粉煤灰和炉渣零排放的最佳方式与经济性分析

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近年来, 人们对粉煤灰和炉渣有了新的认识, 粉煤灰和炉渣被广泛应用于建材工业。
品质达 ∀级以上的粉煤灰可以显著改善混凝土 的和易性 ( 流动性) , 增加晚期强度和抗渗透能力, 商品价值很高。但原状粉煤灰商品价值低, 极大地 限制了应用量。昆明发电厂原状粉煤灰因细度不合 格, 只能达到 #级灰标准。按照行业规定, ∀级以 上粉煤灰拌制混凝土, 每 m3 可以掺入 100~ 120kg。 1997 年、1998 年昆明地区混凝土的需求量已超过 120 万 m3, 对 ∀级粉煤灰的需求量超过 12 万 t。水 工建筑的需要和城市建设规模日益扩大, 发展粉煤 灰的深加工是非常有前途的。仅在 1997 年, 昆明 发电厂对原状粉煤灰的综合利用已达100 372t。但 由于品质的原因, 用于混凝土 掺合的粉煤灰 不足 20 000t。
脱水炉渣可用来代替粘土原料组份配料, 生产 硅酸盐水泥熟料。
昆明发电厂曾于 1998 年 6 月向昆明水泥厂提 供约4 000t 炉渣, 用于生产硅酸盐水泥熟料获得成 功。水泥厂曾承诺, 可年用炉渣 1 5~ 2 万 t。
昆明发电厂年排炉渣高限值 3 万 t, 可低价向 水泥厂直供 2 万 t , 剩下 1 万 t, 供给筑路、制砖和 屋顶保温的各类用户。
以不做改造维持现设备的运行状况为参照点: 方案二的总成本下降 381 09 万元/ a, 剥离经 营后每年应补贴 229 18 万元; 方案三, 总成本下 降 358 63 万元/ 年, 剥离经营后每年应补贴 251 64 万元。 当然, 也可将大修和动力消耗、部分运行人员 的工资计入主业, 这样, 就可以免去补贴。但是, 可观的灰场建设费和维护费就省下来了。 从附表中的各项指标对比可以看出设备经综合 改造以后运行的显著经济性。
9
1999 年第 1 期
云南电力技术
第 27 卷
的全停。昆明发电厂与水泥厂所有灰塔、中间灰库
的全部仓贮容量为1 600t, 等于满负荷两天的排灰, 改造条件很好。
干式除灰设备改造完成以后, 干粉煤灰的年产 量可达 19~ 20 万 t。干除灰不需考虑备用, 水力除 灰可留做备用, 随时投入运行。
4 对粉煤灰和剩余炉渣的深加工
%粉煤灰销售成本包括营销、部分包装、装
卸各项费用。
%三灰粉 的销售 成本包 括营销、部分 包装、
原料添加、装卸各项费用。
粉煤灰和炉渣零排放的最佳方式与经济性分析
昆明发电厂除灰 系统剥离经营财务状况分析表
无标志数据 计量单位: 万元/ a
a
b
c
d
e
f
j
k
设备运行状况 序
科目 号
计算
原干除灰
投入两套 设备增加
粉煤灰和炉渣零排放的最佳方式与经济性分析
粉煤灰和炉渣零排放的最佳方式与经济性分析
昆明发电厂 徐志明 ( 昆明 650109) 摘要 把昆明发电厂的除灰系统当做一个剥离经营的发电厂属子公司, 以灰渣为产品进 行研究, 从技术上、经济上分析实现粉煤灰和炉渣零排放的最佳方式。 关键词 粉煤灰 炉渣 零排放 经济性分析
渣拉上山上灰场。 6 级子坝完工后灰场可使用至 2015 年。 4 级子坝完工后灰场可使用至 2004 年。 3) 方案三: 方案二工艺+ 段磨生产线。 灰渣处理: 原状粉煤灰 19 万 t, 渣 3 万 t。 水泥厂使用原状灰 1 万 t, 原状渣 2 万 t; 出售
分选灰 12 万 t, 出售段磨灰 6 万 t ( 或三灰粉等副 产品 6 万 t) ; 余下灰、渣低价倾销。
6 级后 停止建设
2005 年底
8 结论
1) 除灰设备经改造后, 在昆明电厂可以实现 灰渣的零排放, 而且是一种非常经济的运行方式。
2) 灰渣的商 业化营运 不仅减 少了生产 成本, 而且使昆明电厂获得更广阔的生存和发展空间。
3) 仅就灰渣的堆积问题而言, 继续维持传统 的经营模式, 2004 年需要另行 筹资2 500万建设新 灰场, 届时如果政策不允许建设新灰场, 2006 年昆 明电厂将陷入困境。
