纯低温余热发电工程节能评估报告书.docx
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纯低温余热发电工程节能评估报告书
第一章评估依据
1.1相关法律、法规
(1)《中华人民共和国节约能源法》(中华人民共和国主席令【2007】第77号);
(2)《中华人民共和国可再生能源法》(中华人民共和国主席令【2005】第33号);
(3)《中华人民共和国清洁生产促进法》(中华人民共和国主席令【2002】第72号);
(4)《中华人民共和国循环经济促进法》(中华人民共和国主席令【2008】第4号);
(5)《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(中华人民共和国国家发展和改革委员会令第6号);
(6)《山东省节约能源条例》(鲁政发〔2009〕94号);
(7)《山东省资源综合利用条例》;
(8)《山东省节能监察办法》;
(9)《重点用能单位节能管理办法》(原国家经贸委令【1999】第7号);
(10)《节约用电管理办法》(国经贸资源[2000]1256号)。
1.2相关规划
(1)《国家能源“十一五”规划》;
(2)国家《可再生能源中长期发展规划》;
(3)国家《节能中长期专项规划》;
(4)《山东省可再生能源中长期发展规划》;
(5)《中华人民共和国计量法》。
1.3行业准入条件
(1)《国务院关于调整固定资产投资项目资本金比例的通知》(国发【2009】27号);
(2)山东电力集团公司对项目接入系统方案的批复(【2010】666号);
(3)土地使用权证书:
巨国用(2009)第D038号;
(4)山东省环境保护厅对项目环境影响报告表的批复(【2009】28号);
(5)巨野县住房和城乡建设局出具的选址意见。
1.4产业政策
(1)《国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知》(国发[2005]40号);
(2)《产业结构调整指导目录》(2005年本)(国家发改委令第40号);
(3)国家《可再生能源产业发展指导目录》(国家发改委发改能源[2005]第2517号)。
1.5设计相关标准及规范
(1)《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB17167-2006);
(2)《综合能耗计算通则》(GB/T2589-2008);
(3)《单位产品能源消耗限额编制通则》(GB/T12723-2008);
(4)《企业节能量计算方法》(GB/T13234-2009);
(4)《工业企业能源管理导则》(GB/T15587-2008);
(5)《评价企业合理用电技术导则》(GB/T3485-1998);
(6)《评价企业合理用热技术导则》(GB/T3486-1993);
(7)《供配电系统设计规范》(GB/T50052-1995);
(8)《节电技术经济效益计算与评价方法》(GB/T13471-2008);
(9)《工业设备及管道绝热工程设计规范》(GB/T50246-1997);
(10)《设备及管道保温绝热技术通则》(GB/T4272-2008);
(11)《设备及管道绝热效果的测试与评价》(GB/T8174-2008);
(12)《设备及管道绝热设计导则》(GB/T8175-2008);
(13)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);
(14)《公共建筑采暖空调能耗限额》(GB37/935-2007);
(15)《建筑照明设计标准》(GB50034-2004);
(16)《建筑采光设计标准》(GB/T50033-2001);
