解围城市“污泥之困”

电力18讯：　　电影《流浪地球》中，未来科学家建造的行星发动机以石头为燃料推动地球在太空中流浪的场景，给大家留下了深刻的印象。实际上，不仅石头能发电，污泥也能变“燃料”了，而且是一种环保型发电材料。
　　近日，中国能建华东院签约江苏省张家港市污泥干化EPC总承包项目，将依托沙洲电厂，通过燃煤污泥耦合发电技术，每天处理污泥900吨，年处理量达19.2万吨，从根本上解决张家港区域污泥环保处理问题。
　　污泥是指水体和污水处理过程所产生的沉淀物质，我国污泥处理方式有填埋、堆肥、自然干化、焚烧等。近年来，随着社会的快速发展，污染程度重、治理基础差、排污总量大的污泥处理成了政府头疼、百姓关注的“心病”之一。
　　我国的资源禀赋和能源安全战略决定了过去及未来一段时期内，煤电都将是电源结构中的重要组成部分。但是，随着社会对生态环境要求的日益提高、能源科技的快速发展，可再生能源替代化石能源成为世界乃至我国能源变革的主流。  污泥含有80%的水分，每公斤具有500至800大卡的热值，是低热值燃料，燃烧排放物在可控范围内，因此，燃煤耦合污泥发电成为了不少城市污泥综合利用处理的关注点之一。
　　华东院副总经理叶勇健表示：“高效是煤电发展的灵魂，意味着减少燃煤耗量，降低污染物和二氧化碳排放。多燃料耦合发电技术有望在2030年前后成为煤电机组改造升级的主流技术。燃煤耦合污泥发电可利用现役煤电机组的高效发电系统和环保集中治理平台，规模化、资源化处理污泥，既能降低污泥处理费用，又可减少电厂煤耗，更是火电企业转型升级，实现循环增长和业态延伸的有效途径。” 
　　“污泥焚烧，对于环保企业不是新技术，但对电力企业却要从头学起。”华东院机务处处长蒋健说。早在2010年，华东院就开始了污泥耦合技术研究，但当时还不具备推广条件。目前，国内污泥处置市场尚处于启动阶段，华东院敏锐地嗅到这一市场机遇，并对国内污泥市场容量、运营模式和技术路线进行了深度调研。2016年，华东院组织编制的专题分析和拓展推介材料——《燃煤污泥耦合发电市场分析及实施》，一经推出即受到业界广泛关注。
　　近年来，利用自身技术和建设资源全周期的服务优势，华东院翻开了燃煤污泥耦合发电技术发展的新篇章。
　　2017年5月，由华东院承担全过程设计和环评工作的上海外高桥第二发电厂、第三发电厂污泥耦合掺烧项目启动。其中，后者还被国家能源局列为国家试点项目。
　　燃煤污泥耦合发电技术可先将污泥利用电厂蒸汽干化，使含水率降至30%以下，再与燃煤掺混后加入电厂锅炉燃烧，产生的热量用于发电，剩下的灰渣体积仅为原先污泥量的5%左右，可用于建材行业综合利用，达到减量化、稳定化、无害化、资源化处理要求。
　　“理论转化为实践，并不容易。”华东院物料与固废处理科科长冯丽敏感慨道。虽然污泥焚烧技术在多年的实践中已日趋成熟，然而运用到电厂进行掺烧的经验却相对较少，“这是我们第一次承接污泥耦合技改项目，对污泥的特性还不甚了解。而且，因为掺烧技术应用时间短，相关规范并不完善，可参考的案例几乎没有。”
　　为此，华东院展开多方调研，联合多专业攻关，逐步解决了包括建筑物防火等级确认、不同规模电厂设备选型等难题。两个项目投运后，运行情况均为良好，日处理污泥量超过600吨，对含水率30%至60%的污泥具有较好的适应性。同时，以项目为依托，华东院与上海电力大学合作，承担了上海市科委《1000兆瓦级燃煤机组污泥掺烧关键技术研究及示范》的课题申报和污泥掺烧试验的相关研究工作。
　　之后，华东院再接再厉，与宁波富仕达公司合作开发了世界首套污泥真空干化系统——真空节能型圆盘干化技术，并在北仑电厂4号干化机实施运用。该项技术在大大降低污泥干化过程臭味的同时，有效降低了能耗。不久，华东院又设计完成了宁波富仕达电力工程有限责任公司污泥干化项目二期增容工程项目，设计60%含水率污泥干化掺烧。
　　燃煤耦合污泥发电不需要调峰调频等配套调节，电能质量与火电没有差别，不存在技术因素导致的上网消纳问题，度电全社会成本远低于其它非水可再生能源发电，具有投资省、见效快、排放低、电能质量稳的特点，在国内许多地区均已有成功工程应用，社会效益明显。
　　通过多年的市场开发和技术研究，目前，华东院在系统热平衡分析、能耗计算、设备选型、除臭方案、系统配置和市场经济性分析等多方面都形成了独特的技术路线，已基本实现燃煤污泥耦合发电技术路线的全覆盖，并取得了有效应用。
　　2020年，华东院申报的“燃煤污泥耦合发电系统”获得国家知识产权局颁发的实用新型专利证书。该系统可有效降低污泥干化过程的耗能和耗水，提高煤燃尽性能和锅炉效率。此外，华东院还与玉环电厂合作，设计了含水率80%的市政湿污泥直掺系统。
　　“目前，污泥处置新技术和新工艺不断涌现，未来，公司将继续与国内外各大制造企业、研究机构和高校开展广泛合作，以污泥耦合处置为契机，储备、研究、开发固体废物和危险废物处理处置技术，构建工程科学技术平台，共同将成熟、可靠、节能、环保的新工艺系统推向应用市场，并根据市场需求，以技术开发为先导、资本市场注入为孵化，形成技术开拓与资本培育的良好循环。”华东院副总经理叶勇健对未来污泥处置技术和相关业务的发展充满信心。