污泥焚燒發電資源綜合利用工程可行性研究報告終稿(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 焚燒熱電聯產項目，解決城區污泥處理難題。 通過污泥焚燒廠的建設，不僅解決了污泥的堆放及二次污染問題，而且在該區域還實現了集中供熱，并且大大減少了污染物總量的排放，具有很好的社會經濟和環保效益。 同時， XXX 市有多家花生食品生產企業，年產生花生皮廢料接近 5 萬噸需要處理。 根據 XXX 市污泥處置規劃 ，本項目建設規模為：改造原有兩臺75t/h循環流化床鍋爐為日焚燒原始污泥 （ 60%含水量） 564噸的 65t/h 8 流化床污泥焚燒 電站鍋 爐 （同時摻燒 原煤） ，新上 1 套 C12 汽輪發電機組 。污泥焚燒減量后的灰渣將進行綜合利用，以實現污泥處理的三廢的“零”排放化， 同時處理大量工業廢料花生皮，增加采暖季節低真空供熱面積， 真正實現污 泥 的 廢物利用 和熱電聯產 。 編制依據 （ 1） 《 XXX 市 污泥處置規劃》 （ 2） 《促進產業結構調整暫行規定》，國發 [2020]40 號 （ 3） 《 產業結構調整指導目錄 》 （ 2020 年本），國家發展和改革委員會， 2020 年 12 月 （ 4） 中華人民共和國國家標準《生活垃圾焚燒污染控制標準》（ GB184852020） （ 5） 建設部和國家計委 《 城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準 》 （ ） （ 6） 中華人民共和國行業標準《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》（ CJJ 902020） （ 7） 中華人民共和國國家標準《小型火力發電廠設計規范》（ GB5004994） （ 8） 《國家鼓勵的資源綜合利用認定管理辦法》 ，國家發改委、財政部、稅務總局， 2020 年 9 月 （ 9） 《 城鎮污水 處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南（試行） 》 HJBAT002 項目建設的必要性 污泥減量化、資源化、無害化處置的需要 污水處理設施的有效建設是 XXX 可持續發展的基礎。 目前 ， XXX 9 市建有 XXX 市污水處理 有限公司 、 XXX 東部污水處理廠、 XXX 西部污水處理廠、 XXX 北部污水處理廠。污水處理廠已建成投產，為XXX 市的污水處理問題奠定了基礎。但污水處理過程中產生污泥的無害化處置問題將成為限制污水廠持續運行的一個瓶頸。 如果 將污水處理廠每天產生的污泥用于填埋，將占用大量的填埋土地，在今天的XXX 市 已不現實。其次，由于 污泥中 含 有的有害物質經過雨水侵蝕和滲漏， 會 不同程度地污染地下水環境，帶來二次污染的威脅。 根據發達國家的經驗，污水污泥潔凈焚燒處理是比較好的出路，不僅可以節約大量填埋土地，焚燒后的飛灰還可作為新型建材加氣混凝土制磚的原材料，真正實現污泥處置的減量化、無害化、資源化。污泥的科學規范處理為污水處理廠的穩定連續運行奠定了基礎，而污水處理廠的建設與運行可以大幅度減少 XXX 市的污水排放，從而保護了 XXX市的環境。 污泥焚燒發電綜合利用項目可以實現污泥的減量化、資源化和無害化，同時也是節水、節能、實現 循環經濟的好項目，是國家發改委支持鼓勵的環境保護與資源綜合利用項目（參見《產業結構調整指導目錄》 2020 年本）。 生物質能綜合利用的要求 國務院《關于發布實施〈促進產業結構調整暫行規定〉的決定》指出：“堅持節約優先，立足國內，煤為基礎，多元發展，優化能源結構，構筑穩定、經濟、清潔的能源供應體系”、“積極扶持和發展新能源和可再生能源產業，加快發展風能、太陽能、生物質能等”。國家發改委《可再生能源中長期發展規劃》（ 2020 年 9 月）指出：根據我國經濟社會發展需要和生物質能利用技術狀況，重點發展生物質發 電、沼氣、生物質固體成型燃料和生物液體燃料。到 10 2020 年，生物質發電總裝機容量達到 550 萬千瓦。到 2020 年，生物質發電總裝機容量達到 3000 萬千瓦。 2020 年初全國人大通過了《可再生能源法》，鼓勵可再生能源發展的其他相關細則也陸續出臺，國家發改委頒布了 2020 年 13 號文，制定了上網電價優惠政策以及附加電價全國分攤的激勵政策。 