引言
固体废弃物是指在生产、生活中丧失原有利用价值的固态、半固态物质。随着国家环保管控持续加强,企业固废处置难度及成本大幅增加,如何将产量巨大、成分复杂的固废进行科学处理,实现其无害化、资源化,已成为我国乃至全球环保工作的重大难题。大型燃煤电厂在生产过程中会产生大量固体废弃物,如果没有按照环保要求进行无害化处置,将会对土壤、水资源造成严重的污染,但如果科学合理地加以利用,不仅能降低企业处置固废的成本,而且还可以为企业创造额外的利润,同时对环境保护也会起到积极的影响。
1质量管理
设计质量直接影响项目能否顺利施工,并决定着项目质量。因此,设计质量管理是整个设计管理的重点。设计过程中常存在收资不全、错误、不及时,审核不严谨、变更多等问题,因此需要进一步规范质量管理流程。在该项目中,化学水处理专业设计的质量控制工作主要包括项目前期技术规范书审核、技术协议签订、中期设计文件审核、后期设计变更控制等。技术规范书审查阶段。认真研究合同,充分了解项目相关信息。组织专业人员编写和审核设备招标文件中的技术协议,使设计方案更合理可行,确保技术规范书符合相关规范规定及合同要求。该项目原水淡化系统与锅炉补给水处理系统分为两个标段,需要重点审核两个系统接口部分管道阀门等的归属,避免出现少供漏供的情况发生。技术协议签订阶段。要求设计分包商提出设计输入需求,包括各册图纸所需设备供应商提资的具体内容及时间。严格审核各设备厂家设计输入的内容和质量,确保设计输入的有效性、完整性和及时性。项目执行期间,多次组织设计分包商、设备供应商和业主召开会议,讨论提资具体内容,确保本专业及其他专业出图的质量。施工图审查阶段。一是图面审查,审核内容包括图框格式满足项目要求,图纸名称正确,图纸版本号符合编号规则,审批签字齐全。二是设备材料表审查,审核内容包括材料表信息完整,信息应充分满足采购需要;材料表应标明现场采购还是厂家供货。三是接口审查,审核内容包括图纸的范围和接口检查,确保系统中没有漏设计的部位;在审查中发现专业内不同卷册中同一管道标高不同、不同卷册中同一设备进出口标高不同等问题,均要求设计分包商尽快修改;审查供货范围的划分,确保随设备供货的阀门、伸缩节等管道附件均已在材料表中明确供货方。四是技术审查,审核内容包括对图纸设计标准的符合性检查,联系设备分包商、业主召开设计联络会,对图纸进行审核,确保图纸满足技术协议要求。五是在施工阶段,如现场条件变化、技术缺陷等原因,需要对已出版的施工图做出较大变更时,宜采用图纸升版的形式;细微修改可以采用变更设计的方式,并做好文件留档工作。
2焚烧发电
焚烧具有一定热值的固废、危废是钢铁企业普遍采用的方式之一,其中以焚烧发电为主要方式。焚烧发电具有占地面积小、减量化效果显著、无害化彻底、资源化利用率高等优点,但也有初始投资大、污染大气、对固废热值要求高等缺点,且含水率较高的固废一般很难进入煤粉锅炉进行掺烧,若对其进行干燥处理容易造成二次污染。
3项目实施
电厂的规划容量各分期建设规模是总体规划设计的基本依据,也是直接影响电厂总布置合理性的重要因素之一。在机组分阶段设计及建设过程中,由于环保要求升级、高参数大型机组的出现,总平面布置面临着一次又一次的新要求;总平面设计始终恪守用地红线、遵循电厂总体规划的指导,通过一次次的优化,实现了电厂规划总容量目标而没有突破用地。伴随着环保要求升级,电厂建设过程中陆续增加了脱硝系统、脱硫零排废水设施、湿式除尘器、煤场防风抑尘网等环保设施;机组台数增加后,电厂还改造增加了煤灰海运输灰装卸设施。新增加的设施都是电厂总体规划设计最初没有考虑的,为力保生产区用地的完整,该类项目不可避免地占用了海堤后方部分越浪泄水区及煤场的堆放区,或多或少影响了厂区的整体效果。
4成本管理
项目成本管理贯穿于整个项目周期,并与质量管理、进度管理密不可分。只有全过程严格控制设计质量和施工质量,才能尽量避免设计变更或现场返工引起的成本增加;只有按照进度计划完成设计与施工,才能按时完成项目,避免因工期延误导致索赔。在该项目中,化学水处理各个系统在合同总价、工程量、工期均已确定的情况下,为了追求效益最大化,利用组织集成的优势将设计、采购、施工三个方面的进度紧密关联,在满足合同要求和相关规程规范要求的前提下对工业水矿化系统做出优化。原设计中,工业水矿化系统采用直接添加药剂法。此方法原材料不稳定且有腐蚀性,安全性较差,设备多、占地大,投资及运维成本高。经多次对比协商,项目部最后选用原料性质稳定、无腐蚀性,系统运行维护便捷、卫生状况良好、造价更低的解富含碳酸钙的矿石法(碳酸钙颗粒过滤器),大大降低了系统成本。该项目化学水处理专业设计质量满足要求,设计进度因设计分包商内部工作安排,导致出图时间与制定的出图计划略有延后。经沟通协调,最终满足现场安装进度和设备制造进度。
