脫硫灰改進(jìn)使用市場(chǎng)現(xiàn)況范文
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前言
在電廠項(xiàng)目的前期工作中，粉煤灰及脫硫灰如何處理，也是一個(gè)比較重要的問題。通常的做法是：項(xiàng)目單位和一些粉煤灰綜合利用的用戶簽訂相關(guān)協(xié)議，以表明電廠排放的粉煤灰已得到全部綜合利用。在項(xiàng)目審查中，專家也常常對(duì)粉煤灰的綜合利用提出相關(guān)問題。
粉煤灰綜合利用在各個(gè)地區(qū)的使用情況差別較大，一般來講，南方粉煤灰利用相對(duì)較好，北方較差。那么在東北地區(qū)電廠建成投運(yùn)后，粉煤灰及脫硫灰綜合利用市場(chǎng)究竟表現(xiàn)如何，是否在用戶端得到全面的利用，與南方地區(qū)相比還存在什么樣的問題，是否有其特殊性。目前尚沒有相關(guān)資料對(duì)這一問題有一個(gè)相對(duì)全面的介紹。
沈陽(yáng)地區(qū)是東北地區(qū)最大的中心城市，地處東北亞經(jīng)濟(jì)圈和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的中心。在沈陽(yáng)這樣一座大型的中心城市，了解城市內(nèi)現(xiàn)有火電廠粉煤灰及脫硫灰綜合利用情況，應(yīng)該具有一定的代表性。帶著這些疑問，筆者走訪了市內(nèi)的主要熱電廠、部分商混攪拌站及建材廠、混凝土協(xié)會(huì)，請(qǐng)教了相關(guān)的一線工人、技術(shù)人員及管理者，同時(shí)，對(duì)沈陽(yáng)周邊城市的電廠也進(jìn)行了初步了解，最終對(duì)粉煤灰及脫硫灰綜合利用，有了一個(gè)比較清楚的認(rèn)識(shí)。
1沈陽(yáng)市現(xiàn)有熱電廠粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀
沈陽(yáng)市及周邊現(xiàn)有為數(shù)不多的幾個(gè)熱電廠，除和平區(qū)沒有大型的熱電廠外，其它的熱電廠主要分布在沈陽(yáng)市內(nèi)的其他四個(gè)區(qū)。為方便起見，調(diào)查的電廠名稱以英文字母代替。
1.1A熱電廠
該廠始建于1958年，1984年二期擴(kuò)建工程投產(chǎn)后，全廠總裝機(jī)容量達(dá)到100MW，其中N31-25型25MW凝汽式汽輪機(jī)2臺(tái)，B25-90/13型25MW背壓式汽輪機(jī)2臺(tái)，160t/h中溫中壓旋風(fēng)爐2臺(tái)，220t/h高溫高壓旋風(fēng)爐2臺(tái)。
隨著沈陽(yáng)熱電廠供熱范圍內(nèi)熱負(fù)荷的發(fā)展，2002年7月熱電廠又實(shí)施了三期擴(kuò)建工程，建設(shè)規(guī)模為1臺(tái)50MW雙抽供熱機(jī)組，配2臺(tái)220t/h循環(huán)流化床鍋爐。2008年又進(jìn)行了四期擴(kuò)建，擬建設(shè)2×116MW高溫?zé)崴仩t，目前正在實(shí)施階段。
該廠目前每年產(chǎn)生混灰30~35萬t，渣占比例約40％，灰占比例約60％，電廠設(shè)有自己的運(yùn)灰渣車輛，車輛的裝載量基本都在12t/車。電廠利用這些車輛組建了粉煤灰綜合利用公司，負(fù)責(zé)電廠粉煤灰的外運(yùn)及外銷工作。
廠內(nèi)所有的粉煤灰收集點(diǎn)均沒有設(shè)置分選設(shè)備，現(xiàn)有的機(jī)組采用爐內(nèi)脫硫方式。
粉煤灰的銷售途徑是：由電廠粉煤灰綜合利用公司通過中介機(jī)構(gòu)或個(gè)人再送至商品混凝土攪拌站（簡(jiǎn)稱商混站）、磚廠或建材廠，但磚廠（1～2家）用粉煤灰作添加劑的很少，所以主要都是針對(duì)商品混凝土攪拌站用戶。
粉煤灰的綜合利用季節(jié)性較強(qiáng)，主要分為夏季和冬季。在夏季時(shí)，機(jī)組基本不能滿發(fā)，電廠日產(chǎn)灰量約在100多t，一般每天運(yùn)輸17～18車，在25km內(nèi)由電廠送至用戶，售價(jià)形式稍有不同，一般灰售價(jià)大約在75元左右/t（包括運(yùn)費(fèi)）。雖然沒有設(shè)置分選設(shè)備，以混灰的形式出售給中介機(jī)構(gòu)或個(gè)人作為混合添加材料，粉煤灰的技術(shù)指標(biāo)很不穩(wěn)定，但對(duì)粉煤灰的需求仍呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的局面。