c+ d+ e
灰渣分除
分 选 生 综合改造
四台仓泵
产线 运 行
运行
段磨生产 线 6万 t
不做改造维持 运行 1997 年
底的情况
1
新增设备投 资
2 运行人工 ( 含备员)
3
检修人工
4
大修及维护
5
动力消耗
6
汽车运费
7
管理费支出
8
年运行成本
9
折旧
c. d. e. f. j 为一次性投资
1 8万 /a 工 1 8 万/ a工
3) 用段磨的办法对粉煤灰和炉渣进行深加工。 段磨获得高品质细灰有成熟的运行经验, 但功 耗较大, 投资高, 一套年加工能力 6 万 t 的段磨生 产线, 投资约 350 万元。段磨的最大优点是可利用 剩余炉渣和粉煤灰 开发其它的副 产品, 例如 三灰 粉。三灰粉是由水泥熟料、生石灰、粉煤灰炉渣的
磨合料, 价格可以和普通水泥石灰砂浆相竞争, 强 度更好。昆明地区对水泥石灰砂浆的需求量为 15t/ a。
0 2 万/ kWh
1 元/ km. t 5km
管理人员工 资及办公费
( 2) ~ ( 7)
250 万 250 万
5! 1 8= 9 54
54
36
6
60
6
66
5
50
31 4
266
150 万 36 9 12 60 20
137
650 万 99 50 4 78 132 20 20
399 4
25
25
15
65
1 引言
昆明发电厂年排粉煤灰和炉渣 22 万 t, 年均花 费 250 万元用于灰场 建设, 其中, 70 万元用 于水 力泵送灰渣的维修和大修材料, 年均花费 138 6 万 元用于除灰运行、检修工人的工资、福利。按照现 有设备的运行方式, 2004 年需要另行筹资2 500万 元建设第二灰场。
昆明发电厂装机 2 ! 100MW, 有干式除灰和水 力除灰两套除灰设备, 以水力除灰方式为主。大部 分粉煤灰和炉渣混在一起, 加水混合后泵送至山上 灰场堆放。灰、渣的最大产量为 40t / h, 其中灰占 35~ 36t/ h。在干式除灰设备中, 负压收灰设 备的 最大出力为 25t/ h, 由于油隔离泵的工作特性, 为 了泵送炉渣, 即使只有 1 台机组运行, 干式除灰能 满足干灰排量要求, 仍然需要掺入一部分粉煤灰进 入水力除灰, 以保证油隔离泵的可靠运行。高水分 的灰渣浆, 是一种完全没有应用价值的工业废料, 为了排出和堆放这些废料, 每年耗费 590 27 万元。
4 级子坝以后停止灰场建设。
6 除灰系统独立营运财务分析
现在把灰渣作为商品, 除尘器下和锅炉渣斗下 以远至灰场整个除灰系统看做一个剥离经营的粉煤 灰公司进行分析。
分析中把 检修、运行 人员的工 资、福 利、大 修、维修及动力消 耗等各种 因素综合 考虑 ( 见附 表) 。未经处理的炉渣和等外灰定价 2 元/ t ( 现行 价) ; ∀级灰的售价为 40 元/ t ( 省外价 50 ∃ 70 元/ t) ; 段磨副产品三灰粉的定价 75 元/ t, 如果用段磨 制∀级灰, 税后收入与三灰粉相当, 因为生产成本下 降。目前, 水泥石灰砂浆的材料价大约在 80 元/ t。
7 关于附表的说明
%列表中未计及投资利息统计, 因为即使不
准备对现除灰设备进行改造, 灰场建设费也省不下 来, 况且水力除灰设备已毛病百出, 大修及维修费 一年超 过一 年。 第二 灰场 建 设费 1999 年 折 现价 1 552 8万元。
%第 k 列的各项 数据为实 际发 生值的 统计,
是各项费用的对比点。
- 22 46
213
162 51 8 67 43 33
- 610 27
16 独立营运补 亏 17 减少开支情 况 18 折算投资回收期
229 18
380 09 2 年, 已计息
251 64 ( 16f- 15j)
358 63 2 年, 已计息
610 27
19 现灰场运行时间
4、5、6 级子坝完工
2015 年
收稿日期: 1998 ∃ 08 ∃ 18
11
- ( 9)
480
4
250 ( 12 万 t)
484
06
190
200
200 6
34
60
280
283 4
