余热发电可研报告.docx

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余热发电可研报告

第一章概述

第一节设计依据及范围

一、设计依据

1、三明鑫隆化工有限公司与南京硫皇科技有限公司签定的委托设计协议；

3、三明鑫隆化工有限公司提供的有关资料。

二、可行性研究范围

本可行性研究按照国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部2001年发布的《热电联产项目可行性研究技术规定》的要求，结合本工程的具体情况编制。

可研范围为利用三明鑫隆化工有限公司硫酸生产装置的余热安装一套1500kW纯凝式汽轮发电机组及其配套工程，其主要研究范围和内容为：

1、根据三明鑫隆化工有限公司硫酸生产过程中产生的多余的余热蒸汽来论证工程建设的必要性及机组选型；

2、根据厂里原有的总体布置来确定增加发电机组后的全厂总平面布置；

3、各有关工艺专业论述工程建设的技术方案；

4、对本工程进行投资估算和项目经济评价。

第二节企业概述及工程建设的必要性

一、企业概述

福建省三明鑫隆化工有限公司位于三明市梅列区陈大镇台溪村，是以生产锌精矿制酸为主的企业。

目前公司有效资产约3亿元，是具有独立企业法人资格的有限公司。

公司配套的供水、供电、机修等辅助生产系统完善。

经过两年来的技术改造，企业生产经营基本走向正常发展轨道。

公司现有生产装置为6万吨/年锌精矿制酸装置，由于金属锌价格波动较大，影响企业的效益，公司决定对现有制酸装置进行改造，利用制酸装置产生的余热来发电，降低制酸运行成本。

硫酸是重要的工业原料之一，随着三明及周边地区工业的发展，为了更好的发挥资源优势，优化产品结构，盘活企业资金，鑫隆公司利用60kt/a制酸系统所产余热发电，进行资源综合回收利用，提高企业竞争力。

二、工程建设的必要性

三明鑫隆化工有限公司60kt/a锌精矿制酸生产过程产生大量热。

反应热主要来源有四个部分：

含硫原料的燃烧，二氧化硫的氧化；气体干燥与三氧化硫吸收。

每生产一吨硫酸，可副产3.82Mpa蒸汽的过热蒸汽1.0吨。

对于60kt/a锌精矿制酸装置，每小时产生蒸汽约7吨。

硫酸生产本身不需要蒸汽，公司也没有需要蒸汽的产品，蒸汽只能排空或冷凝。

前者对环境带来严重噪音，排空大量蒸汽对安全生产带来诸多不利因素；后者进一步消耗大量冷却水和电能，增加企业的生产成本。

因此，如何充分利用这7吨/小时余热蒸汽，变废为宝，增加经济效益，是一个急需解决的问题。

根据调查对比，选用余热蒸汽推动汽轮机，带动发电机将是一个最实用经济的方案，既能减少环境污染，又能降低产品的综合能耗，为企业带来可观的经济效益，增加了企业市场竞争力。

第三节建设规模

根据60kt/a锌精矿制酸装置所产生的余热量，经分析论证，本工程建设规模为：

安装一套8t/h、3.82Mpa余热锅炉和1500kw抽凝式汽轮发电机组及相应的配套设施。

第四节主要技术原则

本可行性研究报告力求充分贯彻国家资源综合利用的政策，结合本工程的具体情况，达到提高综合经济效益的目的，主要设计技术原则如下：

1、节约能源。

2、结合现有的设备及可利用的其他条件，选择最优方案，降低工程造价，缩短建设周期，力求提高经济效益和社会效益。

第二章电力系统

第一节电力系统概况

三明鑫隆化工有限公司所在的三明市近年来工业发展速度迅猛，社会用电量逐年大幅度增长，整个地区存在着用电紧张的局面。

预计三明市今年全社会及工业用电量增长率都将超过去年，电力紧缺局面依然存在。

三明鑫隆化工有限公司装有2×1600KVA，10/0.4KV主变压器两台，10KV母线上还接有容量为630KW高压电动机一台。

目前三明鑫隆化工有限公司用电最大负荷为2300KW，受电容量为3500KVA。

第二节发电机组接入电力系统

三明鑫隆化工有限公司余热发电工程本期建设一套8t/h、3.82Mpa余热锅炉及1500kw凝汽式汽轮发电机组。

该项目是利用60kt/a锌精矿制酸装置产生的蒸汽发电的综合利用项目。

发电机组投运后年发电量为1.0×107千瓦。

这对于降低企业生产成本，提高企业经济效益非常有利，对于只有一回电源进线的三明鑫隆化工有限公司配电系统供电的可靠性提高也十分有利，同时对于电力供应紧张的地区电网也是一个有益的补充。

