惠阳污泥干化处理工程的调试过程与试运行故障处理.pdf

造纸装备及材料 第 52 卷 总第 221 期 2023 年 8 月 造纸选材及绿色发展151惠阳污泥干化处理工程的调试过程与试运行故障处理张 鑫绿色动力环保集团股份有限公司，广东 深圳 518000 摘要：近年来，城市污泥量日益增加，市政污泥与生活垃圾协同处置因协同处理效应明显而被广泛接受与推广。惠州市惠阳区污泥干化处理工程的工艺与规模具有一定代表性，文章以该工程为例，对市政污泥干化处理工程的调试及试运行中设备产生的一系列问题进行归纳和总结，提出了解决方法并用于实际整改。整改后工程日处理量及运行稳定性得到显著的改善，达到设计要求。关键词：污泥；热干化；分项调试；空载调试；带负荷调试分类号：TU992.3惠州市惠阳区污泥干化处理工程建于榄子垅环境园内的垃圾焚烧发电厂旁，该工程是惠阳区污泥、餐厨垃圾、粪便无害化处理 PPP 项目中的污泥处理单元，近期处理规模为 300 t/d，远期为 600 t/d，厂房一次性建成。该工程将含水率 80%的市政污泥干化至含水率40%，于 2020 年 10 月开始启动建设，2022 年 5 月建成运行。以此工程为例，对全系统的单机调试、分系统调试、负荷联动调试、运行以及故障现象处理等分别进行介绍1。1 工艺系统与设备参数本期污泥干化工程设置 3 条干化生产线，每条线处理能力为 100 t/d 脱水污泥，采用间接式干化工艺，主体干化设备为四轴桨叶式干化机。系统分别由湿污泥接收储存及输送系统、污泥干化系统、蒸汽供应及其凝结水回收系统、尾气处理系统、干污泥输送系统、干污泥储存系统等组成。（1）干化系统主要工艺参数：污泥。处理量为300 t/d，含水率为 80%，干化后污泥的含水率为 40%。蒸汽。垃圾焚烧系统汽机的一级抽汽减温减压的压力为 0.6 0.7 MPa，温度为 165 170，设计使用量为 11.25 t/h。干化机内腔负压为-100 -50 Pa。干化机转轴转速为 0 9 r/min，实际为 0 3 r/min。载气量为 5 000 m3/h（单线）。（2）干化系统主要设备及规格，如表 1 所示。表 1 干化系统主要设备及规格设备数量主要规格性能污泥接收储存仓3储存量：200 m3输送泵3输送量：8 m3/h干化机3四轴智能桨叶干化机，换热面积：240 m2尾气除尘器3除尘率：90%尾气冷凝器3换热面积：350 m2尾气循环风机3流量：7 000 m3/h全压：9 000 Pa刮板输送机2输送量：12 m3/h干污泥储存仓2容积：180 m3减温减压器1流量：15.6 t/h高浓度臭气风机2风量：12 000 m3/h；全压：3 600 Pa2 调试程序安装结束后，参与各方对安装设备、资料和现场条件等进行共同验收，对调试条件无异议后共同签字认可，开始系统联调。首先对湿污泥接收储存及输送系统、干污泥输送系统、干污泥储存系统、尾气处理系统、蒸汽及疏水系统进行单机调试，同时对干化机进行启动前的检查准备工作。单机调试中，对发现的问题进行处理消缺，所有设备单机运行工作正常后，开始干化机调试启动，干化机空车试运转正常后，开始进行干化机带载调试，并记录各项调试数据2。自干化机出泥开始，应进行不小于 24 h 的连续试运行，不影响系统正常运行的缺陷，原则上等试运行结束后统一安排消缺，出现影响系统安全运行的故障，应立即中断系统试运行，待处理后重新进行系统的 24 h作者简介：张鑫，男，本科，工程师，研究方向为固体废物资源化。文章编号：2096-3092（2023）08-0151-03 造纸选材及绿色发展 2023 年 第 8 期 总第 221 期 造纸装备及材料152连续试运行。系统调试结束后，对调试中发现的问题进行消缺处理。等系统缺陷处理完善后，开始系统 72 h 连续试运行。3 分项调试过程3.1 单机调试单机调试的步骤为全面检查、条件核准、空载试验。（1）全面检查。按照合同和设备随机技术资料对设备进行全面检查。（2）条件核准。