第1章 前 言
1.1 項目的由來
目前,國內外現有的污泥處理處置手段主要包括衛生填埋、水體消納、焚燒、堆肥處理、土地利用等,F階段,我國主要的污泥處置方式是填埋。由于未經處理的污泥具有膠質狀不易脫水、含水率高、流變性強等特性,大量的污泥對垃圾填埋場產生了不利影響,一些城市垃圾填埋場已開始拒收來自污水處理廠的污泥,導致一些污水處理廠將污泥隨意堆放,污泥的處置未完全實現減量化、資源化和無害化,并存在二次污染隱患。而以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法,它能使有機物全部碳化,殺死病原體,最大限度地減少污泥體積,并通過污泥焚燒產生熱能,變廢為寶。
1.2 評估目的和意義
第2章 總 論
2.1 評估范圍和內容
本次評估對象為新建的污泥焚燒熱電聯產項目。根據項目建設方案,項目主要建設內容為:2臺45t/h污泥焚燒循環流化床鍋爐,配套1臺6MW背壓式汽輪發電機組及2套75t/d污泥干化裝置,同步建設廢氣處理系統及相關的燃料輸送系統、化學水系統、熱力系統和相關公輔設施。其中,根據項目現場調查,1臺45t/h污泥焚燒循環硫化床鍋爐及其輸煤系統、化水車間、循環水系統、6MW背壓式汽輪發電機組、二級袋式除塵器、鈉鈣雙堿法脫硫設施已施工完畢,1套75t/d污泥干化設施僅開挖地基。
經分析,確定該項目的工作內容如下:
1、針對項目方案,包括項目選址、平面布置、生產工藝流程、主要用能設備等方面,進行定性與定量分析評估。
2、分析能評前節能措施,包括:節能監測、計量措施、節能技術措施以及節能管理措施,在分析評估的基礎上,結合工程實際,對工程設計和運營管理提出有針對性的節能措施,并對采取措施后的節能效果和經濟性進行評估。
3、對項目能源利用狀況進行核算并進行能效指標評價分析,對比同類型建筑能效指標,評估本項目能效水平。
4、通過對項目所在地能源供應條件及消費情況進行調查,分析項目能源消費對所在地能源消費和完成節能目標的影響。
5、指出存在的主要問題,提出相關建議,給出評估結論。
2.2 評估依據
2.3 評估過程
第3章 項目概況介紹
3.1 項目建設單位概況
3.2 項目基本情況
3.2.1項目綜述
建設內容:
土地:計劃占用土地19.88畝。
主要建設內容:2×45t/h污泥焚燒循環流化床鍋爐,配套1×6MW背壓式汽輪發電機組及2×75t/d污泥干化裝置。
輔助生產設施及公用工程包括:同步建設廢氣處理系統及相關的燃料輸送系統、化學水系統、熱力系統和相關公輔設施。
其中,1臺45t/h污泥焚燒循環硫化床鍋爐及其輸煤系統、化水車間、循環水系統、6MW背壓式汽輪發電機組、二級袋式除塵器、鈉鈣雙堿法脫硫設施已施工完畢,1套75t/d污泥干化設施僅開挖地基。
投資規模:8498萬元。
3.2.2項目產品方案
3.2.3項目原輔材料與能源供應方案
3.2.4項目工藝技術方案簡述
3.2.5輔助生產系統及附屬設施配置方案
3.2.6總圖布置
3.2.7工作制度及勞動定員
1、生產班制
項目年運行340天,每天運行24小時,其中采暖期120天,非采暖期220天。
2、勞動定員
全廠總定員60人,車間的生產組織按工段制考慮,運行人員按三班制配備;職能科室按車間主任辦公室、生產技術部、材料供應部、財務部、總務部四部一室考慮(環保部設置在總務部之內);燃料進廠及爐渣外運不配備運行人員,由公司與有關單位簽定協議解決。
3.2.8 項目組織管理與計劃建設進度
3.2.9項目主要經濟技術指標(評估前)
3.3 項目能源利用情況
3.3.1項目用能系統邊界
3.3.2 能源消耗種類及數量
本項目消耗的主要能源為原煤、污泥、木炭。其中:
評估前預計年消耗原煤77098t,采取評估建議的節能措施后,原煤消耗減少158.46t,預計年消耗原煤76939.54t。
根據項目設計方案,本項目建成達產后,日處理污泥150t(含水80%),年處理污泥51000t。污泥經循環流化床鍋爐焚燒后轉化為熱能進行發電和供熱,實現資源綜合利用,污泥消耗量及熱量相對穩定。
根據鍋爐設計資料,本項目所選鍋爐采用木炭點火,一次冷啟動約需耗木炭800kg。
第4章 項目建設方案節能評估
4.1 項目選址、總平面布置節能評估
4.1.1項目選址方案概述及評估
項目總平面布置根據安全生產、工藝流程合理原則,結合廠址的實際地形、地貌情況,結合周圍建構筑物的位置相互關系,做到布置緊湊、運輸方便、盡量互不干擾,有利生產。熱電廠區布置要考慮電力接入和供熱管線走向,減少后期建設對前期已建設建(構)筑物的影響。
總平面布置:中部生產區由北向南依次為冷卻塔、主廠房、鍋爐房、脫硝、污泥干化、袋式除塵、脫硫、煙囪、脫硫劑配制池。西部輔助生產區由北向南依次為辦公樓、化學水車間、輸煤棧橋、儲煤庫、灰庫。東部輔助生產區由北向南依次為爐渣庫、污泥暫存庫、液氨儲罐及氣化、消防事故廢水池、石膏暫存庫。
4.1.2項目總平面布置概述及評估
4.2 工藝流程、技術方案節能評估
4.2.1工藝流程、技術方案
原煤經篩分破碎后輸送進入流化床鍋爐;濕污泥(含水率80%)由專用污泥運輸車運至廠區,運進廠的污泥直接進入污泥斗。本項目采用污泥直接干化方式,采用二級旋流噴動污泥干燥裝置2套,污泥干燥機所需加熱介質取自鍋爐二級省煤器出口煙道的220℃煙氣,煙氣抽取量54519Nm3/h。濕污泥經干化系統干燥,含水率降至30%送進鍋爐;一次風、二次風經空預器預熱后送進鍋爐焚燒。原水經化學水處理系統、除氧器處理后送進鍋爐,產生蒸汽(3.82MPa、450℃)經汽輪機、發電機產生電力部分自用,剩余聯網外供;汽輪機出來的蒸汽(0.981MPa、295℃)供居民采暖及企業生產用汽。鍋爐焚燒產生的廢氣經脫硝、除塵、脫硫后高空排放。
項目擬采用DCS集中監控,對鍋爐、除氧器、汽輪發電機組等合并監控。廠區設一個集中控制室,控制室內布置有DCS系統的2個操作員站以及2臺工業電視監視屏?刂葡到y的設計能滿足運行人員在集控室內通過CRT和鍵盤操作完成對鍋爐正常運行的全部操作和機組事故狀態時的處理操作,每臺鍋爐的緊急停爐操作按鈕設置在相應的操作員臺上。
根據主體工藝內容,項目擬建工程包括輸煤系統、污泥干化系統、鍋爐系統、熱力系統、電氣系統、除灰除渣系統、化學水處理系統和煙氣處理系統。
4.2.2工藝流程、技術方案評估
4.3 主要用能工藝和工序節能評估
4.3.1 污泥干化工序
本項目擬采用以旋流噴動污泥干燥機為核心設備的污泥直接干化工藝,項目設計2套75t/d污泥干化裝置,日處理泥污150t(含水率80%)。其中:
(1)污泥來源及產量
項目周邊現建有三座污水處理廠,據統計,污泥產生量分別為70t/d、80t/d;孟莊鎮污水處理廠一期建設完成,處理能力為日處理廢水2.5萬噸,實際收水量約2萬t/d,污泥產生量約15t/d。污泥供應量按90%進行核算,三座污水處理廠污泥產量合計為150 t/d(含水率80%)。項目已與3家污水處理處理廠的污泥處置協議,污泥來源可以得到保障。
4.3.2 鍋爐系統
4.4 主要用能設備節能評估
4.4.1 主要用能設備評估
一、鍋 爐
WB-45/3.82-M型污泥焚燒循環硫化床鍋爐
鍋爐最大蒸發量 45t/h
蒸汽壓力 3.82MPa
蒸汽溫度 450℃
省煤器進口給水溫度: 104℃
鍋爐熱效率: 87%
數量: 2臺
對照4.3.2小結內容,評估認為本項目循環流化床鍋爐設計熱效率為87%,優于同等級鍋爐設計效率目標值86%,效率指標比較先進。摻燒污泥后,鍋爐效率有所下降,但出于合理區間,評估認為該鍋爐與國內先進水平相當。