(17)《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008);
(18)《公共建筑节能设计标准》(山东省)(DBJ14-036-2006);
(19)《工业企业总平面设计规范》(GB50187-1993)。
1.6节能技术
(1)《中国节能技术政策大纲(2006年)》(国家发展改革委);
(2)《中国节水技术政策大纲(2005年)》(国家发展改革委)。
1.7相关工程资料和技术合同
(1)《XX4×700t/d特殊品种低温余热发电1×12兆瓦纯低温余热发电项目申请报告》;
(2)委托编制本项目节能评估报告书的合同;
(3)其他资料。
第二章项目概况
2.1建设单位基本情况
2.2项目基本情况
2.2.1项目名称、建设地点、项目性质
项目名称:
XX1×12兆瓦纯低温余热发电工程;
建设地点:
山东省巨野县城东部麒麟镇双孙庄,XX厂区内,利用厂区内空余场地。
项目性质:
新建
2.2.2建设规模及内容
建设规模:
1×12兆瓦纯低温余热发电工程;
建设内容:
新建4×700t/d浮法玻璃生产线余热发电站一座,包含4×18t/h余热锅炉、1×12MW凝汽式汽轮发电机组及附属设施,以一回10kV线路接入35kV变电站。
2.2.3项目工艺方案
本工程由余热锅炉、汽轮机、发电机及其电气、仪表控制系统组成。
它将窑炉炉排放出的高温烟气所携带的潜热通过余热锅炉转换为蒸汽热能,蒸汽热能通过汽轮机转换为机械能,最后由发电机将机械能转化为电能。
首先,玻璃窑炉废气经总烟道集中引出,温度高达500±50℃。
自玻璃生产线的熔窑排气直接进入余热锅炉,烟气在余热锅炉进行全面的热交换后,排至玻璃生产线的除尘、脱硫装置或者烟囱;当余热锅炉故障时,烟气不经过余热锅炉,直接排至玻璃生产线的烟囱。
废气的净化除通过保证废气完全燃烧,去除其中的有害物质外,粉尘和SO2等污染物的去除则主要通过尾部的废气处理措施来实现。
经吸收能量后,余热锅炉产生的新蒸汽分两路:
一路经隔离阀至主汽门,再经调节阀进入汽轮机作功,做完功后的乏汽进入凝汽器凝结为水,经凝结水泵、轴封加热器、除氧器、给水泵、高压加热器送回锅炉;另一路经减温减压器后,排至分汽缸向外供汽(工业用汽,生活用汽,冬季采暖用汽)。
本项目余热回收装置产生的中温中压蒸汽,送到汽轮发电机组发电,实施电力转化。
2.2.4总平面布置
本工程占地面积4.05亩,其中:
构(筑)物占3.24亩,构(筑)物周围均设绿化,绿化率20%。
4台余热锅炉布置在玻璃生产线的熔窑排气侧(即东侧),主厂房布置在玻璃生产线的南侧、循环水泵房东面。
发电设施用循环水泵房、机械通风冷却塔布置在玻璃生产线的废水处理系统和综合机房东面。
本项目所有车间布置在生产线周围300米范围以内,既降低了连接管道的投资,也减少了热损耗,提高了发电效率。
2.2.5主要经济技术指标
序号
项目
单位
原始数据
备注
1
装机容量
MW
1×12
2
设备年利用小时数
h/a
7500
3
发电厂用电率
%
8
4
年发电量
GWh
87
5
建设期
年
1
6
投产期
年
0.5
7
机组服役期
年
20
8
银行贷款利率
%
5.94
名义利率
9
贷款还款期(含宽限期)
年
3
10
流动资金贷款利率
%
5.31
名义利率
11
修理费率
%
2.5
12
折旧年限
年
15
13
发电标准煤耗
kg/MWh
516
14
本期人员
人
20
15
人均工资
元/a
15000
16
福利费率等
%
14
17
保险费率
%
0.15
18
法定公积金
%
10
19
公益金
%
5
20
基准收益率
%
8
21
注册资本占总投资比例
%
30
