新型干法水泥熟料配套纯低温余热发电项目可行性研究报告.docx
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新型干法水泥熟料配套纯低温余热发电项目可行性研究报告.docx
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新型干法水泥熟料配套纯低温余热发电项目可行性研究报告
新型干法水泥熟料配套纯低温余热发电项目
可行性研究报告
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1.概述
1.1项目概况
1.1.1编制依据
为了减少水泥窑350℃以下中、低温废气余热对大气的热污染、降低企业的生产成本,使之变废为宝,XXXX有限责任公司拟利用一条5000t/d水泥熟料生产线的窑头、窑尾废气余热,建设装机规模9MW的纯低温余热电站,特委托我院编制本项目申请报告。
1.1.2项目业主、建设地点、规模
1)项目业主:
XXXX有限责任公司
2)建设地点:
XXXX有限责任公司厂区
3)建设规模:
装机规模9MW的纯低温余热电站
1.2项目背景
1.2.1公司简介
江苏省XXXX有限责任公司位于江苏省南部山区的XX市新街镇。
东临太湖,南与浙江、安徽交界,水陆交通十分便利。
XX水泥有限责任公司是一个具有22年水泥生产历史的国家二级企业,目前拥有固定资产5000多万元。
公司现有一台Φ3×11m的机立窑和两台Φ2.2/2.5×74m的湿法回转窑,年水泥生产425和525普通硅酸盐水泥30万t。
该厂坚持以质量为中心推动企管工作的全面发展,走质量、效益兴厂之路。
严格按照GB/T19002-ISO9002的标准管理整个生产环节,使产品质量得到稳定的提高。
出厂水泥质量合格率达100%。
产品获无锡市优、江苏省优、农业部部优,并通过国家质量认证合格。
企业并荣获无锡市明星企业和全国最佳经济效益乡镇企业等荣誉称号。
因质量过硬,服务周到,所以产品深受广大用户的欢迎,并为多项大型工程的建设立下了汗马功劳如:
上海环围公路、沪宁高速公路、上海商检局33层玉田大厦及XX国际饭店、亚细亚商城、华亭大酒店、邮电大楼及宜漕公路等一批工程。
XX混凝土有限公司的商品混凝土也采用该厂直接提供的XX牌优质水泥,同时该厂也是XX市散装水泥供应的典型单位。
目前,XXXX有限责任公司拥有一条5000t/d水泥熟料生产线。
在水泥熟料生产过程中产生大量的低温废气,为了减少低温废气排放对大气的热污染、降低企业的生产成本,使之变废为宝,XXXX有限责任公司拟利用水泥熟料生产线的窑头、窑尾废气余热,采用纯低温余热发电技术建设纯低温余热电站。
1.2.2纯低温余热发电概况
随着我国人口的不断增加和经济的快速发展,资源相对不足的矛盾日益突出,寻找新的资源或可再生资源,以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。
循环经济的思想萌芽兴起于60年代,到了80年代,人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。
为此,早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策,倡导要坚持资源开发与节约并举,并把节约放在首位,一切生产、建设、流通、消费等各个领域,都必须节约和合理利用现有的各种资源,千方百计减少资源的占用和消耗。
开展资源综合利用,是我国的一项长期的重大技术经济政策,也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针,对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益,实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。
利用水泥生产过程中的余热建设电站后,电站的产品——电力将回用于水泥生产,这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量余热的同时,又减少了水泥厂对环境的热污染以及粉尘污染,这将给企业带来巨大的经济效益。
这套系统是一个典型的循环经济范例。
“利用废物”的过程。