0 58
10 2
47 6
48 18
2 82
49 8
232 4 235 22
- 53 58 - 241 2 80 4 - 229 18
450 ( 三灰粉)
310 8 139 2 23 66 115 54
由于灰渣分除, 水灰总量大幅度减少, 油隔离 泵的维护费和灰场建设费亦可年均减少 50 万元。
3 对现有干除灰设备进行局部改造增容
干除灰设备投运以来的运行实践证明, 用 1 台 炉的第 1 排 4 只灰斗粉煤灰走水力除灰, 剩余粉煤 灰可用干除灰连续运行方式。剩余灰量大约 12t/ h。 前第 1 排灰斗有效容积为 80t。# 1炉第 1 排灰斗各 装 1 套 2 5m3 的流化式仓泵, 其余除灰方式沿用现 有干除灰设备, 连同新架设 4 条 700m 108 的输灰 管线, 干灰设备的改造费可控制在 250 万元以下。 现有压缩空气站配有 60m3 空压机 3 台, 10m3 空压 机 2 台, 3m3 无油润滑空压机 4 台, 压缩空气系统 不需要做大的改动, 输灰管线亦可沿现栈桥布置。 这是最经济的改造方式, 可实现水力除灰系统设备
1) 用现有除尘设备分别收集粗细灰, 经多次 取样分析证明, 这种方法在昆明发电厂无法实现。
2) 用分选的办法获得高品质细灰, 这种方法 投资最省, 维护工作量最 小。昆明发电 厂在 1998 年已建设 1 条年处理 10 万 t 的分选生产线, 可获 得 6 万 t ∀级粉煤灰。再上一条分选生产线仅需再 投资 150 万元。两条线可获得 12 万 t/ a ∀级以上粉 煤灰。分选生产线有很成熟的运行经验, 但是余下 的等外灰需要另行考虑综合利用问题。
昆明发电厂距离市区二环路仅 8km, 运输费用 极低。把 粉煤灰和炉渣 变为商品有很 好条件。为 此, 应做好以下的三个改造。一是改变目前的灰渣 混除为灰渣分除; 二是局部改造现有干除灰设备, 增加出力; 三是对粉煤灰和剩余炉渣进行深加工。
2 改灰渣混除的方式为灰渣分除
为使劣质的灰渣混合物变为商品, 关键的环节 是实现灰 渣分除。这在 技术上并不难。建设脱水 仓, 或者改造现有设备为刮板捞渣机加小渣仓都可 以实现灰渣分除。据云南省电力设计院初步概算, 所需投资大约在 250 万元左右。
1) 方案一: 沿用现有设施, 不做任何改造。 6 级子坝完工后灰场可使用至 2005 年底。2004 年以后, 需另行筹资2 500万元建设第二灰场。 2) 方案二: 灰渣分除+ 干除灰改造增容+ 两 条分选生产线。1999 年底建成。 灰渣处理: 原状粉煤灰 19 万 t, 渣 3 万 t 。 水泥厂使用原状灰 1 万 t , 原状渣 2 万 t ; 出售 分选灰 12 万 t; 低价倾销等外灰 3 万 t ; 余 4 万 t 灰 10
5 粉煤灰和炉渣综合利用平衡与贮源自文库场寿 命
昆明发电厂灰场 4、5、6 级子坝建成后总库容 75 万 m3, 连同相关设施总投资1 472万元。其中第 4 级子坝于 1998 年 10 月 6 日开工建设, 预定 1999 年 1 月完工, 贮灰保量 25 万 m3。
1997 年 发电 1 350GW h, 综 合利 用 创最 好 水 平, 收 集 利 用 干 灰 34 000 t。 共 向 灰 场 排 水 耱 186 000t, 又向 灰 场取 灰 66 408t, 灰 场 实存 灰 渣 119 600t。现 3 级灰坝已满, 照此推算, 自 1999 年 起, 如果不做改造, 每期筑坝可保存灰 2 年。
350 万 27
250 万/ a, 10 年均值
79 2
9
59 4
20
120
42
120
5
5
20
103
403 6
250 ( 年投入
35
灰场建设费)
10
售灰渣收入
11
销售成本
12
销售所得
13
销售税
14
税后收入
15 独立营运利 润
( 12) ! 17% ( 12) - ( 13) ( 14) - ( 8)
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