置的锅炉是3台75t/h循环流化床锅炉(2#、3#、4#炉)。该公司总发电能力29 MW,2010年全年发电量2.03亿千瓦时,相当于发电机的实际运行日数292天(20300*10000/24/29000),其中对外供电率73.5%。全年蒸汽产量287万吨,对外供热150万吨,也就是说发电的蒸汽耗量在6.75公斤以上((2870000-1500000)/203000000),远高于业内平均值,发电效率低下。该公司是一个以供热为主的企业。
  75吨级锅炉的蒸汽参数一般为5.3 MPa、485度,给水温度150度、排烟温度140度。这里为计算方便,取炉膛面积17.4平方米,净高22米(参考浙江大学热能工程研究所与南通万达锅炉股份有限公司《75吨循环流化床锅炉设计》)。在进行热能效率分析时,这里仍假设其为具有蒸汽再热循环的发电型企业,抽汽压力1.6 MPa,发电蒸汽耗2.977公斤。
 



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wunichuli88
2013年11月26日 14:44:19
3楼
本帖最后由 wunichuli88 于 2013-11-26 14:57 编辑


 1、脱水污泥性质
  按照《处置》一文给出的湿泥性质,假设污泥干基低位热值3500大卡/公斤,含固率14.74%,单台循环流化床锅炉的湿基污泥量96吨/日·台。此时,湿泥的收到基构成:











燃料的剩余水分

M

85.26

灰分

A

4.61


C

5.31


H

0.66


O

2.78


N

0.84


S

0.54
  根据《应用》,单台75吨锅炉可稳定燃烧的处理量最大4.5吨/小时,即每天108吨。根据《难题》,实际平均处理量62.7吨/日,最大处理量92.3吨/日。在《青睐》一文中,则为平均59.1吨,最大84.5吨。这里取单台平均值62.7吨进行计算。
  2、燃煤热值
  用于计算的燃煤性质如下(取自《郑州热电厂670 t/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

M

9.14

灰分

A

26.30


C

54.41


H

2.74


O

6.17


N

0.84


S

0.40
  干基低位热值为5439大卡/公斤。
  3、循环流化床锅炉
  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1.25。
  有关排烟温度取值参考《处置》一文给出的实验数据。不处置污泥时,设排烟温度145.6度,以此时排出锅炉的湿烟气量(设870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)。部分污泥携带的水分进入锅炉,排烟温度将有所提高(设166.3度)。由于锅炉蒸发量较小,污泥处理量不大,烟气量变化不大,因此这里仅考虑维持同等蒸发量的工况。
  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。
  锅炉作为“处置设施”处置污泥,可能会掺烧的“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;
  —— 因烟气量增加,导致风机电耗成本分摊上升;
  —— 可能对锅炉产生的磨损、腐蚀等,维护成本增加;
  —— 新增干泥输送(运输)、料仓或混合上料等系统的配套投资及其折旧;
  —— 灰渣量提高,导致灰渣捕捉、输送等处理和运输设备的负荷增大;
  上述成本与损失分别量化为:
  —— 吨蒸汽产量的煤耗增加,以吨标煤价格700元评估(处置合同签订时的本地信息指导价);
  —— 其它各项损失,设增加60.17元/吨湿泥(据《难题》,除去燃煤外的所有其它成本,包括工程及设备投资摊销、电耗、人工及润滑油、维修、利润及税收等)。
 

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wunichuli88
2013年11月26日 14:45:44
4楼
本帖最后由 wunichuli88 于 2013-11-26 15:05 编辑

 5、其它技术经济参数取值






电价

yuan/kW

0.65

焚烧系统综合热损失

%

5%

环境温度

°C

20

相对湿度

%

80%
 


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wunichuli88
2013年11月26日 15:04:49
6楼























原锅炉参数

 

原锅炉参数

掺烧参数

差别

烟气含湿量

kg/kg

0.0349

0.0559

 

烟气含湿量增加

%

 

 

60.1%

灰渣量

kg/h

2894

3153

 

灰渣量增加

%

 

 

9.0%

锅炉热效率

%

84.9%

81.1%

 

锅炉热效率降低

%

 

 

3.9%

干烟气量

kg/h

99679

107001

 

干烟气量增加

%

 

 

7.3%

焚烧炉出口烟气温度

°C

900

900

 

湿比容

m3/kg

3.51

3.62

 

焚烧炉出口体积流量

m3/h

349518

387189

10.8%

炉膛内气速

m/s

5.6

6.2

10.8%

烟气炉膛内停留时间

s

4.0

3.6

-9.7%

排烟温度下体积流量

m3/h

124759

145037

 

烟气体积流量增加

%

 

 

16.3%

燃煤添加量

kg/h

11002

11532

 

燃煤增加量

%

 

 

4.8%

千瓦电能煤耗增加

g/kW

437

458

21.1

千瓦电能标煤耗增加

g/kW

305

320

14.7

吨泥煤耗

kg/d





202.8

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曝气软管之父
2013年11月27日 13:16:18
8楼
看了各种数据,林林总总长篇大论,似乎有理有据,得出的结论是******?
污泥用于电厂掺烧发电,究竟合适还是不合适?
楼主给个明确的定论可否?
看最后的数据对比,视乎是不合适,用于掺烧发电。
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东七方
2013年11月28日 08:57:53
9楼
说说到底会是什么结论啊,一些热能专业的知识,不是很懂
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东七方
2013年11月28日 09:06:28
10楼
你有没有计算污泥处置费啊,电厂不是白处置污泥的
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东七方
2013年11月28日 09:16:18
11楼
是不是影响了锅炉的效率啊
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z13545830963
2013年11月28日 09:43:19
12楼
探究的不是苏州模式这个单独的问题,而是管中窥豹 环保这个领域的问题,事实上中国的环保事业历时也不短了,至于现状大家都了解
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东七方
2013年11月28日 09:51:35
13楼
我突然发现,原来电厂处理污泥真正的经济收入是电价补贴!!!!!!
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