在冬季時(shí)，由于城市供暖的需求，全部機(jī)組處于滿發(fā)狀態(tài)，每天灰渣外運(yùn)量基本都在50車/d左右，但是，因?yàn)樘幵诙旒竟?jié)，北方幾乎所有基建工程基本都處在停工狀態(tài)，所以熱電廠的灰渣沒有銷售去處，只能是熱電廠到郊區(qū)找一些廢棄的沙坑填埋。這種狀況由每年的10月中旬持續(xù)到第二年的3月中下旬，也就是北方的一個(gè)供暖周期。
1.2B熱電廠
B廠一期工程建設(shè)規(guī)模為：2臺(tái)12MW汽輪發(fā)電機(jī)組，配3臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐，一期工程于1996年7月正式投入生產(chǎn)。二期工程建設(shè)規(guī)模為：1臺(tái)12MW汽輪發(fā)電機(jī)組，配2臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐，于2002年1月正式投入生產(chǎn)。2003年8月又實(shí)施了三期擴(kuò)建工程，擴(kuò)建了2臺(tái)116MW循環(huán)流化床熱水鍋爐。
B廠每年產(chǎn)灰量大約在20萬t，渣占比例約40％，灰占比例約60％，廠內(nèi)沒有設(shè)置分選設(shè)備。2010年，電廠在爐后設(shè)置了一套脫硫裝置(酸堿法)，尚未正式投運(yùn)，目前無脫硫灰（或石膏）的排放，電廠僅配置了4～5輛運(yùn)灰車作為事故備用，正常運(yùn)灰車輛均由社會(huì)解決。
2002年，電廠投資大約1600萬元，從韓國(guó)引進(jìn)了一條利用粉煤灰生產(chǎn)砌塊的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)摻灰量約50％，摻渣量約30％，水泥及其他摻和料約20％，設(shè)計(jì)產(chǎn)量10萬m3砌塊/年。該生產(chǎn)線建成后對(duì)外整體承包，投產(chǎn)后，實(shí)際生產(chǎn)能力大約在5萬m3砌塊/年。2008年以前砌塊銷售良好，對(duì)外售價(jià)基本在140～150元/m3，2008年以后，由于粉煤灰生產(chǎn)設(shè)備存在一些問題以及建筑市場(chǎng)不好，該生產(chǎn)線一直處于停產(chǎn)狀態(tài)，一些成品也堆積在廠外空閑地方。在夏季時(shí)，盡管灰成分不穩(wěn)定，但灰渣都能夠通過承包人銷售到商混站。入冬以后，灰渣又無法外銷，仍由承包人外運(yùn)至郊區(qū)或荒涼處填坑。
1.3C熱電廠
C廠始建于1988年，原設(shè)計(jì)規(guī)劃容量為450MW，其中一期工程的設(shè)計(jì)規(guī)模為建設(shè)2臺(tái)200MW雙抽冷凝式供熱機(jī)組和1臺(tái)25MW的背壓式供熱機(jī)組；二期工程的設(shè)計(jì)規(guī)模為建設(shè)1臺(tái)25MW的背壓式供熱機(jī)組。一期工程的兩臺(tái)200MW雙抽冷凝式供熱機(jī)組已于1991年相繼投產(chǎn)。一期工程的25MW背壓機(jī)組以及二期工程的另一臺(tái)25MW背壓機(jī)組，由于設(shè)備的原因和外部熱負(fù)荷的變化而均未能得以實(shí)施。
2005年，擴(kuò)建了1臺(tái)670t／h煤粉鍋爐配套1臺(tái)200MW雙抽汽冷凝式供熱機(jī)組，同步設(shè)置了半干法脫硫除塵一體化（NID）設(shè)施。2007～2008年間，一期工程2臺(tái)機(jī)組的除塵裝置進(jìn)行了半干法脫硫除塵一體化的改造，同時(shí)在1號(hào)爐設(shè)置了1套粉煤灰分選裝置后，又增設(shè)了1套2號(hào)爐粉煤灰分選裝置。目前3臺(tái)200MW供熱機(jī)組均設(shè)置了脫硫除塵設(shè)施并設(shè)有2套粉煤灰分選裝置。
