脫硫灰改進使用市場現況范文

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前言

在電廠項目的前期工作中，粉煤灰及脫硫灰如何處理，也是一個比較重要的問題。通常的做法是：項目單位和一些粉煤灰綜合利用的用戶簽訂相關協議，以表明電廠排放的粉煤灰已得到全部綜合利用。在項目審查中，專家也常常對粉煤灰的綜合利用提出相關問題。

粉煤灰綜合利用在各個地區的使用情況差別較大，一般來講，南方粉煤灰利用相對較好，北方較差。那么在東北地區電廠建成投運后，粉煤灰及脫硫灰綜合利用市場究竟表現如何，是否在用戶端得到全面的利用，與南方地區相比還存在什么樣的問題，是否有其特殊性。目前尚沒有相關資料對這一問題有一個相對全面的介紹。

沈陽地區是東北地區最大的中心城市，地處東北亞經濟圈和環渤海經濟圈的中心。在沈陽這樣一座大型的中心城市，了解城市內現有火電廠粉煤灰及脫硫灰綜合利用情況，應該具有一定的代表性。帶著這些疑問，筆者走訪了市內的主要熱電廠、部分商混攪拌站及建材廠、混凝土協會，請教了相關的一線工人、技術人員及管理者，同時，對沈陽周邊城市的電廠也進行了初步了解，最終對粉煤灰及脫硫灰綜合利用，有了一個比較清楚的認識。

1沈陽市現有熱電廠粉煤灰綜合利用現狀

沈陽市及周邊現有為數不多的幾個熱電廠，除和平區沒有大型的熱電廠外，其它的熱電廠主要分布在沈陽市內的其他四個區。為方便起見，調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年二期擴建工程投產后，全廠總裝機容量達到100MW，其中N31-25型25MW凝汽式汽輪機2臺，B25-90/13型25MW背壓式汽輪機2臺，160t/h中溫中壓旋風爐2臺，220t/h高溫高壓旋風爐2臺。

隨著沈陽熱電廠供熱范圍內熱負荷的發展，2002年7月熱電廠又實施了三期擴建工程，建設規模為1臺50MW雙抽供熱機組，配2臺220t/h循環流化床鍋爐。2008年又進行了四期擴建，擬建設2×116MW高溫熱水鍋爐，目前正在實施階段。

該廠目前每年產生混灰30~35萬t，渣占比例約40％，灰占比例約60％，電廠設有自己的運灰渣車輛，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，負責電廠粉煤灰的外運及外銷工作。

廠內所有的粉煤灰收集點均沒有設置分選設備，現有的機組采用爐內脫硫方式。

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構或個人再送至商品混凝土攪拌站（簡稱商混站）、磚廠或建材廠，但磚廠（1～2家）用粉煤灰作添加劑的很少，所以主要都是針對商品混凝土攪拌站用戶。

粉煤灰的綜合利用季節性較強，主要分為夏季和冬季。在夏季時，機組基本不能滿發，電廠日產灰量約在100多t，一般每天運輸17～18車，在25km內由電廠送至用戶，售價形式稍有不同，一般灰售價大約在75元左右/t（包括運費）。雖然沒有設置分選設備，以混灰的形式出售給中介機構或個人作為混合添加材料，粉煤灰的技術指標很不穩定，但對粉煤灰的需求仍呈現出供不應求的局面。

在冬季時，由于城市供暖的需求，全部機組處于滿發狀態，每天灰渣外運量基本都在50車/d左右，但是，因為處在冬天季節，北方幾乎所有基建工程基本都處在停工狀態，所以熱電廠的灰渣沒有銷售去處，只能是熱電廠到郊區找一些廢棄的沙坑填埋。這種狀況由每年的10月中旬持續到第二年的3月中下旬，也就是北方的一個供暖周期。

1.2B熱電廠

B廠一期工程建設規模為：2臺12MW汽輪發電機組，配3臺75t/h循環流化床鍋爐，一期工程于1996年7月正式投入生產。二期工程建設規模為：1臺12MW汽輪發電機組，配2臺75t/h循環流化床鍋爐，于2002年1月正式投入生產。2003年8月又實施了三期擴建工程，擴建了2臺116MW循環流化床熱水鍋爐。

B廠每年產灰量大約在20萬t，渣占比例約40％，灰占比例約60％，廠內沒有設置分選設備。2010年，電廠在爐后設置了一套脫硫裝置(酸堿法)，尚未正式投運，目前無脫硫灰（或石膏）的排放，電廠僅配置了4～5輛運灰車作為事故備用，正常運灰車輛均由社會解決。

2002年，電廠投資大約1600萬元，從韓國引進了一條利用粉煤灰生產砌塊的生產線。該生產線設計摻灰量約50％，摻渣量約30％，水泥及其他摻和料約20％，設計產量10萬m3砌塊/年。該生產線建成后對外整體承包，投產后，實際生產能力大約在5萬m3砌塊/年。2008年以前砌塊銷售良好，對外售價基本在140～150元/m3，2008年以后，由于粉煤灰生產設備存在一些問題以及建筑市場不好，該生產線一直處于停產狀態，一些成品也堆積在廠外空閑地方。在夏季時，盡管灰成分不穩定，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，仍由承包人外運至郊區或荒涼處填坑。

