大型集群電爐低溫?zé)煔庥酂豳Y源綜合利用工程可研報(bào)告
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1、XXXX冶金集團(tuán)節(jié)能減排項(xiàng)目——大型集群電爐低溫?zé)煔庥酂豳Y源綜合利用能效電廠工程 技術(shù)方案 XXXX冶金集團(tuán)節(jié)能減排項(xiàng)目 大型集群電爐低溫?zé)煔庥酂豳Y源 綜合利用能效電廠工程 初步技術(shù)方案 1 項(xiàng)目建設(shè)單位情況 1.1項(xiàng)目概況 XXXX冶金有限責(zé)任公司根據(jù)本公司余熱資源的具體情況,在對(duì)國(guó)家及內(nèi)蒙古自治區(qū)資源綜合利用的產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)行認(rèn)真的學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)上,對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的資源綜合利用電站的系統(tǒng)和技術(shù)進(jìn)行了綜合調(diào)研,為了實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和執(zhí)行資源綜合利用政策,針對(duì)企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)條件,并
2、綜合考慮現(xiàn)有余熱資源及場(chǎng)地布置等因素,擬利用硅鐵電爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣余熱,通過(guò)設(shè)置余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓過(guò)熱蒸汽余熱資源,配套建設(shè)低參數(shù)余熱電站。以達(dá)到充分利用廢熱資源,降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的。 1.2項(xiàng)目建設(shè)單位情況簡(jiǎn)介 XXXX冶金有限責(zé)任公司隸屬于XXXX控股集團(tuán),座落于京包銀蘭經(jīng)濟(jì)帶的工業(yè)重鎮(zhèn)中國(guó)內(nèi)蒙古XXXX棋盤(pán)井工業(yè)園區(qū),占地面積 15平方公里。依托豐富的礦產(chǎn)資源和超凡的創(chuàng)業(yè)膽識(shí),借助XXXX控股集團(tuán)年產(chǎn)660萬(wàn)噸煤炭和裝機(jī)容量93萬(wàn)千瓦的電力等配套產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),大膽探索高載能循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,實(shí)現(xiàn)了資源、能源和高附加值產(chǎn)品的快速轉(zhuǎn)化。投巨資建設(shè)了64臺(tái)礦熱電爐,總?cè)萘?/p>
3、118萬(wàn)KVA,鐵合金系列產(chǎn)品的生產(chǎn)能力達(dá)100多萬(wàn)噸,成為世界上總?cè)萘孔畲?,爐臺(tái)數(shù)最多,產(chǎn)能最高的鐵合金生產(chǎn)基地,不但是中國(guó)鐵合金產(chǎn)品生產(chǎn)和出口的特大型支柱企業(yè),在全世界鐵合金生產(chǎn)領(lǐng)域中產(chǎn)銷量均名列前茅。產(chǎn)品有普通硅鐵、特種硅鐵、硅錳合金、電石等,遠(yuǎn)銷中東、歐美、日韓、東南亞、非洲等20多個(gè)國(guó)家、地區(qū)和中國(guó)30多個(gè)省市自治區(qū)。 到2015年,憑借年5000萬(wàn)噸的煤炭產(chǎn)能和291萬(wàn)千瓦的發(fā)電能力,依托具有自主產(chǎn)權(quán)并可開(kāi)采數(shù)百年的金屬礦產(chǎn)資源以及109國(guó)道、110國(guó)道和東烏鐵路等便利的交通運(yùn)輸條件,XXXX冶集團(tuán)將涉足鉻鐵、硅鈣、氧化鋁、電解鋁、水泥熟料、稀貴金屬鐵合金等領(lǐng)域,產(chǎn)能總量將達(dá)到5
4、00多萬(wàn)噸,其中普通硅鐵70萬(wàn)噸、特種硅鐵5萬(wàn)噸、工業(yè)硅20萬(wàn)噸、硅錳15萬(wàn)噸、碳化硅1萬(wàn)噸、硅微粉10萬(wàn)噸、電石100萬(wàn)噸、氧化鋁80萬(wàn)噸、電解鋁40萬(wàn)噸、水泥熟料155萬(wàn)噸。 XXXX冶金有限責(zé)任公司以“XXXX”品牌為創(chuàng)業(yè)靈魂,以“質(zhì)量和服務(wù)是XXXX的象征” 為興業(yè)目標(biāo),一心樹(shù)就“能源經(jīng)濟(jì)、高科技經(jīng)濟(jì)和資本經(jīng)濟(jì)”同軌道加速運(yùn)行的“藍(lán)?!卑l(fā)展戰(zhàn)略,全力構(gòu)筑用“集智、放膽、拓荒、創(chuàng)新”的企業(yè)文化精神凝結(jié)而成的品牌發(fā)展之路。產(chǎn)品的純度、精度都達(dá)到了國(guó)際水準(zhǔn)。 推進(jìn)資源綜合開(kāi)發(fā)利用,實(shí)施資源控制戰(zhàn)略,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),提高優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集中度,培育產(chǎn)業(yè)集群,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,使優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大
