秸杆直燃技术改造工程初步设计说明书.doc
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1、检 索 号XD-F0122C-01XX环保热电有限公司秸杆直燃技术改造工程初步设计说明书上海XX电力工程有限公司工程设计证书甲级 证书编号:2007年1月 上海批 准: 审 核:校 核: 编 写:目 录1总的部分11.1概述11.2主要设计原则32总图运输32.1厂区总平面布置32.2交通运输43锅炉部分(3号炉)53.1锅炉型式及主要参数53.2燃料的来源和特性53.3锅炉燃烧系统及辅机设备选择73.4热力系统103.5主厂房布置114燃料(秸秆)输送134.1锅炉耗秸秆量134.2 厂外运输方式及储料场134.3 厂内运输系统135除灰渣部分145.1除灰145.2除渣156电厂化学156
2、.1水源及水质156.2锅炉补给水处理176.3冷却水处理196.4电厂油务管理206.5给水、炉水校正处理及汽水取样207电力系统207.1电厂主接线及厂用电接线207.23号炉厂用电设计218热工自动化228.1热工自动化现状228.2续建3号锅炉238.3控制系统总体结构238.4电源249建筑结构和暖气通风259.1建筑结构259.2地基与基础289.3主厂房建筑结构设计299.4暖气通风3410电厂供、排水3510.1电厂现状3510.2设计要点3510.3供水水源3510.4水利规划和主管部门对电厂用水的意见3610.5循环冷却水需水量 (详见表10-5-1、2、3)。3610.6
3、全厂废水的回收及利用3810.7给、排水计量控制措施3811消防3811.1主要设计原则3811.2消防给水系统3911.3消防给水设备选择4011.4消防给水管网4111.5火灾报警及控制系统4111.6消防供电4111.7采暖通风与空气调节设施的防火4211.8电厂各系统的消防措施4212环境保护和水土保持4212.1环境保护4212.2水土保持5413劳动安全与工业卫生5713.1主要危险及危害因素分析5713.2设计采用的安全卫生法规和标准5913.3劳动安全与工业卫生的防护措施5914节约及合理利用能源的措施6214.1优化系统和辅机6214.2提高和完善全厂的计量及监测仪表6214
4、.3采用先进的控制系统6214.4保温节能措施6214.5节约用水措施6214.6节约原材料措施6215劳动定员(略)6216主要技术指标表(略)6217提高本工程技术水平和设计质量措施6217.1本工程设计质量目标6217.2制订设计计划6317.3设计过程控制和验证6317.4质量信息反馈6317.5质量检查6318存在问题及建议6319附图641 总的部分1.1 概述1.1.1 设计合同(1)XX环保生物质热电有限公司关于对秸杆直燃技术改造项目工程,进行初步设计及施工图设计的委托函(2)XX环保生物质热电有限公司秸杆直燃技术改造工程初步设计、施工图设计合同1.1.2 批准文件江苏省经贸委
5、文件苏经贸电力【2006】667号文关于XX环保生物质热电有限公司秸杆直燃锅炉技术改造项目核准的批复1.1.3 初设依据(1)XX环保生物质热电有限公司所作的“宝应地区秸秆资源可供性调研报告”(2)XX环保生物质热电有限公司秸杆直燃(二台炉)技术改造工程可行性研究报告(3)XX环保生物质热电有限公司向上海XX电力工程有限公司提交的开展初步设计的基础资料(包括水文、气象、地质、测量、水电、燃料、总平面图等资料)。(4)火力发电厂初步设计文件内容深度规定(DLGJ9-92)(5)国家、电力行业颁发的有关规程、规范、技术标准目录(6)锅炉厂提供的秸秆直燃锅炉资料(7)锅炉厂提供的燃煤循环流化床锅炉改