1.3C熱電廠

C廠始建于1988年，原設計規劃容量為450MW，其中一期工程的設計規模為建設2臺200MW雙抽冷凝式供熱機組和1臺25MW的背壓式供熱機組；二期工程的設計規模為建設1臺25MW的背壓式供熱機組。一期工程的兩臺200MW雙抽冷凝式供熱機組已于1991年相繼投產。一期工程的25MW背壓機組以及二期工程的另一臺25MW背壓機組，由于設備的原因和外部熱負荷的變化而均未能得以實施。

2005年，擴建了1臺670t／h煤粉鍋爐配套1臺200MW雙抽汽冷凝式供熱機組，同步設置了半干法脫硫除塵一體化（NID）設施。2007～2008年間，一期工程2臺機組的除塵裝置進行了半干法脫硫除塵一體化的改造，同時在1號爐設置了1套粉煤灰分選裝置后，又增設了1套2號爐粉煤灰分選裝置。目前3臺200MW供熱機組均設置了脫硫除塵設施并設有2套粉煤灰分選裝置。

電廠灰渣和脫硫灰的對外運輸和銷售整體對外承包給某運輸公司，該公司有18輛運灰車輛。電廠3×200MW供熱機組的年排灰渣量約84萬t，脫硫灰約40萬t。在夏季時，市場對粉煤灰的需求量較大，分選后的粉煤灰市場售價在60～70元/t，但由于夏天機組運行數量少，燃料的質量也好，產灰量較少，無法滿足市場需求。鍋爐的底渣（濕渣）應用的情況不理想，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，加水外運時，經常出現加水少易板結，加水多又呈粥狀，脫硫灰外運后也沒有利用的用戶，均填坑處理。

在冬季，全部機組處于滿發狀態，每天排放的灰渣和脫硫灰都外運至偏遠郊區填坑處理，而且花費不小，盡管廠內設置了2套粉煤灰分選裝置，但到冬季一樣停止生產。電廠現有一座水灰場，基本處于飽和狀態。在灰場旁邊，建有1個粉煤灰磚廠（民營投資），夏季生產時，粉煤灰原料直接由灰場中提取，冬季也處于停產狀態。

1.4D熱電廠

該熱電廠始建于1986年，經兩次擴建改造，目前裝機為2×6MW背壓機組和1×12MW凝汽機組，配有3臺75t/h中溫中壓煤粉爐及1臺75t/h中溫中壓循環流化床鍋爐，鍋爐總蒸發量300t/h，屬城市小型集中供熱電廠。目前熱電廠正在進行2×200MW以大代小供熱工程建設施工。電廠每年的灰量大約9萬t，灰渣各占50％左右。粉煤灰的成分相對穩定，電廠設有自己的運輸車隊，總共有7臺運灰車。

在熱電廠投運初期，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，隨著國家對粉煤灰綜合利用的重視以及配套一些相關的政策，才使得粉煤灰綜合利用得以開展并呈現良好的態勢。

為保證冬天供暖，熱電廠需要4臺鍋爐全部運行，設備處于滿發狀態，這時排放的灰渣同樣處于無法外銷的局面；夏天時，由于沒有供暖的需求，熱電廠只需運行2臺鍋爐即可，排放的灰渣呈現熱銷的局面。

為解決熱電廠灰渣排放與市場需求無法相互吻合的問題，熱電廠利用一塊較大的空閑區域，建了一個存貯灰渣的大棚，將冬季無法外銷的灰渣暫時存貯起來，待第二年初春時外銷出去，即解決了冬季灰渣排放問題，又很好地滿足了市場的需求，同時也取得了較好的經濟效益。

2沈陽市建材廠、攪拌站粉煤灰應用現狀

沈陽市周邊沒有大型的建材廠，市內現有39家混凝土有限公司，共有80座攪拌站，年設計能力2585萬m3。2008年，沈陽市實際混凝土用量1304.8萬m3（折合粉煤灰摻入量約104.4萬t）。表1為沈陽市部分混凝土有限公司統計的混凝土年銷量相關數據。

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，具有自有技術并能夠生產出一定附加值產品的建材企業。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單、低附加值的形式，顯著的特點是受季節性的制約。

春至秋季時，隨著建筑項目的開工，商混站需要大量的Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰，而且只要粉煤灰能達到Ⅰ、Ⅱ級品質標準，有多少要多少，還供不應求。如遼寧四方商品混凝土有限公司每天需要300～400t，在粉煤灰品質或數量無法保證的情況下，只能用礦粉替代粉煤灰。

還有些企業，如沈陽健暉混凝土有限公司（日需要200～300t）、沈陽亞太混凝土有限公司（日需要150～200t）、沈陽新世界混凝土有限公司（日需要60t）、沈陽天龍混凝土有限公司（日需要50～60t）等在粉煤灰品質及數量無法保證的情況下，從周邊城市電廠采購。在入冬后，除冬季需要繼續施工的特殊項目（如地鐵）需要商品混凝土，極個別商混站（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一起歇業停產，進入冬眠狀態。