電廠灰渣和脫硫灰的對(duì)外運(yùn)輸和銷售整體對(duì)外承包給某運(yùn)輸公司，該公司有18輛運(yùn)灰車輛。電廠3×200MW供熱機(jī)組的年排灰渣量約84萬t，脫硫灰約40萬t。在夏季時(shí)，市場(chǎng)對(duì)粉煤灰的需求量較大，分選后的粉煤灰市場(chǎng)售價(jià)在60～70元/t，但由于夏天機(jī)組運(yùn)行數(shù)量少，燃料的質(zhì)量也好，產(chǎn)灰量較少，無法滿足市場(chǎng)需求。鍋爐的底渣（濕渣）應(yīng)用的情況不理想，基本都是填坑處理。脫硫灰同樣較難處理。該工程采用的是半干法脫硫除塵，脫硫灰基本呈干灰狀，加水外運(yùn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)加水少易板結(jié)，加水多又呈粥狀，脫硫灰外運(yùn)后也沒有利用的用戶，均填坑處理。
在冬季，全部機(jī)組處于滿發(fā)狀態(tài)，每天排放的灰渣和脫硫灰都外運(yùn)至偏遠(yuǎn)郊區(qū)填坑處理，而且花費(fèi)不小，盡管廠內(nèi)設(shè)置了2套粉煤灰分選裝置，但到冬季一樣停止生產(chǎn)。電廠現(xiàn)有一座水灰場(chǎng)，基本處于飽和狀態(tài)。在灰場(chǎng)旁邊，建有1個(gè)粉煤灰磚廠（民營(yíng)投資），夏季生產(chǎn)時(shí)，粉煤灰原料直接由灰場(chǎng)中提取，冬季也處于停產(chǎn)狀態(tài)。
1.4D熱電廠
該熱電廠始建于1986年，經(jīng)兩次擴(kuò)建改造，目前裝機(jī)為2×6MW背壓機(jī)組和1×12MW凝汽機(jī)組，配有3臺(tái)75t/h中溫中壓煤粉爐及1臺(tái)75t/h中溫中壓循環(huán)流化床鍋爐，鍋爐總蒸發(fā)量300t/h，屬城市小型集中供熱電廠。目前熱電廠正在進(jìn)行2×200MW以大代小供熱工程建設(shè)施工。電廠每年的灰量大約9萬t，灰渣各占50％左右。粉煤灰的成分相對(duì)穩(wěn)定，電廠設(shè)有自己的運(yùn)輸車隊(duì)，總共有7臺(tái)運(yùn)灰車。
在熱電廠投運(yùn)初期，根本談不上灰渣綜合利用的問題，一年四季熱電廠的灰渣全部填埋處理。近些年，隨著國(guó)家對(duì)粉煤灰綜合利用的重視以及配套一些相關(guān)的政策，才使得粉煤灰綜合利用得以開展并呈現(xiàn)良好的態(tài)勢(shì)。
為保證冬天供暖，熱電廠需要4臺(tái)鍋爐全部運(yùn)行，設(shè)備處于滿發(fā)狀態(tài)，這時(shí)排放的灰渣同樣處于無法外銷的局面；夏天時(shí)，由于沒有供暖的需求，熱電廠只需運(yùn)行2臺(tái)鍋爐即可，排放的灰渣呈現(xiàn)熱銷的局面。
為解決熱電廠灰渣排放與市場(chǎng)需求無法相互吻合的問題，熱電廠利用一塊較大的空閑區(qū)域，建了一個(gè)存貯灰渣的大棚，將冬季無法外銷的灰渣暫時(shí)存貯起來，待第二年初春時(shí)外銷出去，即解決了冬季灰渣排放問題，又很好地滿足了市場(chǎng)的需求，同時(shí)也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2沈陽(yáng)市建材廠、攪拌站粉煤灰應(yīng)用現(xiàn)狀
沈陽(yáng)市周邊沒有大型的建材廠，市內(nèi)現(xiàn)有39家混凝土有限公司，共有80座攪拌站，年設(shè)計(jì)能力2585萬m3。2008年，沈陽(yáng)市實(shí)際混凝土用量1304.8萬m3（折合粉煤灰摻入量約104.4萬t）。表1為沈陽(yáng)市部分混凝土有限公司統(tǒng)計(jì)的混凝土年銷量相關(guān)數(shù)據(jù)。
從粉煤灰用戶了解的情況看，大致可以將粉煤灰用戶分為兩種類型：第一種，商品混凝土攪拌站；第二種，具有自有技術(shù)并能夠生產(chǎn)出一定附加值產(chǎn)品的建材企業(yè)。這兩種類型用戶的情況介紹如下。
2.1商混站
這種商混站，主要為全市建筑工地提供商品混凝土，是一種利用粉煤灰較簡(jiǎn)單、低附加值的形式，顯著的特點(diǎn)是受季節(jié)性的制約。
春至秋季時(shí)，隨著建筑項(xiàng)目的開工，商混站需要大量的Ⅰ、Ⅱ級(jí)粉煤灰，而且只要粉煤灰能達(dá)到Ⅰ、Ⅱ級(jí)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有多少要多少，還供不應(yīng)求。如遼寧四方商品混凝土有限公司每天需要300～400t，在粉煤灰品質(zhì)或數(shù)量無法保證的情況下，只能用礦粉替代粉煤灰。
