高温超高压再热煤气发电工程技术方案.docx

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高温超高压再热煤气发电工程技术方案

1.1工程概况

江阴华西钢铁有限公司拟新建1×40MW高温超高压煤气发电机组，提高煤气发电效率，实现煤气零放散，减少环境污染。

项目名称：

江阴华西钢铁有限公司1×40MW高炉煤气发电工程

建设单位：

江阴华西钢铁有限公司

项目地址：

江苏省江阴市华西村

建设规模：

1×140t/h高温超高压煤气锅炉+1×40MW中间一次再热凝汽式汽轮机+1×40MW发电机组及配套辅助设施。

建设方式：

承包内容：

1.2工程界限

1.2.1工程项目包含的内容

本项目包含的主要内容有：

——主厂房1座（包括1台140t/h高温超高压煤气锅炉、1套40MW高温超高压凝汽式汽轮机、1套40MW发电机组以及配套辅机）；

——化学水处理站1座（出力2×14t/h）；

——项目配套循环冷却水系统（含循环水泵房、机力通风冷却塔）以及工业水、消防水、生活水等给排水设施）；

——项目配套的电气系统；

——项目配套的热工检测与控制系统；

——项目红线范围内的所有照明；

——项目红线范围内的相关配套能源介质管网（不包括经过煤气柜区红线内的能源介质管网）。

1.2.1.1工程设计

1.项目范围内的土建设计，包含结构、建筑、检修平台和操作平台、总图、暖通、给排水、消防，建筑本体防雷接地、照明、通讯等。

2.项目范围内的工艺设计，包含锅炉、汽轮机、循环水、化学水等各个工艺系统流程及管道。

3.项目范围的发配电系统的设计，包含电站的电气主接线、电站接入系统、站用电配电、站用辅机控制、电站室外动力及照明配电线路。

4.项目范围的控制系统的设计，包括热工自动化及计算机控制系统。

1.2.1.2设备成套供货

1.2.1.3土建工程施工

1.厂房土建施工，包含建筑、消防、给排水、采暖通风、通讯、照明及防雷接地的设备采购和安装。

2.设备基础的施工。

3.厂房内外的起重机/电动葫芦的供货和安装。

4.室内外操作平台照明电气设备（含应急照明）的供货和安装。

5.所有预埋件及钢结构护栏的供货和安装，平台、扶手、走道及爬梯。

6.室外汽、水、烟风管道支吊架基础的施工，及承包范围内建筑给排水管道的施工。

7.主控室、主办公室、楼道等为基础装修。

注：

甲方负责本工程的地基处理（包含打桩、验桩、破桩、换填、地下建筑垃圾的清除等）、地上地下障碍物的拆迁清除、厂区道路的修建、路面设施、给排水设施及厂房外路面硬化处理等。

