脱硫灰改进使用市场现况范文

前言

在电厂项目的前期工作中，粉煤灰及脱硫灰如何处理，也是一个比较重要的问题。通常的做法是：项目单位和一些粉煤灰综合利用的用户签订相关协议，以表明电厂排放的粉煤灰已得到全部综合利用。在项目审查中，专家也常常对粉煤灰的综合利用提出相关问题。

粉煤灰综合利用在各个地区的使用情况差别较大，一般来讲，南方粉煤灰利用相对较好，北方较差。那么在东北地区电厂建成投运后，粉煤灰及脱硫灰综合利用市场究竟表现如何，是否在用户端得到全面的利用，与南方地区相比还存在什么样的问题，是否有其特殊性。目前尚没有相关资料对这一问题有一个相对全面的介绍。

沈阳地区是东北地区最大的中心城市，地处东北亚经济圈和环渤海经济圈的中心。在沈阳这样一座大型的中心城市，了解城市内现有火电厂粉煤灰及脱硫灰综合利用情况，应该具有一定的代表性。带着这些疑问，笔者走访了市内的主要热电厂、部分商混搅拌站及建材厂、混凝土协会，请教了相关的一线工人、技术人员及管理者，同时，对沈阳周边城市的电厂也进行了初步了解，最终对粉煤灰及脱硫灰综合利用，有了一个比较清楚的认识。

1沈阳市现有热电厂粉煤灰综合利用现状

沈阳市及周边现有为数不多的几个热电厂，除和平区没有大型的热电厂外，其它的热电厂主要分布在沈阳市内的其他四个区。为方便起见，调查的电厂名称以英文字母代替。

1.1A热电厂

该厂始建于1958年，1984年二期扩建工程投产后，全厂总装机容量达到100MW，其中N31-25型25MW凝汽式汽轮机2台，B25-90/13型25MW背压式汽轮机2台，160t/h中温中压旋风炉2台，220t/h高温高压旋风炉2台。

随着沈阳热电厂供热范围内热负荷的发展，2002年7月热电厂又实施了三期扩建工程，建设规模为1台50MW双抽供热机组，配2台220t/h循环流化床锅炉。2008年又进行了四期扩建，拟建设2×116MW高温热水锅炉，目前正在实施阶段。

该厂目前每年产生混灰30~35万t，渣占比例约40％，灰占比例约60％，电厂设有自己的运灰渣车辆，车辆的装载量基本都在12t/车。电厂利用这些车辆组建了粉煤灰综合利用公司，负责电厂粉煤灰的外运及外销工作。

厂内所有的粉煤灰收集点均没有设置分选设备，现有的机组采用炉内脱硫方式。

粉煤灰的销售途径是：由电厂粉煤灰综合利用公司通过中介机构或个人再送至商品混凝土搅拌站（简称商混站）、砖厂或建材厂，但砖厂（1～2家）用粉煤灰作添加剂的很少，所以主要都是针对商品混凝土搅拌站用户。

粉煤灰的综合利用季节性较强，主要分为夏季和冬季。在夏季时，机组基本不能满发，电厂日产灰量约在100多t，一般每天运输17～18车，在25km内由电厂送至用户，售价形式稍有不同，一般灰售价大约在75元左右/t（包括运费）。虽然没有设置分选设备，以混灰的形式出售给中介机构或个人作为混合添加材料，粉煤灰的技术指标很不稳定，但对粉煤灰的需求仍呈现出供不应求的局面。

在冬季时，由于城市供暖的需求，全部机组处于满发状态，每天灰渣外运量基本都在50车/d左右，但是，因为处在冬天季节，北方几乎所有基建工程基本都处在停工状态，所以热电厂的灰渣没有销售去处，只能是热电厂到郊区找一些废弃的沙坑填埋。这种状况由每年的10月中旬持续到第二年的3月中下旬，也就是北方的一个供暖周期。

1.2B热电厂

B厂一期工程建设规模为：2台12MW汽轮发电机组，配3台75t/h循环流化床锅炉，一期工程于1996年7月正式投入生产。二期工程建设规模为：1台12MW汽轮发电机组，配2台75t/h循环流化床锅炉，于2002年1月正式投入生产。2003年8月又实施了三期扩建工程，扩建了2台116MW循环流化床热水锅炉。