5、,是公司發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。把優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng),必須堅(jiān)持“科技是第一生產(chǎn)力”的思想,只有在我國(guó)高載能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域不斷地探索、創(chuàng)新,搶占技術(shù)制高點(diǎn),實(shí)現(xiàn)技術(shù)突圍,才能提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。 1.3項(xiàng)目提出的必要性和意義 1.3.1開(kāi)展節(jié)能活動(dòng) 能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),能源使用效率的高低已成為一個(gè)部門(mén)、一個(gè)行業(yè)乃至一個(gè)國(guó)家技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的不斷增加,能源相對(duì)不足的矛盾已日顯突出,尋找新的能源或可再生能源,以及合理的綜合利用現(xiàn)有的寶貴能源將是我國(guó)今后如何確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。 2005年以來(lái),國(guó)務(wù)院先后發(fā)出了《關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會(huì)近期重點(diǎn)工作的通知》和
6、《關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的若干意見(jiàn)》等重要文件,批準(zhǔn)發(fā)布了《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》。為實(shí)現(xiàn)《規(guī)劃》目標(biāo),國(guó)家發(fā)改委啟動(dòng)了十大重點(diǎn)節(jié)能工程。通過(guò)實(shí)施十大重點(diǎn)節(jié)能工程,“十一五”期間將實(shí)現(xiàn)節(jié)約2.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能目標(biāo)。并重點(diǎn)提出“十一五”期間“實(shí)現(xiàn)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)……形成年節(jié)能能力266萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤;……”的具體要求。 2006年4月國(guó)家發(fā)改委等政府部門(mén)又頒布了《千家企業(yè)節(jié)能行動(dòng)實(shí)施方案》,進(jìn)一步明確了“以提高能源利用效率為核心,堅(jiān)持節(jié)能與結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)進(jìn)步和加強(qiáng)管理相結(jié)合,大力調(diào)整和優(yōu)化結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用節(jié)能技術(shù)”的指導(dǎo)思想。 冶金工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)原材料工業(yè),也是高耗能、高污染工業(yè)。冶金
7、工業(yè)節(jié)能潛力巨大。為此,國(guó)內(nèi)、外大型企業(yè)紛紛采取先進(jìn)技術(shù),開(kāi)展節(jié)能降耗和綜合利用,不斷優(yōu)化企業(yè)的能耗指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo),以期達(dá)到能耗最少,環(huán)保最優(yōu)。 目前,能源生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度尚難以適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,能源價(jià)格仍呈上升趨勢(shì),這對(duì)于能源費(fèi)用占企業(yè)生產(chǎn)總成本20%~30%的冶金工業(yè)將是新的挑戰(zhàn)。