余热锅炉的热能来自锌精矿焙烧产生的热量，本工程配套一台8t/h锅炉，产3.82Mpa过热蒸汽。

1500kw凝汽式汽轮发电机组，发电机出口电压为10.5KV。

发电车间采用单母线接线，设10KV母线一段。

发电机通过10KV并网线（ZRYJV22-8.7/15，3×120）接入三明鑫隆化工有限公司10KV变电所10KV母线系统后，再经变电所10KV顺飞线接入110KVxx变电所10KV母线系统并网运行。

同期、解列点分别设在发电机出口开关及发电车间10KV并网开关上。

具体接入系统方案待当地供电部门据电力系统确定。

第三章机组选型

一、余热来源

60kt/a锌精矿制酸项目来源于南京硫皇科技有限公司的成熟工艺技术，该技术先进可靠。

该装置的余热来源于焙烧单元，主要有余热锅炉和高压汽包组成。

锌精矿在沸腾炉内燃烧，燃烧产生的热烟气经过余热锅炉，布置在余热锅炉烟道内的受热面，其温度区域在950℃到350℃之间，烟气依次通过蒸发区Ⅰ、高温级过热器、低温级过滤器、蒸发区Ⅱ、蒸发区Ⅲ各组受热面。

高压汽包的无离子水进入锅炉的底部，产生的蒸汽再进入高压汽包。

蒸汽经自控降压到3.82MPa就可作凝汽式汽轮机的动力，但该蒸汽必须要进一步提高到450℃才可供使用，所以要增加一个蒸汽过热器，同样由热烟气供给热量。

这样3.82MPa的蒸汽就能过热到450℃，自动调节进入汽轮机，带动发电机正常发电，冷凝水回收利用。

二、装机方案说明

硫酸生产是一个连续过程，开工率接近100%，投料均匀，反应所产生的热量稳定，产生蒸汽系统均采用自动控制，能够确保所产蒸汽的数量和压力等级。

该装置可提供蒸汽7t/h，蒸汽压力来源是3.82MPa，同时过热蒸汽所需温度。

国内相同类型的化工装置，已有多家利用余热来发电，而且运行正常，像福建沙县三联集团，一套凝汽式汽轮机带动1500KW发电机正常并网发电，年发电量达1200万KWh；广东云浮硫铁矿一套凝汽式汽轮机带动6000KW发电机也已投入正常发电使用；其他还有南京化学工业公司硫酸厂等都已余热发电使用多年，取得了较好的经济效益。

