自备电厂余热发电项目建议书可行性报告余热发电可研报告.doc
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1、陕西平利县秦巴硫化钡有限责任公司余热自备电厂可行性研究报告西安华能电力建筑设计有限公司二00八年十二月设计院总经理:陈春社设计院总工程师:姜兰宝编 写:潘彬祥 李绍庭 王 岚 吴 珍 张茂盈 傅青果 缪 琨 罗 勇序陕西平利县秦巴硫化钡有限责任公司生产硫化钡的炉窑所产生的余热气体温度高达600,为有效控制排放,减小大气污染,将余气温度用于发电,提高热利用效率,为企业创二次效益。本可行性研究报告针对拟建的余热发电机所进行的可行性研究,从环境条件、建设规模,机组选择及布置、工程建设造价等方面进行的论述和结论。本可行性研究报告包括以下部分组成:第一部分:陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司余热电厂可行
2、性研究报告;第二部分:陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司余热电厂环评报告;第三部分:陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司地质灾害评价报告;第一部分由西安华能电力建筑设计有限公司编制,第二、三部分由平利县秦巴硫化钡有限责任公司另行委托单独进行编制。陕西平利县秦巴硫化钡有限责任公司余热自备电厂可行性研究报告第一部分:余热电厂可行性研究报告西安华能电力建筑设计有限公司二00八年十二月目 录第一章 概况1第二章 建厂条件1第三章 工程设想2第四章 环境保护17第五章 劳动安全工业卫生及消防25第六章 生产组织定员及项目实施轮廊28第七章 投资估算及财务分析30第八章 结论31附件 (1)公司简介 (2)
3、委托书 (3)陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司目前厂内用电价、水价、工人工资等情况证明(4)平利县国土资源局文件(土地预审的批复)(5)征用土地证明(6)厂址环境情况(7)锅炉烟气的化学成分分析报告第一章 概况平利县秦巴硫化钡有限责任公司,位于陕西安康平利县洛河镇双垭村,是在原平利县秦巴重晶石有限责任公司在矿业开采中取得良好经济效益的基础上,拟建的新公司随着国家工农业兴兴向荣发展的大好时机,地方中小型企业也在努力寻求扩大生产力,开发新品种,以满足国内外的供求需要。硫化钡产品就是该公司经过市场充分调查的基础上确定开发的项目产品,它是在原重晶石为产品原料与煤在高温下焙烧还原制成的可溶性颗粒。因而
4、大大提高了原产品的经济价值。该公司原来生产重晶石,其矿的总贮量约160万吨,年生产量为15万吨。按目前市场销售价,每吨重晶石为150元。如果经深加工,提练成硫化钡产品,每吨价格达1500元。按年产量810万吨计算,产值超亿元,企业国家利税千万元,并可安排200多人的就业人员。是一项利国利民的好项目。本余热发电厂,就是利用生产硫化钡高温焙烧的余热温度(约600)来加热锅炉,生产过热蒸汽供汽轮发电机组运行发电。是一项国家倡导的充分利用余热发电的环保项目。第二章 建厂条件2.1厂址条件本余热发电厂位于安康平利县,洛河镇双垭村,建厂地址是南陕河滩地约宽60m,长约150m。背靠山坡,面临洛河是青山绿水
5、的边沿山区。地质情况良好,表层56米为沙片石块,下部为基岩。交通方便与安康市、平利县、洛河镇均有公路相联。提炼硫化钡的焙煤炉已由有关环保部门批准实施,开工兴建,水源,电源完备,施工条件方便。根据双方“征用土地合同”规定,共征用集体公地7.5亩属永久性征地。陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司可以永久使用。2.2设计依据(1)设计委托书(2)业主提供的部分环境资料(3)硫化钡焙烧炉工艺设计(4)国家及电力行业的设计规范和项目前期准备的相关文件2.3设计范围本余热发电厂的整个生产工艺平面布置,是根据建设单位按硫化钡生产特点所确定的厂区平面布置。其发电工艺,由二个车间组成。即锅炉房与硫化钡生产车间为一