5创新技术路径解决污泥处置难题
目前利用燃煤电厂处置市政污泥有两条主要技术路线。一是采用蒸汽干化污泥:圆盘干化技术和加压热水解技术;二是利用烟气干化污泥:低温烟气干化技术和前置干燥炭化处置技术。其中圆盘干化技术、加压热水解技术及低温烟气干化技术实施过程中,干化后的污泥需二次倒运至制粉系统,期间产生的废水、废气、废渣都存在二次污染风险。前置干燥炭化技术是通过抽取锅炉尾部高温炉烟,对污泥进行干燥炭化后直接粉碎,由烟气携带干化后所有固态(干污泥粉)和气态(蒸汽、污泥干化时析出的气态物质)产物,送入锅炉炉膛进行高温燃烧处置,释放污泥的残余热值。污泥燃烧后生成的灰渣进入锅炉炉渣和飞灰系统。飞灰治理采用高效静电除尘器和湿式电除尘器相结合方式,重金属富集在飞灰和炉渣中被除尘设备捕集,最终固化在炉渣中。炉渣落入捞渣机后全部进行回收,利用于道路工程、回填材料及其掺合料等方面。污泥掺烧后烟气污染物主要为烟尘、二氧化硫、氮氧化物、重金属二英等,通过燃煤电厂现有烟气净化装置达标后趋零排放。烟气净化系统中湿法脱硫设施等一系列措施对烟气中粉尘、二氧化硫、氮氧化物脱除效率较高,均达到国家超低排放标准。而污泥在高温烟气的作用下脱去的大部分水分,进入锅炉烟气系统,最终经过脱硫系统后形成脱硫废水,进入厂区废水循环系统被充分利用。市政污泥中二英属高致癌物质,国际污染防治研究表明,在850℃以上高温环境下停留2秒以上时间可以彻底分解二英。燃煤锅炉炉膛内温度高于1 300℃,此高温环境下绝大部分二英可以被分解。高温焚烧在有效处理污泥中细菌、微生物等有害物质的同时,也要防止二英等有害物质的生成。解决了焚烧污泥高风险污染物的处置难题,拥有中低温锅炉焚烧市政污泥无法替代的优势。因此,利用燃煤电厂锅炉采用前置干燥碳化技术处置市政污泥,无需二次倒运;全程密闭负压运行,无废水、废气、废渣排放,且无臭味臭水处置,消除了全过程中的二次污染风险。市政污泥的残余热值和焚烧后残渣能够全部得到循环利用。常年向石化企业提供稳定的工业热源,冬季为市区提供清洁采暖热源,机组全年不间断运行,可有效利用电厂锅炉、烟气净化设施及自身丰富的热电资源,实现城市污泥的全年全天候无害化、减量化、资源化、规模化不间断处置。
6处置工艺关键点
整个污泥干燥控制系统采用DCS系统控制操作,操作简单、直观、保护设置方便,为工艺关键点参数精确控制提供了良好条件,较好保障了污泥干燥系统稳定运行。(1)因污泥固废的含水率变化较大,为保障整个系统的运行稳定性,公司在工艺关键设备选型及保护上都做了优化处理,具体见表2。以上优化处理使得整个系统负荷、干燥温度、污泥干燥后物料含水率均可调、可控,对前端污泥固废的含水率变化具有较好的适应性。(2)干燥后的低温烟气将进入锅炉布袋除尘器处理,因进入的烟气温度不能超过除尘布袋的最高允许工作温度,所以必须对干燥机出口温度进行精确控制。系统设置了前端烟气调节阀与后端污泥耙式干燥机变频调速调节,确保污泥耙式干燥机出口烟气温度<180℃,避免低温烟气超温烧坏布袋。(3)因为干燥后的污泥颗粒对后端分离器的磨损较大,所以系统选择陶瓷多管分离器,以解决干燥后的颗粒分离磨损问题。(4)为了观察干燥后污泥颗粒的气力输送情况,喷射器出口处加装了有透明观察窗的玻璃连接头,可观察疏堵情况。
7进度管理
优质的进度管理为统筹项目全局工作提供了基准,是项目成功实施的关键因素。做好进度管理工作,最重要的是合理编制、精准执行项目进度计划,根据执行情况实时修正完善进度计划。因此,保障工程进度计划的顺利实施,就是保障项目整体顺利推进。进度管理的工作主要包括前期设计计划编制、后期设计计划执行等。技术规范书审查阶段。按照批复后的技术规范书出版计划,监督设计分包商按时提交,并及时回复业主提出的意见,升版技术规范书直至通过。尽量保证意见集中提出,缩短流程时间。及时协调各方沟通,尽可能地做到设计分包商对意见的回复一次通过。技术协议签订阶段。定标后及时与设备厂家签订技术协议,并落实设备设计提资计划安排。因该项目设备厂家未及时提资,项目部多次召开联络会,协调存在的主要问题,以保证后续施工图按时出版。施工图审查阶段。对出图计划进行审核,重点关注出图时间与现场施工计划的衔接,确保出图时间科学可行。落实施工图设计输入需求,按照批准的计划,督促设计分包商按时出图。
结语
电厂总体规划作为指导项目发展的宏伟蓝图,应具有前瞻性、可操作性、时效性。规划制定后,建设各方均应坚定不移地维护、执行。实施过程中,还应根据国策、规范、技术条件的变化,在各期工程中对厂区总平面持续优化,对总体规划适时调整、完善,最终实现初始的容量目标。
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