22
流动资金周转天数
天
30
23
水费
元/MWh
10.15
24
材料费
元/MWh
4
25
其他费用
元/MWh
20
26
增值税
%
17/13
27
城乡维护建设税
%
1
28
教育税附加
%
3
29
企业所得税率
%
25
30
工程静态投资
万元
7995
31
电价
元/MWh
560
2.2.6项目进度计划
建设期为一年。
2.3项目用能概况
2.3.1主要供、用能系统与设备的初步选择
本项目主要供、用能系统由余热锅炉、汽轮发电机、给排水系统、化学水处理系统及其电气系统、热工控制系统及采暖、通风、空调部分等组成。
①余热锅炉
自玻璃生产线的熔窑排气直接进入余热锅炉,烟气在余热锅炉进行全面的热交换后,排至玻璃生产线的除尘、脱硫装置或者烟囱;当余热锅炉故障时,烟气不经过余热锅炉,直接排至玻璃生产线的烟囱。
余热锅炉的热力系统主要由主蒸汽系统、轴封系统、疏水系统、凝结水系统、给水系统、供热系统、真空系统和循环水系统等组成。
余热锅炉参数选择:
本工程主要针对玻璃窑排烟余热的利用,虽然排烟工况会发生波动,但在每一工况下其参数是单一的,因此,余热锅炉也尽量采用单一参数,热负荷通过减温减压和汽机抽汽供给。
根据玻璃窑的排烟温度的工况范围,余热锅炉选用4台LKB18-2.5/405型,参数2.5MPa,405℃;引风机参数Q=130000Nm3/h,P=1200Pa,380v,110kW。
余热锅炉容量选择:
由于烟气中含尘量较大,余热锅炉受热面的传热系数较低,锅炉效率基本在85%左右,本报告计算中锅炉效率采用85%,锅炉容量计算时按最大工况考虑,锅炉的配置按每条生产线配备一台锅炉考虑。
烟(风)流量(Nm3/h)
4×130000
烟(风)温度(℃)
470
过热蒸汽温度(℃)
405
过热蒸汽流量(t/h)
4×18
过热蒸汽压力(MPa)
2.5
出口烟气温度(℃)
〉=170
②汽轮发电机
自余热锅炉产生的新蒸汽引出一部分蒸汽经过减温减压器后,引至分汽缸,从分汽缸分别引出作为玻璃生产线的生产用汽和全厂的生活用汽及冬季采暖的一部分;另一部分供汽轮机转化为机械能用来发电。
在汽机正常运行时,供热主要通过汽机的抽汽供给,在汽机故障时,通过减温减压后作为其他供热系统的汽源。
项目选用的汽轮机型号S13-2.35/400;发电机型号QF(N)-12-2型。
设备自身消耗功率122kW。
减温减压器进汽流量(t/h)
8.99
汽机进汽流量(t/h)
60.85
汽机进汽温度(℃)
390
汽机进汽压力(MPa)
2.35
汽轮机转速(r.p.m.)
3000
排气压力(MPa)
0.0054
汽轮机输出功率(kW)
11793
发电机转速(r.p.m.)
3000
汽轮发电机汽耗(kg/kWh)
5.16
发电机电压(kV)
10.5
发电机额定功率(kW)
12000
③主要辅机设备
给排水系统、化学水处理系统及其电气系统、热工控制系统及采暖、通风、空调部分。
a.给排水系统:
循环水泵Q=1620~2340m3/h,P=24.5~19m;N=185KW;3台。
b.水处理系统:
序号
设备名称
型号及规格
数量
备注
1
清水泵
Q=30-60T/h
H=0.5-0.45MPa
2
N=18.5KW
2
反洗水泵
Q=0-240T/h
P=0.22-0.17MPa
n=1450r/min
1
N=37KW
3
高压泵
Q=24T/h
P0.8MPa变频控制
1
N=22KW
4
除盐水泵
Q=24T/hP=0.36MPan=2900r/min
2
N=7.5KW
5
反渗透清洗水泵
Q=0-240T/h
P=0.35-0.28MPa
n=1450r/min
1
N=30kW
c.电气系统
