机务可行性研究报告.docx
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机务可行性研究报告
1.5主要设计原则
1.5.1根据原有汽轮发电机组,秸秆参数确定锅炉燃烧方案和参数。
本次建设规模为2×6MW/h凝汽式汽轮发电机组及2×35t/h中温中压锅炉。
1.5.2主厂房按汽机间、燃料供应间、锅炉房、布袋除尘、引风机、烟囱顺序布置,秸秆存储、秸秆粉碎等辅助车间围绕主厂房就近布设。
1.5.3整个生产过程的各个环节都必须重视环境保护,避免废气废尘外排,灰供农户做肥料。
1.6主要设备规范
⑴汽轮机
型号:
N6-35型
额定功率:
6MW
额定转速:
3000rpm
进汽压力:
3.43Mpa
进汽温度:
435℃
⑵发电机
型号:
QF-6-2型
功率:
6MW
电压:
10.5kV
转速:
3000rpm
功率因素:
0.8
⑶链条秸秆锅炉
型号:
35/3.82型
额定蒸发量:
35t/h
过热蒸发量压力:
3.82Mpa
过热蒸汽温度:
450℃
给水温度150℃
排烟温度140℃
锅炉效率:
85%
鲮片式炉排
3.4原始秸秆组份分析见表3-1
灰色(枝条)燃料收到基成分分析一览表
项 目
符号
单位
设计燃料
校核燃料
收到基碳
Car
%
41.48
41.59
收到基氢
Har
%
5.08
4.97
收到基氧
Oar
%
39.12
37.83
收到基氮
Nar
%
0.43
0.45
收到基氯
Clar
%
0.008
0.011
全硫分
St.ar
%
0.04
0.04
收到基灰分
Aar
%
1.83
1.87
全水分
Mt
%
12.03
13.25
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
70.08
69.25
低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
16140
16140
表2-5 燃料消耗量
锅炉容量
燃 料
小时耗量(t/h)
日耗量(t/d)
年耗量(t/a)
2×35t/h
设计燃料
15
360
75000
校核燃料
20.3
406
10.15
注:
按日利用小时数20h计;年利用小时数5000h计。
本电厂是根据当地的秸秆资源,我国目前的秸秆发电发展状况,国家对生物质能开发利用的政策机制,对原长发铝业2×6MW电站进行技术改造,拆除原2×35t/h燃煤锅炉,新建2×35t/h秸秆锅炉及相应的配套设施。
4.2机务部分
4.2.1热力系统
4.2.1.1热力系统拟定的原则及特点
热力系统的拟定首先应满足运行的稳定性和灵活性,要求对负荷的适应性较强。
4.2.1.2主蒸汽系统
采用单母制系统。
由锅炉过热器出口集箱以单母管直接至汽机房供汽轮发电机组发电使用。
4.2.1.3主给水系统
采用单母管制系统。
共设三根给水母管:
低压给水母管、高压给水冷母管、高压给水热母管。
系统设三台给水泵,二用一备。
5.2.2主要辅助设备
给水泵
DG46-50-12型Q=45t/hH=600mH2O3台(二用一备)
配电动机Y315M1-2N=132KW
凝结水泵
3N6型Q=16.5~30m3/hH=62~85mH2O2台(一用一备)
配电动机Y160M2-2N=15KW
疏水泵
ISR80-65-160型Q=30~60m3/hH=36~29mH2O2台(一用一备)
配电动机132S-2N=7.5KW
除氧器及水箱
出力40t/h工作压力0.02MPa水箱容积40m32台(原有)
连排扩容器LP-1.51台
定排扩容器DL-3.51台
4.2.2秸秆粉碎与上料系统