按照施工规范及施工安装记录对该设备进行核准。（3）空载试验。设备不带负荷运行，根据设备操作规程（先辅机后主机），首先要保证电气设备的正常运行，其次验证设备功能、运行方式和振动或应力情况。开车前应检查接地，开车时应先点动开关，无异常时方可连续运行。空载试验应以每台设备能正常连续运行 2 h 为准。运行中检查电流是否在规定范围内，检查减速箱和轴承温度是否正常，如发现异常或不正常振动，应立即停机检查。3.2 分系统和联动调试分系统调试是在单机调试完成，有问题的设备经过检修和更换并已检验合格通过初步验收后进行，同时外围管网具备送蒸汽、自来水等条件，厂区具备向外排水能力。联动调试，即联合动作调试，是指同一条线上的一系列运转设备的启停动作，测试电气控制逻辑动作执行情况。启动时遵循先末端后首端、停止时先首端后末端的原则。3.3 蒸汽管道吹扫为防止管道施工中产生的焊渣、铁锈及杂质进入桨叶干化机桨叶内腔和外层夹套内腔，堵塞干化机的蒸汽通道，在干化机通蒸汽前，需要对从蒸汽入口到干化机蒸汽接口间的蒸汽管道进行吹扫。管道吹扫按工业金属管道工程施工质量验收规范（GB 501842011）执行。吹扫前由施工单位组织对蒸汽管道上安装的节流装置孔板进行拆除，干化机的所有蒸汽接口用盲板封住。注意控制暖管速度。暖管时控制温升在 2 5 /min，升压速度为 0.01 0.05 MPa/min，管道压力升至约 0.3 MPa。对所有螺丝进行热预紧，暖管时间控制不小于 2 h。在暖管过程中若发生水冲击时，应立即关闭阀门，加强疏水。待消除后继续进行暖管操作。暖管过程中，施工单位现场人员须特别注意观察管道与支座的相对位置，确认管道发生热位移后，是否存在离架、悬空现象，各补偿器有否发生严重变形，如有，应立即停止暖管3。暖管完成后进行吹扫，吹扫次数不少于 3 次，每次吹扫时间为 5 10 min，吹扫时间间隔为 20 25 min，吹扫要求靶板上的冲击斑痕不多于 10 点，每点直径不大于 1 mm。3.4 热态调试吹扫完成后进入热态调试。热态调试应先进行热态空载调试，再进行带负荷调试。3.4.1 热态空载调试开启电机，干化机运转，同时向干化机的夹套层和桨叶轴中通入饱和蒸汽约 20 min，此时干化机可升温至 90 以上，保持载气循环运行约 2 h，让设备、管道充分受热，所有螺丝进行热预紧。注意观察管道、接口是否有漏气，干化机运转是否顺畅。由于干化机为四轴桨叶机，要特别注意运转时桨叶间是否发生干涉。3.4.2 热态带负荷调试投入各种生产物资、物料，检验进泥量、干泥的产量、蒸汽的供应和公辅系统性能是否满足工艺要求；考察控制系统包括 DCS（集散控制系统）和 PLC（可编程逻辑控制器）等系统的逻辑动作执行的可靠性；检查工业自动化控制中涉及的单体仪表和控制系统的内在技术性能是否符合规范或设计规定，是否满足工厂正常运行应达到的自动化程度。检验和考核各单机设备或单元以及整个生产线系统的工艺参数是否达到设计值，探索运行参数，并进一步为运行管理提供合理的运行参数和操作管理模式。热态空载调试通过后如果无须停机消缺，可准备启动整套干化系统开始进泥调试。具体步骤如下：打开冷凝器循环冷却水；疏水泵投入自动，根据疏水箱水位启动并调整；启动刮板机并调整其速度；启动污泥接收储存仓螺旋给料机、柱塞泵；启动高浓度臭气风机。运行中，通过调整柱塞泵的频率来控制干化机进泥量，同时调整干化机进气量、干化机转速、吸风机风量、干化机出泥挡板等，将干化机出泥含水率控制在 40%左右。热态带负荷调试稳定后进行性能考核，即对整个工艺路线、设备运行工作状态，干燥机工作状态、自动化控制、污泥处理量等在合同约定时间内进行一次过程检验4。造纸装备及材料 第 52 卷 总第 221 期 2023 年 8 月 造纸选材及绿色发展1534 试运行故障与整改4.1 柱塞泵漏泥柱塞泵运行 2 d 出现污泥输送失压，料缸后的清水箱出现污泥泄漏。退出活塞头后发现活塞头胶环破损，更换备件运行 2 d 后还是出现同样故障。原因在于部分厂区的污泥含水率低于 75%，污泥含水率越低，管道输送压力越大。