发电机的出口电压为10.5kV,接至发电机电压母线,经一回10kV线路接入玻璃厂内35kV变电站。
10kV高压开关柜、厂用变、主厂房380V低压配电柜,分别布置在主厂房0米层配电间内。
d.热工控制
本工程拟采用分散型控制系统(DCS)实现对主要生产系统的控制,化学水处理系统采用随反渗透厂家供货的PLC进行控制。
e.采暖空调等设施
主厂房和电站循环泵房的通风采用通过建筑物的自然通风来排除车间内的余热。
电气室采取机械通风方式来排出各室内的余热或进行事故排风。
集中控制室等,由于设备和操作条件对周围环境的温、湿度的要求,设计中将根据具体情况设置分散式空调。
2.3.2能源消耗种类、数量及能源使用分布情况
玻璃熔窑余热占玻璃生产工艺系统总热耗量的30%左右,这些中、低品位的余热回收是节约能源、降低玻璃综合能耗的重要途径。
本项目拟采用国家重点推广的纯低温余热发电技术,对玻璃熔窑低温废(烟)气余热回收利用。
本项目的能源消耗种类包括废烟气、水、电等,其需要数量如下:
①废烟气:
数量520000Nm3/h,余热量:
196784MJ/h;
②电:
809万kWh/a;用于系统设备运行动力,接自项目自发电。
③水:
123m3/h,用于循环补充水、锅炉补充水、生活、空调用水等。
烟气量汇总表
规模
1×700t/d
2×700t/d
3×700t/d
4×700t/d
烟气量(Nm3/h)
130000
260000
390000
520000
熔窑排烟温度(℃)
470
470
470
470
锅炉排烟温度(℃)
170
170
170
170
余热量(MJ/h)
49196
98392
147588
196784
第三章能源供应情况分析评估
3.1项目所在地能源供应条件及消费情况
3.1.1烟气
玻璃熔窑余热占玻璃生产工艺系统总热耗量的30%左右,这些中、低品位的余热回收是节约能源、降低玻璃综合能耗的重要途径。
本项目拟采用国家重点推广的纯低温余热发电技术,对玻璃熔窑低温废(烟)气余热回收利用。
本项目的废烟气:
数量520000Nm3/h,余热量:
196784MJ/h;可推动12000kW装机容量的纯低温余热发电系统,达到发电功率11600kW的能源回收效果。
3.1.2电
本工程所在XX现有一座35kV变电站。
站内设40000kVA,35kV/10kV有载调压变压器2台,承担全厂的全部用电负荷,35kV变电站设有两路35kV电源,分别引自110kV中心变电站和110kV大义变电站。
两路35kV电源能同时运行,各承担全厂全部负荷的一半。
当一路电源须停电检修,另一路电源能承担全厂的全部负荷。
35kV变电站设10kV母线两段,分列运行,两段母线间设备自投装置。
10kV出线共设有22个回路,每个开闭所均设两路,电源分别引自10kVΙ段和Π段母线。
本工程建设规模为4×18t/h余热锅炉和1×12MW凝汽式汽轮发电机组,以一回10kV线路接入35kV变电站。
项目新增供电能力完全可满足项目自身运转需要。
3.1.3水
本项目水源取自XX现有的净水设备出口。
目前XX所用的生产用水取自郓巨河水,经取水口由离心式清水泵注入曝气装置(该装置为江苏张家港市沃特环保科技有限公司生产,型号为:
QF-100,两套同时启用,最大日处理水量为:
200T/h)经曝气装置处理后去除河水中的大粒度的杂质及部分藻类等微生物,处理后的水由泵机注入一体化净水器(该装置为江苏无锡威博环保科技有限公司生产,型号为:
100m3/hFA-100型,共四套两用两备,最大日处理水量为:
200T/h)经一体化净水器后再次去除水中的机械杂质以及悬浮物等。
经上述处理后的水由泵机通过管道送入厂区管网,水质硬度随河水的水质周期变化,目前水质硬度为5.5-6.5mmoI/L(毫摩尔每升),浊度14mg/L,悬浮物5mg/L。