因此,節(jié)能降耗將是冶金工業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)。 1.3.2循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 利用硅鐵電爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的400℃以下的廢氣余熱作為熱源的純低溫余熱發(fā)電,在不增加生產(chǎn)能耗的前提下,整個(gè)熱力系統(tǒng)不燃燒任何一次能源,電站的產(chǎn)品——電力將回用于冶金生產(chǎn),這套系統(tǒng)在回收冶金工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量余熱的同時(shí),又減少
8、了冶金工業(yè)對(duì)環(huán)境的熱污染以及粉塵污染,這將給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。這套系統(tǒng)是一個(gè)典型的循環(huán)經(jīng)濟(jì)范例。 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想萌芽興起于60年代,到了80年代,人們的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了從“排放廢物”到“凈化廢物”再到“利用廢物”的過(guò)程。到了90年代,特別是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略成為世界潮流的近幾年,源頭預(yù)防和全過(guò)程治理替代末端治理成為國(guó)家環(huán)境與發(fā)展政策的真正主流,人們?cè)诓粩嗵剿骱涂偨Y(jié)的基礎(chǔ)上,提出以資源利用最大化和污染排放最小化為主線,逐漸將清潔生產(chǎn)、資源綜合利用、生態(tài)設(shè)計(jì)和可持續(xù)消費(fèi)等融為一套系統(tǒng)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略。循環(huán)經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵是一種“促進(jìn)人與自然的協(xié)調(diào)與和諧”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,它要求以“減量化→再利用→再循環(huán)”(3R
9、) 為社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的行為準(zhǔn)則,把經(jīng)濟(jì)活動(dòng)組織成一個(gè)“資源→產(chǎn)品→再生資源”的反饋式流程,實(shí)現(xiàn)“低開(kāi)采、高利用、低排放”,以最大限度利用進(jìn)入系統(tǒng)的物質(zhì)和能量,提高資源利用率,最大限度地減少污染物排放,提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量和效益。“減量化、再利用、再循環(huán)”是循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的實(shí)際操作原則。 由此可見(jiàn),節(jié)能減排是社會(huì)和政府在能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的巨大壓力下提出的緊迫要求,也是冶金行業(yè)面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的明智選擇。而利用日益成熟的低溫余熱發(fā)電技術(shù),可大量回收和充分利用冶金工業(yè)中的低溫廢氣余熱,提高冶金工業(yè)的整體資源利用水平,此項(xiàng)技術(shù)必將成為冶金工業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑之一。 余熱電站
10、建成后,可大力回收和循環(huán)利用工業(yè)廢氣,提高企業(yè)的整體資源利用水平,為資源的綠色消費(fèi)貢獻(xiàn)力量。另外,利用企業(yè)的廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電,實(shí)際上就是相應(yīng)減少了電力系統(tǒng)中燃煤電站產(chǎn)生同等電量而產(chǎn)生的CO2的排放。根據(jù)《京都議定書(shū)》規(guī)定的基于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則的清潔發(fā)展機(jī)制(CDM),這些CO2的減排量是可以在國(guó)際碳排放交易中出售的,從而可以進(jìn)一步減少余熱發(fā)電的投資成本。 1.3.3理想的CDM項(xiàng)目 為了應(yīng)對(duì)溫室氣體排放對(duì)全球氣候變化帶來(lái)的嚴(yán)重影響,近20多年來(lái),人類社會(huì)進(jìn)行了持續(xù)不懈的努力。1997年12月在日本京都通過(guò)的《京都議定書(shū)》是這種努力的里程碑式的極其重要的成果。在《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》之下,世