4.2.2.1秸秆库
电厂秸秆库兼具整秸秆粉碎、碎秸秆上料、秸秆贮存等功能。
4.2.2.1.1基本参数:
a.所处理的秸秆种类:
黄色秸秆、灰色秸秆;
b.日处理秸秆量:
粉碎能力240t/d,上料能力480t/d;
c.处理方式:
机械粉碎;
d.工作制:
每天3班,每班8小时。
e.粉碎处理线两条1用1备。
f.秸秆库27×2×72m,高12m。
g.厂内库房秸秆贮量:
1200t,可满足5天的用量。
h.厂外收购站与秸秆暂存点秸秆贮量可满足一个月的用量。
4.2.2.2主要设备选型:
见设备一览表:
8265-2008/M-b
4.2.2.3工艺系统简介:
见系统图:
8265-2008/M01-01
4.2.2.3.1整秸秆破碎上料系统:
整秸秆由由秸秆专用吊车抓吊至秸秆粉碎机上料平台,再由上料平台送进粉碎机,粉碎后的碎秸秆直接落在上料皮带上,经栈桥送至炉前料仓。
4.2.2.3.2碎秸秆上料系统:
已粉碎好的秸秆直接进入地下料斗,经给料斜皮带送至上料皮带,经栈桥送之炉前料仓。
4.2.2.3.3工作制度
输煤系统工作制度为每班8小时,全天三班制运行。
4.2.2.3.4系统生产能力
电厂每小时耗秸秆20t,年运行5000小时,年耗秸秆120000t。
4.2.3化学水处理
4.2.3.1设计基础资料
化学水处理用水由全厂供水管网提供,其水质资料摘录如下:
总硬度(CaCO3)153mg/l
负硬度71mg/l
Na+K2.09mmol/l
Ca2+1.1mmol/l
Mg2+0.43mmol/l
Cl-0.372mmol/l
SO42-0.148mmol/l
HCO3-4.48mmol/l
溶解固形物409mg/l
PH8.04
4.2.3.2锅炉给水水质标准
4.2.3.2.1锅炉给水
硬度:
≤2.0μmol/l
溶氧:
≤7μg/l
铁:
≤30μg/l
铜:
≤5μg/l
PH(25℃):
8.8~9.3
4.2.3.2.2蒸汽
二氧化硅:
≤20μg/kg
钠:
≤15μg/kg
PH(25℃):
9~11
4.2.3.3水处理系统
a)根据水质情况,水处理系统采用:
生水——过滤器——阳极离子交换器——除碳器——中间水箱——阴极离子交换器——除盐水箱、水泵——主厂房除氧器
b)系统设备出力25t/h
c)设独立的锅炉补给水处理室,过滤器、阴阳离子交换器及水泵布置于室内,室外设有除碳器、中间水箱、除盐水箱及中和水池等。
d)水处理排水到中和池,中和后符合排放标准(PH6~9)排入下水道。
4.2.3.3给水、炉水校正处理及汽水取样
a)给水加氨,二台机组配制一套加氨装置,氨由加药泵加到除氧器下水母管。
b)炉水加磷酸盐,设一套加磷酸盐装置,磷酸盐溶液经加药泵送至汽包布置。
c)热力系统水汽取样采用人工取样分析,每台机组水汽取样采用集中布置。
d)加药设备、汽水取样及汽水化验间均布置在主厂房内。
4.2.3.4化水设备,详见8265-2008/H-b
4.2.4除灰系统
4.2.4.1主要设计原则
本设计对电厂生产过程中产生的灰渣进行处理、收集,作为肥料使用,避免灰渣对环境造成污染,而且也能从灰渣的利用中得到效益。
除尘方式:
布袋除尘。
保证除尘效率:
>99.9%。
除渣方式:
机械除渣。
输灰方式:
正压浓相气力输灰。
4.2.4.2锅炉燃料资料
燃料主要考虑使用:
(1)黄色秸秆,日处理400~480生活垃圾,可燃物约占40%~55%。
(2)灰色秸秆,
4.2.4.3除灰渣系统的选择
4.2.4.3.1锅炉排灰渣量
本工程拟建2×6MW汽轮发电机组及2×35t/h的锅炉,其灰渣量计算见表4.2-1。
表4.2-1锅炉排灰渣量
燃料
小时灰渣量(t/h)
年灰渣量(t/a)
