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      利用S109E聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱進(jìn)行污泥干化

      2013-09-01 02:17:24黃志強(qiáng)深圳南山熱電股份有限公司
      節(jié)能與環(huán)保 2013年11期
      關(guān)鍵詞:熱值熱源余熱

      文 黃志強(qiáng) 深圳南山熱電股份有限公司

      隨著城市污水處理率的提高,污泥的處理問題越來越突出。在污泥的處理過程中,干化是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié),而干化最主要的成本是熱源成本。無論是采用天然氣燃料,還是使用蒸汽,每噸泥的干化處理熱源成本均在200元左右,因此結(jié)合城市的特點(diǎn),將電廠排放的一些廢熱進(jìn)行利用作為干化熱源,不僅可以大幅降低干化熱源成本,而且減少了排放,對于構(gòu)建綠色城市,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。

      1 S109E聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱改造

      1.1 聯(lián)合循環(huán)電廠可利用余熱情況

      廣東某S109E聯(lián)合循環(huán)電廠,單臺聯(lián)合循環(huán)機(jī)組裝機(jī)容量180MW,采用天然氣作為燃料。

      發(fā)電后鍋爐煙氣溫度為130℃左右,通過分析,完全可以增加換熱器,將余熱回收利用。由于排煙溫度不高,回收的余熱只能以熱水的形式存在,熱水的溫度約110℃。

      1.2 余熱利用改造

      余熱利用改造的核心在于在聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的尾部,即煙囪部位新增換熱器,降低排煙溫度,產(chǎn)生熱水。換熱器的選擇可以采用余熱鍋爐通用翅片式換熱器,但在改造時要注意下列幾點(diǎn):

      (1)改造應(yīng)最大回收煙氣余熱,允許爐排煙溫度降至100℃以下,為保證余熱熱水的穩(wěn)定性,可以增加除氧蒸發(fā)系統(tǒng)和凝結(jié)水加熱系統(tǒng)。

      (2)改造一般采用在原鍋爐上部增裝受熱面的方案,必須對原鍋爐的鋼架進(jìn)行校核計(jì)算和加強(qiáng)。

      (3)為滿足污泥干化處理的不同工況,凝結(jié)水加熱系統(tǒng)的受熱面能根據(jù)不同的運(yùn)行工況進(jìn)行分段控制,且能實(shí)現(xiàn)在線切換。

      (4)改造后的余熱鍋爐應(yīng)能在燃?xì)廨啓C(jī)燒氣的任何正常工況下安全穩(wěn)定地運(yùn)行,且不改變快速啟停性能。從啟動到滿負(fù)荷蒸發(fā)量時間分別為:冷態(tài)≤50min,熱態(tài)≤30min。

      (5)爐調(diào)整和增加受熱面后考核工況下運(yùn)行整臺爐煙氣阻力不應(yīng)超過400mmH2O。

      1.3 改造實(shí)例運(yùn)行情況

      電廠的改造實(shí)踐表明,單臺機(jī)組余熱利用可以產(chǎn)生110℃,約600t/h的熱水,完全可以滿足每天400t污泥的干化熱源需求。改造前后的參數(shù)見表1。表1顯示了余熱鍋爐改造后,整個聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的性能情況。

      表1

      2 中低溫帶式污泥干化技術(shù)

      結(jié)合余熱利用得到的110℃熱水,來選擇合適的污泥干化工藝。傳統(tǒng)的高溫干化工藝,如轉(zhuǎn)鼓干化工藝、流化床干化工藝、渦輪薄層干化工藝、槳葉式干化工藝等,由于所需熱源溫度較高,一般都在200℃左右,不適合來用余熱,因此,選擇對熱源品質(zhì)要求較低的中低溫帶式干化工藝。

      帶式干化技術(shù)就是將污泥布料在傳送帶上,讓熱風(fēng)沿垂直方向穿過傳送帶,將污泥中的水份帶走,實(shí)現(xiàn)干化。其中,熱風(fēng)是由余熱鍋爐排煙產(chǎn)生熱水,熱水再加熱空氣產(chǎn)生。在帶式干化機(jī)內(nèi),物料經(jīng)成型機(jī)構(gòu)均勻地鋪在干化帶上,干化帶在干化機(jī)內(nèi)移動,熱空氣由下往上或由上往下穿過鋪在帶上的污泥,加熱干燥并帶走水分。具體工藝如圖1。

      3 節(jié)能減排情況

      以每天利用余熱干化污泥400t進(jìn)行計(jì)算,由于熱量全部來自于鍋爐排煙廢熱,不用額外消耗燃料。干化后的干泥可以作為輔助燃料,熱值約為2000kcal/kg,每天產(chǎn)量為80t,折合熱值670GJ。

      相比其它污泥干化工藝,例如流化床干化+焚燒工藝,每天干化400t濕污泥,干泥焚燒來提供干化熱源,由于干泥熱值不足,還需要補(bǔ)充天然氣作為輔助燃料。每天整個系統(tǒng)干化需要熱值922GJ,干化后產(chǎn)生的80t干泥可以提供熱值670GJ,因此,每天還需要補(bǔ)充熱值252GJ,折合需要補(bǔ)充天然氣約6677m3。

      相比而言,S109E聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱干化工藝每天凈輸出能量670GJ,而其它工藝每天凈消耗能量252GJ,每天節(jié)能922GJ,年節(jié)能30.7萬GJ,折合天然氣約815萬m3。

      4 結(jié)語

      利用S109E聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱,采用成熟的中低溫帶式污泥干化技術(shù),將污水處理后的污泥進(jìn)行環(huán)保化處理,從根本上解決污泥的出路問題。一方面保護(hù)了環(huán)境;另一方面也使能源得到了梯級利用,體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展思路。

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