還有些企業(yè)，如沈陽(yáng)健暉混凝土有限公司（日需要200～300t）、沈陽(yáng)亞太混凝土有限公司（日需要150～200t）、沈陽(yáng)新世界混凝土有限公司（日需要60t）、沈陽(yáng)天龍混凝土有限公司（日需要50～60t）等在粉煤灰品質(zhì)及數(shù)量無法保證的情況下，從周邊城市電廠采購(gòu)。在入冬后，除冬季需要繼續(xù)施工的特殊項(xiàng)目（如地鐵）需要商品混凝土，極個(gè)別商混站（如遼寧鑫榮昌、遼寧鞍東和中鐵九局）開工外，絕大部分商混站均隨建筑市場(chǎng)一起歇業(yè)停產(chǎn)，進(jìn)入冬眠狀態(tài)。
2.2水泥、建材行業(yè)
在沈陽(yáng)市，粉煤灰用在水泥廠的情況不多且需求量并不是很大，如沈陽(yáng)寶興水泥制造有限公司，每天僅需要50～60t的灰量且粉煤灰摻入的比例不好控制。
粉煤灰應(yīng)用在建材行業(yè)。某建材有限公司是我們了解到的一家比較有代表性的企業(yè)，該公司是一家從事混凝土、砂漿、墻體外加劑系列產(chǎn)品研制、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售服務(wù)為一體的民營(yíng)企業(yè)。
公司自行研制開發(fā)新型建筑材料巖砂晶-水硬性膠結(jié)材產(chǎn)品[2]。該產(chǎn)品是一種以粉煤灰為載體的多功能建筑材料，通過激發(fā)粉煤灰的火山灰活性，增加水硬性物質(zhì)，具有增塑、保塑、引氣、抗?jié)B、抗凍等項(xiàng)多功能，這些多功能復(fù)合型巖砂晶系列產(chǎn)品，具有提高砂漿和易性、省工、省料、省錢、抗?jié)B、抗凍融，無毒、無污染、無公害、綠色環(huán)保四大獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)以及價(jià)位低、操作簡(jiǎn)便等特征，在混合砂漿中完全替代白灰，在水泥砂漿中完全替代普通防水劑并可節(jié)約水泥。
據(jù)介紹，產(chǎn)品投放市場(chǎng)后，銷往全國(guó)各地，呈現(xiàn)供不應(yīng)求態(tài)勢(shì)，效益可觀。由于該公司產(chǎn)品具有一定的科技含量，所以對(duì)粉煤灰的需求不受季節(jié)性的影響，即使在冬季，也能夠源源不斷的外銷到南方各地。這是該公司與其他粉煤灰綜合利用用戶的一個(gè)顯著區(qū)別。
3粉煤灰市場(chǎng)需求及預(yù)測(cè)
目前用于混凝土中的粉煤灰按其質(zhì)量可劃分為3個(gè)等級(jí)，（分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》），拌制混凝土和砂漿用粉煤灰分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2。
近年來，沈陽(yáng)市基建項(xiàng)目增加較快，市場(chǎng)對(duì)粉煤灰需求量日益增大，尤其是對(duì)Ⅰ、Ⅱ級(jí)細(xì)灰的需求更為強(qiáng)烈，但沈陽(yáng)地區(qū)Ⅰ、Ⅱ級(jí)細(xì)灰產(chǎn)量較少，基本都是Ⅲ級(jí)灰，而且灰的質(zhì)量不穩(wěn)定。近年來甚至出現(xiàn)了人為摻假的行為，影響了粉煤灰的利用。表3為近6年沈陽(yáng)地區(qū)粉煤灰產(chǎn)量與市場(chǎng)混凝土用量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
從表3中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可以反映出下面幾方面的內(nèi)容：①在這6年間，沈陽(yáng)市混凝土用量除2009年有所下降外，基本上是以平均19.30%的增長(zhǎng)率逐年增加的；②粉煤灰用量雖然有所波動(dòng)，但粉煤灰產(chǎn)量一直保持逐年增長(zhǎng)勢(shì)頭，平均增長(zhǎng)率也達(dá)到了8.16%；③電廠產(chǎn)生的粉煤灰量總是>粉煤灰需求量，且有較大的裕量，完全可以滿足商混站對(duì)粉煤灰的需求用量，不應(yīng)該存在粉煤灰供應(yīng)短缺的問題，但實(shí)際上電廠粉煤灰產(chǎn)出最大量的時(shí)間段無法與粉煤灰最大需求量的時(shí)間段相吻合。
