水泥厂余热发电可研报告.doc
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1、3200t/d水泥生产线余热发电工程项目可行性研究报告二七年五月十八日报告编审人员上海发电设备成套设计研究院:编制: 刘 川 杨志刚 仇益明 徐国昌审核: 曾 星审定: 倪 中目录1、总论 3 1.1概述 3 1.2项目提出的背景和必要性 4 1.3项目的名称及代号 8 1.4项目地址 8 1.5项目的研究范围 8 1.6项目主要建设内容 81.7项目依据 91.8编制的指导思想与原则 91.9建设条件 91.10主要技术方案及采用的新技术简述 101.11项目总投资 131.12资金来源 131.13项目主要技术经济指标汇总 131.14结论和建议 142、接入系统及电量平衡 143、技术方
2、案 16 3.1总图布置 16 3.2机务 16 3.3电站循环冷却水系统 22 3.4化学水处理 25 3.5电气及自动化系统 27 3.6给水排水系统 32 3.7通风空调系统 33 3.8建筑 34 3.9结构 364、环境保护 374.1环境保护设计采用的标准 374.2主要工艺及污染物概述 374.3工程设计控制污染措施 384.4 绿化 394.5环境管理及监测机构 395、职业安全与卫生 41 5.1设计依据 41 5.2工程概况 41 5.3生产过程中职业危害因素的分析 41 5.4本工程对各种危害因素采取的主要防范措施 426、消防 44 6.1设计中采用的规范和标准 44
3、6.2工程概况 44 6.3火灾危险及消防措施 447、节约与合理利用能源 458、建设进度设想 469、组织机构及劳动定员 4710、投资估算 4811、财务评价 5111.1概述 5111.2项目有关原始数据 5111.3资金筹措及资金使用计划 5111.4项目投资资产划分 5111.5总成本费用估算 5111.6损益计算 5211.7盈利能力分析 5311.8偿还能力分析 5411.9不确定性分析 5411.10主要经济数据、指标 5411.11其他 5411.12财务评价附表目录 551. 总论 1.1 概述九十年代以来,随着我国市场经济的不断深入和发展,国家对资源综合利用工作高度重视
4、,水泥行业已有部分厂家利用余热发电技术建设资源综合利用电站,收到了良好的经济和社会效益。目前全国已有三十余家水泥厂通过技术改造,建设了资源综合利用电站,在大幅度降低水泥生产成的同时也为国家节约了能源,保护了环境。考虑到新建的熟料和粉磨生产线新增用电比较大,而新建熟料生产线烧成系统的窑头、窑尾废气尚有大量余热可利用,为进一步降低能耗,我们在对国家资源综合利用有关政策认真学习研究并在详细调查了设计院设计投产的综合利用电站的基础上决定通过回收该条生产线烧成窑头、窑尾废气余热建设纯中、低温余热电站。为此,我们进行了该项目的可行性研究报告的编制工作。1.2 项目提出的背景和必要性1.2.1国内、外水泥行
5、业综合利用电站近年发展概述国外对于纯中、低温余热发电技术从六十年代末期即开始研制,到七十年代中期,无论是热力系统还是设备都已进入实用阶段。此项技术的应用到八十年代初期达到高潮,尤其是日本,此项技术较为成熟,不但在本国二十几条预分解窑水泥生产线应作了此技术,并且出口到台湾、韩国等一些国家和地区。他们开发研制的余热锅炉及中、低品位蒸汽汽轮机(混压进汽式),经数十个工厂多年运转实践证明,技术成熟可靠并具有很大的灵活性。对于纯中、低温余热发电技术的应用,国内首台机组为1995年在安徽宁国水泥厂4000t/d带有四级预热器分解炉的新型干法窑上配套的6480KW纯中低温机组,该机组于1997年投入正常生产
6、运转,实际发电量年平均为5100KWh,效果良好。该项目投产后,国内分别在江西水泥(2000 t/d窑)、上海金山水泥厂(1200 t/d窑)投产了纯余热电站。1.2.2 项目提出的背景北京太行前景水泥有限公司有一条3200t/d和旋窑熟料生产线,在不影响水泥熟料生产的前提下,利用回收窑头、窑尾废气余热进行纯中低温余热发电以达到资源综合利用及节能技术来进一步提高企业经济效益。1.2.3 建设本电站工程的必要性(1)随着水泥熟料煅烧技术的发展,水泥工业节能技术水平有了长足的进步,高温余热在水泥生产过程中已被回收利用,水泥熟料热耗已由原来的46006700kJ/kg下降至30003600kJ/kg