11、界各國(guó)最終簽署了具有法律約束力的《京都議定書(shū)》,規(guī)定在2008到2012年的第一個(gè)承諾期內(nèi),工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家必須將二氧化碳排放總量在1990年排放總量的基礎(chǔ)上減少5.2%;發(fā)展中國(guó)家在此期間不承擔(dān)減排義務(wù),而且可以將本國(guó)實(shí)現(xiàn)的減排量出售給發(fā)達(dá)國(guó)家,換取資金與技術(shù),再用于國(guó)內(nèi)的環(huán)境保護(hù)事業(yè),促進(jìn)發(fā)展中國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展,這就是《京都議定書(shū)》所設(shè)計(jì)的“清潔發(fā)展機(jī)制(簡(jiǎn)稱CDM-Clean Development Machanism)”的精髓。 CDM是《京都議定書(shū)》第12條所建立的發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家之間的一種國(guó)際合作機(jī)制。《京都議定書(shū)》所設(shè)計(jì)的CDM包含雙重目的:幫助發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展;幫
12、助發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)其減限排承諾。CDM規(guī)定發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)提供資金和技術(shù)的方式,與發(fā)展中國(guó)家開(kāi)展項(xiàng)目合作,將項(xiàng)目所實(shí)現(xiàn)的“核證減排量(CERs)”用于發(fā)達(dá)國(guó)家締約方完成他們?cè)谧h定書(shū)中的減排承諾 。CDM被普遍認(rèn)為是一種“雙贏”機(jī)制:發(fā)展中國(guó)家通過(guò)合作可以獲得資金和技術(shù),有助于實(shí)現(xiàn)自己的可持續(xù)發(fā)展;發(fā)達(dá)國(guó)家可以大幅度降低其在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)減排所需的高昂費(fèi)用。 清潔發(fā)展機(jī)制為發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)減排承諾提供了另一種可行的途徑。在全球范圍內(nèi),無(wú)論在哪里進(jìn)行減排,效果都是一樣的,但在發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)減排所需的成本與難度相對(duì)更低一些。CDM模式的主要內(nèi)容是,發(fā)達(dá)國(guó)家可以在發(fā)展中國(guó)家的項(xiàng)目中投入資金、技術(shù),幫助其減少溫室氣
13、體的排放量,然后向發(fā)展中國(guó)家購(gòu)買其減排量,這樣發(fā)達(dá)國(guó)家就能以比較低的成本完成減排承諾。CDM在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家之間創(chuàng)造了一種商機(jī),使溫室氣體的減排量可以作為商品在國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)行交易,發(fā)展中國(guó)家可以通過(guò)CDM項(xiàng)目獲得一定的資金和較先進(jìn)的技術(shù)。 火力發(fā)電項(xiàng)目需要燃燒大量的煤炭資源,并在生產(chǎn)過(guò)程中排放大量的CO2氣體,本項(xiàng)目建成后的發(fā)電能力,相當(dāng)于減少了燃煤電站燃煤量, 以一臺(tái)與6MW余熱發(fā)電機(jī)組相當(dāng)?shù)娜济喊l(fā)電機(jī)組,按年發(fā)電量4200萬(wàn)kWh來(lái)計(jì)算,每年可減少CO2氣體的排放量近4.13萬(wàn)t,因此余熱發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的社會(huì)環(huán)保效益十分明顯,是一個(gè)很好的CDM項(xiàng)目。 1.4項(xiàng)目的技術(shù)支持條件
