国能神皖马鞍山发电：城市污泥掺烧促综合能源绿色转型

项目案例背景

随着社会经济的发展和城市规模的扩大，城市污水处理量和污泥产生量逐年新增，污泥堆肥、填埋等处置方式不能满足当前国家环保政策要求，基于此，公司以污泥无害化处理为核心，启动了城市污泥掺烧项目，采用将干化处理后的城市生活污泥与燃煤均匀掺混后送入炉膛焚烧的技术路线，以解决马鞍山市污水处理设施波峰增量期间的污泥处置问题，并为未来马鞍山市远期污泥等固体废弃物增量处置做好承接工作，既响应环保号召，承担社会环保责任，又可获取可观的经济收益。

案例专题：2023综合能源服务暨数智化转型创新优秀项目案例汇编

选送单位：国能神皖马鞍山发电有限责任公司

安徽省马鞍山市现有城市污水运营单位共11个，污泥日均总产量约200吨待处理，在公司城市污泥掺烧项目正式运营之前，马鞍山市各污水处理厂的生活污泥处置方式主要以堆肥填埋为主，少量进行焚烧、制砖和干化造粒。随着国家环保政策的收紧，公司积极与政府部门接洽污泥干化焚烧方式处置的可行性，经多次多方面积极争取，最终通过了专家组评审，取得马鞍山市备案审批。公司结合马鞍山市城市污泥处置现状和自身实际，在充分调研的基础上，开展项目，实现城市污泥减量化、资源化、无害化处理和综合利用。

项目案例实施

一、项目重要节点

项目位于马鞍山公司现有厂区内，利用公司现有4台机组，通过高温联合焚烧，建设2条100吨/天处理线，项目总投资4999万元。2020年11月委托东南大学建筑设计研究院有限公司电力设计院完成可行性研究；2020年12月4日取得马鞍山市慈湖高新区备案审批；2021年2月3日获国能神皖能源有限责任公司立项批复；2021年9月一期工程开工建设；2023年1月1日正式投产运营。

二、项目主要工艺

将约80%含水率的湿污泥通过蒸汽热干化到约40%含水率。干燥后的污泥与燃料混合进入电厂制粉系统制备燃料。加热蒸汽经冷凝、回收之后，经水泵送入锅炉给水系统进行利用。生活污泥干化冷凝废水经水处理装置处理纳管标准《GBT31962-2015 污水排入城镇下水道水质标准》A级标准之后，通过管道送至附近污水处理厂处置，乏气经乏气风机送入电厂锅炉炉膛内焚烧。

1.湿污泥输送、卸料系统：含水率～80%的污泥由市政用罐车从污水处理厂送至电厂，称重后送至污泥卸料车间。湿污泥直接卸至地下湿污泥仓，每台干化机对应一个湿污泥仓，每个仓有效容积150m3，可储存1.5天的污泥处理量。湿污泥由螺杆泵送入干化机进行干化脱水。为减少卸料时尾气泄漏量，接收车间采用密封设计，卸料间内设有市污泥取样装置，定期取样对到厂的湿污泥进行检测。

2.污泥干化系统：干化机的热介质是电厂送来的低压过热蒸汽（约0.5MPa，152℃），蒸汽与湿污泥在干化机内进行间接换热。湿污泥转化成含水率～40%的干污泥+污泥乏气（由水蒸汽和废气组成）；电厂蒸汽与污泥间接换热，水质未受污染，蒸汽凝结水可以送至锅炉除氧器回收利用，降低电厂除盐水的消耗。

3.干污泥转运系统：干污泥从干化机落料口卸至（地下）干污泥刮板输送机，送至干污泥仓内储存。干污泥仓下方出料经封闭式刮板输送机送至输煤皮带上，实现与原煤以一定配比（2%～3%），掺混后的燃料经过转运站破碎除铁后，经现有上煤皮带进入制粉系统，磨制成粉后送入锅炉燃烧。干污泥输送采用密闭结构，防止污泥在转运过程中泄漏。