我國目前每年發電用煤量 約 億噸， SO2 的排放量 約 1350萬噸，粉塵排放 550 萬噸 左右 。根據環保局計算，我國排放空間有限，全國每年燃煤 7 億噸， SO2 對大氣污染就己到上限，而我國目前煤炭消耗量己達 16 億噸 以上 ，大氣污染己經到了不可承受的地步。由于 SO2 污染，產生酸雨己危害 30%國土面積。 2020 年統計，僅酸雨危害這一項使農、林作物損失高達 220 億元， SO2 的污染更危及人民身體健康。 利用生物 質 能 (麥 稈 、 玉米稈、 稻殼 、稻草等 )發電可以大量減少 SO2 的排放，秸稈中硫的含量 接近 %，相當于燃煤含量的 1/10。本項目摻燒生物質 發電 ， 可減少 SO2 的排放量 ，減少對煤炭資源的開采和利用。 XXX 市有多家花生油和花生食品生產廠家，產生大量的花生皮，除了一小部分得到工農業利用，一部分燒掉 之外絕大部分堆積，污染了環境，占用耕地，據統計 XXX 市每年產生 3~5 萬噸的花生皮，本項目改造后的鍋爐摻燒一部分花生皮，年處理花生皮 萬噸。 熱電聯產 、 節約能源 的需要 《中華人民共和國能源法》中規定能源開發利用應當貫徹節約資源的基本國策，堅持節約與開發并舉、節約優先的基本方針。全社會應當厲行節約能源，提高能源效率。國家鼓勵能源綜合高效開發利用，支持以煤炭為原料的燃料、電力、化工產品多聯產，鼓勵熱電冷聯產、 11 熱電煤氣多聯供等綜合梯級利用，因地制宜發展分布式能源。 隨著 XXX 市城市化進程的發展，新增住 宅面積的增加，供暖面積不斷增大。公司現有供暖面積為 160 萬平方米， 至明年年底將帶約240 萬平方米的供暖用戶 ，同時工業蒸汽用戶也有所增長。 為了提高城市居民的生活水平， 為了滿足日益增長的供暖需求，擴大 集中供暖規模顯得十分緊迫，同時集中供暖也是國家節能減排有效措施。 焚 燒污泥 熱電聯產 ，可實現公司產能提高 ， 在廢物利用的同時，達到節能的目標。 城市污泥中含有大量的有機物，其熱值較高。污水污泥的發熱量相當于煤炭的 35％～ 50％，比煤泥和木材的發熱量稍低，屬低熱值燃料。而且其焚燒時產生的劇毒物質也大大低于生活垃圾。國外發 達國家如荷蘭的水泥廠大量使用干化污泥用作燃料替代品。歐洲國家還在流化床－單一污泥焚燒廠中使用脫水污泥；在煤發電廠中使用脫水或干化污泥；垃圾焚燒廠中使用脫水或干化污泥。因焚燒后重金屬被固化于焚燒灰中，焚燒灰又可作為生產水泥的添加劑，故該法對重金屬含量超標無法農用的污泥非常適合。我國目前能源緊缺，如能充分利用污泥的熱量，運送到發電廠發電，則能徹底實現污泥資源化。 原有兩臺 75t/h 蒸汽鍋爐為 中溫中壓 壓蒸汽 額 供熱鍋爐（一用一備），改造后為兩臺 65t/h 中溫中壓蒸汽鍋爐，蒸汽額 外的 壓力可以投 入到發電機組里面，也就是 12MW 的 抽 凝機組 ，本期 12MW 的 抽 凝機組 運行工況 運行需蒸汽 106t/h， 需要 標煤 ，本期工程焚燒污泥 (含水 60%)和 ， 摻燒 。同時中壓蒸汽熱電聯產，汽機 低真空循水供熱替 代了原有的 供熱 鍋爐蒸汽 ， 基本消除熱電廠采暖季節的冷源損失，供熱成本大大降低，節約了大量煤炭資源， 還可以產生電能 10~12MW,充分利用 了 能源， 實 12 現了能源的梯級利用， 提高了電廠熱效率。 熱電聯產 要求 保證機組的熱效率在 45%以上， 本項目 機組的熱效率 可達 %，供電標煤耗為274g/kwh。 生態循環經濟建設的需要 通過污泥焚燒廠的建設，不僅可以實現污泥的綜 合治理，利用大量的生物質能，實現了 熱電聯產和 集中供熱，減少了污染物的排放，有效地保護了環境 。 因此，無論從 XXX 污水處理廠污泥的減量化、無害化、資源化處置的角度，還是從節約資源 (土地、能源、水資源等 )、保護環境、建設 XXX 生態循環經濟的角度考慮，建設污泥焚燒發電綜合利用工程是十分必要的。 、 建設規模 根據 XXX 市的污泥產量 、生物質能利用量 和供熱量，本 期 工程改造原有 兩 臺 75t/h循環流化床鍋爐為 兩臺 65t/h中壓 污泥焚 燒 流化床電站 鍋爐，新上 1 套 12MW 抽凝 式汽輪發電機組， 由熱力系統、燃燒系統、 燃料供應系統、除灰系統、供水系統、熱控系統、電氣系統和必要的附屬生產設施組成。 發電接入電力系統工程由業主另行委托 。 