污泥焚烧发电资源综合利用工程机组选型及供热方案

污泥焚烧发电资源综合利用工程机组选型及供热方案1.1锅炉选型1.1.1循环流化床焚烧炉的设计原则洁净焚烧处置的原则为了保证污泥焚烧的彻底性，即焚烧温度大于850℃，炉内烟气停留时间大于3s，采用流化床燃烧方式，保证了空气和污泥的充分混合，即紊流度，同时炉膛出口烟气含氧量保持在6～8％。此外，污泥是由各种细小的颗粒和水一起形成的一种固状物体，针对这一特点，本焚烧炉将利用污泥流化床结团燃烧的方式减少扬析损失，保证污泥焚烧炉的高效率。连续稳定处理的原则因为污泥是一年365天连续产生，污泥可以短时间储存，电厂考虑7天的储存量，污水厂也有至少7天的储存时间，这样要求焚烧炉运行比较可靠，而焚烧炉不可避免需要安排一定时间检修，所以为了保证连续稳定运行，锅炉设置两台焚烧炉，同时锅炉容量有一定富裕，锅炉平均负荷率约80%。根据污泥量决定焚烧炉的容量为了保证污泥的连续稳定燃烧，污泥焚烧必须掺烧一定比例的辅助燃料，从中国的实际出发，掺烧煤是比较经济的方法，按照《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》，辅助燃料比例应不大于入炉总量（污泥量＋辅助燃煤）的20％，辅助燃煤按20%进行补燃，即辅助燃煤量为132.53t/d。污泥总量为564吨/天（含水60%），按同时掺烧154.36t/d花生皮和不超过污泥和花生皮混合燃料20%质量流量的原煤，按三种燃料的热值和数量选择焚烧锅炉的容量，三种燃料按锅炉效率82%给水温度170℃计算锅炉总蒸发量为106t/h，同时考虑到污泥量可能的增涨和可靠性，锅炉选择时考虑一定的蒸发余量，锅炉选择两台65t/h污泥焚烧锅炉，设计工况锅炉蒸发量为额定蒸发量的80%左右；根据锅炉厂专家的意见，原有75t/h循环流化床锅炉的炉膛等改造后焚烧污泥可以保证65t/h蒸发量。（4）污泥资源化的原则在污泥和辅助燃煤的焚烧过程中会产生大量高温烟气，为了充分利用其中的能量，设置焚烧炉产生一定参数的蒸汽，用于汽轮机组发电供汽，达到污泥处置资源化的目的。锅炉尾部烟道烟气作为污泥干燥热源，入炉污泥含水率为40%，这样污泥就具有一定的热值，可以当作低热值燃料对待。（5）参数的选择因为电厂原有的两台75t/h蒸汽锅炉为中温中压参数，实际运行降参数供应低压蒸汽，改造后其汽水受热面基本保留，所以改造后的污泥焚烧锅炉仍旧采用中温中压参数。1.1.2污泥焚烧炉设计特点及炉型aa热电现有的两台75t/h循环流换床锅炉为中温中压参数低参数运行直接低压蒸汽供热，本期拟对其进行改造，保留锅炉钢架不变，主要对炉膛受热面进行改造，使之适合燃烧污泥、花生皮、原煤混合燃料，锅炉本体改造委托锅炉厂进行。循环流化床锅炉具有燃烧效率高和低污染的特点，可单烧煤泥、矸石。当燃煤泥和低热值燃料时，燃烧效率也较高。当燃用含硫较高的燃料时，可通过向颅内添加石灰石，能显著降低二氧化硫的排放，同时由于锅炉的燃烧温度在850~950°C，可以有效的降低氮氧化物的排放，并降低对设备的腐蚀和烟气对环境的污染。其炉渣还可以做水泥等材料的掺合料。原有锅炉为自然循环的水管锅炉，采用蜗壳式旋风分离器组成的循环燃烧系统，过热器分高、低二级过热器，中间设喷水减温器，尾部设二级省煤器和一、二次风预热器。锅炉炉为п型结构，半露天布置，采用全膜式壁结构，保证锅炉的密封性，既提供了炉膛负压的保证，又防止冷风的渗入影响效率；锅炉炉采用整体悬吊结构，方便受热膨胀；在易磨损的下部密相床区，不布置埋管受热面，下部的膜式壁外采用耐磨浇注料防护，在过热器、对流蒸发管束、省煤器、空预器的入口和转弯烟道等容易磨损的区域采取防磨措施，减轻受热面磨损爆破停炉的压力，提高焚烧炉运行的可靠性。旋风分离器内不设受热面，炉膛内的整体温度保持在850℃以上，同时，控制炉膛出口的氧量维持在6～8％，保证烟气中可燃气体成分的完全燃烧。根据与无锡锅炉厂的污泥焚烧炉专家讨论得出，XXXaa热电有限公司现存在的两台循环流化床锅炉符合改造成焚烧炉结构的要求。对原有锅炉系统进行部分改造后的流程如下所述：污泥和辅助燃煤混合通过两条螺旋输送机给入炉内，花生皮而则通过另外两条螺旋输送机给入炉内，采用石英砂作为炉内的惰性流化介质（又称为床料），污泥和煤给入量小于炉内总物料量的5%，使污泥给入炉内不致引起流化床温度的较大波动，通过空预器出来的热风使流化床内的介质强烈湍混，使污泥等燃料温度迅速升高、燃烬，燃烧释放出来的热量又被床料吸收，烟气被引风机牵引依次通过过热器、蒸发对流管束、省煤器和空预器，温度下降，其热量传递给各受热面中的水，使水转化为高温高压的蒸汽，送到汽轮发电机组做功发电，污泥焚烧后的灰基本上成为飞灰，而煤焚烧后有约70%的灰份成为飞灰，另外30%灰份成为灰渣通过炉膛底部的排渣口排出。