6、体,包括脱硫除尘、引风机、烟囱等。这一部分已由有关环保部门批准实施,开工兴建。汽轮发电机组为另一单元车间,包括过热蒸汽管道、除氧给水、疏水系统、冷凝器冷却系统、电气、热工仪表装置、供水系统、化学水处理系统以及其相应的土建工程等工艺系统。本余热发电自备电厂可研报告对上述二大单元,作为一个整体来分析其可行性与经济效益。第三章 工程设想3.1总平面布置及交通运输3.1.1电站总体规划1)燃料供应及运输方式本余热电站属余热发电自备电站,利用本厂硫化钡矿石煅烧炉废气的余热,废气用钢制管道输送至余热锅炉,产生蒸汽供给汽轮机发电或供热。2)电站水源该厂厂址地水源充足,地表水有黄洋河河水和地下水的井水。经市环
7、境监测站监测评估,均达到国标地表水质量标准及地下水质量标准II级,可满足生产,生活用水标准。3)电站出线本电站拟设10KV电压等级出线,其中一回到厂区630KVA变电室;站内自用电变送至厂外公网,接至就近10KV变电所母线。4)储灰场本电站不设永久性储灰场。余热锅炉尾部,布袋除尘器的排灰,采用气力输送法,送入立式高位储灰点罐,罐的容积为2.5m10m(高),容量约43m3,可存10天的排灰量。定期用密封专用槽罐车运出厂外,可作筑路的填充料。5)电站生活区利用本厂已建成的生活区,本项目不予考虑。3.1.2厂区总平面布置3.1.2.1总平面布置原则1)本电站规模为140t/h 1.5MPa余热锅炉
8、,两台N3/1.27MPa纯凝汽式空冷发电机组,不考虑扩建。2)根据现场场地条件,因地制宜,充分利用地形,各建筑物功能结合便捷,路程短。3)符合国家现行的防火、安全生产,环境保护等相关标准。3.1.2.2站区总平面布置方案建设本站的场地窄小,北靠河道,南面山体挡路,各建筑物只能利用地形见缝插针。故不作方案比选。详见附图一:3.1.3交通运输厂区至安康市,距离67km。厂区至洛河镇,距离8km。厂区至平利县城,距离60KM以上均为三级公路3.2主厂房布置3.2.1锅炉间布置锅炉间布置在厂区的东侧,厂房南北向布置跨度为10.0m,开间250.0m,砖混结构,高20.0m,系单层厂房。除尘器间8m1
9、8m高3.5m为框架结构。炉后布置布袋除尘器及引风机。50m高,上口直径2.5m(烟气出口流速为8.0m/s)的砖烟囱布置在南山坡上。2.5m10m的灰仓也布置于此。3.2.2汽机间及配电间布置因受场地限制,汽机间与锅炉间脱开,布置在锅炉间的西南侧。汽机间为双层框架结构,跨度15.0m,56.0m开间,运行层高度6.0m,屋架下弦为15.0m,行车牛腿面高为13.5m。配电室跨度6.5m,开间56.0m;二层6.0m为汽机控制室,局部三层9.0m为除氧器间。3.2.3化水处理间独立布置6.0m2.0m砖混结构。两台冷却塔和水池布置在南山坡上。3.3热力系统3.3.1本余热电站的余热锅炉装设在硫
10、化钡焙烧炉尾部产生的烟气温度为600左右,流速10米/秒,烟气压力为500Pa,烟气通过锅炉燃烧后形成310的过热蒸汽,压力1.5MPa,进入汽轮机组发电。3.3.2设备选择(1)汽轮机主要技术参数:型号:N3-1.27型功率:3000KW(洛阳汽轮机厂)转速:3000r/min进汽压力:1.27MPa进汽温度:280进汽量:20.4t/h(2)发电机主要参数型号:QFK-3-2型功率:3000KW出口电压:10.5KV额定转速:3000r/min(3)锅炉主要技术参数锅炉额定出力:40t/h(最小出力35t/h)锅炉设计热效益=80%过热蒸汽温度310锅炉排烟温度t100锅炉进水温度t=10
11、4锅炉额定工作压力p=1.5MPa(ata)锅炉内部烟气阻力损失:1000Pa3.3.3主蒸汽系统主蒸汽系统为单母管制主蒸汽管从锅炉过热器出口集箱接出后,经厂区室外架空送至汽机间。经流量测量装置分别送至两台汽轮机的电动主汽门。3.3.4给水系统共分5个系统1)锅炉给水系统由除氧器出水口受水至高压电动给水泵吸水口,升压后,经厂区管网送至锅炉省煤器。锅炉给水泵设两台,一用一备,布置在汽机间底层。2)冷凝水系统由布置在汽机房底层的冷凝水箱出水口受水至冷凝水泵的吸水口,加压后送至除氧器的除氧头。冷凝水泵共四台,两用两备,布置在汽机房底层。3)冷却水循环系统汽轮机连续运转中,其冷凝器和冷油机在不断升温,