渣量
灰量
灰渣量
渣量
灰量
灰渣量
设计燃料(灰份1.63%,灰85%渣15%)
0.037
0.208
0.245
185
1040
1225
校核燃料
0.115
0.65
0.765
575
3250
3825
4.2.4.3.2除灰渣系统的拟定
4.2.4.3.2.1除渣系统
⑴锅炉除渣装置的型式及其排渣方式
锅炉除渣采用专用小车将渣运至暂存渣库(利用原有旧建筑)。
⑵渣库
渣库(利用原有旧建筑),有效总容积为60m3,储存能力12t,可以锅炉7天的排渣量。
4.2.4.3.2.2除灰系统
⑴除尘器的型式及其排灰方式
锅炉除尘型式为布袋除尘,干态排灰。
⑵正压气力除灰系统工艺流程及运行方式
正压气力除灰系统是以压缩空气作为输送介质,采用仓式泵进行的压送式气力输送系统,泵内的灰与充入的压缩空气相混合,形成流体状的气固混合物,借助泵体内的压力差实现混合物的流动,经输料管输送至灰仓。
除尘器采用布袋除尘器,落灰经仓泵流化后送入输送管线,输送至灰仓。
每台锅炉配2个仓泵,共4个仓泵。
系统运行方式为浓相正压气力输送,输送灰气比5kg/kg,系统总设计出力2t/h。
⑶灰仓装置及卸灰方式
灰仓设在除尘器南侧,灰仓总有效容积200m3,可贮存全厂锅炉5天的排灰量。
灰仓卸灰通过干灰散装机,用汽车外运。
⑷压缩空气站
压缩空气站提供正压气力输送系统及灰库用气,总计算负荷P=0.8Mpa,7.9Nm3/min。
压缩空气站采用螺杆式空气压缩机配冷冻式干燥机及相应过滤净化装置,提供无油无水净化压缩空气。
站内设稳压罐,间歇性用气部门分设储气罐(用气部门设置)。
⑸除尘器、灰仓流化态装置及运行要求
为防止灰仓放空对大气的二次污染,在灰库顶设置布袋收尘器,同时还设有安全用压力真空释放阀。
灰仓内设有气化槽,气化槽用气由气化风机提供。
4.2.4.3.3.除灰渣设备选择
4.2.4.3.3.1除渣设备的选择
每台炉配专用除渣小车2台,共4台。
4.2.4.3.3.2除灰系统设备的选择
每台除尘器配仓泵2台,共4台,每台仓泵容积为1.5m3。
空气压缩机设2台,Q=7.9m3/min,P=0.8MPa,1台运行,1台备用。
灰仓为1座锥底钢仓,灰仓有效容积200m3,灰仓内设气化槽,气化槽斜度为6°。
灰仓仓顶设布袋收尘器1台,压力真空释放阀1个。
灰仓下设有一台干灰散装机。
气化风机选用1台罗茨鼓风机,Q=25m3/min,P=0.05MPa。
4.2.4.4灰渣处理方式
秸秆燃烧后所产生的灰渣是一种优质有机肥料,含有丰富的钾、镁、磷和钙元素,可作为生产化肥的原料使用,因此本项目产生的灰渣可以作为化肥生产的原料被完全综合利用。
4.7采暖、通风与空调
4.7.1室外气象参数
冬季采暖室外计算温度-5℃
冬季通风室外计算温度-1℃
夏季通风室外计算温度31℃
夏季通风计算相对湿度55%
冬季空调室外计算温度-8℃
冬季空调计算相对湿度67%
夏季空调室外计算干球温度35.2℃
夏季空调室外计算日平均温度30.7℃
夏季空调室外计算湿球温度26.0℃
冬季、夏季室外平均风速
冬季1.8m/s
夏季2.2m/s
冬季、夏季主导风向及频率
冬季C33%NE13%
夏季C24%NE16%
冬季、夏季大气压力
冬季959.2hPa
夏季978.7hPa
日平均温度≤5℃的天数101天
4.7.2采暖
1本工程对主厂房、厂区内的所有生产和辅助生产建筑均设置集中采暖(办公楼夏天采用单元空调)。
采暖热媒均采用95℃/70℃的热水,由主厂房内的换热机组供应。
采暖系统均采用上供下回同程式系统。
在灰尘比较多的场所,如锅炉间、上料栈桥等处散热器选用排管式散热器,其它区域选用辐射对流铸铁柱翼型散热器。
4.7.3通风