余热利用方案为，热力系统中所需脱盐水采用二级除盐流程，装置产脱盐水~8t/h。

由除氧器送来的104℃合格除氧水，经过加温后，给水温度升高到120℃左右，然后分别送至余热锅炉的汽包。

另一路给水供给高温过热器两级之间的喷水减温器。

余热锅炉为单汽包横向冲刷式砖衬水管锅炉，受热面为垂直悬吊式蛇形结构，受热面包括几组蒸发区和高、低温过热器。

给水经过和高温炉气换热后，在汽包主蒸汽口产出饱和蒸汽，饱和蒸汽在经过高、低温过热器最终产出3.82MPa450℃中压过热蒸汽~7t/h。

由锅炉产生的中压蒸汽经过主蒸汽管道送至发电厂房。

根据三明鑫隆化工有限公司的生产工艺及无热用户的情况，我们选用一套3.82MPa、450℃的1500kw凝汽式汽轮发电机组。

二大主机的技术指标。

1、汽轮机：

型号：

C1.5-3.43/0.49-1型；

额定功率：

1500kw；

额定进汽压力：

3.82MPa；

额定进汽温度：

435℃；

额定进汽量：

8t/h；

额定排汽压力：

0.49MPa；

额定转速：

3000r·p·m。

2、发电机：

型号：

QF-1.5-2；

额定功率：

1500kw；

出线电压：

10.5KV；

额定转速：

3000r·p·m；

功率因素：

0.8。

3、主要技术经济指标

经热力计算，得出装机方案的主要技术经济指标见表3-1。

表3-1装机方案热经济指标计算结果比较表

序号

项目

单位

1

汽机进汽量

t/h

7

2

发电功率

KW

1500

3

发电厂用电率

%

7.3

4

年发电量

×104Kwh/a

1000

5

年供电量

×104Kwh/a

750

6

机组年运行小时数

h

8000

7

全年节约标煤量

t/a

4101

三、运行方式

运行方式：

60kt/a锌精矿制酸装置自用蒸汽和发电所用蒸汽，可以互相调剂使用，并且采用计算机自动化控制。

正常情况下，蒸汽过热器产生的过热蒸汽，驱动凝汽式汽轮发电机组发电。

当停止发电时，蒸汽会自动进入安全回收冷凝系统。

第四章厂址条件

第一节厂址概述

三明鑫隆化工有限公司位于三明市梅列区陈大镇台溪村。

北面有一山丘与205国道相隔，国道边为沙溪河。

距三明车站15Km，交通比较方便。

第二节交通运输

三明鑫隆化工有限公司位于三明市梅列区陈大镇台溪村。

距三明车站15Km，陆上交通极为方便，能够保证施工期间的建筑材料和设备进出的运输条件。

第三节电厂水源

电厂水源由原厂区给水管网提供，主要供给循环水补充水、生活消防用水。

第五章工程设想

第一节热力系统

本工程属余热利用项目，热力系统较为简单，需增设余热锅炉、脱盐水装置、循环冷却水和从蒸汽过热器至凝汽式汽轮机的主蒸汽管道。

第二节主厂房布置

汽轮机发电机组放置在厂内原料厂房旁边，纵向布置，机头朝北。

第三节供、排水系统

一、供水水源及冷却方案

三明鑫隆化工有限公司余热利用项目主要用水为生活消防用水和循环冷却水系统补充水，由原厂区供水管网供水。

项目的冷却供水系统采用闭式循环，由原厂区循环水系统供给，循环水量为500T/H。

二、用水量预测

工程用水量预测按本期新装一套1500kw凝汽式汽轮发电机组考虑。

用水量预测见下表：

序号

项目

用水量

水源

备注

1

循环水

500t/h

厂区管网

循环使用

2

循环水补充水

15t/h

厂区管网

3

工艺补水

3t/h

厂区管网

4

生活用水

5t/h

厂区管网

5

消防用水

108t/h

厂区管网

项目的生活消防用水、工艺水及循环水补充水由原厂区给水管网提供，厂区消防用水量按同一时间火灾次数为一次，火灾延续时间为2小时，室内外消防总用水量为108t/h，循环水运行水量为500t/h，循环水补充水量为15t/h，生活用水量为5t/h。

