生活垃圾焚烧发电项目除灰渣部分设计说明书.doc

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1、生活垃圾焚烧发电项目除灰渣部分设计说明书1.1 概 述本期建设规模为垃圾额定处理量2300t/d垃圾焚烧线，19.0MW汽轮发 电机组，预留1300t/d垃圾焚烧线扩建位置。除灰渣系统按2台垃圾焚烧线 满负荷运行考虑，按灰、渣分除设计，机组设备年运行小时数为8000h。1.2 设计依据1.2.1 2013年4月18日永清环保股份有限公司与湖南省电力勘测设计院 签订黑山县生活垃圾焚烧发电厂工程建设总承包合同，以及后续补充 合同。1.2.2 黑山县生活垃圾焚烧发电厂工程(一期焚烧能力600t/d)可行性研 究报告总说明书和附图。1.3 主要设计原则1.3.1 除灰渣系统采用灰、渣分除方式。1.3.

2、2 除渣系统：炉渣由炉排尾部落入湿式除渣机，再由除渣机排至炉 渣坑，渣坑内的炉渣由一台抓斗式渣吊抓至炉渣运输车，由运输车运输至 制砖厂进行处理或作为路基筑路。1.3.3 除灰系统：反应塔与布袋除尘器收集后的飞灰采用刮板机输送至 公用刮板输送机，然后用斗提机直接输送至固化车间的钢灰仓，进行固化 处理。1.3.4 垃圾焚烧线炉渣经化验合格后考虑全部综合利用(作为路基筑路， 建筑材料的掺合料)；飞灰经固化处理满足生活垃圾填埋场污染控制标 准(GB 16889-2008)后，进入生活垃圾填埋场专区填埋处置。1.4 除灰渣系统1.4.1垃圾焚烧线灰渣量 本工程设计额定入炉垃圾处理能力为600t/d，焚烧

3、后灰渣量计算数据如下：表6-12300t/d锅炉灰渣量项目1300t/d2300t/d灰量渣量灰渣总量灰量渣量灰渣总量小时灰渣量 (t/h)设计处理能力0.682.723.41.365.441.8日排灰渣量 (t/d)设计处理能力14.9659.8474.829.92119.68149.6年排灰渣量 (104t/a)设计处理能力0.5442.1762.721.0884.3525.44注：1、日利用小时数：22小时 2、年运行小时数：8000小时3、灰量取垃圾量的5%，灰渣比：2:81.4.2除渣系统1.4.2.1系统流程炉渣由炉排尾部落入湿式除渣机,再由湿式除渣机排至炉渣坑，渣坑 内的炉渣由一

4、台抓斗式渣吊抓至炉渣运输车，由运输车运输至制砖厂进行 处理或作为路基筑路。湿式除渣机采用液动机构控制，由焚烧炉控制油站 供油并控制。每台炉由锅炉厂配带一台湿式除渣机，出力为11t/h；两台 炉设置一个渣坑21.7m3.0m5.4m(深)，容积约为350m3，可满足3天的排 渣量；设置一台抓斗式渣吊，起重量为5t；在渣坑固定端设置有沉淀池3.0m2.0m5.9m(深)和澄清池3.0m2.0m1.4m(深)，澄清池中设置有污水 泵两台(1t/h,0.2MPa),用于外运的渣加湿；渣坑全封闭，并留有5吨运渣 车的运行通道，形成运渣小间，在运渣小间的外墙中部3.5m层设置有室内 可视抓斗操作控制室，和

5、电气的配电间作为联合建筑。1.4.2.2设计和运行条件 除渣系统的设备将按照可能遇到的最不利工况条件来设计，保证这些设备可以在这种工况下运行和操作。另外，所有易磨损件在设计上都考 虑了可以方便的进行更换。炉渣输送设备都有必要的措施防止产生泄露。 湿式除渣机采用维持水位的运行方式，补水由给水系统供给，水位自动控制装置提供除渣机的补水控制。 1.4.3除灰系统1.4.3.1系统流程 除灰系统处理的产物为锅炉燃烧过程产生的飞灰，这些飞灰与烟气处理系统的反应生成物混合后被布袋除尘器收集后落入除灰系统。反应塔与 布袋除尘器下飞灰经刮板输送机集中至公用刮板机，然后用斗提机直接输送至固化车间的钢灰仓，进行固