6、为秸秆混燃锅炉的初步资料1.1.4 工程概况XX环保热电工程是由江苏XX能源环保有限公司和XX环保热电有限公司合资兴建的环保型供热式电厂,主要为了向宝应经济开发区提供工业生产蒸汽和电力。工程规划总容量为475t/h循环流化床锅炉配315MW汽轮发电机组,设计规模为375t/h循环流化床锅炉配215MW抽凝式汽轮发电机组,燃料以煤为主,掺烧农作物秸秆。现有2台75t/h次高温次高压循环流化床锅炉配2台15MW次高温次高压抽凝式汽轮发电机组,于2005年 6月 4 日全部并网运行。按设备利用小时数5500小时计算,年上网电量1.65108kWh,年耗原煤量11.41104t/h。原设计预留部分燃烧
7、秸秆生物质的场地。1.1.5 设计范围本项目设计范围为在已投运的二台75t/h燃煤循环流化床锅炉和二台15MW次高温次高压抽凝式汽轮发电机组的基础上建设一台秸秆直燃锅炉(即3号炉)及辅助的生产设施。输料系统包括将已投运的一台(2号炉)燃煤循环流化床锅炉改造为秸秆混燃炉的秸秆量。不包括厂外中心库房及收购点的设计和厂外燃料的运输。1.1.6 原始资料厂址位于整个县城的东北侧,西邻京杭大运河,北距宝应二桥及省级干道淮江公路不到200米。地理位置十分优越。厂址区域地形较平坦、开阔,自然标高在3.83m左右(黄海高程)。 整个厂区东西长约390m,南北宽约320m,围墙内面积约9.3314ha,地势平坦
8、。工程地质概况、厂址区域地质稳定性评价及工程地质条件详见地质勘测报告等资料。厂址区域地震烈度6度。厂址区域属亚热带季风气候,气候温暖湿润,夏季酷热而冬季寒冷。历史最高洪水位:9.74m(黄海高程,下同)历史最低枯水位:4.11m(1985年)运河设计防洪水位:9.063m内涝水位:3.61m气象条件年平均气温14.5年极端最高气温38.1年极端最低气温-12.4年平均风速3.7米/秒全年主导风向ESE 夏季历年主导风向ESE冬季历年主导风向NNE1.2 主要设计原则(1)由于原设计是按三台75t/h燃煤循环流化床锅炉,二台15MW次高温次高压抽凝机组一次完成的,并已建成二炉二机规模投产运行,原
9、设计蒸汽参数为次高温次高压并且采用的是母管制因此3号锅炉必须选择蒸汽参数为次高温次高压。(2)本期将已批准但尚未实施的3号炉由一台75t/h燃煤循环流化床锅炉改建为一台75t/h次高温次高压水冷振动炉排秸秆直燃锅炉,在输送燃料的系统中应包括已投运的一台(2号炉)燃煤循环流化床锅炉改造为秸秆混燃炉的秸秆量。(3)新建的3号炉必须考虑到秸秆燃烧时的碱金属腐蚀和氯腐蚀,以及过热器的高温腐蚀。(4)燃料秸秆采用厂区外部破碎打包(4508501000)后运输进厂,厂内输料系统中只考虑散包,不设置破碎设备。(5)炉前设置中转料仓(200m3),达到匀速、计量和少量的仓储作用。(6)厂区内设置备用破碎设备。
10、2 总图运输2.1 厂区总平面布置本期续建一台秸秆直燃的3号炉在满足全厂总体规划原则的前提下,根据工艺流程的要求和现有厂区内实际预留和闲置的场地,对全厂进行规划布置,以达到工艺流程合理,功能分区明确,生产运行管理方便,满足防火、安全、环保要求。全厂原建、构筑物布局按功能划分为厂前区,水净化区,主厂房区,及输煤系统区。主厂房位于厂区中间,汽机房朝南,固定端朝西,出线方向向南。目前运行的二套15MW燃煤机组的燃煤采用水路运输,船型为500t级航船,专用卸煤码头位于厂区西侧,京杭大运河边。码头与厂区之间隔有淮江公路及运河总渠,煤通过卸煤码头经高架输煤栈桥跨越公路及干渠后运至厂区煤场或直接送至除氧煤仓
