通過實(shí)驗(yàn)研究可以看出：污泥中的各種重金屬元素的含量比煤中重金屬含量偏高，但是由于摻燒比例最大8%，因此，燃料中重金屬總含量并不大。

比較單煤和不同摻混比例后的混煤的灰渣中的重金屬含量，摻燒污泥后，灰渣中的重金屬含量較單燒單煤相比都有了一定幅度的升高，但是由于摻燒比例最大8%，整體上升幅度不大。

表4 原煤元素分析數(shù)據(jù)

摻燒污泥與燃燒單煤相比，CO和HCl及其他有機(jī)氣體排放濃度基本相同，SO2和NOx排放變化不大，由于摻混污泥后混煤的含碳量下降，因此CO2排放濃度略有降低。污泥灰分比較多，摻燒后產(chǎn)生的飛灰有所增加，但由于發(fā)電廠配置了靜電除塵和濕式電除塵設(shè)備，摻燒污泥后煙塵排放沒有發(fā)生變化。

總體來說，在最大8%摻燒比例下，與燃燒單煤相比，在污染物排放方面沒有產(chǎn)生明顯的變化，未發(fā)現(xiàn)由于摻燒污泥帶來明顯的有害氣體排放濃度顯著升高的狀況。

2.2?污泥摻燒對(duì)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行影響分析

污泥摻燒對(duì)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的影響主要有煙氣流量增加和灰分變化對(duì)催化劑磨損的影響以及堿金屬中毒兩方面。堿金屬含量一類是活性堿，如氯化物、硫酸鹽及碳酸鹽等；另一類是非活性堿，主要存在于硅酸鹽礦物中。堿金屬引起催化劑中毒包括物理中毒和化學(xué)中毒，其中物理中毒是因?yàn)槿济哄仩tSCR脫硝系統(tǒng)中，堿金屬通常不以液態(tài)形式存在，其鹽顆粒只是沉積在催化劑表面或堵塞催化劑的部分孔洞，阻礙NO和NH3向催化劑內(nèi)部擴(kuò)散，從而使催化劑中毒失活。若有水蒸汽在催化劑上凝結(jié)，堿金屬將引起化學(xué)中毒。

最大8%比例污泥摻燒后，煙氣流量略有增加，灰分略有增加，幅度也很小，但由于目前常用的印尼褐煤灰分遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)煤種的灰分，因此對(duì)催化劑磨損影響較小。對(duì)于物理中毒，由于污泥灰中堿金屬成分和發(fā)電廠常用煤種堿金屬成分偏差不大，加上摻燒比例較低，基本沒有發(fā)生變化。并且通過有效的吹灰，不會(huì)發(fā)生大量沉積，因此不會(huì)因?yàn)閾綗勰鄬?dǎo)致物理中毒趨勢增加。同樣，由于SCR（選擇性催化還原法）脫硝系統(tǒng)區(qū)域煙氣溫度控制較高，水蒸氣不會(huì)在SCR脫硝系統(tǒng)區(qū)域凝結(jié)，化學(xué)中毒趨勢也不會(huì)明顯變化?？偟膩碚f摻燒最大8%污泥不會(huì)對(duì)鍋爐摻燒對(duì)SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行帶來明顯影響。

2.3 污泥摻燒對(duì)鍋爐結(jié)焦的影響分析

某發(fā)電廠常用煤種和摻燒的生活污泥的灰分情況見表5。

表5 電廠常用煤種和污泥的灰分情況%

從污泥和煤的灰成分分析可知，發(fā)電廠常用煤種和污泥的灰成分特性有一定差異。污泥灰成分與煤相比，污泥中有較高的磷化合物，P2O5含量在混泥灰中高達(dá)11.72%，而在煤中只有0.16%，F(xiàn)e2O3含量在煤種高達(dá)14.98%，混泥灰中只有6.5%；SiO2和Al2O3含量在煤灰中分別為34.58%和11.29%，在混泥灰中分別占44.48%和22.29%，說明煤灰中的硅鋁酸鹽含量較泥灰中低；計(jì)算其結(jié)焦指數(shù)，發(fā)電廠常用煤種為3.98，生活污泥為2.11，污泥結(jié)焦指數(shù)都比常用煤種低，摻燒污泥有抑制常用印尼煤結(jié)焦的趨勢。

2.4 污泥摻燒對(duì)制粉系統(tǒng)運(yùn)行影響分析

由于污泥干化后的硬度與污泥的來源，不同時(shí)間段污泥的性質(zhì)有很大聯(lián)系。但相較于原煤污泥的物性還是偏軟的。污泥水分與發(fā)電廠原來燃煤的水分比較接近，制粉系統(tǒng)干燥出力基本能滿足要求，且摻燒比例只有最大8%，混合燃料熱值最大下降4%，制粉系統(tǒng)鍋爐燃料質(zhì)量需要增加約4%，制粉系統(tǒng)出力基本沒有影響。

3 污泥摻燒鍋爐性能優(yōu)化試驗(yàn)

