330 MW 燃煤鍋爐污泥摻燒結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析

劉曉冰

（華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261000）

0 引言

近年來，隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市污泥產(chǎn)量也在大幅增加［1-2］。傳統(tǒng)污泥處理方法如填埋、投海等，容易對環(huán)境造成二次污染且難以為繼。相較而言，污泥干化協(xié)同發(fā)電技術投資少、成本低、減少二次污染效果顯著，在經(jīng)濟效益和環(huán)境保護上均具有顯著的優(yōu)點［3-4］。

目前燃煤電廠污泥干化技術主要有蒸汽干化和煙氣干化兩種［5］，華電濰坊發(fā)電有限公司采用的煙氣干化污泥技術相對于蒸汽干化具有設備污染小，氣味小，對周圍工作環(huán)境影響小等優(yōu)點，但同時存在煙氣粉塵沖刷設備造成磨損，粉塵積攢堵塞煙道減少出力，堵塞輸料管道造成設備停運等缺點。對330 MW 機組燃煤鍋爐污泥摻燒系統(tǒng)存在主要缺陷及其應對措施、技術改造對整體設備參數(shù)優(yōu)化情況進行分析研究。

1 設備概況

330 MW 燃煤鍋爐是東方鍋爐廠設計制造的DG1025／18.2-Ⅱ4 型亞臨界自然循環(huán)汽包爐，于1991 年5 月開工建設，1994 年10 月投產(chǎn)。其污泥摻燒系統(tǒng)于2011 年12 月投運，是目前國內(nèi)運行狀況較為穩(wěn)定的燃煤鍋爐附屬污泥摻燒設備之一。

1.1 污泥摻燒系統(tǒng)運行流程

污水處理廠脫水后的污泥通過自卸車運至電廠內(nèi)濕污泥儲存?zhèn)}，經(jīng)污泥螺桿泵送入干燥機入口進行質(zhì)熱交換，干燥后的污泥經(jīng)過粉碎由羅茨風機風力輸送至磨煤機與電煤混合后進入發(fā)電鍋爐焚燒。系統(tǒng)中最關鍵的設備是干燥機。含水率80%的污泥由干燥機一端底部進料，在旋翼作用下向上拋擲，高溫煙氣由污泥進料同端上方進入干燥機，與被拋擲的物料直接接觸，物料在旋翼和煙氣的作用下向前運動，實現(xiàn)質(zhì)熱交換。污泥摻燒具體流程見圖1。

圖1 污泥摻燒流程

為提高摻燒系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，又在高溫煙道添加管式除塵器，成品粉料通道添加輔助羅茨風機等設備。系統(tǒng)主要參數(shù)見表1。

表1 系統(tǒng)主要參數(shù)

1.2 對鍋爐影響及效益

干燥系統(tǒng)每小時可產(chǎn)生干污泥4 t，330 MW 燃煤鍋爐燃用設計煤種時，額定負荷下鍋爐燃煤量為114.4t／h，摻燒比例約3.5%，摻燒比例較小，混合后燃料的組分變化非常小，無論是熱值、水分、灰分還是硫份都在實際燃燒的燃料變化范圍以內(nèi)，不會對鍋爐的穩(wěn)定燃燒產(chǎn)生太大的影響。摻燒系統(tǒng)投運時，對爐內(nèi)的燃燒進行觀察，發(fā)現(xiàn)火焰明亮，燃燒穩(wěn)定，同時混煤的燃料燃盡特性較好，其燃盡特性幾乎沒有改變。

污泥摻燒系統(tǒng)跟隨發(fā)電機組運行，一年約摻燒污泥3 萬t（150 t／d×200 d），除去運行成本，每年經(jīng)濟效益約135 萬元。另設備投運分擔地方污泥處理環(huán)保壓力，同時具有良好的社會效益。