1.3能源介质交接点

能源介质接点如下：

序号

介质名称

介质

温度

介质压力

介质耗量

接管

材质

接入/

接出

交接点位置

TOP1

10kV电源线路

接入

本工程电厂10kV进线柜底部一次接线柱

TOP2

电话通讯网络

接入

电厂电话分线盒进线端

TOP3

工业水

20℃

≥0.35MPa

161m3/h

Q235-B

接入

电厂红线外1m

TOP4

生活水

20℃

≥0.25MPa

5.4m3/d

Q235-B

接入

电厂红线外1m

TOP5

生产废水

33℃

≥0.2MPa

30m3/h

混凝土管

接出

电厂红线外1m

TOP6

生活废水

常温

5m3/d

混凝土管

接出

电厂红线外1m

TOP7

高炉煤气

＜60°C

8kPa

12.5-15万Nm3/h

Q235-B

接入

电厂红线外1m

TOP8

氮气

25°C

~0.8MPa

80Nm3/min

20

接入

电厂红线外1m

TOP9

压缩空气

25°C

~0.6MPa

20Nm3/min

20

接入

电厂红线外1m

TOP10

启动蒸汽

~250℃

0.8MPa

15t/h

20

接入

电厂红线外1m

1.4工程内容

1.5建设依据

1）业主方提供的相关原始资料。

2）现场建设条件。

3）现行国家、地方等颁布的现行工程设计、施工、安装、检验规范、规程及相关的技术标准，符合中国钢铁企业余热利用的相关标准、规定、规范及法律建设条件

1.6建设条件

业主方提供施工场地、施工电源、水源、交通线路等施工外部条件：

——电源：

施工区域内的施工电源；

——水源：

工业水水源；

——交通：

现有交通；

——通讯：

厂内电话；

业主方免费提供设备、材料堆放场地和施工用临时的合理设施场地。

1.7主要设计技术原则

1）采用技术成熟的高温超高压燃气锅炉和一次中间再热汽轮发电机组，尽可能提高热能利用率。

从实际出发，努力节约用地、节约用水、节约材料、降低造价、缩短工期，提高自动化水平，保证电厂安全、经济和稳定运行；

2）本电厂新建1台40MW汽轮发电机组，机端电压10.5kV。

3）根据高温超高压机组对给水水质的要求及原水水质资料分析，本工程锅炉补给水处理系统拟选用二级反渗透+EDI系统。

4）采用机力通风冷却塔的循环供水系统，提高水的重复利用率；由业主方供应工业水、生产补充水及生活水，节约工程投资；电厂排水采用生产、生活及雨水合流制系统。

5）采用可靠，实用，先进的控制系统，以满足电厂工艺所必须的运行、控制和监视功能。

该控制系统采用集散控制系统DCS对锅炉、汽轮发电机、除氧给水、化水车间、循环水等工艺设施进行热工检测和控制。

6）认真贯彻执行国家和地方有关节能、环保、生产安全、工业卫生、消防及职业病防治的法令、法规和标准规范。

7）厂区不设置独立门卫、办公楼、仓库等设施；在主厂房可利用空间内考虑设置更衣室、办公室等功能房间。

8）地震基本烈度：

本工程按8度设防。

附件二：

技术规格书

2.1原始资料

2.1可利用资源

可用高炉煤气流量12.5万-15.0万m3/h，煤气压力8kp，热值706kcal，含尘量可控在5mg/m3，主要成分：

CO21.15%，CO219.35%，O20.6%，N255.0%。

2.2气象

拟建场地属亚热带，气候温暖潮湿，雨量充沛，具有春早夏长，秋雨连绵，冬暖多雾的特点。

①气温

多年平均气温℃

八、九月平均气温℃

极端最高气温℃（2006年8月28日）

极端最低气温℃（1975年12月15日）

②风

年平均风速m/s

最小风速m/s（1970年）

全年主导风向

③降水

年平均降水量mm

年最大降雨量mm

年最小降雨量mm

最大日降水量mm

多年平均最大日降水量mm。

④湿度

年平均相对湿度%

绝对湿度mb

⑤日照

年平均日照时数h

⑥雷暴平均每年d

⑦无霜期

2.2装机方案

2.2.1主机选型

本工程利用铁合金生产过程中的富余的煤气，建设1×140t/h高温超高压煤气锅炉+1×40MW高温超高压中间再热凝汽式汽轮机+1×40MW发电机及其配套辅助设施。

2.2.2主机型号及主要技术参数

主机设备主要技术参数如下（最终以正式资料为准）：

1）燃气锅炉

型式：

高温超高压、自然循环、一次再热、燃气汽包锅炉

数量：

1台套

锅炉容量：

140t/h