三、循环水系统

为节约用水，1500kw发电机组冷凝器、空气冷却器、冷油器冷却用水采用闭式循环水系统，水量为500t/h，补充水量为15t/h。

1、系统流程

凝汽器

冷却塔循环泵房冷油器

空冷器

2、主要设备

冷却塔型号：

10NG-500，水量Q=500t/h，电机功率22KW，风机直径4000mm，进水温度43℃，出水温度33℃。

数量一台。

循环水泵：

250S-26A，Q=570m3/h，H=21m，N=55KW，U=380V。

数量两台，一用一备。

循环水管采用DN300焊接钢管，埋地敷设。

四、生活消防水系统

根据《火力发电厂生活消防给水和排水设计技术规定》〔DLG24-91〕，发电厂设独立消防系统。

1、生活消防水量

厂区消防用水量按同一时间火灾次数为一次，火灾延续时间为2小时，室内外消防总用水量为108t/h，生活用水量为5t/h，消防用水扬程≥35m.。

2、消防水系统布置

项目的生活消防用水及循环水补充水由原厂区给水管网提供，消防管网在主厂房周围成环状布置，进环状管网输水管为两条。

主厂房内设室内消火栓，厂房外设消防水泵接合器。

消防管干管管径为DN100。

另配适量手提灭火器。

五、厂区排水

厂区排水采用合流制，排水就近排入厂区排水干管。

第四节电气部分

一、电气主接线

发电机出口电压为10.5KV，发电机组采用单母线接线，设10KV母线一段，母线上接有10KV并网联络线及母线保护装置。

考虑到三明鑫隆化工有限公司的发展规划，将预留扩建发电机组及负荷线的备用间隔位置。

新建发电机通过10KV并网线接入三明鑫隆化工有限公司10KV变电站10KV母线系统后，再经变电站10KVxx线并入110KVxx变电所10KV母线系统并网运行。

二、厂用电接线、直流系统及通信

1、厂用电接线

本期工程新建一套1500KW凝汽式汽轮发电机组，厂用电采用380/220伏动力和照明共用的中性点直接接地的三相四线制接线方式。

发电车间设一段380/220V低压工作母线段，新增辅机及照明、检修电路均接于该段母线上。

为确保发电车间供电可靠性，工作母线段采用二回电源互为备用，电源由三明鑫隆化工有限公司原低压工作母线段备用电源回路引接。

2、直流电源

为了确保发电机组运行的安全可靠性，发电机组的控制、信号、继电保护、自动装置以及部分重要场所的事故照明均采用直流电流。

本期工程装设一套50Ah–220镉镍免维护蓄电池组及整流装置。

3、通信系统

发电机组需装设供生产调度人员指挥生产调度用的电话，调度电话由三明鑫隆化工有限公司统一设置。

另需设市话专用线供发电车间与地区调度所联络之用。

具体与地区调度所调度方式，待与当地供电部门商定后确定。

三、主设备选择

本期工程主要设备选择依据安全可靠，技术先进合理，便于运行、检修与操作的原则进行。

本期新增主设备如下：

1、10KV高压开关柜

KYN28A-12，内配VS1-10/1000-25KA真空断路器

2、0.4KV低压配电屏

GCL抽出式低压配电屏

3、控制保护屏

GK-1-800型

4、直流电源屏

GZDW-50/220微机控制高频开关电源模块型直流电源屏

四、电气设备布置

本期工程发电车间布置均采用单层布置。

主控制室与10KV高压开关室布置在主厂房外西侧，0.4KV低压配电室布置在汽机房南端。

考虑到发电车间的扩建，本期工程在土建上均留有扩建的屏位。

第五节热工控制

一、概况

本工程为利用三明鑫隆化工有限公司余热安装一套8t/h、3.82Mpa余热锅炉和1500kw凝汽式汽轮发电机组及其配套设施。

热控设计范围为一套1500kw凝汽式汽轮发电机组。

二、控制方式

本工程采用就地和集中控制方式。

控制室布置在汽机房南端。

在控制室内设二块汽机盘，在汽机机头附近设一块汽机压力盘。

变送器采用就地相对集中的方式安装，不另设变送器小室。

就地安装一些供操作的就地仪表。

三、控制水平

控制室内控制表盘能供运行人员在机组正常时进行监视和操作、异常工况时报警或对机组进行启停及紧急事故处理。

1、远方控制和就地控制

（1）远方控制

汽机辅机远操。

（2）就地控制

凡设就地控制的地方设就地监视仪表，供操作时监视用。

2、热工保护及联锁

（1）汽轮机组在下列参数达到限值时，自动停机：

润滑油压低；

汽轮机转速高；

轴向位移大；

凝汽器真空低；

发电机主保护动作时；

汽机厂要求的其它保护。

（2）主汽门关闭联锁跳发电机

（3）汽机润滑油压低，联锁启动电动油泵。

（4）凝结水母管压力低，联锁启动备用凝结水泵。

3、热工信号

在控制盘声设如下内容信号报警：

（1）主要热工参数越限；

（2）重要控制对象状态异常；

（3）热工控制、保护电源故障；

（4）对重要热工保护参数和保护装置动作及原因设置预告信号和事

故报警信号；

（5）机电联系信号。

四、热工设备的选择

设备选型本着先进、经济、可靠的原则，采用定型的系列化产品，选用DDZ-III型仪表。

1、监控表盘：

采用后开门附操作台的框架式仪表盘，汽机压力盘随机供货，不再另外选型；

2、盘装仪表：

选用数字巡检仪、数显仪表、智能流量表等；

3、一次元件：

选用热电偶、热电阻等测温元件及DDZ-III型压力变送器、差压变送器；

4、热工信号：

选用八回路闪光报警仪。

第六节土建部分

本期工程新上土建项目仅为在现有厂房内建一套8t/h、3.82Mpa余热锅炉和1500kw凝汽式汽轮发电机组及其辅机的基础，并在厂房外侧新增一间电气控制室，其所在位置的自然条件如下：