2 污泥摻燒系統(tǒng)運行中主要缺陷

2.1 設備降出力

污泥摻燒設備運行后，隨著運行時長的增加干化機出力逐漸降低（線性降出力），同時在相同運行條件下，不同含水量污泥也會改變出力（非線性降出力）。

原因分析：污泥干化所用高溫煙氣取自空預器入口，煙氣中攜帶大量灰塵未經(jīng)處理（初始設計未包含煙氣灰塵分離裝置）直接輸往干化機，沉積在高溫煙氣管道中的灰塵越來越多，導致管道阻力增大，煙氣流量減小，同時干化機內(nèi)高溫煙氣攜帶灰塵濃度越來越大，造成干化機出力逐漸降低，這是造成線性降出力的原因。

在相同螺桿泵輸送工況下，隨污泥本身含水量的差異，會造成出力的不同，這是造成非線性降出力的主要原因。

2.2 輸料管道堵塞

干燥后的污泥經(jīng)過粉碎由羅茨風機風力輸送至磨煤機，在設備投入初期，輸料管道堵塞缺陷較少，隨設備運行老化，堵塞缺陷出現(xiàn)頻率增加。

原因分析：煙氣粉塵進入干化機，在干化機出口處與干污泥顆?；旌线M入管道，造成堵塞；羅茨風機老化出力降低造成堵塞；污泥干化度不夠沾粘貼壁造成堵塞。

3 優(yōu)化措施

3.1 增加煙氣除塵裝置

在污泥摻燒系統(tǒng)高溫煙氣管道處加裝高溫管式除塵器，每臺除塵器下部設置一套氣力輸灰裝置，氣力輸灰裝置管道與2 號爐省煤器落灰斗氣力輸灰母管連接，除塵器氣力輸灰裝置控制系統(tǒng)接入省煤器落灰斗氣力輸灰控制系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程控制。

實際改造采用的是XTD 型陶瓷多管除塵器，除塵效率＞92%，剩余少量灰塵在高溫煙道、低溫煙道壓差及低溫煙道引風機的作用下不會發(fā)生沉積，除塵改造后將對干化機降出力情況改善明顯，對比情況如圖2。

圖2 整改前后線性降出力對比

3.2 增加輸送風量

新增羅茨風機，增加輸送風量，減少管道堵塞。

將一期1F、1G、1H 氧化風機輸送風管道改造接至污泥摻燒風力輸料管道，增加管道壓差。接入后輸料管道至今未發(fā)生堵塞，效果明顯，改造前后管道堵塞統(tǒng)計情況如表2 所示。

3.3 調(diào)節(jié)螺桿泵

螺桿泵在污泥摻燒系統(tǒng)中主要起到輸送濕污泥進入干燥機的作用，可在一定范圍內(nèi)根據(jù)干燥機需求調(diào)整濕污泥輸送量。不同污泥廠家、不同批次的污泥含水量存在差異，含水量合格的污泥在濕污泥倉存放過程中也會因重力作用發(fā)生分層現(xiàn)象，導致濕污泥倉污泥越往下含水量越高。此時就需要根據(jù)干化機出口煙氣溫度、干化機出料溫度等參數(shù)進行螺桿泵開度的調(diào)節(jié)，從而達到一個既干化污泥量多又能保證干化污泥含水量40%左右不發(fā)生貼壁粘連的合適運行方式。參數(shù)變化對應螺桿泵調(diào)節(jié)記錄見表3。

表2 增加羅茨風機前后管道堵塞次數(shù)統(tǒng)計

表3 螺桿泵對應參數(shù)調(diào)節(jié)記錄

由表3 可知，在運行過程中可以將干化機出口煙溫調(diào)整至160～180 ℃，出料溫度調(diào)整至50～70 ℃為目標值進行螺桿泵的調(diào)節(jié)，從而保證設備良好運行。

4 結(jié)語

通過對燃煤鍋爐污泥摻燒設備常見缺陷及降出力情況進行分析研究并對實施具體措施前后情況對比得出結(jié)論：增加高溫煙氣除塵裝置，加大輸送風量，適當調(diào)整螺桿泵開度，可有效解決輸料管道堵塞、設備降出力問題，提高污泥摻燒系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，取得良好的環(huán)保和經(jīng)濟效益。