B厂每年产灰量大约在20万t，渣占比例约40％，灰占比例约60％，厂内没有设置分选设备。2010年，电厂在炉后设置了一套脱硫装置(酸碱法)，尚未正式投运，目前无脱硫灰（或石膏）的排放，电厂仅配置了4～5辆运灰车作为事故备用，正常运灰车辆均由社会解决。

2002年，电厂投资大约1600万元，从韩国引进了一条利用粉煤灰生产砌块的生产线。该生产线设计掺灰量约50％，掺渣量约30％，水泥及其他掺和料约20％，设计产量10万m3砌块/年。该生产线建成后对外整体承包，投产后，实际生产能力大约在5万m3砌块/年。2008年以前砌块销售良好，对外售价基本在140～150元/m3，2008年以后，由于粉煤灰生产设备存在一些问题以及建筑市场不好，该生产线一直处于停产状态，一些成品也堆积在厂外空闲地方。在夏季时，尽管灰成分不稳定，但灰渣都能够通过承包人销售到商混站。入冬以后，灰渣又无法外销，仍由承包人外运至郊区或荒凉处填坑。

1.3C热电厂

C厂始建于1988年，原设计规划容量为450MW，其中一期工程的设计规模为建设2台200MW双抽冷凝式供热机组和1台25MW的背压式供热机组；二期工程的设计规模为建设1台25MW的背压式供热机组。一期工程的两台200MW双抽冷凝式供热机组已于1991年相继投产。一期工程的25MW背压机组以及二期工程的另一台25MW背压机组，由于设备的原因和外部热负荷的变化而均未能得以实施。

2005年，扩建了1台670t／h煤粉锅炉配套1台200MW双抽汽冷凝式供热机组，同步设置了半干法脱硫除尘一体化（NID）设施。2007～2008年间，一期工程2台机组的除尘装置进行了半干法脱硫除尘一体化的改造，同时在1号炉设置了1套粉煤灰分选装置后，又增设了1套2号炉粉煤灰分选装置。目前3台200MW供热机组均设置了脱硫除尘设施并设有2套粉煤灰分选装置。

电厂灰渣和脱硫灰的对外运输和销售整体对外承包给某运输公司，该公司有18辆运灰车辆。电厂3×200MW供热机组的年排灰渣量约84万t，脱硫灰约40万t。在夏季时，市场对粉煤灰的需求量较大，分选后的粉煤灰市场售价在60～70元/t，但由于夏天机组运行数量少，燃料的质量也好，产灰量较少，无法满足市场需求。锅炉的底渣（湿渣）应用的情况不理想，基本都是填坑处理。脱硫灰同样较难处理。该工程采用的是半干法脱硫除尘，脱硫灰基本呈干灰状，加水外运时，经常出现加水少易板结，加水多又呈粥状，脱硫灰外运后也没有利用的用户，均填坑处理。

在冬季，全部机组处于满发状态，每天排放的灰渣和脱硫灰都外运至偏远郊区填坑处理，而且花费不小，尽管厂内设置了2套粉煤灰分选装置，但到冬季一样停止生产。电厂现有一座水灰场，基本处于饱和状态。在灰场旁边，建有1个粉煤灰砖厂（民营投资），夏季生产时，粉煤灰原料直接由灰场中提取，冬季也处于停产状态。

1.4D热电厂

该热电厂始建于1986年，经两次扩建改造，目前装机为2×6MW背压机组和1×12MW凝汽机组，配有3台75t/h中温中压煤粉炉及1台75t/h中温中压循环流化床锅炉，锅炉总蒸发量300t/h，属城市小型集中供热电厂。目前热电厂正在进行2×200MW以大代小供热工程建设施工。电厂每年的灰量大约9万t，灰渣各占50％左右。粉煤灰的成分相对稳定，电厂设有自己的运输车队，总共有7台运灰车。

在热电厂投运初期，根本谈不上灰渣综合利用的问题，一年四季热电厂的灰渣全部填埋处理。近些年，随着国家对粉煤灰综合利用的重视以及配套一些相关的政策，才使得粉煤灰综合利用得以开展并呈现良好的态势。