7、。但由于水泥熟料煅烧技术及目前国内节能技术水平的限制,大量的中、低温废气余热仍不能被充分利用,由其所造成的能源浪费仍很大。如目前国内技术水平比较先进的窑外预分解窑水泥熟料的生产技术(该厂新建的水泥熟料生产线即为此类技术),生产过程中由窑头冷却机和窑尾预热器排掉的420以下废气,其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗的40%以上。 水泥生产过程中一方面有大量的中、低品位余热被排放掉,另一方面又消耗大量的电能(每生产一吨水泥需100130kWh电能)。为了将中、低品位余热转换为电能并回用于水泥生产,从而进一步降低水泥生产能耗、节约能源。(2)环境保护的需要随着经济建设的发展,对环境保护的要求也越来越高。
8、水泥生产企业,其水泥窑废气余热直接排入大气,热岛现象在每一个水泥厂已充分显现出来。本项目建成投产后,水泥窑废气余热被回收后,部分转化为电能,另一部分转化为接近环境温度的水蒸汽排入大气,从而减轻了热污染;其次,水泥窑废气经过余热锅炉后,由于余热锅炉能够沉降大量的粉尘使进水泥窑废气收尘器的含尘浓度大幅度降低,减轻收尘器的工作负荷,提高收尘效率,进一步降低粉尘排放浓度从而减轻了粉尘污染。(3)节能的需要“余热发电”是一种有效的节能措施,将水泥生产过程中的废气余热回收用于发电,再将所发电力回用于水泥生产,可以大幅度降低水泥生产的综合能耗。1.2.4 符合国家的资源综合利用政策随着我国人口的增加和经济的
9、发展,我国资源相对不足的矛盾日益突出。为此,早在1996年国务院曾以国发199636号文批转国家经贸委等部门关于进一步开发资源综合利用意见的通知,意见中的“四、采取措施,支持综合利用电厂生产电力、热力”,该条明确“凡利用余热、余压、城市垃圾和煤矸石、煤泥等低热值燃料及煤层气生产电力、热力的企业(以下简称综合利用电厂),其单机容量在500千瓦以上,符合并网调度条件的,电力部门都应允许并网,装机容量在1.2万千瓦以下(含1.2万千瓦)的综合利用电厂,不参加电网调峰运行”。关于综合利用电站的认定,国家经济贸易委员会2000年以国经贸资源2000660号文件颁发了资源综合利用电厂(机组)认定管理办法的
10、通知,该通知进一步明确了对资源综合利用电厂的国家政策及资源综合利用电厂的认定管理办法,继续鼓励发展资源综合利用电厂的建设。原国家经济贸易委员会和国家环保总局2003年第21号公告公布的关于国家重点行业清洁生产技术导向目录(第二批)中在本行业或同类性质生产装置上推广应用的项目中,明确规定新型干法水泥窑纯余热发电技术为推广项目。综上所述,以水泥生产线窑头、窑尾废气余热建设纯中、低温余热发电技术是成熟的,其既符合国家的产业政策,又符合我国机械装备水平情况,适于在有大量废气余热产生的行业推广应用。1.3 项目名称及代号3200t/d旋窑熟料生产线纯中、低温余热发电综合利用工程(6.0MW)。项目代号:
11、200705181.4 项目地址本电站工程拟与新建的新型干法水泥熟料生产线建在同一厂区。1.5 项目的研究范围本项目的主要设计范围是利用3200t/d旋窑熟料生产线废气余热建设纯中低温余热电站的全套工程,其范围:包括:总图布置、余热锅炉、热机、水工及给排水、化学水处理、电气及热工自动化、建筑结构、环境保护、消防、职业安全与卫生、节能与资源综合利用、暖通空调、投资估算及技术经济分析。1.6 项目主要建设内容 在充分利用水泥线窑头、窑尾废气余热的前提下,建设一条6.0MW纯中低温余热发电综合利用电站。包括:窑头AQC、窑尾SP余热锅炉,汽轮发电机房,化学水处理,电站循环冷却水系统,站用电及电站计算