污泥餅由污水處理廠提供 。 花生皮由花生食品生產企業提供。 、 可行性研究范圍 根據 XXX 市污水處理產生的污泥量及其工業園熱負荷現狀調查，本報告主要論述以下內容： （ 1） 污泥焚燒發電廠建設規模的確定； （ 2） 現有 廠址條件分析； 13 （ 3） 污泥焚燒發電廠技術工藝選擇，主要有：污泥焚燒電廠平面布置方案、與焚燒爐相配套的余熱發電機組配置、設備水冷卻系 統等方案； （ 4） 投資估算及資金籌措方案； （ 5） 項目財務評價及社會、環境及經濟效益分析； 通過以上各項可行性分析為項目建設提供依據。 （ 6） 廠外道路、廠外熱力網建設及環境評價報告、電力接入系統等由業主另行委托進行評估和設計，污泥脫水及輸送工藝的由 污水處理廠進行，本可研僅作工藝論述，具體工作 不在本次可行性研究報告之內 。 、 設計指導思想及主要設計原則 本項目為污泥處置的環保項目，所以在本工程的可研報告中，遵循充分體現環境保護、節約資源、實現循環經濟的總原則。即選用先進的焚燒技術潔凈焚燒處理污水廠污泥，實現煙氣達標排放，焚燒灰渣 用于輕質節能墻磚的生產；污泥焚燒后產生蒸汽用于發電和集中供熱，節約了能源，保護了環境。 到現在為至，尚沒有關于污泥焚燒處理的污染物排放控制標準，因此本項目將參考中華人民共和國國家標準 《生活垃圾焚燒污染控制標準》， 依據污泥的產量和穩定燃燒降低污染物排放等要求確定焚燒爐容量的大小，以清潔焚燒、節 約能源的基本原則來進行設計 。 采用循環流化床污泥焚燒技術。 改造原有循環流化床鍋爐煙氣處理系統，煙氣處理采用 爐 外 脫硫、活性炭吸附二噁英 （暫定） ，尾部采用 靜電 除塵器 除灰，以確保煙氣排放達到國家有 關標準。 XXX 市 各 污水處理廠 在自己廠內將原始污泥經過加藥和板 14 框壓濾脫水（含水 60%），壓縮污泥成餅狀 通 過汽車運 至污泥焚燒場地。 花生皮 由汽車運到污泥焚燒 電廠廠區 輔助燃煤由汽車運到污泥焚燒 電廠廠區 。 水系統 本工程水源（焚燒爐用水）利用已建成的取水系統。 化學水處理系統 本工程化學水處理系統利用已建成的系統。 污泥及輔助燃煤系統 在污泥焚燒發電廠 廠區 內部設置一個污泥 餅堆放車間； 。 污泥餅棚內設有 1 臺 5t 橋式抓斗起重機和 1 套地下給料設施。 污 泥餅輸送系統設 1 條皮帶，進行單元輸送。 輸煤系統采用已有設備。 輸料系統采用 2 路膠帶輸送機單元輸送，考慮兩班制工作，輸送能力污泥按 100t/h，選用 1 路 B=650mm 的污泥 和煤 輸送皮帶 和一路 B=650mm 的花生皮輸送皮帶， 的污泥輸送皮帶 ，輸料棧橋為全封閉式結構。 焚燒廠附屬公用設施 生活輔助設施利用 XXXaa 熱電有限公司 現有設施。 電氣系統 本工程電氣設計范圍為電氣系統的可行性研究設計，包括電氣主接線方案建議、設備安裝及布置、照明、防雷接地系統等，以廠區圍墻為界。 本污泥焚燒工程配置 1 臺容量為 12MW 的 抽汽凝汽 式 汽輪發電機組。發電機出口電壓為 。 本焚燒項目發電機發出電力除本廠自 15 用外，其他電能上網，廠用 電率為 %。 項目綜合優點及技術經濟指標 本期項目建成后，每年將處理污泥 104 噸 (含水 60%)， 處理花生皮 104噸 ， 供電 6733 , 供熱 104GJ ，節約標準煤 35891 噸，節省了大量不可再生一次資源 ,減少了污泥對環境的二次污染和掩埋占地 。 機組熱效率為 %，熱電比為 630%，供電標煤 耗 為 第 二 章 XXX 市 污水處理廠污泥分析 和生物質能分析 污泥 來源 XXXaa 熱電有限公司已與 XXX 東部污水處理廠、 XXX 西部污水處理廠、 XXX 北部污水處理 廠簽訂污泥處置合同。 東部污水處理廠的污泥 XXX 東部污水處理廠位于鶴山路以北、溫泉河橋西側，主要服務區域為 XXX 鰲山組團（鰲山、溫泉、黃埠），服務面積 平方公里，占地 2 公頃，日處理污水 3 萬噸，二級處理出水水質達到國家一級 A 標準 。 處理廠將 含水 95%的原始污泥通過加藥和板框壓濾處理，脫水后的壓縮污泥餅含水率為 60%，處理廠 將壓縮 污泥 通過卡車運 輸送至 XXXaa 熱電有限公司 廠區內 指定地點。 西部污水處理廠的污泥 16 XXX 西部污水處理廠設計規模日處理污水 11 萬噸，位于金黃海路西、龍王河南、濟青高速公路北區域，服務面