一、工程地质情况

余热锅炉建于沸腾炉后部，需对原有配置进行改造。

汽轮发电机组及其辅机位置现空置，拟建电气控制室位置现为一块平地，根据现场钻探揭露及静力触探资料分析，该区土层分布较均匀，采用较浅的基础埋深即可获得较大的地基承载力。

根据地质钻探揭露的土层分布情况，本工程各建构筑物基础拟采用第②层粉质粘土作为地基持力层，其地基承载力标准值为fk=230kPa,基础埋深约2.500米。

地质钻探详细情况见《地质勘察报告》。

二、地震

三明市属国家划定的六度基本地震区，新建工程按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001和强制性条文中的有关规定进行抗震设计。

根据上述自然条件，新建余热锅炉及汽轮发电机组基础采用钢筋砼基础，地基持力层拟采用②层土。

新建电气控制室采用轻型结构，基础浅埋。

第六章环境保护

因三明鑫隆化工有限公司余热利用项目仅增设一台C1.5-3.43/0.49-1凝汽式汽轮发电机组，根据厂址周围情况，本工程主要环保对象应为余热利用项目新增的噪声的防治。

根据《中华人民共和国环境保护法》规定，新建、扩建、改建工程防治污染的措施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。

在本可行性研究中，将对噪声防治方面进行研究，提出经济有效的防护措施。

本工程主要噪声源有汽机、发电机等。

对噪声的防治按综合治理的原则进行，首先在选用设备时应选用低噪声设备，在声源达不到噪声控制水平时，应采取隔音、消音等控制措施，确保室内噪声低于65分贝。

第七章消防、劳动安全及工业卫生

第一节消防

消防工作是安全工作的重要部分，是保证发电机组正常生产的重要因素。

本着“预防为主，消防结合”的精神，我们在本项目设计中，依据国家有关标准和设计规程、规定，对新增的发电机组的相关部分充分给予了考虑。

1、新增的屋内配电装置按二级耐火等级设防；

2、新增的电缆敷设中采取防止电缆着火阻燃的措施，如按规范要求设置阻火墙，对电缆通过墙洞、盘柜下孔洞、竖井、楼板孔洞处均采取有效的阻燃封堵处理。

第二节劳动安全及工业卫生

一、生产过程中可能产生的职业危害

本项目可能产生的职业危害有以下几类：

压力容器及系统的爆裂、火灾危害、机械损伤、电危害。

二、有害作业的生产部位和危害范围

蒸汽系统等都是在高温高压条件下工作的设备和系统，属于压力容器，有破裂甚至爆炸的可能。

汽机润滑油系统油箱，存有透平油，为易发生火灾的部位。

发电机组中还存在有较强的噪声源，如汽轮发电机组及管道中的一些阀门、疏水管。

三、防火防爆措施

本项目选用的汽轮机是国家定型产品，通过国家鉴定，在安装和运行中不违反有关规定的情况下，是能够保证不发生爆炸事故的。

汽轮机油系统设有事故排油系统，在失火时将存油排至厂房外事故油坑中。

这样可抑制火灾蔓延，减少损失。

四、防尘、防机械伤害措施。

1、防尘设计

管道保温采用保温材料的成型制品，以减少检修时保温施工的扬尘。

2、防机械伤害

（1）所有高、中速转动机械，如汽轮机、发电机等的转动部分，均设有外壳或防护罩。

（2）高处阀门设置维护检修平台，平台、扶梯周围应设置栏杆，平台边缘设置10cm高的防护板，以防物品高空坠落。

五、电气安全

发电车间内有大量的电动机械和电气设备，要保证电气安全，除了保障电气设备安全，还应考虑其他设备防雷电以及保证人身安全。

（1）各种电压等级的裸露导线与人行通道、栏杆、建、构筑物管道的距离按不小于有关标准的最小安全净距；

（2）所有电气设备布置均考虑了安全距离。

六、防暑降温

（1）凡外壁温度>50℃的设备、管道均使用保温材料，以保证正常的工作条件，并防止人员烫伤；