4.污泥乏气处置系统：污泥乏气经旋风除尘器除去乏气携带的干污泥后，进入冷凝器经循环冷却水间接换热冷却降温，乏气析出大量废水，降低了乏气中的含水量，然后由乏气经过送风机送至锅炉房，与锅炉二次风混合送入锅炉焚烧，实现废气零排放。

5.循环冷却水系统：冷凝器循环冷却水与乏气间接换热，冷却水经使用后水质未受污染，仅水温升高约8℃～10℃，利用余压上冷却塔，冷却后的水由泵组加压循环使用。为维持系统正常运行，不产生结垢或腐蚀，设有投加水质稳定的加药设备。为保证循环水水质，系统需强制排污。

6.污水处理系统：干化机干化污泥后产生的废气，经冷凝后形成污水。污泥干化过程中产生的冷凝污水经管道收集后均进入新建污水处理系统处理，经过处理至纳管标准《GBT 31962-2015 污水排入城镇下水道水质标准》A级标准之后，通过管道送至附近污水处理厂处置。废水处理过程产生的固体废弃物主要来源于冷凝水中的微量固体，因此产生的少量污泥将采用重力排泥的方式收集后输送至干化系统再次干化后，掺煤焚烧处置。

7.电气系统：本工程电气系统电压等级380/220V，为中性点直接接地系统。设置1台污泥干化变，容量为1600KVA，6.3KV电源来自厂内6.3KV母线备用回路，为污泥干化系统所有工艺设备、控制设备、以及照明、检修、起吊等辅助设备提供电源,一期电负荷约960KW，二期需再增加约435KW。

8.热控系统：本项目污泥耦合处置项目系统主要由湿污泥储存及输送系统、污泥干化系统、干污泥输送系统、废水处理系统及乏气冷却系统五部分组成。热控专业负责五个系统监视和控制以及电气厂用电系统（包括6KV电源进线及母线、UPS以及直流系统的监视等）的监视和控制全部纳入污泥干化DCS中。本项目采用计算机分散控制系统(DCS)进行监控，在污泥干化掺烧系统上位机实现数据采集（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统(SCS)与联锁保护等功能。运行人员以污泥干化掺烧系统DCS的LCD、键盘和鼠标为主要监控手段，实现对污泥干化系统各设备进行启/停控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理，而无需现场人员的操作配合。

主要创新点概述

主要污染物二噁英的控制

二噁英主要是指多氯二苯并-p-二噁英（PCDDs）和多氯二苯并呋喃（PCDFs），燃料中没有Cl就不会生成二噁英，烟气中PCDDs的浓度与燃料中Cl的含量存在正相关性。而燃料中的S，能在一定程度上抑制二噁英的生成。S/Cl>1时，SO2可抑制二噁英的生成。可见，煤中掺烧污泥后，S/Cl摩尔比较大，决定了其焚烧过程中二噁英几乎零排放。

当污泥中存有大量氯基物质，焚烧温度在550℃～700℃时会迅速（0．1s～0．2s)产生大量的二噁英，当焚烧烟气达到850℃以上超过2S时，二噁英基本分解，二噁英的烟气从高温降到低温在250℃～500℃之间时会再合成。二噁英控制措施：1.完全燃烧：保持污泥等废弃物燃烧在850℃以上。烟气停留时间大于2s；2氧量控制：在300℃的环境中二噁英的浓度主要取决于氧含量的多少，缺氧的环境中二噁英的浓度在下降。没有氧气则没有二噁英生成．一般工程中控制氧量在8％以下。

马鞍山公司#1、#2、#3、#4炉实际运行情况。根据热力性能试验，330MW额定工况下，炉内燃烧温度随高度变化如下图所示：

污泥作为燃料在20m～40m区域送入炉膛内部。燃烧温度远大于850℃，以烟气最大流速12m/s计算，污泥入炉开始燃烧停留在850℃以上区域远大于2s，根据以上二噁英控制措施，已达到完全燃烧的条件，基本可以遏制二噁英大量生成。