为保证冬天供暖，热电厂需要4台锅炉全部运行，设备处于满发状态，这时排放的灰渣同样处于无法外销的局面；夏天时，由于没有供暖的需求，热电厂只需运行2台锅炉即可，排放的灰渣呈现热销的局面。

为解决热电厂灰渣排放与市场需求无法相互吻合的问题，热电厂利用一块较大的空闲区域，建了一个存贮灰渣的大棚，将冬季无法外销的灰渣暂时存贮起来，待第二年初春时外销出去，即解决了冬季灰渣排放问题，又很好地满足了市场的需求，同时也取得了较好的经济效益。

2沈阳市建材厂、搅拌站粉煤灰应用现状

沈阳市周边没有大型的建材厂，市内现有39家混凝土有限公司，共有80座搅拌站，年设计能力2585万m3。2008年，沈阳市实际混凝土用量1304.8万m3（折合粉煤灰掺入量约104.4万t）。表1为沈阳市部分混凝土有限公司统计的混凝土年销量相关数据。

从粉煤灰用户了解的情况看，大致可以将粉煤灰用户分为两种类型：第一种，商品混凝土搅拌站；第二种，具有自有技术并能够生产出一定附加值产品的建材企业。这两种类型用户的情况介绍如下。

2.1商混站

这种商混站，主要为全市建筑工地提供商品混凝土，是一种利用粉煤灰较简单、低附加值的形式，显著的特点是受季节性的制约。

春至秋季时，随着建筑项目的开工，商混站需要大量的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，而且只要粉煤灰能达到Ⅰ、Ⅱ级品质标准，有多少要多少，还供不应求。如辽宁四方商品混凝土有限公司每天需要300～400t，在粉煤灰品质或数量无法保证的情况下，只能用矿粉替代粉煤灰。

还有些企业，如沈阳健晖混凝土有限公司（日需要200～300t）、沈阳亚太混凝土有限公司（日需要150～200t）、沈阳新世界混凝土有限公司（日需要60t）、沈阳天龙混凝土有限公司（日需要50～60t）等在粉煤灰品质及数量无法保证的情况下，从周边城市电厂采购。在入冬后，除冬季需要继续施工的特殊项目（如地铁）需要商品混凝土，极个别商混站（如辽宁鑫荣昌、辽宁鞍东和中铁九局）开工外，绝大部分商混站均随建筑市场一起歇业停产，进入冬眠状态。

2.2水泥、建材行业

在沈阳市，粉煤灰用在水泥厂的情况不多且需求量并不是很大，如沈阳宝兴水泥制造有限公司，每天仅需要50～60t的灰量且粉煤灰掺入的比例不好控制。

粉煤灰应用在建材行业。某建材有限公司是我们了解到的一家比较有代表性的企业，该公司是一家从事混凝土、砂浆、墙体外加剂系列产品研制、开发、生产及销售服务为一体的民营企业。

公司自行研制开发新型建筑材料岩砂晶-水硬性胶结材产品[2]。该产品是一种以粉煤灰为载体的多功能建筑材料，通过激发粉煤灰的火山灰活性，增加水硬性物质，具有增塑、保塑、引气、抗渗、抗冻等项多功能，这些多功能复合型岩砂晶系列产品，具有提高砂浆和易性、省工、省料、省钱、抗渗、抗冻融，无毒、无污染、无公害、绿色环保四大独特优点以及价位低、操作简便等特征，在混合砂浆中完全替代白灰，在水泥砂浆中完全替代普通防水剂并可节约水泥。

据介绍，产品投放市场后，销往全国各地，呈现供不应求态势，效益可观。由于该公司产品具有一定的科技含量，所以对粉煤灰的需求不受季节性的影响，即使在冬季，也能够源源不断的外销到南方各地。这是该公司与其他粉煤灰综合利用用户的一个显著区别。

3粉煤灰市场需求及预测

目前用于混凝土中的粉煤灰按其质量可划分为3个等级，（分级标准参见GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》），拌制混凝土和砂浆用粉煤灰分级标准见表2。