3.1 性能試驗(yàn)?zāi)康?/p>

為了確保燃煤耦合污泥發(fā)電項(xiàng)目安全可靠運(yùn)行，降低污泥摻燒過程中對(duì)機(jī)組原有的燃煤煤質(zhì)和制粉系統(tǒng)的影響，降低對(duì)煤電機(jī)組運(yùn)行安全、運(yùn)行效率、負(fù)荷調(diào)節(jié)和經(jīng)濟(jì)性影響，基于GB/T 10184-2015《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》，開展了300 MW燃煤電廠污泥摻燒優(yōu)化試驗(yàn)。干化污泥摻燒試驗(yàn)在220～330 MW多個(gè)負(fù)荷下進(jìn)行，分別進(jìn)行了干化污泥質(zhì)量摻混比為3%，4%，5%和7%的多項(xiàng)試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)過程中，鍋爐燃燒穩(wěn)定，制粉系統(tǒng)出力、鍋爐帶負(fù)荷能力滿足生產(chǎn)要求，鍋爐效率無明顯變化。

3.2 性能試驗(yàn)結(jié)果

整個(gè)試驗(yàn)過程中，鍋爐燃燒穩(wěn)定，主、再熱汽溫基本達(dá)到設(shè)計(jì)值，制粉系統(tǒng)出力、鍋爐帶負(fù)荷能力滿足生產(chǎn)要求，試驗(yàn)得出以下主要結(jié)論：

(1）在280 MW負(fù)荷下，進(jìn)行了干化污泥質(zhì)量摻混比分別為0%，3%，5%，7%的4個(gè)工況試驗(yàn)，鍋爐熱效率分別為92.50%，92.51%，92.72%和92.68%，修正后鍋爐熱效率分別為92.65%，92.75%，92.93%和92.87%。從干化污泥摻燒前、后，以及不同干化污泥摻混比例的鍋爐熱效率來看，鍋爐熱效率未發(fā)生明顯變化，說明在目前試驗(yàn)比例下，干化污泥摻燒并未造成鍋爐燃料燃盡率下降，未影響鍋爐熱效率。

(2）在220 MW負(fù)荷下，進(jìn)行了干化污泥質(zhì)量摻混比分別為0%，4%，7%的3個(gè)工況試驗(yàn)，鍋爐熱效率分別為92.15%，92.20%和92.08%，修正后鍋爐熱效率分別為92.38%，92.42%和92.28%。與280 MW負(fù)荷摻燒試驗(yàn)規(guī)律一致，220 MW負(fù)荷下干化污泥摻燒前、后鍋爐熱效率基本一致，說明在試驗(yàn)期間，試驗(yàn)比例下的干化污泥摻燒未影響鍋爐燃料燃盡率，未影響鍋爐熱效率。

4 結(jié)論

針對(duì)300 MW燃煤電廠開展污泥摻燒下，現(xiàn)場實(shí)際摻燒過程中出現(xiàn)的關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的解決策略，同時(shí)針對(duì)目前燃煤電廠摻燒生活污泥需要注意的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析，得出主要結(jié)論如下：

(1）污泥來源多樣，成分復(fù)雜，燃煤電廠環(huán)保設(shè)施缺少二噁英收集手段，建議發(fā)電廠摻燒污泥主要來源于生活污水處理廠，謹(jǐn)慎處置重金屬含量較大的工業(yè)污泥，禁止處置危廢類的污泥。

(2）國內(nèi)沒有針對(duì)燃煤電廠摻燒污泥的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電廠需要根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定出符合自身的泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，定期進(jìn)行化驗(yàn)。燃煤電廠摻燒污泥建議參考GB 24188-2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質(zhì)》與GB/T 24602-2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》，制定嚴(yán)格的污泥入爐標(biāo)準(zhǔn)，必須同時(shí)滿足以上2個(gè)國標(biāo)要求的污泥才允許摻燒。

(3）由于原煤重金屬含量極低，國家沒有針對(duì)燃煤電廠重金屬排放制定標(biāo)準(zhǔn)，然而部分污泥重金屬含量較高，燃煤電廠摻燒污泥，需要定期對(duì)重金屬排放進(jìn)行監(jiān)測。燃煤電廠摻燒污泥根據(jù)GB 18485-2014《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》制定燃煤電廠摻燒污泥煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)定定期監(jiān)測。

(4）燃煤電廠摻燒污泥，需要定期對(duì)灰渣進(jìn)行化驗(yàn)，確保飛灰、爐渣等副產(chǎn)品的品質(zhì)不受影響。經(jīng)過現(xiàn)場長時(shí)間摻燒試驗(yàn)表明，燃煤電廠摻燒污泥比例在10%以內(nèi)時(shí)，不會(huì)影響灰渣、石膏的品質(zhì)。

(5）需要污泥摻燒對(duì)燃煤電廠鍋爐及附屬設(shè)備影響較少，經(jīng)過現(xiàn)場長時(shí)間摻燒試驗(yàn)表明，在10%摻燒比例下，不會(huì)影響鍋爐安全運(yùn)行。

(6）由于污泥水分含量大，灰分大，熱值較低，污泥摻燒對(duì)爐膛熱負(fù)荷有一定影響，機(jī)組負(fù)荷在220 MW以上摻燒污泥，可以保證燃燒穩(wěn)定。

(7）燃煤電廠摻燒污泥，在7%比例以內(nèi)進(jìn)行摻燒，對(duì)鍋爐效率有影響，造成鍋爐效率下降。

(8）燃煤電廠摻燒污泥，在8%比例以內(nèi)進(jìn)行摻燒，不會(huì)影響電廠煙氣超低排放。

本文研究成果為我國燃煤電廠污泥摻燒提供了重要的參考，具有重要的理論價(jià)值和工程應(yīng)用效果。