3.2项目能源消费对当地能源消费的影响
3.2.1烟气
树立科学发展观,建立循环经济运行体系是我国的一项长期的重大技术政策,合理地综合利用现有的宝贵资源将是我国确保经济可持续发展的关键。
浮法玻璃生产工艺中,占玻璃生产工艺系统总热耗量的30%左右低温废(烟)气余热仍然被排掉,采用纯低温余热发电技术进一步回收利用这些中、低品位的余热是节约能源、降低玻璃综合能耗的重要途径。
在特种浮法玻璃生产工艺中,熔窑排掉了大量的低温废气余热,其热量约占玻璃生产工艺系统总热耗量的30%左右,进一步充分利用这些中、低品位的余热是节约能源、减少温室气体排放的关键。
纯低温余热发电项目的实施,一方面可以综合利用玻璃生产线排放的废热资源,回收低温烟气的热量变废为宝,降低玻璃生产成本和提高企业的经济效益,部分缓解玻璃制造厂生产用电的紧张形势;另一方面可降低排烟温度和排尘浓度,减轻热污染和环境污染。
有利于企业节能降耗、降本增效、增强竞争力、有利于企业节能降耗、降本增效、增强竞争力。
3.2.2电
本项目建设规模为4×18t/h余热锅炉和1×12MW凝汽式汽轮发电机组,以一回10kV线路接入35kV变电站接入电网并网发电。
本项目新建纯低温余热发电系统,平均发电功率按11600kW计算,年供电量达到7.89×107kWh,项目新增供电能力完全可满足自身运转需要。
3.2.3水
巨野县水务局已出具文件可保证XX用水量约400t/h,完全能够满足XX现有生产线及本项目的用水需求。
第四章项目建设方案节能评估
4.1项目选址、总平面布置对能源消费的影响
本项目位于山东巨野县东部麒麟镇双孙庄,XX厂区内北部,与4×700t/d浮法玻璃生产线相接。
项目属于综合利用生产线所排放的废气中的余热而配套建设的余热发电项目,并通过余热锅炉转换成过热蒸汽推动汽轮机发电而达到节能环保的目的。
本项目主要产品为电能源。
本项目建设在公司现有玻璃厂场地内,不需建设新道路,利用原有厂区道路即可满足建设、生产、检修需要。
项目占地面积4.05亩,其中:
构(筑)物占3.24亩,构(筑)物周围均设绿化,绿化率20%。
本项目4台余热锅炉布置在玻璃生产线的熔窑排气侧(即东侧),主厂房布置在玻璃生产线的循环水泵房东面,电厂用循环水泵房、机械通风冷却塔布置在玻璃生产线的废水处理系统和综合机房东面。
本项目所有车间布置在生产线周围300米范围以内,既降低了连接管道的投资,也减少了热损耗,提高了发电效率。
4.2项目工艺流程、技术方案对能源消费的影响
本项目由余热锅炉、汽轮机、发电机及其电气、仪表控制系统组成。
它将窑炉炉排放出的高温烟气所携带的潜热通过余热锅炉转换为蒸汽热能,蒸汽热能通过汽轮机转换为机械能,最后由发电机将机械能转化为电能。
首先,玻璃窑炉废气经总烟道集中引出,温度高达500±50℃。
自玻璃生产线的熔窑排气直接进入余热锅炉,烟气在余热锅炉进行全面的热交换后,排至玻璃生产线的除尘、脱硫装置或者烟囱;当余热锅炉故障时,烟气不经过余热锅炉,直接排至玻璃生产线的烟囱。
废气的净化除通过保证废气完全燃烧,去除其中的有害物质外,粉尘和SO2等污染物的去除则主要通过尾部的废气处理措施来实现。
经吸收能量后,余热锅炉产生的新蒸汽分两路:
一路经隔离阀至主汽门,再经调节阀进入汽轮机作功,做完功后的乏汽进入凝汽器凝结为水,经凝结水泵、轴封加热器、除氧器、给水泵、高压加热器送回锅炉;另一路经减温减压器后,排至分汽缸向外供汽(工业用汽,生活用汽,冬季采暖用汽)。
本项目余热回收装置产生的中温中压蒸汽,送到汽轮发电机组发电,实施电力转化。
玻璃熔窑余热发电技术是国家重点推广的节能技术,纯低温余热发电项目的实施,属于国家《产业结构调整指导目录(2005年本)》鼓励类项目中所列内容。