锅炉效率：

88%（包括烟气-煤气换热器）

设计蒸发量：

120~143t/h

过热蒸汽压力：

13.7MPa（g）

过热蒸汽温度：

540℃

给水温度：

248℃（高加停用时按158℃校核）

再热蒸汽流量：

107t/h（暂定）

再热器进口蒸汽压力：

2.45MPa（a）

再热器进口蒸汽温度：

320℃

再热器出口蒸汽压力：

2.2MPa（a）

再热器出口蒸汽温度：

540℃

锅炉正常排污率：

≤1%

过热汽温调节方式：

给水喷水减温

煤气加热器出口烟气温度：

150℃

点火燃料：

液化石油气

设计燃料：

高炉煤气

布置方式：

露天布置带防雨棚

最低稳燃负荷：

30%B-MCR

2）汽轮机

型式：

高温超高压、中间一次再热、单缸单排汽、凝汽式汽轮机

额定功率：

40MW

额定蒸汽压力：

13.2MPa.a

额定蒸汽温度：

535℃

额定主汽流量：

134t/h

设计功率：

35.3-42MW

设计主汽流量：

120-143t/h

再热蒸汽压力：

2.15MPa.a

再热蒸汽温度：

535℃

再热蒸汽流量：

107t/h

高压缸排汽压力：

2.43MPa.a

高压缸排汽温度：

305.7℃

排汽压力：

7kPa.a

冷却水温：

25℃

额定转速：

3000r/min

回热系统：

2高加＋1除氧＋3低加

3）发电机

额定功率：

40MW

冷却方式：

空内冷

功率因数：

0.8

额定电压：

10.5kV

额定转速：

3000r/min

额定频率：

50Hz

绝缘等级：

F级（按B级考核）

励磁方式：

无刷励磁或静止可控硅励磁

2.3设计条件

2.3.1燃料特性

本期锅炉设计工况燃料为高炉煤气，点火燃料为液压石油气，煤气成分及热值暂定数据见下表（最终设计数据由业主方测量后提供）：

项目

单位

高炉煤气、数值

备注

供给压力：

正常

kPa

8

成份（正常）：

N2

wet-Vol%

55

H2

wet-Vol%

/

CO2

wet-Vol%

2.5

CO

wet-Vol%

21.15

CH4

wet-Vol%

19.35

CnHm

wet-Vol%

/

O2

wet-Vol%

0.6

设计低位发热值

Kcal/Nm3

706

含尘量

mg/Nm3

＜5

2.3.2燃料工况（按体积比）

设计工况一：

100%高炉煤气

2.3.3锅炉点火和启动用燃料

锅炉点火燃料：

液化石油气；配套自动高能电子点火设备。

2.4热力系统

2.4.1热力系统拟定原则及特点

热力系统应立足于系统运行安全可靠、系统效率较高、操作管理方便、衔接合理，按高温超高压机组设计原则拟定，并考虑凝汽式机组运行、调节特点。

2.4.2主要系统设计

2.4.2.1主蒸汽、再热蒸汽及汽轮机旁路系统

主蒸汽管道从锅炉过热器集箱出口接至汽轮机主汽阀，再接至汽轮机高压缸。

再热冷段蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽口引出，经高排止回阀后，接至锅炉再热器入口联箱。

再热热段蒸汽管道从锅炉再热器出口联箱接出，至汽轮机中压缸中压联合汽阀接至汽轮机中压缸。

主蒸汽、再热蒸汽系统按汽轮发电机组最大工况（VWO工况）蒸汽量设计。

主蒸汽管道不设置隔离阀，水压试验时采用堵阀来隔离锅炉和汽轮机。

主蒸汽、再热热段蒸汽管道采用无缝钢管，材质为12Cr1MoVG；疏水阀前的疏水管道也采用与主管材质相同的无缝钢管。

再热冷段蒸汽管道采用20#无缝钢管。

旁路系统采用30%BMCR高、低压二级串联旁路系统。

旁路的功能只考虑在冷、热态等工况下机组启动和正常停机。

高低压旁路包括蒸汽控制阀、减温水控制阀、关断阀和控制装置。

2.4.2.2抽汽系统

汽轮机共设六级非调整抽汽。

一段抽汽由汽轮机高压缸中间抽汽接出供1号高压加热器用汽，二段抽汽从高压缸排汽抽出用作2号高压加热器的加热蒸汽，三段抽汽为除氧器的加热蒸汽；四、五、六段抽汽分别供给4号、5号、6号低压加热器的加热蒸汽。

一、二、三、四、五段抽汽管道上均装有止回阀和隔离阀，作为防止汽轮机进水和超速的保护措施。

除氧器采用滑压运行方式，汽源有两路：

1）三抽：

此为正常运行汽源。

2）辅助蒸汽母管：

机组启动汽源管道与启动蒸汽母管相连，经调节阀减压到0.2MPa向除氧器供汽，当