发电 - 301 - 燃煤锅炉污泥掺烧后锅炉效率及环保系统影 响试验研究与应用 广东电科院能源技术有限责任公司，李德波、孙超凡、梁汉贤、苏湛清、张渭添、冯永新 摘 要：本文针对 1 台 1000MW 超超临界燃煤锅炉，开展污泥掺烧过程中锅炉效率、重金属分布规律的试验研究与工 程应用。试验污泥为生活污泥，含水率 40％，掺烧比例为 5％、7％、10％、12％，负荷为 500MW、750MW、1000MW。通 过采集现场飞灰、炉渣样品，试验室进行飞灰和炉渣重金属浓度分析。研究结果表明：污泥掺烧后对锅炉效率影响比较 小，固体不完全燃烧损失和灰渣物理热损失都比较小；高卡印尼煤为强结渣燃料，严重沾污性煤，因此现场燃用高卡印 尼煤时，要加强锅炉吹灰；电除尘灰成分中 SiO2、Al2O3 含量要明显高于原煤灰成分中的含量，电除尘灰中 Fe2O3、 CaO、MgO、SO3 含量低于原煤灰成分中的含量；炉渣灰成分中 SiO2、Al2O3、Fe2O3 含量要明显高于原煤灰成分中的含 量，炉渣灰中 CaO、MgO、SO3 含量低于原煤灰成分中的含量；炉渣和电除尘灰中 Cu、Cr、Ni、Pb 等重金属元素含量较 多，说明这些重金属元素挥发性较强，容易在飞灰中沉积；As、Co、Ga、Li、Cd、Sb、Hg 等重金属元素含量较少。 关键词：污泥掺烧；重金属；掺烧比例；锅炉效率；含水率 燃煤电厂耦合生物质发电是实现煤电低碳转 型，更大幅度降低二氧化碳排放的重要发展方向， 而化石燃料燃烧产生碳排放导致气候变化所造成极 端天气和灾害日益严重， 《巴黎协定》对全球气温升 高须控制在 2 oC 以内的要求， 使得燃煤火电二氧化碳 成为其发展最主要的制约因素。国家能源局和生态 环境部于 2018 年 6 月 28 日批准全国 84 个燃煤火电 厂生物质耦合发电的试点项目，包括 30 万亚临界至 100 万超超临界燃煤电厂， 预示着我国煤电开始在较 大范围和规模进行生物质耦合发电改造工作。 国内一些研究者开展了燃煤电厂污泥掺烧研究 工作。张一帆等进行了城市污泥焚烧过程中 Pb、Cd 迁移特性的研究。蒋志坚等进行了城市污泥流化床 焚烧炉飞灰中重金属迁移特性的研究。闻哲等进行 了城镇污泥干化焚烧处置技术与工艺简介研究。曹 通等开展了煤粉炉协同处置工业污泥现场试验研 究。袁言言等利用 Aspen plus 软件开展了污泥焚烧 能量利用与污染物排放特性的研究。盛洪产等进行 了循环流化床燃煤锅炉掺烧造纸污泥的运行特性分 析。 葛江等进行了烟煤与污泥混烧过程中重金属 As、 Zn 和 Cr 的迁移规律和灰渣的浸出特性。 殷立宝等开 展了四角切圆燃煤锅炉掺烧印染污泥燃烧与 NOx排放 特性的数值模拟研究。刘蕴芳等进行了煤粉炉掺烧 干化污泥的污染物排放特性研究。张成等开展了 100MW 燃煤锅炉污泥掺烧试验与数值模拟研究。 朱天 宇等开展了掺烧不同种类污泥锅炉的燃烧特性的研究。 本文针对 1 台 1000MW 超超临界燃煤锅炉，开展 污泥掺烧过程中锅炉效率、重金属分布规律的试验 研究。试验污泥为生活污泥，含水率 40％，掺烧比 例为 5％、7％、10％、12％，负荷为 500MW、750MW、 1000MW。通过采集现场飞灰、炉渣样品，试验室进 行飞灰和炉渣重金属浓度分析，为燃煤电厂开展污 泥掺烧飞灰、炉渣中重金属浓度是否满足当前环保 标准要求，提供定量的数据。