14、 國(guó)外純低溫余熱發(fā)電技術(shù)從六十年代末期即開(kāi)始研制,到七十年代中期,無(wú)論是熱力系統(tǒng)還是裝備都已進(jìn)入實(shí)用階段。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用到八十年代初期達(dá)到了高潮,尤其是日本,此項(xiàng)技術(shù)較為成熟,不但在本國(guó)得到應(yīng)用,并且出口到臺(tái)灣、韓國(guó)等一些國(guó)家和地區(qū)。 2004年2月14日,馬鋼同日本川崎重工業(yè)代株式會(huì)社簽定了利用燒結(jié)余熱發(fā)電項(xiàng)目的合同,將公司二鐵總廠燒結(jié)車間現(xiàn)有的兩臺(tái)300平方米燒結(jié)帶冷機(jī)產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收發(fā)電,發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量為1.75萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量為1.4億千瓦時(shí)。工程于2004年9月開(kāi)工,2005年9月6日,二鐵廠燒結(jié)余熱發(fā)電并網(wǎng)發(fā)電成功。預(yù)計(jì)項(xiàng)目投產(chǎn)三年后便可收回前期投入的全部成本。具有極高的經(jīng)濟(jì)效
15、益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。 據(jù)考查,該系統(tǒng)的技術(shù)方案和1996年日本新能源產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社(NEDO)向我國(guó)安徽省寧國(guó)水泥廠4000t/d預(yù)分解窯贈(zèng)送的一套6480kW的純中、低溫余熱電站設(shè)備完全一致。而寧國(guó)水泥廠余熱電站的工程設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)化正是由XX水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)的。 近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)低參數(shù)、多級(jí)進(jìn)汽、飽和進(jìn)汽式汽輪機(jī)的開(kāi)發(fā)成功(XX水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合有關(guān)汽輪機(jī)制造廠開(kāi)發(fā)、制造),國(guó)產(chǎn)裝備的純中、低溫余熱電站已進(jìn)入了成熟階段,采用中、低品位余熱動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械的純中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)具有更顯著的節(jié)能效果。 撫順新鋼鐵有限責(zé)任公司是東北地區(qū)較有實(shí)力的民營(yíng)鋼鐵企業(yè),由于該企業(yè)燒結(jié)廠
16、、煉鋼廠、軋鋼廠都設(shè)有余熱鍋爐,余熱鍋爐產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽解決了全廠冬季采暖和生產(chǎn)用汽的需要,節(jié)約了大量的一次能源。但在非采暖期,這些蒸汽由于沒(méi)有找到很好的用途被白白排入大氣,即浪費(fèi)了能源,又損失了大量的軟化水,同時(shí)蒸汽排放產(chǎn)生的噪聲對(duì)周圍環(huán)境也造成了一定的影響。 2005年10月?lián)犴樞落撹F有限責(zé)任公司委托XX水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院能達(dá)公司承擔(dān)該工程的設(shè)計(jì)任務(wù),經(jīng)過(guò)詳細(xì)的評(píng)估和實(shí)際測(cè)量,綜合蒸汽管網(wǎng)的壓力確定為0.49MPa(飽和),流量為45t/h左右,基于以上兩個(gè)條件,經(jīng)計(jì)算,汽機(jī)選型為:N5.5-0.49飽和進(jìn)汽凝汽式汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)組,發(fā)電機(jī)型號(hào)為:QFW-6-Z單支座數(shù)字式無(wú)刷勵(lì)磁發(fā)電機(jī),額定功
17、率為6MW。工程總投資約2200萬(wàn)元(部分設(shè)施利舊)。年收益為1572萬(wàn)元,約需1.4年的時(shí)間即可收回全部投資。工程已于2007年7月投入運(yùn)行,目前,實(shí)際發(fā)電功率為5MW。 中材節(jié)能發(fā)展有限公司的前身為XX水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院能達(dá)技術(shù)發(fā)展有限公司。 上世紀(jì)80年代中期,XX水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司(簡(jiǎn)稱“TCDRI”)率先開(kāi)展了利用水泥廠廢氣余熱進(jìn)行發(fā)電的研究。1990年,TCDRI成立中低溫余熱發(fā)電“八五”攻關(guān)組,承擔(dān)“八?五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目――《帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥廠中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)》工作。經(jīng)過(guò)“八?五”期間的艱苦努力,完成了《帶補(bǔ)燃鍋爐的水泥廠中、低溫余熱發(fā)電技
