150 MW锅炉城市污泥掺烧性能试验研究.docVIP

PAGE 1 150 MW锅炉城市污泥掺烧性能试验研究 摘 要：针对在污水处理过程中产生大量污泥的问题，以4台循环流化床锅炉为例，对经过浓缩、投加PAM后压滤形成的预脱水干化污泥进行掺烧试验，分析掺烧时的锅炉燃烧稳定性、锅炉效率及污染物排放情况。试验结果表明，掺烧含水率低于60%的污泥，掺煤比达到15%时对锅炉燃烧影响非常小，排放出的污染物符合环保要求。 关键词：污泥;? \o 污泥掺烧新闻专题 污泥掺烧; 含水率; 掺煤比; 随着我国经济的快速发展，城市污水处理率逐渐提高，伴随而来的污泥无害化问题日益突出。把污泥无害化、资源化、能源化为解决 \o 污泥处置新闻专题 污泥处置问题提供了一种出路，同时也有利于循环经济的发展，是区域生态平衡的重要一环。污泥在生产过程以及后处理过程中会包含很多有机物，有机物中含有很多致病菌、微生物以及其他对人体有害的微生物。若对城市污泥不加以处理，直接排放，会对土壤、水体以及植被等造成非常严重的破坏。目前，处理污泥的方法主要有土地填埋、土地利用、污泥干燥、 \o 污泥焚烧新闻专题 污泥焚烧、直接排海等。其中，直接排海的方式已经逐渐被弃用。以焚烧为核心的处理方法是最为彻底的处理方法之一，这是由于焚烧能够使污泥中所含有的有机物全部碳化并完全燃烧，完全处理掉其中的致病微生物，且污泥焚烧的处理速度快，不需要长期储存；同时，污泥的焚烧还具有运输距离短、减容效果明显等特点。 现阶段有很多学者利用热重分析对污泥的各种物化性质展开了研究。FONT R等人利用热重分析研究了几种不同污泥的热重与热解特性，得出不同种类的污泥由于其产地以及生产方式的不同，物化性质以及热重特性有着非常大的差别，不能单纯的采用与煤粉相同的分析方法对不同种类的污泥进行分析。OTERO M等人通过研究干燥污泥与煤粉不同的掺混情况，得到在不同的掺混比下污泥与煤粉混合物的热解与燃烧特性。NADZIA-KIEWICZ J通过热重分析，研究污泥与煤粉混样混合并进行掺烧的情况，得出污泥中所含有的物质会对掺烧情况造成非常巨大的影响。在实际掺烧过程中，火力发电厂需要对污泥的掺烧比以及其含有的物质进行严格的控制。 本文基于上述研究，采用掺烧含水率小于60%的污泥，且掺烧比例分别为0%、5%、10%、15%的方式进行试验，研究此方式对150 MW燃煤锅炉实际运行情况和污染物排放情况的影响并进行分析。 1 概述 1.1 城市污泥特性 某城市的污泥化验结果如表1所示。 表1 某城市污泥化验结果 1.2 引风机及给煤机技术规范 引风机及给煤机的相关技术规范如表2、表3和表4所示。 表2 引风机设备规范 2 试验分析 本次试验由某煤矸石热电有限责任公司拟协同政府环保部门，利用现有的4台循环流化床锅炉，焚烧来自于阜新、沈阳等污水厂氧化沟排出的经过浓缩、投加PAM后压滤形成的预脱水干化污泥，污泥含水率低于60%。利用锅炉一次热风在磨煤机中将燃料进行加热烘干后，再磨成煤粉，送入锅炉燃烧。试验分为无污泥掺烧、5%污泥掺烧、10%污泥掺烧等3种比例掺烧，对锅炉燃烧稳定性、飞灰和炉渣含碳量及污染物排放情况等指标进行分析。 2.1 对引风机及给煤机出力的影响 引风机额定功率是2500 kW，引风机功率增加6%。若引风机余量可以满足增加6%的要求，则不需增容改造；反之，需进行引风机增容改造。试验结果如表1所示。 含水率60%的污泥是板块压滤机出口产品，平均分配到6台给煤机中，则每台给煤机出力增加6.75 t/h。给煤机额定功率是3 kW，功率增加16%，若给煤机余量可以满足增加16%的要求则不需增容改造；反之，需进行给煤机增容改造。 根据对某公司引风机及给煤机设备的设计参数校核及实际运行情况分析，以上设备的设计余量均能满足污泥掺烧的要求。 2.2 对燃烧系统的影响 根据物料平衡，当掺烧含水率为60%的污泥且掺烧比例达到15%以上时，各项参数的计算结果如表5所示。 表5 物料及热平衡计算 与燃煤相比，含水率60%的污泥热值较低，含水量大，掺入锅炉燃烧时会对锅炉的燃烧系统产生影响，主要表现在对燃烧稳定性和锅炉效率方面的影响。 2.2.1 对燃烧稳定性的影响 根据已有的同类项目试验研究结果，当掺烧比例较小时，对炉内的燃烧情况进行观察可发现，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115 t/h，燃煤低位发热量为12.16 MJ/kg。根据工艺设计结果，当掺烧含水率60%的湿污泥且掺烧比例达15%时，掺烧污泥量为17.25 t/h，每小时补充热量折算成标煤为337.45 kg/h。因此