二、汽輪機
B6-3.82/0.98型汽輪機
汽輪機額定功率: 6MW
額定進汽壓力/溫度: 3.43MPa/435℃
額定排汽壓力/溫度: 0.98MPa/295℃
額定進汽量: 86.9t/h
數量: 1臺
評估認為,本項目主要熱負荷為較為穩定的工業熱負荷,所選B6-3.82/0.98型汽輪機具有技術適用性,有利于提高項目發電效率,屬于國家鼓勵優先采用的熱電聯產裝備。
三、發電機
QFW-6-2型發電機
額定功率: 6MW
電壓: 10.5kV
轉數: 3000r/min
數量: 1臺
該發電機組效率大于98%,與國內先進水平相當。評估認為,該裝備符合節能的要求。
四、旋流噴動污泥干燥機
本項目所選旋流噴動污泥干燥機是東南大學的專利設備,設備干燥效率較高,干化后污泥粒度較。0-6mm),且設備占地面積小。干燥風機采用變頻啟動和控制。其他輔助設備在選型階段未選擇明令禁止的落后設備,優先選用先進產品。同時,自動化控制程度較高,有利于提高設備能效。
參看4.3.1小節內容,本項目污泥干化裝置熱能指標為2980kJ/kgH2O、電能指標為0.033kWh/ kgH2O,符合國家推薦污泥干化工藝能效指標要求,能耗在合理區間。評估認為,本項目所選旋流噴動污泥干燥機具有一定的設備先進性。
4.4.3 其他主要耗能設備評估
經用電負荷計算,屬于重點用能設備包括電動給水泵、鍋爐風機等。根據泵的有效功率計算公式:
式中 N有效:泵的有效功率,kW;
P:液體密度,Kg/m3
G:重力加速度,取9.8m/s
H:揚程,m
Q:液體流量,m3/s
項目電動給水泵選用流量Q=85m3/h、600m的給水泵3臺,采用變頻運行,擬配套電機功率為250kW。根據泵效率計算公式,取給水溫度105℃,密度約為954.75kg/m3,估算該泵理論輸出功率為132.55kW,設備采用變頻運行可調整水泵處于高效區間并達到節能的效果。評估取給水泵效率0.71,電機效率0.98,選型系數1.15,計算配套電機輸出功率計算為219.08kW?紤]富裕容量及不可預見壓力損失,配套電機選擇250kW并采用變頻調速較為合理。
4.4.4 主要耗能設備能耗指標分析
4.5 輔助生產和附屬生產設施節能評估
4.5.1 辦公建筑
采用新技術、高效率照明燈具,減少燈具的數量,以減小照明用電功率,降低電耗。選用長壽型節能光源及附件,在照明設計中采用高光效的金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、細管熒光燈、緊湊型節能燈和電子整流器。在相同的照度下細管熒光燈比粗管熒光燈節電35.9%,緊湊型節能燈比白熾燈節電75%;在確定工程照度標準時綜合考慮視覺功效、舒適的視覺環境、技術經濟和節能等因數。在照明專用變低壓側加裝電壓自動分級補償裝置,各輔助廠房大量采用長壽型節能燈具,在滿足生產要求照度的前提下,大量節省電能。
本項目照明系統包括:廠區照明、辦公照明、道路照明,其中:辦公照明計入建筑能耗,不再重復計算:
廠區照明:本項目建筑物占地面積6473㎡,取功率密度3W/㎡,照明時間取12h,則:
6473㎡×3W/㎡÷1000×340天×12h×0.8=6.34萬kWh
道路照明:本項目道路面積5910㎡,依據道路照明設計規范,取功率密度0.45 W/㎡,照明時間取10h,則:
5910㎡×0.45W/㎡÷1000×340天×10h×0.8=0.72萬kWh
4.5.1 照明系統
4.5.2 采暖通風空調系統
4.6項目建設方案節能評估總結
第5章 節能措施評估
5.1能評前節能措施評估
5.1.1節能技術措施評估
5.1.2節能管理措施評估