到了90年代,特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年,源头预防和全过程治理替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流,人们在不断探索和总结的基础上,提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线,逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。
循环经济内涵是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式,它要求以“减量化→再利用→再循环”(3R)为社会经济活动的行为准则,把经济活动组织成一个“资源→产品→再生资源”的反馈式流程,实现“低开采、高利用、低排放”,以最大限度利用进入系统的物质和能量,提高资源利用率,减少污染物排放,提升经济运行质量和效益。
“减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的实际操作原则。
发展循环经济有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式,有利于提高经济增长的质量和效益,有利于建设资源节约型社会,有利于促进人与自然的和谐,充分体现了以人为本,全面协调可持续发展观的本质要求,是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择,也是关系中华民族长远发展的根本大计。
我国是水泥生产大国,水泥产量已连续20年位居世界第一。
2005年我国新型干法熟料产能达到4.3亿吨;新型干法水泥产量比重由2000年不足12%提高到2005年的40%。
但由于水泥熟料煅烧技术的限制,水泥生产线窑头、窑尾仍有大量350℃以下中、低温废气余热尚不能被充分利用,还有30%的水泥熟料烧成系统总热量被排放,能源浪费惊人。
采用纯低温余热发电技术,充分利用水泥生产线窑头、窑尾排放的350℃以下中、低温废气余热,无需外加热源,通过余热锅炉、低参数汽轮机等热能利用设备,将热能转化为电能。
水泥生产线配套建设纯低温余热电站,每吨熟料成本可下降15元以上,经济效益非常可观。
以5000t/d水泥线配套建设纯低温余热电站为例,每年可为企业节约2000多万元资金。
利用5000t/d水泥熟料生产线的出预热器350℃左右的烟气和从篦冷机中部抽废气,窑头与窑尾废气分别进入AQC双压余热锅炉和SP余热锅炉产生过热蒸汽,过热蒸汽推动汽轮机做功发电。
发电机组采用“并网不上网”。
该系统的特点是:
技术先进,系统简单可靠,运行成本低,便于管理。
本余热电站建成后,可大力回收和循环利用水泥窑废气,提高水泥线的整体资源利用水平,为资源的绿色消费贡献力量。
1.2.3XX重机纯低温余热发电技术简介
国外纯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装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了高潮,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上得到应用,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,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。
1996年日本新能源产业株式会社(NEDO)向我国安徽省宁国水泥厂赠送了一套6480kW的纯中、低温余热电站设备,目前已投入运行。
XX重机公司“十五”期间通过对国外引进设备深入分析研究,结合XX重工机械有限责任公司已经掌握的余热回收发电的核心技术和设备技术,开发出了针对2000t/d~5000t/d大型干法水泥生产线纯低温余热发电(双压补汽)成套技术和装备,并达到每吨熟料发电量38~40kWh/t.cl(水泥生产线的自供电量1/3以上)技术水平。
XX重机公司的纯低温余热发电技术无论是热力系统设计还是主机设备制造,经工程实践证明已达到国内先进水平。
尤其是补汽式汽轮机的研制成功,使我公司余热发电设备制造技术水平已经接近国际先进工业国家。
XX重机公司设计的水泥窑首套双压纯低温余热电站在吉林辽源金刚水泥厂5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行,该电站装机7500kW,发电功率达到7000~7900kW,吨熟料发电量达32~38kWh,谱写了5000t/d五级预热器水泥熟料生产线进行纯低温余热发电的新篇章。