12、必须用冷却水不间断的降温,才能保持其正常运转。每台机组所需冷却水量为1100m3/h。现选用两台冷却量为1300 m3/h,t=5,强制风冷玻璃钢冷却塔,并四台冷却水循环泵,两用两备,以保证冷却水不间断供给。4)化水补水系统由于锅炉的排污和厂用汽的损失,经测算为50m3/h。这部分由化水处理间处理完成,生产原水经除盐达标后输入除盐水箱,经泵加压后送至除氧间的除氧器头。5)生产、生活和消防用水系统生活用水有食堂、卫生间、淋浴室等,用水量2m3/h。生产用水有化水间7m3/h,引风机轴承冷却水2m3/h,取样冷却器用水1m3/h,冷却塔损耗水13m3/h,总计23m3/h。消防用水为60L/S,按
13、一次延续一小时考虑,其水量为116 m3/h。本系统采用一管制,即生产、生活和消防用一条上水母管,各用水点分井支管接入,井内设闸阀和计量表。供水母管绕经各车间环状布置,水源由厂区水源井泵房加压供给。供水母管DG200,埋地500mm铺设。3.4除灰系统本锅炉运行时底部有少量落灰,其主要灰量是炉后布袋除尘器排出的灰。旋风加布袋除尘器,其除尘器效率为99.9%,由1170个布袋组成,下有6个灰斗,自重110t,内部阻力500Pa。其排灰量见下表锅炉容量小时排灰量(kg)日排灰量(kg)年排灰量(kg)140t/h1403360980000出灰方式:采用气力输送方式,将除尘器下的灰斗由管道连接,将排
14、出的灰粒高压气力输送至贮灰仓(高位布置)。灰仓容积为2.5m10m,约43m3,可贮存10天的排灰量。采用定期由专用密闭槽卸车运送出厂区,可用作筑路碎石的填充料或作为水泥厂的掺合料。3.5电气部分3.5.1电气主接线本自备电厂总装机容量为23.0MW主结线采用单母线分段接线方式,发电机出口电压为10.5KV,二段10.5KV母线上,各有一台S9-630/10 400KVA变压器,并有一回10.5KV对外联络线与地区10.5KV电网相联。3.5.2厂用电厂用电压为380/220V,采用单母线分段接线,其工作电源引自发电机出口的10.5KV电压。厂用电系统,以380/220V动力与照明共用网络,变
15、压器中性点直接接地系统。厂用电按单母线分段接线,即按机组分段,设置两段厂用电母线,分别供全厂用电负荷。厂用电布置在主厂房B-C框架内,0米层设厂用配电室,主要安排有厂用变压器,高、低压配电柜等设备。3.5.3电气、热工控制方式本自备电厂的控制方式采用微处理器为基础的分散控制系统(DCS),作为机组的主要控制系统,实现单元机组的机、炉、电集中控制。对发电机、厂用电源,设置电气控制系统,将其电气的保护、测量、控制、通过主控元件与DCS实现通讯接口,并与主控单元接入电气主结线,以完善电厂运行、管理、维护工作的安全可靠性。本自备电厂有一回10.5KV电压线路与地区10.5KV网络相联,其联网点的保护,
16、控制、测量及其并网方式,应由建设方委托当地供电部门统一设计联网方案。热工仪表控制方式,是同DCS系统,在少量就地操作和巡回检查配合下,在集中控制室实现机组的启动,停止操作,并在集中控制室内实现机组正常运行工况的监视、调整和异常工况的停机、停炉、报警和紧急事故处理。分散控制系统DCS,包括:数据采集系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、顺序控制系统(SCS)、锅炉安全保护系统(FSSS)和电气控制系统(ECS)等。对汽轮机的安全、运行没有安全监测系统(TSI)、监测轴向位移、轴承振动、胀差、转速、大轴弯曲等重要参数;并有汽机紧急跳闸系统(ETS)。在化学水处理系统的控制,采用上位机加可编程序