5.2能評階段節能措施建議及評估
5.3 單項節能工程評估
5.4節能措施評估總結
本項目在生產工藝、總圖布置、通風系統、電氣照明系統和管理措施等多方面采取了一系列得節能措施,提高了能源的利用效率。項目所采用的用能設備及技術措施合理可行,符合國家、地方及行業的節能設計標準。
第6章 項目能源利用狀況核算及能效水平評估
6.1節能評估前項目能源利用情況
6.1.1能源品種實物量測算
一、主要計算參數
1、項目以熱定電,熱負荷相對穩定。
2、項目年運行340天,每天運行24小時,其中采暖期120天,非采暖期220天。
3、機組每年冷啟動一次,啟動燃料為木炭,機組冷態啟動時間2h;機組啟動至鍋爐蒸發量的40%即可穩定運行并網發電、供熱;啟動綜合能耗分煤耗、油耗、電耗(機組啟動按照內部電計算)。
4、鍋爐蒸汽參數確定為3.82MPa、450℃,相應汽輪機進汽參數為3.43MPa、435℃。
5、鍋爐設計熱效率87%,摻燒污泥后,效率降低至82%。
二、能源消費實物量測算
1、機組啟動炭耗
木炭用量:800kg(鍋爐設計資料)
2、鍋爐運行原煤消耗
原煤用量:277.1t/d×120d+199.3t/d×240d=77098t
折標煤量:77098t×0.7143=55071.10tce
詳細測算過程參看4.3.2小節。
3、污泥摻燒消耗:
污泥用量(含水80%):150t/d×340d=51000t
折標煤量:3138.51tce
詳細測算過程參看4.3.1小節。
4、廠用電消耗:
本項目廠用電預計984.58萬kWh,廠用電消耗指標見下表所示。詳細測算過程參看4.2及相關小節。
6.1.2綜合能耗
6.2節能評估后項目能源利用情況
6.2.1評估后指標優化
通過能評并采取了節能措施后項目用能情況得到了很大改善,通過測算項目年綜合能源消費量,采用(1)、汽輪機組運行優化技術:通過對熱力系統各項運行參數的優化,最終實現供電煤耗下降5gce/kWh;(2)、皮帶機變頻系統控制技術:優化輸煤系統電耗,節約用電約10%。采取以上措施后,項目能源消費實物量相應減少。評估后,項目運行主要基礎數據變化如下
主要發生變化指標為供電煤耗,從223.45gce/kWh下降至218.45gce/kWh,本項目燃料由污泥及原煤兩種成分組成,其中,污泥處理量穩定,故機組運行煤耗下降將促使原煤消耗減少,項目年供電量2263.75萬kWh,預計減少原煤使用158.46t:
評估前輸煤系統用電量16.90萬kWh,采取皮帶機變頻系統控制措施后,預計節電10%,評估后用電量減少1.69萬kWh,相應廠用電減少1.69萬kWh,外供電量增加1.69萬kWh。
6.2.2實物量
6.2.3能評后項目綜合能耗
6.3節能評估后項目能效水平評估
6.3.1能評后主要產品能效指標
6.3.2 能評后主要經濟能效指標
6.3.3 能效水平分析
1、單位產品能耗指標分析
本項目發電標準煤耗為218.45kgce/kWh,供熱年均標準煤耗為40.7 kg/GJ。根據《全國工業能效指南(2014)》發布數據:熱電聯產機組(135MW以下)國標限定綜合熱效率55%、單位供熱標煤耗42kgce/GJ,行業平均值為39.96kgce/GJ;單位供電標煤耗400gce/kWh,行業平均值為346.72gce/kWh。本項目指標優于行業平均水平,優于河南省同類型背壓機組以及2010年當地發電機組的平均煤耗306.67g/kWh。并達到先進機組水平,項目能效水平較高,能源利用率較高,屬國內先進水平。
2、資源綜合利用分析
本項目對污水處理廠污泥采用焚燒處理,摻燒污泥可減少項目原煤消耗并實現資源綜合利用,項目建成投產后,年可處理污泥51000t(含水80%),經干化焚燒后,可替代3138.51tce燃料消耗,節能效果突出。