应用情况及可推广前景简述

《城市污泥掺烧促综合能源绿色转型》项目是国家能源集团安徽公司区域首个污泥掺烧项目，在区域内具有引领和示范作用，为后续其他电厂建设该类型项目树立了成功典型案例。

公司秉承“绿水金山就是金山银山”的理念,积极响应国家“产业结构调整”的政策号召,全力落实“综合能源促企业绿色转型”的发展规划要求,全力推进污泥掺烧重大技术改造项目,通过提高废弃物的综合利用,在获得可观的经济效益同时,打造区域内绿色综合能源基地优质品牌,在打赢“蓝天、碧水、净土”保卫战中,树立国家能源集团承担社会环保责任的良好形象。

经济效益及社会效益情况

（一）经济效益

马鞍山公司城市污泥掺烧项目投资4999万元，项目于2023年1月1日正式投产，截至2023年10月31日累计处置马鞍山城市污泥5.1万吨，日均处置量168吨，实现营业收入1568万元，实现利润678万元。预计2023年全年可处置6.06万吨，实现营业收入1839万元，实现利润905万元，经济效益可观。

（二）社会效益

本项目的建设符合国家“产业结构调整”发展规划，结合污泥焚烧技术的发展，以污泥资源化处理为核心，提高废弃物的综合利用，增加地方财政经济效益，促进劳动就业，增强企业品牌信誉度，树立央企承担社会环保责任的良好形象。

本项目符合集团公司综合能源企业转型要求，给电厂带来可观的经济收益的同时，进一步完善了本地区的基础设施，是马鞍山市固废处理处置的重要组成部分，将企业可持续发展与城市“无废”建设有机结合，促进电厂向综合能源基地转型。

（三）绿色环保和节能减排效益

该项目的各项污染治理措施能有效地削减污染物排放量，在生产工艺上采用清洁生产工艺，从源头预防污染产生，采取了较为完善可靠的废气、废水、废固的治理措施，达到了废物“零排放”，有效解决污水厂脱水污泥处置的问题，避免了对环境和生态造成严重的污染，对周边的自然环境的改善和居民健康具有重要意义。

同时利用污泥焚烧中释放的热值节约燃煤，降低污泥处理的能耗。

项目案例获专利及奖励情况

国能神皖马鞍山发电有限责任公司作为建设单位及应用单位，正联合马鞍山市污泥特许经营单位长江三峡集团有限公司，将城市污泥掺烧项目作为《长江经济带典型城市多源污泥协同处置集成示范项目》，联合申报“十四五”国家重点研发项目。

选送单位简介

国能神皖马鞍山发电有限责任公司（以下简称“公司”）是安徽省文明单位，安徽省纳税信用A级企业、环保诚信企业，电力行业AAA级信用企业，设有12个部门，现有员工505人，本科以上学历人员217人（含研究生9人），占比42.97%。

在煤电机组方面，公司现运营4台30万千瓦等级火电机组，总装机容量1320MW。其中，一期2台机组是国家“八五”重点建设工程，分别于1995年12月和1996年11月建成发电。二期2台机组是安徽省“861”重点工程，分别于2006年7月、11月建成发电。2018至2022年连续5年在安徽省“迎峰度夏”劳动竞赛中获得表彰，为安徽省30万千瓦等级机组唯一。

在新能源电源点方面，公司投产运营2个集中式光伏发电站及6个分布式光伏发电项目，总装机容量116.48MWp。

公司科技攻关项目获得安徽省电力协会QC成果一等奖、二等奖及安徽省质量管理小组成果三等奖，获国家能源集团QC小组成果三等奖。供热改造项目获2021年全国电力行业设备管理创新成果一等项目；《电厂智能安防系统技术研究与应用》项目获2022年全国第五届“绽放杯”5G应用智慧工业决赛一等奖。