原活塞头胶环采用含纤维骨架的橡胶，虽然橡胶硬度提高，但该材质无法承受此环境下的高压力，从而断裂。改用硬度高、润滑性能好的聚氨酯材质的活塞头胶环后故障解决，设备运行 1 年未出现漏泥情况，使用效果良好。4.2 蒸汽管道接口反复漏汽该项目使用的蒸汽源为垃圾焚烧厂一级抽汽，经减温减压后的蒸汽压力为 0.7 MPa，温度为 170。由于试运行期间设备和污泥供应不稳定，造成系统多次启停，设备系统多次热胀冷缩，容易引起紧缩件松动，尤其蒸汽管道冷热温度差较大，虽然在此期间进行了几次螺栓热紧，但仍会在重新启动后出现接口漏汽，需再度热紧，经过多次热紧后螺栓才处于稳定状态。虽然污泥干化的加热蒸汽参数低，建议采用 8.8 级高强度螺栓，减少蒸汽管道接口紧固件因胀缩松动造成反复漏汽的情况5。4.3 污泥异物控制与管理该项目处理的污泥来自大小规模不同的污水处理厂，各污水处理厂的污泥脱水工艺、管理要求及运输车队管理水平不尽相同，污泥中常含有一些异物如砖块、石头、花岗岩、铁块、布条、塑料袋等，这些异物除了容易堵塞污泥管道外，当中的硬物一旦进入干化机更会损坏干化机的碳化钨抗磨涂层，降低设备寿命。运行 2 个月后已发现干化机桨叶有出现磕碰痕迹。为防止污泥杂物的混入，在湿污泥料仓污泥卸料口处设置 250 mm250 mm 的钢制格栅；正压给料机出口至柱塞泵入口设置可拆卸式二级过滤网，过滤网孔规格为 50 mm80 mm，正压给料机出口压力可保证污泥顺畅进入柱塞泵，且将大块杂物有效过滤；柱塞泵出口设置过滤网孔规格为 50 mm50 mm 的除杂器6。上述措施可在满足污泥顺畅通过同时截留大部分异物，还需要加强上游产泥单位和中间运输单位的宣传教育和管理。促进上游产泥单位做好污泥储存工作，采取措施防止杂物混入污泥中，做到“污泥不落地”；监督运泥车辆专车专用，避免其他杂物混入其中，运输车辆最好由己方管理7。4.4 出泥含水率不稳定污水处理厂的污泥脱水工艺与要求不同，污泥脱水后的含水率有所不同，在 60%85%不等，污泥的黏性也不同。不同批次的污泥进入干化机，由于含水率不同，容易导致干化机出泥含水率波动，出泥会出现过干和过湿的情况8。污泥过干除了浪费热能还会在卸泥时造成扬尘，影响垃圾库作业。另外，过干与过湿的污泥交替出现时，会在溜槽壁上形成结块，最终堵塞通道。由于污泥在干化机内的停留时间约为 2 h，从发现干化机要出干泥，调整运行参数到污泥含水率变化需要一段时间。除了密切巡视干化机污泥状并及时调整外，可以根据进厂污泥的特性提前进行分类管理，将含水率、黏性等特性相近的污泥分处理线处理，降低调整频率，让设备系统稳定运行。5 结束语通过整改措施与优化运行管理后，柱塞泵运行稳定，未出现漏泥情况，污泥处理量、单位能耗均得到有效提升，优于设计值，干化污泥含水率稳定在合理范围。项目总体运行平稳、故障率低，运行过程臭气得到有效收集处理，确保污泥干化处理工艺的安全环保。参考文献1 谢昆,尹静,陈星.中国城市污水处理工程污泥处置技术研究进展J.工业水处理,2020,40(7):18-23.2 彭涛.含油污泥干化热解一体化技术及设备D.常州:常州大学,2021.3 赵永建,周丹华,李有文,等.造纸污泥处理技术及其应用J.造纸装备及材料,2020,49(1):54-55.4 王宝忠.双源热泵污泥干化系统运行性能研究D.北京:北京建筑大学,2023.5 李爱民,李羽志,宋联,等.无锡市典型污泥处理处置全过程碳排放特征研究J.给水排水,2022,58(11):28-34.6 李哲坤,张立秋,杜子文,等.城市污泥不同处理处置工艺路线碳排放比较J.环境科学,2023,44(2):1181-1190.7 廖艳芬,邱梦泽,陈顺凯,等.市政污泥热干化特性及污染物释放规律的实验研究J.华南理工大学学报(自然科学版),2022,50(8):92-101.8 潘煜,李廉明,宋焜,等.基于化石碳的污泥干化焚烧处置碳排放分析J.环境工程学报,2023,17(3):990-1000.