项目的实施一方面可以回收利用玻璃生产线排放的废热资源,回收低温烟气的热量变废为宝,降低玻璃生产成本和提高企业的经济效益,部分缓解玻璃制造厂生产用电的紧张形势;另一方面可降低排烟温度和排尘浓度,从而减轻热污染和环境污染。
因此本工程的建成具有良好的环保效应和社会效益。
4.3主要用能工艺和工序,及其能耗指标和能效水平
4.3.1主要用能工艺
本项目主要用能工艺是将窑炉炉排放出的高温烟气所携带的潜热通过余热锅炉转换为蒸汽热能,蒸汽热能通过汽轮机转换为机械能,最后由发电机将机械能转化为电能。
4.3.2主要用能工序
本项目的能源消耗种类包括废烟气、水、电等。
其中,电能用于系统设备运行动力,接自项目自发电,可在能源输出的供电量中作为厂用电扣除。
其他能源消费主要体现在用水方面。
项目用水负荷为123m3/h,用于循环水系统、锅炉及热力系统补充水、生活、空调用水等。
①循环水系统
循环水压力供水钢管凝汽器、冷油器、空冷器及其他工序循环水有压回水钢管循环水泵机械通风冷却塔
②热力系统
减温减压器分汽缸供汽(工业,生活,采暖用汽)
余热锅炉隔离阀主汽门调节阀汽轮机作功发电
乏汽凝汽器水凝结水泵、轴封加热器、除氧器给水泵高压加热器
③化学水处理系统
“一级反渗透“的工艺流程如下:
厂区工业水→清水箱→清水泵→机械过滤器→活性碳过滤器→过滤器→高压泵→反渗透→除盐水箱→除盐水泵→生产
4.3.3能耗指标和能效水平
序号
项目
单位
原始数据
备注
1
装机容量
MW
1×12
2
设备年利用小时数
h/a
7500
3
年发电量
GWh
87
4
烟(风)流量
Nm3/h
4×130000
5
烟(风)温度
℃
470
6
烟(风)余热量
MJ/h
196784
7
汽轮机输出功率
kW
11600
8
发电机转速
r.p.m.
3000
9
汽轮发电机汽耗
kg/kWh
5.31
10
发电机电压
kV
10.5
11
发电机额定功率
kW
12000
12
发电标准煤耗
kg/MWh
516
13
电价
元/MWh
560
14
机组服役期
年
20
15
注册资本占总投资比例
%
30
16
消耗水量
m3/MWh
10.37
17
综合厂用电率
%
9.3
4.4主要耗能设备,及其能耗指标和能效水平
4.4.1主要耗能设备
纯低温余热发电工艺技术是利用余热,消耗过热水蒸气的热能。
过热蒸汽的热能来源于浮法玻璃生产线产生的低温废气所含的热能。
余热锅炉主要起热交换的作用,耗能部分为余热锅炉出口处增设的风机,风机消耗的电能来源于本项目产生的电能。
余热锅炉选用4台LKB18-2.5/405型,参数2.5MPa,405℃;引风机参数Q=130000Nm3/h,P=1200Pa,380v,110kW。
项目选用的汽轮机型号S13-2.35/400;发电机型号QF(N)-12-2型。
设备自身消耗功率122kW。
4.4.2能耗指标和能效水平
余热锅炉的效率为85%,高于75%的标准要求(《GBT18750-2008生活垃圾焚烧炉及余热锅炉》6.55条规定生活垃圾焚烧炉和余热锅炉的热效率不应小于75%)。
汽轮发电机组汽耗5.31kg/kW.h,发电机组的效率为32.3%。
4.5辅助生产和附属生产设施及其能耗指标和能效水平
4.5.1辅助生产和附属生产设施
①供水系统:
本项目新建1×12MW机组,均为纯凝机组(按专业提供的凝汽量为49.348t/h)。
供水系统为单元制,用1座机械通风冷却塔,3台循环水泵,1根DN1000循环水压力供水钢管,管内流速为1.55m/
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