同時,本項目水資源利用污水回用,年回用中水402960t,具有較好的節水效益。
6.4節能措施評估總結
通過對本項目的節能評估前后項目能源利用情況進行了核算表明,采用節能評估建議的措施后,項目用能有了很大的好轉,各項指標均達到本項目先進水平,因此,生產運營后必須對本措施加以嚴格落實,從而起到節能降耗的作用。
第7章 項目能源消費影響評估
7.1項目所在地能源消費情況
7.2項目能源供應條件及落實情況
7.3項目對當地能源消費增量的影響評估
7.4項目對所在地完成節能目標的影響評估
7.5項目能源消費影響評估總結
第8章 評估結論
一、項目符合國家、行業和地方產業政策與規劃要求
本項目符合國家政策、符合節約能源相關法律和法規。該項目不屬于淘汰和限制類行業,符合**常村鎮工業產業園發展的相關規劃要求。
二、項目所在地的區域能源供應條件能夠滿足項目需求
項目投產滿負荷運行后,購入燃料煤76939.54t,處理污泥51000t,年外供蒸汽1228972.77GJ,外供電力2265.44×104kWh;項目自身年耗能10187.40噸標煤(當量值),單位增加值綜合能耗為1.35噸標準煤/萬元(等價值)。經復核,項目當地能源供應條件可滿足項目需要。
三、項目符合國家、行業和地方節能設計標準和規范
本項目平面布置方案、工藝流程設計及能源消費符合國家、地方和行業節能設計規范及標準。
四、項目主要用能工程節能設計基本合理。
五、項目有無采用明令禁止或淘汰的落后工藝、設備
對照《高耗能落后機電設備(產品)淘汰目錄》和《產業結構調整指導目錄》淘汰類,經復核,本項目設備未選用明令禁止的淘汰落后設備。評估要求項目在設備采購過程中優先選用高能效設備。
六、項目適度采用先進工藝技術和節能新技術、新設備、新材料
項目所選循環流化床鍋爐、背壓式汽輪發電機組及所選機泵等設備符合行業主要設備的設計規范要求。
七、項目用能總量以及能源品種和結構基本合理
本項目屬于能源轉換行業,抽背式汽輪發電機組是國家鼓勵的技術,能源利用效率較高,項目能源消費結構基本合理。
八、設備、工序、產品能耗及建筑能耗等符合國家、行業及地方規定的標準
項目所選設備符合國家、行業和地方標準要求。
九、項目能耗指標達到國內外同行業先進水平
本項目供電標準煤耗為218.45kgce/kWh,優于河南省同類型背壓機組以及2010年當地發電機組的平均煤耗306.67g/kWh,并達到先進機組水平,項目能效水平較高,能源利用率較高,屬國內先進水平。
十、項目采取的節能措施基本合理
十一、項目余熱、余壓、可燃性氣體的回收利用,可再生能源、新能源利用及效果
項目周邊不具有區域余熱、余壓利用條件。項目當地太陽能資源較為豐富,建議綜合考慮太陽能集熱系統節能措施。項目不具備地源、水源熱泵的使用條件。
十二、項目對所在地能源消費增量及節能目標完成情況的影響
項目達產后,新增能源消費占**市“十二五”能源消費增量的百分比m%值0.26%,按照《國家節能中心節能評價指標通告》(第1號)判斷,項目新增能源消費量對“十二五”期間**市能源消費增量影響較小。
評估認為,本項目根據國家相關節能政策和規范要求,嚴格執行相關節能設計標準,采取了一系列的節能措施,且措施基本可行,在一定程度上提高了能源的利用效率,但在下一步設計和實施過程中要進一步細化節能措施,明確節能效果。
綜上所述,該項目符合國家產業政策和技術政策,符合區域發展規劃,采取一系列節能措施,優化能源消費結構,提高了經濟效益和社會價值,因而從節能的角度來看本項目可行,建議企業加快建設進程,以期早日投入運行。同時,建議項目加強建設過程的監管和資料留檔,在項目建設進程中若發生重大項目變更,建議重新進行評估。