①主厂房内汽轮发电机组、锅炉等附属设备及管道散热量较大,设计中采取有组织的自然通风和部分的机械排风。
②厂用配电室设置机事故通风,并将事故排风机兼作平时通风换气用,换气次数为12次/h。
③主控楼内的蓄电池室及电抗器室等分别设置机械排风系统,并按照防爆防腐要求选择风机。
事故排风机兼作平时通风换气用,换气次数为12次/h。
④在化水车间的酸碱计量间设置机械排风系统,并按照防爆防腐要求选择风机,排除有害气体,改善工作环境。
换气次数大于15次/h。
⑤空压机及流化风机房设置机械排风系统,按排除余热确定通风量。
⑥燃料供应系统设置机械排风除尘系统,并选用防爆风机。
换气次数为20次/h。
4.7.4热力网
厂区内热水采暖管道采用无缝钢管,地沟敷设,枝状布置。
保温材料采用岩棉管壳。
4.7.5采暖通风空调主要设备选择详见设备表
5.环境保护
5.1环境保护设计依据
5.1.1《火力发电厂环境保护设计规定(试行)》(DLGJ102-91)
5.1.2《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》(DLGJ9-92)
5.2环境保护设计标准
5.2.1排放标准
a)《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003);
b)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准;
c)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)III类标准。
5.2.2质量标准
a)《环境空气质量标准》(GB3095-1996)二级标准
b)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类;
c)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)2类;
5.3电厂概况
5.3.1电厂规模
本工程为原长发电厂生物质发电技改工程。
建设规模为二炉(2×35t/h)二机(2×6MW)。
5.3.2燃料
⑴日处理2000t生活垃圾车间分选的可燃物(含量为30~40%)。
⑵日处理800t污泥(含水量为80%)车间出的可燃污泥。
⑶辅助燃料为神木烟煤,日耗煤572t。
5.3.3本工程与环保有关的机组形式及系统
a)本工程采用中温中压鲮片式链条生物质能锅炉,燃烧效率85%。
b)本工程采用布袋除尘,除尘效率99.9%
c)除灰系统采用干法浓相正压气力除灰系统。
d)厂区设有独立的生产废水系统、生活污水系统,以便于对不同水质的排水进行处理。
5.4本工程污染物排放与防治
5.4.1大气污染物排放与防治
⑴锅炉烟气:
本项目新建2台35t/h次高温次高压木柴燃烧锅炉,排放的主要污染物SO2、烟尘和NO2,废气经除尘效率为99.9%的旋风除尘器和布袋除尘器联合除尘处理后,通过65m高烟囱排放。
表5-1 大气污染物排放及达标情况
燃料种类
烟气
排放量
(Nm3/h)
主要
污染物
排放值
执行标准
允许排放浓度
(mg/m3)
达标
情况
烟囱高度/
出口内径(m)
mg/Nm3
kg/h
设计燃料
117704
SO2
119.2
14.03
《火电厂大气污染物
排放标准》(GB13223-2003)
第3时段
400
达标
65/2.5
烟尘
5.47
0.644
50
达标
NO2
200
23.54
450
达标
校核燃料
118116
SO2
118.8
14.03
400
达标
烟尘
5.51
0.651
50
达标
NO2
200
23.62
450
达标