12、机控制系统等。1.7 项目依据1、北京发展改革计划委员会对北京太行前景水泥有限公司回转窑水泥熟料生产线余热发电项目立项的批复。2、水泥有限公司提供的可行性分析报告。3、国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知(国发199636号)4、国务院办公厅关于开展资源节约活动的通知(国办发200430号)1.8 编制的指导思想与原则本工程的指导思想,严格执行国家产业政策以“安全可靠、技术先进、不影响水泥生产”为原则,充分回收新型干法水泥熟料窑头、窑尾废气余热,充分利用水泥厂现有场地,采用成熟可靠的技术与国产装备,节约投资,在生产可靠的前提下为水泥厂取得良好的经济效益;环境保护执行“
13、三同时”,将本工程建设成环保工程以取得良好的环境效益。1.9 建设条件1.9.1 余热条件新建水泥熟料生产线的废气余热条件如下:窑头冷却机废气可利用的余热量如下: 废气量(工况):19万Nm3/h。(估计) 废气温度: 250。 为更好利用窑头废气里的余热,拟改造冷却机,前移抽气口,使原来的废气温度从250升到390左右。废气量相应减少。设计取:废气量(标况): 11 万Nm3/h。 废气温度: 390含尘量: 30g/Nm3上述废气余热可全部用于发电。 窑尾预热器排出的废气: 废气量(标况):29万 m3/h, 废气温度: 340350。设计取:废气量(标况): 29 万Nm3/h, 废气温
14、度: 340。 上述废气经余热锅炉后在余热锅炉后段抽14万Nm3/h250的废气供生料粉磨烘干使用,废气温度降至180后送电除尘。1.9.2药品来源所需的氨水(约3T/a)、循环水药品(约2T/a)在市场可随时购到。1.9.3 气象条件年平均气温: :20极端最高温度: :39.8极端最低温度: :-9.5年平均相对湿度 :77日暴雨强度: :192.5mm年平均降雨量: :1450.2mm/a地震烈度:根据中国地震动参数区划图本项目拟建场地按基本烈度6度考虑。1.9.4水资源条件 本工程日总消耗水量为1416t/d,其中生活消防日耗水量约168 t/d,由水泥厂现有生活用水水源供给,其水质水
15、量满足本工程要求;主辅机循环冷却水水量消耗量约1248t/d。1.10 主要技术方案及采用的新技术简述根据该厂生产线的设计和生产运行情况,结合以往余热电站的设计、调试、运行经验,在充分利用余热的前提条件下,以“稳定可靠、技术先进、不影响水泥生产”为原则,确定建站方案如下:1.10.1 主要技术方案 1.10.1.1 余热锅炉l 3200吨窑窑尾余热锅炉SP余热锅炉在3200吨窑窑尾设置SP余热锅炉,余热锅炉设计为单压运行,可生产22.0t/h-1.67Mpa-310蒸汽,供汽轮机发电。在余热锅炉后段抽14万万Nm3/h250的废气供生料粉磨烘干使用,其余废气继续被吸热产蒸汽和热水,排废气温度约
16、180。l 3200吨窑窑头余热锅炉AQC余热锅炉在3200吨窑窑头设置AQC余热锅炉,锅炉分一个蒸汽段一个热水段运行:蒸汽段可生产10 t/h -1.67Mpa-330的过热蒸汽与SP炉生产的过热蒸汽混合后通入汽轮机主进气口;热水段把除氧器送来的45热水加热到205后,送汽包.出余热锅炉废气温度降至110左右。1.10.1.2 汽轮机组 拟采用N6.0-1.6型凝汽式汽轮机组一套,额定功率:6000kW;实际功率5500 kW,额定转速: 3000r/min;主进气为35t/h-1.6Mpa-330;排汽为0.01Mpa 。1.10.1.3 水处理系统l 除氧器40t/h真空除氧器。l 锅炉
17、水处理系统软水系统。1.10.1.4 汽轮机循环水系统-两台机械通风冷却塔。1.10.1.5 发电机采用QF2-6型 ; 额定功率:6000kW;额定转速:3000r/min;出线电压:10.5kV,与水泥厂总降10kV侧并列运行,站用电由厂总降供电,也可由发电机直接供给,采用并网不上网的运行方式。1.10.1.6 控制系统-采用DCS计算机控制系统,控制室设于汽机房内,硬件系统按水泥生产线已配置的DCS系统扩充后在汽机房内设分站。1.10.1.7 厂房布置在水泥窑窑头熟料冷却机房侧设置窑头熟料冷却机废气余热锅炉AQC锅炉,在窑尾增湿塔侧高温风机上部设置窑尾预热器废气余热锅炉SP锅炉;在水泥窑
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