6、化处理；公用刮板机和斗提机各设置两台，一 运一备，(公用刮板机间切换使用电动三通)，固化车间布置紧邻在#1炉侧。反应塔下刮板输送机每台炉布置一台，出力1t/h，布袋除尘器下刮板 输送机每台炉布置二台，出力1t/h，公用刮板输送机和斗提机出力3t/h， 直接输送至固化车间钢灰仓。1.4.3.2设计和运行条件 灰处理系统的设备将按照可以取得的最不利工况条件来设计，保证这些设备可以在这种工况下运行和操作。另外，所有易磨损件在设计上都考 虑了可以方便的进行更换。1.4.4系统控制方式 本工程的除灰系统的控制采用可编程序控制器，控制地点设在除灰控制室中，控制方式有自动、远方手动及就地控制三种方式，所有设

7、备和阀 门均可解除联锁，就地操作。1.5除灰渣系统主要设备选择及其布置1.5.1湿式除渣机 出力为11t/h，布置在锅炉底部，由锅炉厂配带。1.5.2抓斗式渣吊起重量5t抓斗容积1.5m3 ，大车功率7.5kW小车功率20.75kW，布置 在渣坑的上方。1.5.3刮板输送机(反应塔下) 出力Q=1t/h，长度L=8m，功率2.2kW，布置在反应塔下。1.5.4刮板输送机(除尘器下)出力Q=1t/h，长度L=12m，功率3.0kW，布置在除尘器下。 1.5.5公用刮板输送机出力Q=3t/h，长度L=38m，功率7.5kW，布置在反应塔和除尘器之间。 1.5.6斗式提升机出力Q=3t/h，高度H=

8、26m，功率7.5kW，布置在固化车间钢灰仓侧。1.5.7污水泵Q=1t/h，H=0.2MPa，0.37kW，布置在澄清池里。 1.6飞灰固化系统1.1.1 飞灰固定相关标准根据生活垃圾焚烧污染控制标准 (GB 18485-2014(二次征求意见 稿)、生活垃圾焚烧处理工程技术规范 (CJJ 90-2009)要求，焚烧炉 渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输，经处理后满足生 活垃圾填埋场污染控制标准(GB 16889-2008)下列条件后，可以进入生 活垃圾填埋场填埋处置：1)含水率小于30%;2)二噁英含量(或等效毒性量)低于3g/kg;3)按照HJ/T 300制备的浸出液中危害

9、成分质量浓度低于表1.6-1规 定的限值。表1.6-1污染物质量浓度限值1.1.2国内外飞灰固化工艺综述 当前多数国家采用的飞灰处理工艺包括熔融/玻璃化、水泥固化、化学药剂稳定化、酸或其他溶剂洗提等。新兴或处于研究阶段的飞灰处理工 艺有水洗-高温焙烧、水洗-水泥固化、氯化挥发法、飞灰制作沸石(或雪 硅钙石、磷酸钙)、利用含在飞灰中的消石灰制备高温炉内脱硫剂等。全 世界飞灰的资源化利用率目前很低，比较典型的有：荷兰、丹麦等欧盟 国家有少部分飞灰用作沥青铺路的细骨料。日本将飞灰熔融后用作路基 材料或水泥的骨料。我国飞灰处理大体情况为：以前：大部分采取与底 渣混合堆放、弃置的方式,或者加水调湿后直接

10、送往填埋场填埋。现在： 大部分经水泥固化后送往填埋场处置。将来：清华大学等科研单位实施 飞灰固化稳定化和资源化利用研究项目,主要思路为飞灰水洗(除氯)、高 温(700900)焙烧(稳定重金属)后, 将飞灰用于水泥生产或者固化/稳 定化。飞灰常规处置技术对比及飞灰资源化技术对比情况见表 1.6-2 与表7本文件版权所有，未经授权，不得复用82黑山县生活垃圾焚烧发电项目初步设计说明书表1.6-2飞灰常规处置技术对比表序号常规飞灰处置技术主要优势主要缺陷1水泥固化工艺成熟、操作简单、处理成本低飞灰中高浓度的碱土金属盐酸盐和硫酸盐,阻碍水泥 的水化作用,影响水泥对重金属的固化；固化后超过原始飞灰的体积