17、控制器(PLC),实现对工艺过程的监控。3.6控制室机、炉、电集中控制室,设在6米运转层。3.7化水部分3.7.1工程规模概述本工程机组规模为1台40t/h/1.5MPa废气余热锅炉和两台N3/1.27MPa纯凝汽式汽轮发电机组。3.7.2设计依据1)水源及水质水源为本厂自备井,水质资料暂缺,可比照的邻近井水水质资料如下列:PH7.87.9总硬度68.4mg/L溶解性总固体74.5mg/L硫酸盐32.47mg/L氯化物2.64mg/L硝酸盐0.68mg/L2)汽水质量标准汽水质量执行国家低压锅炉水质标准(GB1576-85)锅炉给水 量标准总硬度0.03m moL/L;溶氧量0.12mg/L;
18、PH7.0炉水质量标准:含盐量2500mg/L;PH:10-12;t=25;总碱度12 mg/L实验室主要设备仪器配置:按国家火力发电厂化学实验室面积及仪器设备定额(DLGJ101-91)标准配置。3.7.3锅炉补给水处理系统的选型:1)系统概述为了保证水处理系统的出水水质,满足拟安装机组对给水水质的要求,本工程可研阶段锅炉补给水系统按下列方案设计。采用一级除盐加混床的系统,其流程如下:生产上水入生水箱,经水泵加压机械过滤器无顶压逆流再生阳离子交换器除二氧化碳器中间水泵无顶压逆流再阴离子交换器混床离子交换器软水箱经加压泵加压送至除氧器。处理后的除盐水水质可达以下指标:硬度2.50moL/L;碱
19、度0.1 mg/L;CO2100g/L;电导率2s/cm(25)2)水处理系统的出力经各项损失测算累计,确定锅炉的最大补给水量为5m3/h多介质机械过滤器、阴、阳离子交换器、混合床离子交换器及CO2除气器,按流程及尺寸合理布局在室内;各类泵及酸碱计量器邻室布置。化水处理间室外布置酸、碱贮罐、中和池、生水箱、除盐水箱、中和池及压缩空气贮罐等。4)废水处理:交换器再生时排出的酸碱废液先流入中和池,经处理达标后排入厂区下水系统。5)本站所需压缩空气,由机务段除尘系统引来,送至贮气罐备用。3.7.4主厂房的加药系统:在锅炉间增设两个加药系统。为防止热力系统腐蚀,提高炉水的PH值。在给水泵入口处采用加氨
20、法。加氨量可自动调节控制。加氯装置为二箱三泵组合式。为防止汽包钢质苛性脆化,采用炉内加药补充处理,即加磷酸三钠(Na3PO4),亦用二箱三泵组合装置,加药量可自动调节。3.7.5汽水取样系统汽、水取样采用槽式布置于锅炉沿墙布设,人工取样。3.8水工部分3.8.1当地气象资料夏季最高温度:30冬季最低温度:-3主导风向:西东风 风速2m/s年雨量:500600mm最大冻土深度:2030cm地震烈度:83.8.2水系统的分类及其走向1)生产、生活及消防用水由厂区深井泵房加压后由埋地管道向全站供水,管径Dg200,埋深0.5m。2)空冷器、冷油器及蒸汽凝气器的冷却循环水,经机力冷却塔冷却补充后,循环
21、使用。3)其他辅机的冷却水,如引风机轴承座、取样冷却器、空压机由生产上水管提供。冷却塔的损耗补充水也有生产上水供给。4)汽轮机的排汽冷凝水进冷凝水箱后,经加压泵打入除氧箱,其不足部分约5.0m3/h,由化水车间除盐水箱的除盐水经泵加压后亦送入除氧器。5)电站生产、生活污水采用合流制,一并排入厂区的污水处理站处理后可回用。3.8.3消防系统1)设计依据及采用的规范规程:中华人民共和国消防法建筑设计防火规范2)消防的主要设计原则消防设计总体规划上贯彻以“预防为主,防消结合”的方针,消防系统采用水消防。以主厂房为重点的消防保护对象,以消火栓灭火为主,另配移动式灭火器。3)消防系统本工程消防用水量为6
22、0L/s,同一时间火灾次数为一次,火灾延续时间为一小时,一次消防用水量为216m3。主厂房周围布置环状消防管网,与生产上水管网合用,室外按一定间隔距离设消火栓。在主厂房各层、办公楼各层设室内消火栓,并配备灭火器。设有专职管理消防的人员。3.9采暖及通风3.9.1设计标准火力发电厂采暖通风与空气调解技术规程(DL/T5035-2004)采暖通风与空气调解设计规范(GB50019-2003)3.9.2采暖依据建站地区的当地气象资料,该地区冬季最低温度为-1。不属采暖地区,故本设计不做安排。3.9.3通风3.9.3.1通风设计原则为节约能源,提高通风效果,本设计依照有组织的自然通风为主、机械通风为辅
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