近年来，沈阳市基建项目增加较快，市场对粉煤灰需求量日益增大，尤其是对Ⅰ、Ⅱ级细灰的需求更为强烈，但沈阳地区Ⅰ、Ⅱ级细灰产量较少，基本都是Ⅲ级灰，而且灰的质量不稳定。近年来甚至出现了人为掺假的行为，影响了粉煤灰的利用。表3为近6年沈阳地区粉煤灰产量与市场混凝土用量统计数据。

从表3中统计的数据可以反映出下面几方面的内容：①在这6年间，沈阳市混凝土用量除2009年有所下降外，基本上是以平均19.30%的增长率逐年增加的；②粉煤灰用量虽然有所波动，但粉煤灰产量一直保持逐年增长势头，平均增长率也达到了8.16%；③电厂产生的粉煤灰量总是>粉煤灰需求量，且有较大的裕量，完全可以满足商混站对粉煤灰的需求用量，不应该存在粉煤灰供应短缺的问题，但实际上电厂粉煤灰产出最大量的时间段无法与粉煤灰最大需求量的时间段相吻合。

综合表3统计数据，结合沈阳市城市建设发展规划以及城市供热建设项目看，预计到2015年间，沈阳市粉煤灰需用量和粉煤灰产量每年都将会持续增长。

4结论及建议

4.1结论

从沈阳市现有热电厂、建材厂、搅拌站粉煤灰应用调查的情况看，在东北地区开展粉煤灰综合利用有其自身的特点，具体表现在以下方面：

（1）综合利用的季节性。东北地区的冬季供暖周期长达5个月左右，在这段时间内，建筑工地均处于停工期间，除极个别粉煤灰用户外，其他绝大部分建材厂、商混站基本都处于停产状态。没有了粉煤灰的市场需求，必然导致电厂的粉煤灰没有去处，也谈不上综合利用，只能自寻出路。所以开展粉煤灰综合利用在东北地区受制于季节的变化，这是与南方地区相比的一个显著不同。

（2）粉煤灰市场需求与供给的矛盾性。虽然从上面的统计数据看，电厂产生的粉煤灰量总是大于粉煤灰需求量，且有一定的富裕量，为何仍然产生了供需矛盾的问题？原因在于：在冬季，热电厂的机组均处于满负荷运转状态，灰渣量以及脱硫灰（或石膏）的排放都达到一年中的最高值，而市场的需求几乎为零；相反在夏季，热电厂的机组均处于一种低负荷运转状态，灰渣排放量均很少，而这时市场对粉煤灰需求又十分旺盛，达到了一年中的顶峰，供求不对应。

（3）粉煤灰综合利用的单一性。粉煤灰综合利用的途径其实是多种多样的，如生产粉煤灰砖、混凝土砌块、筑路材料等，而从沈阳市的情况看，除个别企业用自主技术开发粉煤灰综合利用外，其他粉煤灰的利用基本上都是作为混凝土的掺和料，型式较单一，还停留在一个相对较低的层面上。如果仅作为混凝土的掺和料，从市场角度分析来看，建筑市场工程量的多少，决定了商品混凝土的需求量，同时也就决定了粉煤灰的需求量。综合利用手段的单一性，就决定了粉煤灰综合利用对建筑市场的过度依赖。

（4）灰渣及脱硫物应用的不均衡性。从沈阳地区调查的情况看，循环流化床锅炉的灰渣基本都能得到有效的利用，而煤粉锅炉的飞灰利用尚可，湿渣的综合利用却不理想，半干法脱硫（NID）灰基本没有利用的去处。

（5）新建电厂事故灰场建设的必要性。目前在沈阳市周边地区寻找事故灰场已很困难（2×300MW等级的供热电厂年正常排灰总量在25万t左右），多个供热电厂前期工作中，都很难确定下来一个理想的事故灰场位置，即使初步确定下来的事故灰场，也常常面临着环境评估问题。但是即使再困难，在东北地区新建电厂，一定要考虑建设一个至少存储半年的事故灰场，作为冬季电厂灰渣排放的缓冲区，否则，冬季电厂运行时会带来很难处理粉煤灰的问题。