11、；一些重金属物质如 Cd、Cr6+、Mo 和 Zn 等不能被充分 有效地稳定化,其浸出浓度往往超过浸出毒性标准。2化学药剂稳定化工艺运行成本较低； 可以有效地降低飞灰中重金属的浸出浓度。对于飞灰中高含量的有机污染物如二噁英、PCBs 和 PAHs 等没有任何固化作用。3酸溶剂提取、碱 提取、生物及生物 制剂提取工艺运行成本较低； 可以将重金属从飞灰中分离出来；灰中的可溶盐溶解于水中,提高了处理效果,增加了 处理物的稳定性；处理物中的可溶盐较少,且形态为 脱水滤饼状,易于进行操作、搬运、填埋；工艺简单,可操作性强。无法消除有机污染物,不能实现飞灰的彻底无害化；存在着需要对可溶盐和排水进行处理的弊

12、端,一般只 用于重金属浓度较高、有必要进行回收的情况下。83序号常规飞灰处置技术主要优势主要缺陷4熔融固化是目前最为先进的垃圾焚烧飞灰处理方法；熔融过程需要 12001400的高温,消耗大量的能源；可以使灰渣减容在 2/3 以上,同时实现重金属稳定化、去除部分挥发性重金属(如 Pb、Cd 和 Zn),和彻 底消除有机污染物；产生的二次污染(含有大量挥发性重金属和碱土金属 盐酸盐的尾气)难以有效控制，增加了尾气处理的负荷,提高了飞灰熔融固化的处理成本；玻璃化后的飞灰可以用作建筑或铺路材料。导致 Cr 的浸出性增加。5水洗-水泥固化处 理(新工艺)水洗后的飞灰固化只需要添加 20%左右的水泥(水泥

13、工艺控制过程研究工作尚不成熟。/飞灰=1/5),重金属的稳定化效果优于原始飞灰稳定化；同原始飞灰的水泥固化/稳定化相比,节约了 60%85%的水泥用量,其处置成本只相当于原始飞灰处置的 47% 50%。84表1.6-3飞灰资源化技术对比表序号资源化处置技术技术介绍主要优势主要缺陷1制造水泥产品焚烧飞灰中含有一定量 的水 泥制 作材 料 , 如 CaO、SiO2、Al2O3 等,利 用飞灰取代部分水泥制 作所需的 CaCO3。利用飞灰取代部分水泥制作所需的 CaCO3, 不仅可以减少由于 CaCO3 煅烧时所消耗的 能量,同时还可以减少 CaCO3 分解而释放的 CO2。飞灰中含有较高浓度的重金

14、属和 盐酸盐,在加热时重金属易挥发,盐 酸盐在高温时容易分解产生游离 的氯,造成对水泥生产设备的腐蚀 和尾气中重金属的二次污染。2制造混凝土飞灰作为辅助材料代替 水泥加入混凝土。当代替比例为 15%时比原来的耐压强度明 显要大；水泥中掺入垃圾飞灰后,当掺合比例小时,对 水泥的水化影响不明显。掺入比例大,对水泥的水化影响较 明显,尤其是重金属及氯化物含量 高的飞灰；因此,重金属及氯化物 含量高的飞灰若作为水泥替代材 料制作混凝土时应进行预处理,如 水洗或加入添加剂。3用做路基材料飞灰加入水泥中稳定后 用做路基材料。用飞灰代替传统的路基材料既可以实现飞由于原始飞灰中重金属及氯化物含量较高,掺入比较

15、大时对水泥的水化影响比较明显,而且严重影响灰的资源化,又可以减少水泥、砂和砾石等材料的用量； 采用飞灰取代部分砂石、水泥用做路基材料,水泥块的强度和寿命；由于原始飞灰中高浓度的盐分、重 金属和有机物在环境中容易浸出,完全可以满足道路承载力的要求原始飞灰直接作为路基材料的使用方式将对地表水、地下水和土壤造成二次污染。85序号资源化处置技术技 术 介 绍主 要 优 势主 要 缺陷1制造水泥产品焚烧飞灰中含有一定量的水 泥制作材料,如 CaO、SiO2、 Al2O3 等,利用飞灰取代部分 水泥制作所需的 CaCO3。利用飞灰取代部分水泥制作所需的 CaCO3,不仅可 以减少由于 CaCO3 煅烧时所