綜合表3統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，結(jié)合沈陽(yáng)市城市建設(shè)發(fā)展規(guī)劃以及城市供熱建設(shè)項(xiàng)目看，預(yù)計(jì)到2015年間，沈陽(yáng)市粉煤灰需用量和粉煤灰產(chǎn)量每年都將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。
4結(jié)論及建議
4.1結(jié)論
從沈陽(yáng)市現(xiàn)有熱電廠、建材廠、攪拌站粉煤灰應(yīng)用調(diào)查的情況看，在東北地區(qū)開展粉煤灰綜合利用有其自身的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下方面：
（1）綜合利用的季節(jié)性。東北地區(qū)的冬季供暖周期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月左右，在這段時(shí)間內(nèi)，建筑工地均處于停工期間，除極個(gè)別粉煤灰用戶外，其他絕大部分建材廠、商混站基本都處于停產(chǎn)狀態(tài)。沒有了粉煤灰的市場(chǎng)需求，必然導(dǎo)致電廠的粉煤灰沒有去處，也談不上綜合利用，只能自尋出路。所以開展粉煤灰綜合利用在東北地區(qū)受制于季節(jié)的變化，這是與南方地區(qū)相比的一個(gè)顯著不同。
（2）粉煤灰市場(chǎng)需求與供給的矛盾性。雖然從上面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，電廠產(chǎn)生的粉煤灰量總是大于粉煤灰需求量，且有一定的富裕量，為何仍然產(chǎn)生了供需矛盾的問題？原因在于：在冬季，熱電廠的機(jī)組均處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，灰渣量以及脫硫灰（或石膏）的排放都達(dá)到一年中的最高值，而市場(chǎng)的需求幾乎為零；相反在夏季，熱電廠的機(jī)組均處于一種低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，灰渣排放量均很少，而這時(shí)市場(chǎng)對(duì)粉煤灰需求又十分旺盛，達(dá)到了一年中的頂峰，供求不對(duì)應(yīng)。
（3）粉煤灰綜合利用的單一性。粉煤灰綜合利用的途徑其實(shí)是多種多樣的，如生產(chǎn)粉煤灰磚、混凝土砌塊、筑路材料等，而從沈陽(yáng)市的情況看，除個(gè)別企業(yè)用自主技術(shù)開發(fā)粉煤灰綜合利用外，其他粉煤灰的利用基本上都是作為混凝土的摻和料，型式較單一，還停留在一個(gè)相對(duì)較低的層面上。如果僅作為混凝土的摻和料，從市場(chǎng)角度分析來看，建筑市場(chǎng)工程量的多少，決定了商品混凝土的需求量，同時(shí)也就決定了粉煤灰的需求量。綜合利用手段的單一性，就決定了粉煤灰綜合利用對(duì)建筑市場(chǎng)的過度依賴。
（4）灰渣及脫硫物應(yīng)用的不均衡性。從沈陽(yáng)地區(qū)調(diào)查的情況看，循環(huán)流化床鍋爐的灰渣基本都能得到有效的利用，而煤粉鍋爐的飛灰利用尚可，濕渣的綜合利用卻不理想，半干法脫硫（NID）灰基本沒有利用的去處。
（5）新建電廠事故灰場(chǎng)建設(shè)的必要性。目前在沈陽(yáng)市周邊地區(qū)尋找事故灰場(chǎng)已很困難（2×300MW等級(jí)的供熱電廠年正常排灰總量在25萬t左右），多個(gè)供熱電廠前期工作中，都很難確定下來一個(gè)理想的事故灰場(chǎng)位置，即使初步確定下來的事故灰場(chǎng)，也常常面臨著環(huán)境評(píng)估問題。但是即使再困難，在東北地區(qū)新建電廠，一定要考慮建設(shè)一個(gè)至少存儲(chǔ)半年的事故灰場(chǎng)，作為冬季電廠灰渣排放的緩沖區(qū)，否則，冬季電廠運(yùn)行時(shí)會(huì)帶來很難處理粉煤灰的問題。