18、術(shù)及裝備的研究開(kāi)發(fā)》的攻關(guān)工作,成功地回收了水泥生產(chǎn)過(guò)程中大量排放的400℃以下的廢氣余熱,獲得了“八?五”國(guó)家重大科技攻關(guān)成果獎(jiǎng)。 1998年6月1日,為了更好的開(kāi)展余熱發(fā)電技術(shù)的研發(fā)工作,TCDRI余熱發(fā)電室改組為XX能達(dá)技術(shù)發(fā)展有限公司。 2007年7月9日,中國(guó)中材集團(tuán)經(jīng)過(guò)精心的前期準(zhǔn)備,聯(lián)合戰(zhàn)略投資者共同簽署了“XX能達(dá)技術(shù)發(fā)展有限公司增資協(xié)議”,公司注冊(cè)資本增加至3億元,公司名稱變更為“中材節(jié)能發(fā)展有限公司”。 中材節(jié)能發(fā)展有限公司注冊(cè)地所在區(qū)域?yàn)閲?guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)――XX北辰科技園區(qū)。經(jīng)營(yíng)范圍:余熱發(fā)電項(xiàng)目的投資、開(kāi)發(fā)、建設(shè);余熱發(fā)電工程技術(shù)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、咨詢及工程總承包
19、;相關(guān)建筑材料、金屬材料、保溫材料、機(jī)械電器批發(fā)、零售;提供清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)方案及技術(shù)咨詢,代理清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目產(chǎn)生的減排額銷售業(yè)務(wù)。 中材節(jié)能發(fā)展有限公司擁有國(guó)內(nèi)從事余熱發(fā)電業(yè)務(wù)最大的一支技術(shù)隊(duì)伍,截止到2007年底職工人數(shù)108人,其中高級(jí)職稱人員38人,中級(jí)職稱19人,初級(jí)職稱(包括碩士)人員28人,本科以上學(xué)歷90人,占公司員工比例83.33%。注冊(cè)資本3億元。 中材節(jié)能發(fā)展有限公司擁有“新型干法水泥廠余熱發(fā)電”和“玻璃工廠余熱發(fā)電”兩項(xiàng)專利技術(shù),具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)和其他專有技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。為我國(guó)迄今為止唯一具有低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)專利技術(shù)的企業(yè),200
20、8年1月榮獲國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予的第十屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)(國(guó)知發(fā)管字[2008]19號(hào)文)。 中材節(jié)能發(fā)展有限公司的業(yè)務(wù)形態(tài)主要有三種模式:工業(yè)余熱發(fā)電工程的總承包(EPC)、工業(yè)余熱發(fā)電項(xiàng)目的成套技術(shù)裝備供應(yīng)(EP)、工業(yè)余熱發(fā)電項(xiàng)目的投資(BOT)。 中材節(jié)能發(fā)展有限公司的市場(chǎng)區(qū)域已經(jīng)開(kāi)始向全球擴(kuò)展,2007年1月15日與“泰水泥SAIM”簽訂了3條水泥生產(chǎn)線的純低溫余熱發(fā)電工程項(xiàng)目總承包合同,全部采用本公司技術(shù)產(chǎn)品或國(guó)產(chǎn)裝備,成為中國(guó)首家向國(guó)外出口該類技術(shù)的企業(yè)。 2007年5月,中材節(jié)能發(fā)展有限公司與世界第一大水泥制造商“拉法基Larfarge”簽訂4條水泥生產(chǎn)線純低溫
21、余熱發(fā)電項(xiàng)目工程總承包合同。這是拉法基公司第一次在其全球所屬的水泥制造工廠實(shí)施純低溫余熱發(fā)電。意味著世界高端客戶對(duì)本公司余熱發(fā)電技術(shù)的肯定,對(duì)中材節(jié)能發(fā)展有限公司今后開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)具有深遠(yuǎn)的意義。 截止2008年3月底,由TCDRI改組的“中材節(jié)能發(fā)展有限公司”已經(jīng)完成和正在建設(shè)中的國(guó)內(nèi)外純低溫余熱發(fā)電的投資項(xiàng)目(BOT)、合同能源管理項(xiàng)目(EMC)、工程總承包項(xiàng)目(EPC或EP)、工程設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目涉及近130個(gè)水泥工廠的近160條水泥生產(chǎn)線,總裝機(jī)容量近800MW,為我國(guó)乃至世界的節(jié)能減排事業(yè)作出了卓越貢獻(xiàn)! 以上這些余熱電站的相繼建成及投產(chǎn),標(biāo)志著我國(guó)中、低溫余熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟并