（2）在运行管理中应做好夏季高温天气的防暑降温工作，供应必要的清凉饮料。

七、其它安全卫生措施

对生产过程中最紧急事故的处理，均按设计规程等进行了联锁与保护设计，以保证生产安全；

第八章节约和合理利用能源

第一节余热利用项目的节能效果

一、年节煤量计算公式：

Bj=⊿Pg×0.41×10-3

式中：

Bj—余热利用项目的年节约标准煤量，t/a；

⊿Pg—余热利用项目的供电量，kWh；

0.41—供电煤耗值（kg/kWh），取略低于全国平均供电标煤耗值。

二、年节煤量计算结果：

Bj=1001.16×104×0.41×10-3

=4101t/a

第二节其它节能措施

1、汽轮机冷凝器循环水管道中安装胶球清洗装置，从而保持凝汽器铜管水侧表面的清洁，提高机组运行的经济性，延长铜管的使用寿命。

2、冷凝器等冷却水采用闭式循环，以进一步节水。

3、减少热力设备与管道的散热损失是热力发电厂节约能源的重要课题。

本工程从节能角度出发，对外表面温度高于50℃的设备及管道按照投资与保温效果的经济保温厚度实施保温，主要保温材料采用岩棉硅酸铝复合材料等性能好的保温材料，可减少设备及热力管道的散热损失，这样在一定程度上可提高热效率。

第九章劳动组织及定员

1、发电车间劳动定员的确定参照执行“火力发电厂编制定员标准”外，同时结合该项目的实际情况编制。

2、由于本项目是三明鑫隆化工有限公司余热利用项目，仅增加一套N1.5-1.3汽轮发电机组，根据生产需要，运行人员按四班三运转配备，每班增加3个运行人员，共增加12人。

第十章工程项目实施的条件和轮廓进度

第一节实施条件

三明鑫隆化工有限公司余热利用项目余热锅炉建于沸腾炉后部，为一台8t/h、3.82Mpa余热锅炉。

汽轮发电机组建于原有原料厂房旁，规模为一台1500kw凝汽式汽轮发电机组。

故本项目可充分利用厂区现有的交通运输条件及厂房、设备。

另外，施工用水、电、通讯均可依托现有设施。

因此，实施条件良好。

第二节实施进度

参照“火力发电厂施工组织设计导则”的规定，本工程建设进度拟定如下：

2009-2010年

10月

11月

12月

1月

2月

3月

可行性研究报批

施工图设计

安装施工

调试投产

第十一章投资估算及财务评价

第一节工程概况

本工程系资源综合利用项目，利用化工生产产生的余热进行发电。

工程概况：

热力系统:

安装一套8t/h、3.82Mpa余热锅炉和1500kw单层布置凝汽式汽轮发电机组；循环水系统：

闭式循环，安装一台500t/h玻璃钢冷却塔及二台250S循环水泵；脱盐水站：

出水能力8t/h；电气主接线:

采用单母线制；热工控制系统：

采用常规仪表，就地控制。

第二节估算编制依据

1、根据工艺及土建设计人员提供的资料，经汇总作为工程量的依据。

2、估算指标执行电力工业部2002年颁发的《电力建设工程概算定额》（2001年修订本）。

3、费用标准执行国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部2001年颁发的《热电联产项目可行性研究技术规定》。

4、价格：

主机系订货价，锅炉192万元，汽轮机组186万元，其它设备价格按当前信息价。

工资单价:

安装105元/工日，工资性津贴5.8/105=5.5238%；建筑97.5元/工日，工资性津贴5.8/97.5=5.9487%。

建筑工程材料执行三明市2008年一季度工程建设材料信息指导价，安装工程执行国家电力公司华东公司2001年颁发的《电力建设装置性材料综合预算价格》。

第三节工程投资及资金来源

1、建筑工程费74.88万元；

2、安装工程费133.02万元；

3、设备购置费438