11、间。净水系统与化水系统位于固定端西侧,生产工艺流程顺向,管线短捷。厂区入口大门设置2处,主入口及次入口均与开发区干道齐心路相接。厂区主干道按城市型标准,宽6m,混凝土双坡路面,次要干道路宽4m,混凝土单坡路面。3号的续建燃料是农作物(秸秆),其收购、存储、破碎、打包、运输等厂外作业部分另案处理。厂内部分秸秆燃料的存储运送是在原有场地的东北端预留场地上布置了生物质堆场,栈桥,转运站等,燃料经待位平台,拆包然后通过栈桥经转运站最后送入煤仓间。厂区的最东侧增设生物质堆场入口及地磅,以满足燃料的运输要求。为了保证燃料的供应,在原场地的西北侧及主厂房区的东北侧另设秸秆露天堆场两座。厂区场地一期工程已经平
12、整,场地平整标高设计为4.1m左右。室内外地坪高差按0.20 m计。本期工程建(构)筑物基础开挖可获土方量约6155方,填方大约6458方,缺方300方,缺土由购土来平衡。2.2 交通运输2.2.1 厂外交通条件宝应是苏中地区重要的物资集散地,公路交通四通八达。淮江公路穿越全境,盐金国防公路横贯东西。境内县乡公路循环联网。厂址北距省干道淮江公路仅100多米,南侧有45米宽的县干道齐心路与厂区相连,西距二级航道京杭大运河200米,可通航2000吨级顶推驳船。交通运输十分便捷。施工期间的建筑材料和大重型起重机械设备均可顺利进场,道路完全可满足施工、安装阶段运输的要求。2.2.2 厂区道路布置厂区内
13、各功能分区之间都设有道路,且多为环形道,既满足消防要求又方便交通运输。路宽多采用6m宽双车道,个别采用4m宽单行道,均为城市型混凝土路面。厂区主入口与灰渣出口均与厂外齐心路相接。本次改造增设生物质堆场入口,与厂外现有道路相接。跨越道路上空的栈桥,管道等,按规定要求满足4.5m净空高度。厂区绿化及生活福利设施厂区绿化根据现行政策和厂区总体规划,依据实际情况加以完善;生活福利设施已建成3号炉续建无需增加。3 锅炉部分(3号炉)3.1 锅炉型式及主要参数本工程主要是将已批准建设的一台(#3炉)75t/h燃煤循环流化床锅炉改建为水冷振动炉排秸秆直燃锅炉。锅炉采用无锡锅炉厂生产的秸秆直燃锅炉。锅炉为单锅
14、筒、集中下降管、自然循环、四回程布置的燃秸秆炉。炉膛采用膜式水冷壁,炉底布置水冷振动炉排。在冷却室和过热器室分别布置了高温过热器、中温和低温过热器。尾部采用光管式省煤器及管式空气预热器。炉膛、冷却室和过热器室四周全为膜式水冷壁,为悬吊结构;尾部竖井烟道四周为护板,采用钢架支承结构。锅炉为半露天布置,全钢结构。锅炉基本尺寸:炉膛宽度(两侧水冷壁中心线距离) 6130mm炉膛深度(前后水冷壁中心线距离) 5800mm锅筒中心线标高 32000mm锅炉宽度(两侧柱Z1、Z1间中心距离) 7600mm锅炉深度(柱Z1与柱Z4之间中心距离) 17760mm锅炉设计参数:锅炉型式:UG-75/5.3-J锅
15、炉生产厂家:无锡华光锅炉股份有限公司额定蒸发量 75t/h额定蒸汽压力(表压) 5.3 MPa 额定蒸汽温度 485给水温度 150排污率 2%锅炉热效率 89% 数量: 一台3.2 燃料的来源和特性3.2.1 燃料来源秸秆(稻秆、麦秆、玉米秆、棉花秆、稻壳等)是农业生产的废弃物,任其在田间焚烧不但浪费了宝贵的资源,还污染大气环境。秸秆是一种生物质燃料,是可再生能源,充分利用秸秆焚烧发电,具有节约能源、防止环境污染的社会效益,也有很好的经济效益。3.2.2 燃料特性设计燃料:稻草100%校核燃料:1. 稻壳70%,树皮30%2. 稻壳100%3. 麦秆100%秸秆分析结果如下:项 目符号单位麦