由上表可见,本工程投产后,烟尘、SO2和NO×排放浓度,均满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223)第3时段标准的要求,设计燃料年排放烟尘3.22t,SO270.15t,NO2117.7t;校核燃料年排放烟尘3.26t,SO270.15t,NO2118.1t。
⑵秸秆装卸、储存、粉碎、上料过程产生的粉尘
秸秆装卸、储存、粉碎、上料过程会产生粉尘,本系统在粉碎机进料顶部设有集气罩,含尘废气汇入集尘管经过布袋除尘器除尘后通过20m排气筒排放。
⑶炉前料仓粉尘
粉碎合格的秸杆,通过输送带送至主厂房炉前的料仓。
在料仓顶部设有一套布袋除尘器。
⑷灰仓产生的粉尘
本项目设灰仓一座,贮存量按5天产灰量考虑。
在库顶设有布袋除尘器,并在干灰卸灰机设有收尘风机,含尘废气并入库顶设置的布袋除尘器。
⑸渣库产生的粉尘
本项目设渣库一座,贮存量按7天产渣量考虑。
在库顶设有布袋除尘器。
5.4.2污废水排放与治理
厂区采用分流制排水系统,生活污水经收集,处理后废水用于喷洒厂区绿化;工业废水、雨水排入厂外市政污水、雨水管道。
全厂排水量见表4.4-3。
室内排水管道采用排水PVC管;室外排水管道采用HDPE双壁波纹管,连接采用双胶圈接口,全厂生产废水和雨水排入厂区东侧市政污水及雨水管道。
5.4.3噪声与噪声治理
5.4.3.1主要噪声源的噪声水平
电厂主要噪声源强见表5-2。
表5-2电厂主要噪声源强表
声源名称
位置
声级值dB(A)
锅炉点火排汽
锅炉房
110
汽轮机
汽机房
85~90
发电机
汽机房
95
励磁机
汽机房
88~100
粉碎机
秸秆库
75~95
引风机
锅炉房
92~96
鼓风机
锅炉房
92~96
循环水泵
循环水泵房
91~92
给水泵
汽机房
91~92
实际排放浓度
mg/m3
225
450
《火电厂环境监测条例》规定:
火电厂环境监测是环境保护工作的组成部分,必须纳入生产轨道。
因此加强电厂运行期间的环境管理是非常重要的。
电厂成立环保科,配备专职人员2~3人,负责维护全厂环保设备的正常运转,定期安排厂内环境监测工作和环境指标考核,制定全厂环境保护计划,宣传环境保护法律、法规,提高职工环保意识等。
5.8.1环保投资费用
该环保投资是指治理、预防由于项目运营新增污染有关的所有工程费用总和。
它既包括治理污染保护环境的设施费用,又包括既为生产所需,又为治理污染服务,但主要目的是为改善环境的设施费用,详见表5-4。
表5-4环保投资一览表
项目
费用(万元)
环保工程
水浴室
静电除尘器
除灰渣系统
脱硫设施
消声器及降噪设备
废水及生活污水处理(沼气岛)
绿化费用
环保设施竣工验收测试费
环境监测站及设备
锅炉场强等温测量装置
烟气再线监测系统
空分车间
制砖车间
制肥车间
小计
78
1112
547
415
80
180
200
12
10
260
98
3200
529
207
6928
一、环保软件费用
合计
160
7088
5.8.2环保投资效益分析
本工程环保投资的预算和落实可保证各项环保设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入运行,使环保“三同时”的政策落实。
这些设施的正常运转最大程度地减少工程的“三废”污染物排放量,使电站的建设和运行对周围环境影响降低到最低程度,其环境效益显著。
本工程年环保费用包括“三废”处理的成本费用和车间经费两大部分,具体分项详见表5-5。
表5-5年环保费用表
项目
费用(万元)
一、三废处理成本
材料费
动力费
工资
134
152
18
二、车间费用
环保设施折旧费
环保设施维修费
技术措施费
合计
459.2