16、消耗的能量,同时还可 以减少 CaCO3 分解而释放的 CO2。飞灰中含有较高浓度的重金属和盐酸盐,在加热时重金属易挥发,盐酸盐在高 温时容易分解产生游离的氯,造成对水 泥生产设备的腐蚀和尾气中重金属的 二次污染。2制造混凝土飞灰作为辅助材料代替水泥 加入混凝土。当代替比例为 15%时比原来的耐压强度明显要 大； 水泥中掺入垃圾飞灰后,当掺合比例小时,对水泥 的水化影响不明显。掺入比例大,对水泥的水化影响较明显,尤其是重金属及氯化物含量高的飞灰； 因此,重金属及氯化物含量高的飞灰若 作为水泥替代材料制作混凝土时应进 行预处理,如水洗或加入添加剂。3用做路基材料飞灰加入水泥中稳定后用做 路基材料

17、。用飞灰代替传统的路基材料既可以实现飞灰的资由于原始飞灰中重金属及氯化物含量较高,掺入比较大时对水泥的水化影响比较明显,而且严重影响水泥块的强度源化,又可以减少水泥、砂和砾石等材料的用量；采用飞灰取代部分砂石、水泥用做路基材料,完全和寿命；由于原始飞灰中高浓度的盐分、重金属可以满足道路承载力的要求和有机物在环境中容易浸出,原始飞灰直接作为路基材料的使用方式将对地表水、地下水和土壤造成二次污染。1.1.3本工程飞灰固化工艺 本工程飞灰稳定化采用以螯合剂作为稳定化材料、搅拌混合的稳定化工艺。通过对飞灰和螯合剂按 100:3配比进行强制性均匀拌和，发生化学 作用，从而使有害废物变成惰性物质，当混合

18、物稳定化后，其有害物质 浸出浓度应满足国家相关标准生活垃圾填埋污染控制 标准(GB 168892008)的要求。合搅拌完成后，混合物由飞灰输送车送卫生填埋场处理。 工作制度：本项目设计处理规模为5.0t/h，每天工作8h，每周7天。 飞灰固化工艺流程见图1.6-1。图1.6-1飞灰稳定化工艺流程图 1.1.3.1设计总体说明飞灰固化车间里设有飞灰库、混合机搅拌机、定量给料机、螯合剂储 罐、螯合剂稀释罐、螯合剂加药泵、螯合剂输送泵、各类阀门管道等。飞 灰仓进料由除尘器收集的飞灰经过气力输送送达。飞灰仓(配除尘器、高 低料位)下设插板门、定量给料机机、飞灰定量进入混炼机，同时稀释液通过供水泵按比例

19、喷入混合搅拌机，搅拌机对物料搅拌混合，螯合剂和加 湿水的添加率分别接近飞灰重量的23%和(1820)%。操作中按比例均匀 各种物料，同时在运行过程中可根据飞灰性质调整螯合剂和水的比例。飞 灰通过添加螯合剂、水使飞灰混合后形成稳定物。飞灰中的重金属 (Hg,Cd,Pb,Cu,Zn)和有害有机物(主要是二恶英)通过螯合剂的螯合反应 固定化。从而避免粉尘污染，减少重金属的溶出和有害有机物的渗出。为了使稳定化后的飞灰达到足够的强度，防止重金属类的溶出，混合 成形后的物料送至养护场进行2个小时的养护，稳定化后的飞灰满足生 活垃圾填埋污染控制标准(GB 16889-2008)的浸出毒性标准要求后，送 至垃

20、圾填埋场指定区域进行安全填埋。系统配置一台PLC柜，负责整个系统的控制联锁及自动化运行。PLC 可 编 程控制器预留通讯接口，通讯协议至少有 Modbus、Profibus-DP 等， PLC采用进口西门子S7-200系列，操作员站采用昆仑通态品牌的触摸屏， 并负责控制系统的编程、组态、软件培训及调试工作。PLC 能独立工作以 保证系统和设 备的安全性。所有灰库及 飞灰稳定化系统的一次仪表(包 括温度、压力、流量、液/料位仪表，变送器等)，安全正常运行需要的联 锁监视与报警装置，设置1套触摸屏用来调整参数及显示状态等功能。所有灰库与飞灰稳定化处理装置及附属装置配套的电机由MCC柜就地 控制 ，