汽轮发电设备选型原则余热发电设备选型总原则：保证连续稳定焚烧处理污泥，兼顾相关企业的现有及未来的用热需求发展。污泥焚烧发电厂的建设不但可以焚烧污泥发电起到废物利用的作用，而且可以实行集中供热，改善工业区的大气环境。为了充分保证污泥焚烧污泥处理的连续性和稳定性，保证XXX市区的工业蒸汽供应和采暖负荷供应，本项目选取1台抽汽凝汽式汽轮机比较合理，汽轮机的总进汽量根据污泥焚烧锅炉的产汽量选取并预留一定余量，抽汽量根据替代的蒸汽锅炉供应量确定并预留一定余量，同时汽轮机的凝汽量还要保证低真空供热的需要，考虑以上因数，本期选择一台12MW抽凝式汽轮机。本期汽轮机根据锅炉参数为中温中压参数，型号为C12-3.43/0.98。装机方案根据热负荷、污泥量、花生皮数量，本期机组的汽平衡如下本期2×65t/h+1×C12装机方案汽平衡 类别项目采暖期非采暖期备注最大平均最大平均3.43MPa锅炉蒸汽锅炉蒸发量106.1106.1锅炉负荷率81.5%81.5%2×65t/hC12汽轮机进汽量104104汽水损失2.12.1减温减压器用汽量00平衡比较000.98MPa汽轮机抽排汽抽汽热负荷（GJ/h）194.76176.69抽汽量(t/h)64.758.7低真空排汽供热负荷（GJ/h）61.690低真空排汽量（t/h290减温减压器供汽量00平衡比较00已有机组的汽平衡如下：现有2×75t/h+1×B6+1×C6机组汽平衡 类别项目采暖期非采暖期备注最大平均最大平均3.43MPa锅炉蒸汽锅炉蒸发量145.68121.39锅炉负荷率97%85%2×75t/hC6汽轮机进汽量66.448汽水损失1.331.442%B6汽轮机进汽量76.4276.42汽水损失1.531.53减温减压器用汽量00平衡比较000.98MPa汽轮机抽排汽抽、排汽热负荷（GJ/h）332.2272.6抽、排汽量(t/h)111.4891.48低真空排汽供热负荷（GJ/h）36.1350低真空排汽量（t/h）~15.50减温减压器供汽量00平衡比较00发电量C6汽轮机(MW)662880B6汽轮机(MW)5.15.14120h本工程建成投产后，污泥焚烧发电机组技术经济指标如下：本期主要技术经济指标 表7-1序号项目单位2×65t/h+1×C12采暖期(2880h)非采暖期(4120)最大平均最大平均1热负荷0.98MPat/h64.758.72抽汽外供汽量t/h191.46179.153低真空外供热量GJ/h61.6904C12汽机进汽量t/h1041045汽水损失t/h2.12.16锅炉蒸发量t/h106.1106.17单台锅炉蒸发量t/h53538锅炉平均负荷率%81.581.59发电机功率kW105501200010减温减压供汽t/h0011供热标煤耗率kg/GJ43.3912发电标煤耗率g/kW.h23113综合厂用电率%15.614年供热量GJ/a152.6×10415年发电量kWh/a79.82×10616年供电量kWh/a61.33×10617全年耗标煤量t/a8.33×10418h665219热电比%63020全厂热效率%72.4621年节标煤量t/a3589122实际燃料消耗量原煤t/a36323（24396kJ/kg）污泥t/a164388(含水60%)花生皮t/a357001.4、装机方案主机主要技术参数1.4.1、污泥焚烧循环流化床锅炉型号 XG-65/5.3-WN400 额定蒸汽出力： 65t/h 额定蒸汽压力： 3.83MPa(g) 额定蒸汽温度： 450℃ 给水温度 ： 170℃ 排烟温度 ： 160℃锅炉炉设计效率：82%1.4.2、C12抽汽凝汽式汽轮机 1台 型号 C12-3.43/0.98 额定功率 12MW最大功率 15MW 额定转速 3000r/min 额定进汽压力 3.43MPa(a) 额定进汽温度 435℃ 额定进汽量 103t/h 额定抽汽压力 0.98MPa(A) 额定抽汽温度 300℃ 额定抽汽量 60t/h1.4.3、发电机 1台 型号 QF-12-2 额定功率 12MW 额定转速 3000r/min 功率因数 0