216.6
80
1059.8
电厂采取环保措施后,不仅减少缴纳排污费,而且取得了可观的收益详见表5-6。
表5-6环保工程收益
项目
环保工程收益(万元)
CDM收入
灰渣收入
合计
648
850
763.6
3327.2
电厂建设采取环保措施,及避免上缴的部分排污费而且取得了可观的环保工程收益,说明环保治理方案是可行的,治理了污染又增加了收益。
5.8.3环保投资7088万元,占电站固定投资59257.47万元的12%。
7节约能源
7.1概述
本可研依据长发公司提供的原西安长发铝业厂址、建筑、设备、公用设施资料与秸秆等燃料资料。
本工程拟装设2×35t/h锅炉,2×6MW凝汽发电机组。
7.2节约及合理利用能源的措施
7.2.1工艺系统设计中考虑节能的措施
7.2.1.1秸秆燃烧转换为电能。
7.2.1.2回收灰渣,废物再利用。
7.2.1.3回收汽轮机轴封汽余热,节约能源。
7.2.1.4锅炉连续排污设连续排污扩容器,其二次蒸汽引入除氧器,扩容器后的污水由排污水水换热器对生水进行加热,回收热量,节约能源。
7.2.1.5全厂设疏放水回收系统,管道及设备疏水完全回收,通过疏水扩容器及疏水箱用泵将80℃左右疏水送至除氧器,回收热能。
7.2.1.6系统中设置锅炉出口主蒸汽管,锅炉给水管,对各用汽部门供汽管均设有流量计量装置,有利于电厂运行中各耗量指标的分析与管理。
7.2.2主辅机设备选择中考虑节能的措施
7.2.2.1采用燃烧效率(>85%)的链条锅炉,减少锅炉不完全燃烧损失。
7.2.2.2采用低损耗变压器,节约能源。
7.2.2.3大型电机采用与发电机出线(6.3kV)匹配的6kV电压等级,减少变损,节约能源。
7.2.3.在材料选择时考虑节能的措施
7.2.3.1根据介质压力及温度参数不同选用不同材料,合理优选规格。
a)主蒸汽管道(P=3.82MPa,t=450℃),采用20G管材无缝钢管。
蒸汽流速蒸汽30~50m/s。
b)高压给水管道,采用20管材无缝钢管。
介质流速母管2~6m/s。
7.2.3.2根据介质温度参数不同选用保温材料
a)主蒸汽管道及温度与其接近的管道及设备保温材料采用硅酸铝岩棉复合材料。
b)其它热管道及除氧器,低压加热器等设备保温材料采用硅酸盐复合制品。
7.3.节约用水的措施
7.3.1节水措施,水的重复利用情况及污水处理措施
7.3.1.1汽轮机凝汽器冷却水、发电机空气冷却器及冷油器冷却水~3240t/h经冷却系统循环使用
7.3.1.2全厂设疏放水回收系统,管道及设备疏水完全回收,回收的疏水经除氧器至锅炉。
节约用水。
回收的疏放水量占锅炉蒸发量~3%。
7.3.1.3电厂除灰采用干式除灰系统,节约用水
7.3.1.4冷却塔内装设除水器,除水效率达80%,减少风吹损失。
7.3.1.5循环冷却系统排污水回收利用,用作道路、地板冲洗水等。
7.3.2加强用水管理措施
各用水部门进口水管均设水表,以利运行管理。
7.3.3全厂用水量指标
全厂小时最大用水量95.18t/h(不含消防)。
电厂定员表
序号
部门
管理
人员
技术
人员
生产
人员
辅助
工人
警卫消防
福利人员
合计
比例
一
主要生产车间
5
3
26
10
44
74.5%
热机
1
1
8
10
电气
1
1
3
5
燃料及灰渣利用
1
1
12
10
24
除盐水车间
1
2
3
水工
1
1
2
二
厂部
2
2
三
生产技术部
1
1
2
四
政务部
1
1
五
财务部
1
1
六
服务部门
1
6
2
9
合计
11
4
26
10
6
2
59
100%
各类人员
构成
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