水泥厂余热电站的建成及投产,收到了良好的经济效益与社会效益,在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源,保护了环境,为可持续发展战略作出了贡献。
1.3项目建设必要性
随着我国人口的不断增加和经济的快速发展,资源相对不足的矛盾日益严峻,特别经济发展很快的江苏省尤显突出。
所以寻找新的资源或可再生资源,以及合理综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。
水泥工业是能源的消耗大户,即使在大型干法水泥生产线中,由于水泥煅烧技术和生产工艺流程的限制,约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%的350℃以下中、低温废气余热仍不能被充分利用,如何有效地回收这部分余热,一直是困扰水泥行业节能降耗,提高经济效益的难题之一。
纯低温余热发电是水泥企业节能降耗、提高竞争力的有效手段,是世界水泥工业发展的趋向,20世纪80年代以来,先进工业国家在水泥窑余热发电方面走在了前列,如日本70%的水泥企业在新型干法生产线上都设置有余热发电系统,我国台湾地区的水泥生产企业配置余热发电系统的比例也是很高的;国内各大水泥集团也掀起投资兴建的余热电站工程的高潮,目前已有多家企业的余热电站工程项目建成投产,创造了较好的社会和经济效益。
随着我国社会主义市场经济体制的逐步建立和完善,到2020年,国民经济都将以7%左右的速度高速增长,由于发展比例失调,还有交通运输等方面的制约,缺电和价格居高不下的局面,在今后相当长的一段时间还会继续存在。
能源特别是电力不足,已经严重制约了我国经济的发展。
特别是江苏省,由于经济发展很快,各企业均不同程度的受到电力供应不足的影响,公司为了保证水泥生产能够顺利进行,最大限度的利用水泥熟料生产线的窑头、窑尾生产线排放废气余热资源,采用纯低温余热发电技术,建设余热电站,可有效缓解本厂的用电压力,降低生产成本,提高企业经济效益。
综上所述,XXXX有限责任公司根据本公司的具体情况,在对国家资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究,同时在对国内现有的余热电站系统和技术进行了综合调研的基础上,拟在5000t/d水泥熟料生产线上配套建设纯低温余热电站工程,既综合利用水泥生产线排放的废热资源,又部分缓解公司用电压力,该项目的建成投运可显著降低企业生产成本,提高企业经济效益,符合国家产业政策,也是落实科学发展观、发展循环经济的具体体现。
1.4产品市场预测
1.4.1产品市场供需分析
本余热电站的运行以“并网不上网、自发自用”为原则。
余热发电工程拟装机容量为9MW,平均发电功率为8.5MW。
。
电站年供电量约5414万kWh(年运行7000小时、电站自用电率为8%);余热电站建成后,全厂供电自给率约为38%;由于该水泥厂主要负荷在烧成系统,如果该系统故障停运或计划检修则余热电站由于没有热源同样会停机,所以该余热电站不会向电网返送电。
1.4.2价格现状与预测
目前,XXXX有限公司的用电价格为0.58元/kWh,根据国际能源价格的走势,以及国家经济发展的形势,并结合我国的能源供应情况分析,我国的能源价格一直处于上涨趋势,今后的电价肯定处于上升状态。
1.4.3市场竞争力分析
利用水泥生产线的废气余热建设纯低温余热电站,不用使用燃料,没有燃料成本,只需投入少量的辅助材料,就能保证电站的运行,而且电站的自动化程度较高,人力成本也很低。
余热电站建成后,利用水泥熟料生产线排放的废气热量进行发电,显著降低水泥熟料的生产成本,提高企业的竞争力。
1.5主要设计原则
1.5.1项目申请报告编制标准其内容深度及设计技术原则遵循有关规定和行业标准等。
1.5.2电力系统及装机方案
本工程9MW发电机组,出线以10kV电压接入系统。
本期工程为9MW补汽凝汽式汽轮发电机组配置AQC余热锅炉和SP余热锅炉各一台。
1.5.3厂址方案
厂址处于XXXX有限责任公司厂区
1.5.4供水水源、水工设计
本电站工程生产用水直接接入原厂区生产给水系统,从给水管道取水。
厂内循环水为带机力冷却塔的循环方式,配二座1800t/h机力冷却塔;电站生活用水引自原厂区自来水管线,生产、生活污水、雨水分别排入原厂区相对应管网。
1.5.5热机
本工程建设AQC余热锅炉和SP余热锅炉各一台。
窑头AQC余热锅炉布置在篦式冷却机旁边,篦式冷却机经改造后的废气直接引入余热锅炉,经余热锅炉吸热后的低温废气再进入除尘器;窑尾SP余热锅炉布置在高温风机
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