16、秸秆稻壳稻草树皮全水分Mar%7.89.411.6019.8空气干燥基水分Mad%2.792.321.990.76收到基灰分Aar%5.7113. 3214.105.16干燥无灰基挥发分Vdaf%79.9179.2880.0877.89收到基碳Car%41.0938.1835.7837.92收到基氢Har%5.134.694.664.39收到基氮Nar%0.440.470.940.78收到基氧Oar%39.6333.8632.7831.87全硫St,ar%0.210.070.140.08收到基低位发热量Qnet,arMJ/kg15.4114.5813.1213.31固定碳FCar%17.381
17、6.0114.816.59真密度TRD氟FPPM氯Cl%1.0430.1890.5810.026灰熔点DT94011809901500ST101013401100FT118014101250二氧化硅SiO2%55.3960.8866.927.66三氧化二铝Al2O3%1.540.500.931.80三氧化二铁Fe2O3%1.320.240.480.89氧化钙CaO%6.521.353.9065.94氧化镁MgO%3.420.542.263.78氧化钠Na2O%0.390.240.180.46氧化钾K2O%20.465.1813.789.26二氧化钛TiO2%0.100.100.030.14三氧
18、化硫SO3%3.620.681.282.51五氧化二磷P2O5%1.220.821.972.343.2.3 燃料粒度要求秸秆入炉前必须破碎,破碎后的秸秆粒度要求为:稻草、麦草:长度90mm。玉米秆、棉花秆:长度90mm,厚度5mm。3.2.4 秸秆水分要求为确保锅炉经济、安全地运行,秸秆的水分宜控制在020%范围内,当秸秆的水分超过25%时,建议不要送入锅炉燃烧。秸秆内不能含有石块、泥土物,不能含有铁器,不能含有燃烧时对产生锅炉腐蚀的物质。3.2.5 点火方式采用0号轻柴油点火,由高能点火器点燃油枪,再点燃秸秆。锅炉也可以采用人工火把点火,即在炉排面上秸秆中浇上适量的轻柴油,用火把直接点燃秸秆
19、。3.3 锅炉燃烧系统及辅机设备选择3.3.1 燃烧系统3.3.1.1 给料系统锅炉满负荷时燃料消耗量为17.7t/h。秸秆给料采取机械给料方式,锅炉炉前设有一个255m3钢制秸秆料仓,可满足锅炉额定负荷运行40分钟左右。经破碎后并达料度要求的秸秆进入炉前料仓,料仓下设有一套螺旋给料装置,每套螺旋给料装置由10个单螺旋给料机组成。螺旋给料装置下方设有三条称重式皮带给料机,每台皮带给料机对应一台双螺旋给料机,皮带给料机将料输送给3台双螺旋给料机, 最后由双螺旋给料机向锅炉供应燃料。双螺旋给料机头部有水冷装置,给料通道上有防回火挡板。螺旋给料机采用变频调速,以控制锅炉负荷。料仓位置一期已建成的原煤
20、斗拆除。3.3.1.2 烟风系统烟风系统按单元制考虑,每台炉配备1台一次风机、1台热二次风机和1台引风机。由于秸秆挥发份很高,为完全燃烧,考虑过量空气系数1.41.5,一、二次风量比1:1。由于锅炉采用的是单级卧式管式空气预热器,故一次风机按全风量设置,将锅炉燃烧所需的全部风量送入空气预热器后,风温度可达到133左右,从空预器出来的热风按1:1分成两路,一路作为锅炉的一次风从二侧墙炉排下各分四个风管送入风室,再经过炉排上的小孔进入炉膛与秸秆混合燃烧。风室中有隔板分隔成四个独立的风室,进风管上设有调节挡板,可根据燃料和燃烧情况进行调节。另一路作为锅炉的二次风,通过热二次风机加压后送往锅炉二次风管
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