2.2水泥、建材行業

在沈陽市，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。

粉煤灰應用在建材行業。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，該公司是一家從事混凝土、砂漿、墻體外加劑系列產品研制、開發、生產及銷售服務為一體的民營企業。

公司自行研制開發新型建筑材料巖砂晶-水硬性膠結材產品[2]。該產品是一種以粉煤灰為載體的多功能建筑材料，通過激發粉煤灰的火山灰活性，增加水硬性物質，具有增塑、保塑、引氣、抗滲、抗凍等項多功能，這些多功能復合型巖砂晶系列產品，具有提高砂漿和易性、省工、省料、省錢、抗滲、抗凍融，無毒、無污染、無公害、綠色環保四大獨特優點以及價位低、操作簡便等特征，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約水泥。

據介紹，產品投放市場后，銷往全國各地，呈現供不應求態勢，效益可觀。由于該公司產品具有一定的科技含量，所以對粉煤灰的需求不受季節性的影響，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顯著區別。

3粉煤灰市場需求及預測

目前用于混凝土中的粉煤灰按其質量可劃分為3個等級，（分級標準參見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標準見表2。

近年來，沈陽市基建項目增加較快，市場對粉煤灰需求量日益增大，尤其是對Ⅰ、Ⅱ級細灰的需求更為強烈，但沈陽地區Ⅰ、Ⅱ級細灰產量較少，基本都是Ⅲ級灰，而且灰的質量不穩定。近年來甚至出現了人為摻假的行為，影響了粉煤灰的利用。表3為近6年沈陽地區粉煤灰產量與市場混凝土用量統計數據。

從表3中統計的數據可以反映出下面幾方面的內容：①在這6年間，沈陽市混凝土用量除2009年有所下降外，基本上是以平均19.30%的增長率逐年增加的；②粉煤灰用量雖然有所波動，但粉煤灰產量一直保持逐年增長勢頭，平均增長率也達到了8.16%；③電廠產生的粉煤灰量總是>粉煤灰需求量，且有較大的裕量，完全可以滿足商混站對粉煤灰的需求用量，不應該存在粉煤灰供應短缺的問題，但實際上電廠粉煤灰產出最大量的時間段無法與粉煤灰最大需求量的時間段相吻合。

綜合表3統計數據，結合沈陽市城市建設發展規劃以及城市供熱建設項目看，預計到2015年間，沈陽市粉煤灰需用量和粉煤灰產量每年都將會持續增長。

4結論及建議

4.1結論

從沈陽市現有熱電廠、建材廠、攪拌站粉煤灰應用調查的情況看，在東北地區開展粉煤灰綜合利用有其自身的特點，具體表現在以下方面：

（1）綜合利用的季節性。東北地區的冬季供暖周期長達5個月左右，在這段時間內，建筑工地均處于停工期間，除極個別粉煤灰用戶外，其他絕大部分建材廠、商混站基本都處于停產狀態。沒有了粉煤灰的市場需求，必然導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受制于季節的變化，這是與南方地區相比的一個顯著不同。

（2）粉煤灰市場需求與供給的矛盾性。雖然從上面的統計數據看，電廠產生的粉煤灰量總是大于粉煤灰需求量，且有一定的富裕量，為何仍然產生了供需矛盾的問題？原因在于：在冬季，熱電廠的機組均處于滿負荷運轉狀態，灰渣量以及脫硫灰（或石膏）的排放都達到一年中的最高值，而市場的需求幾乎為零；相反在夏季，熱電廠的機組均處于一種低負荷運轉狀態，灰渣排放量均很少，而這時市場對粉煤灰需求又十分旺盛，達到了一年中的頂峰，供求不對應。

（3）粉煤灰綜合利用的單一性。粉煤灰綜合利用的途徑其實是多種多樣的，如生產粉煤灰磚、混凝土砌塊、筑路材料等，而從沈陽市的情況看，除個別企業用自主技術開發粉煤灰綜合利用外，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，還停留在一個相對較低的層面上。如果僅作為混凝土的摻和料，從市場角度分析來看，建筑市場工程量的多少，決定了商品混凝土的需求量，同時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建筑市場的過度依賴。

（4）灰渣及脫硫物應用的不均衡性。從沈陽地區調查的情況看，循環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）新建電廠事故灰場建設的必要性。目前在沈陽市周邊地區尋找事故灰場已很困難（2×300MW等級的供熱電廠年正常排灰總量在25萬t左右），多個供熱電廠前期工作中，都很難確定下來一個理想的事故灰場位置，即使初步確定下來的事故灰場，也常常面臨著環境評估問題。但是即使再困難，在東北地區新建電廠，一定要考慮建設一個至少存儲半年的事故灰場，作為冬季電廠灰渣排放的緩沖區，否則，冬季電廠運行時會帶來很難處理粉煤灰的問題。