21、操作箱及控制柜内的电气仪表和保护、连锁、控制、报警和监视 设备。飞灰稳定化系统的所有设备可通过就地控制盘自动连续运行，主要运 行信号送至PLC系统并在上位机上显示，并通过PROFIBUS-DP通讯协议传至DCS系统，同时每个设备也可以分别就地手动操作。 1.1.3.2飞灰固化系统组成 飞灰储存系统由气力输送接口、飞灰库、仓顶除尘器、闸板阀、料位机设备钢结构 及平台扶梯、保温等设备组成。仓体设置流化风装置(空气电加热器，罗 茨风机，气化板)，设置3台空气炮疏通。 飞灰固化系统：由螯合剂储罐、螯合剂稀释罐、螯合剂加药泵、定量输送泵、变频星 形卸灰阀、混合搅拌机、及其他附件设备组成。 各类管道及阀门

22、 仪表 支撑钢结构1.1.4主要设备性能及参数描述： 本工程飞灰固化系统主要设备性能及参数描述见下表： 表1.6-4螯合剂加药泵No.项目单位规格备注1型号ISW40-1002扬程m123输送量m3/h12.54功率/电压等级kW/V1.1/3805接口尺寸mm40表1.6-5螯合剂原液输送泵No.项目单 位规格备注1型号2CQ-12不锈钢磁力泵2扬程m123输送量t/h34功率/电压等级kW/V0.37/3805接口尺寸mm20/12表1.6-6螯合剂稀释液输送泵No.项目单 位规格备注1型号G25-1螺杆泵2扬程m603输送量t/h24功率/电压等级kW/V1.5/3805接口尺寸mm32

23、/25表1.6-7飞灰输送变频星型卸灰阀No.项目单 位规格备注1输送量/型号t/h10/YJD-H162机壳尺寸/材质mm300*300/铸件3电机转速/输送机转速r/min1400/24平行轴斜齿轮减速器； 变频电机No.项目单 位规格备注4输送量控制范围%101505叶片规格/材质200/16Mn需考虑防堵料清理措施6功率/电压等级kW/V1.1/3807润滑油型号L-CKD重载荷工业齿轮油GB5903-19958附属设备连接密封件以及其它必要设备9提供性能曲线图(每转的输送量)输送量与转速的关系曲线；以便控制用。电机可 连锁控制。表1.6-8螯合剂储罐No.项目单 位规格备注1储存量m

24、382外形尺寸mm2130L=27003材质PE4罐体立于水平地面，罐体上需有顶部人孔门，侧面清理检修孔，液位变送器，需 带就地数显，溢流口，排污口，出液口，进水口。表1.6-9螯合剂稀释罐No.项目单位规格备注1储存量m332外形尺寸mm1600L=19203材质PE4罐体立于水平地面，罐体上需有顶部人孔门，侧面清理检修孔，液位变送器，需 带就地数显，溢流口，排污口，出液口，进水口。表1.6-10混合搅拌机(混炼机)No.项目单 位规格备注1搅拌机型号SSZ-52处理量t/h53叶片尺寸/叶片材质mm400/16Mn叶片考虑更换方便4电机转速/叶片转速r/min1400/32平行轴斜齿轮减速

25、器5功率/电压等级kW/V15/3806喷淋管数量个457喷淋口尺寸mmDN258进水管接口mmDN409加水管压力MPa0.4-0.69润滑油型号L-CKD重载荷工业齿轮油GB5903-199510顶盖采用绞链连接，开起方便；喷淋管检修更换方便；电机可连锁控制；设备满 载可报警。1.1.5工艺部分设备清单 本工程飞灰固化系统工艺部分参考设备清单见下表，系统具体设备数量与参数待飞灰固化系统招标后确定。表1.6-11工艺部分设备清单序号名称规格型号材料单 位数量备注1料仓部分1.1飞灰贮仓V=200m3， 2000材质Q235套1配置高，低料 位，输送接口序号名称规格型号材料单 位数量备注1.2

26、真空安全阀VCP250套11.3飞灰仓顶除尘器DMC-12配除尘风机 SMC脉冲阀台1带仓顶压力 控制表1.4飞灰仓气化板150X300块61.5飞灰出料插板门DN200台1DN2001.6空气炮KWZ-2台32配料部分2.1飞灰定量给料机SGL-10套13流化风装置3.1空气加热器DYK-30套13.2罗茨风机LBSR-80套24螯合剂配制4.1螯合剂储存罐V=8m3PEE台14.2螯合剂稀释罐V=2m3PEE台14.3稀释液存储罐V=3m3PEE台14.4稀释搅拌机/轴2.2KW不锈钢台15混炼部分5.1飞灰混炼机SSZ-5材质Q235套16其他1.1仓体钢结构,平台等材质Q235套11.2输送设备连接件材质Q235套11.3管道+阀门套1