22、進(jìn)入批量實(shí)際應(yīng)用階段,已經(jīng)收到良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益,在大幅度降低水泥生產(chǎn)成本的同時(shí)也為國(guó)家節(jié)約了能源,保護(hù)了環(huán)境,為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略作出了貢獻(xiàn)。中材節(jié)能發(fā)展有限公司在大量的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),使得該項(xiàng)技術(shù)日臻成熟、投資額不斷降低。 2 擬建項(xiàng)目情況 2.1擬建項(xiàng)目范圍及內(nèi)容 XXXX冶金有限責(zé)任公司于2004年5月開(kāi)始建設(shè),現(xiàn)在共有硅鐵冶煉電爐48臺(tái),硅錳合金冶煉電爐2臺(tái),電石電爐6臺(tái),工業(yè)硅電爐8臺(tái),總計(jì)62臺(tái)電爐。分布在十七個(gè)分廠內(nèi),除一分廠外,上述電爐全部集中在半徑為1000米的范圍之內(nèi)。 各分廠電爐設(shè)備規(guī)格及臺(tái)數(shù)如下表: 編號(hào) 分廠名稱 分廠規(guī)模 編
23、號(hào) 分廠名稱 分廠規(guī)模 電爐規(guī)格 臺(tái)數(shù) 電爐規(guī)格 臺(tái)數(shù) 1 硅鐵一分廠 12500kVA 2 10 硅鐵十分廠 25000kVA 4 2 硅鐵二分廠 12500kVA 4 11 硅鐵十一分廠 25000kVA 4 3 硅鐵三分廠 12500kVA 4 12 硅鐵十二分廠 25000kVA 4 4 硅鐵四分廠 12500kVA 4 13 硅鐵十三分廠 25000kVA 6 5 硅鐵五分廠 12500kVA 4 14 冶煉試驗(yàn)廠 12500kVA 2 6 硅鐵六分廠 25000kVA 2 15
24、 同源化工公司 25000kVA 6 7 硅鐵七分廠 25000kVA 2 16 EJM錳合金公司 25000kVA 2 8 硅鐵八分廠 25000kVA 2 17 金屬冶煉公司 6300kVA 8 9 硅鐵九分廠 25000kVA 2 合 計(jì): 115.5萬(wàn)kVA 62 XXXX冶金集團(tuán)有限責(zé)任公司硅鐵分廠總計(jì)分四期,一期1分廠2臺(tái)12500KVA硅鐵電爐;二期2、3、4、5分廠,每廠4臺(tái)12500KVA電爐;三期6、7、8、9分廠,每廠2臺(tái)25000KVA電爐;四期10、11、12和13分廠,其中10、11、12分
25、廠每廠4臺(tái)16500KVA電爐,13分廠6臺(tái)16500KVA電爐。此外,試驗(yàn)分廠2臺(tái)12500KVA電爐,同源化工6臺(tái)25000KVA電石爐。四期硅鐵分廠,每期對(duì)應(yīng)1個(gè)變電站,同源化工1個(gè)變電站,試驗(yàn)分廠1個(gè)變電站,總計(jì)6個(gè)變電站。 根據(jù)生產(chǎn)車間的總圖布置及工藝流程,結(jié)合電爐廢氣參數(shù)的特性,本方案擬采用按區(qū)域和生產(chǎn)規(guī)模分組(按照業(yè)主方意見(jiàn),余熱發(fā)電工程暫按兩期規(guī)劃),一期電站利用10、11、12和13硅鐵分廠18臺(tái)16500KVA硅鐵電爐的余熱進(jìn)行發(fā)電;二期電站利用6、7、8、9硅鐵分廠8臺(tái)25000KVA硅鐵電爐的余熱進(jìn)行發(fā)電;將每分廠多臺(tái)電爐的廢氣匯集后進(jìn)入一臺(tái)余熱鍋爐、每期工程配套建設(shè)
26、一套低參數(shù)凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。總計(jì)配套建設(shè)8臺(tái)余熱鍋爐,共2座汽輪發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)。 余熱電站配置方案見(jiàn)下表: 電站編號(hào) 分廠名稱 電爐 鍋爐 臺(tái)數(shù) 機(jī)組 臺(tái)數(shù) 規(guī)格 臺(tái)數(shù) 一期 硅鐵10分廠 16500kVA 4 1 1 硅鐵11分廠 16500kVA 4 1 硅鐵12分廠 16500kVA 4 1 硅鐵13分廠 16500kVA 6 1 二期 硅鐵6分廠 25000kVA 2 1 1 硅鐵7分廠 25000kVA 2 1 硅鐵8分廠 25000kVA 2 1 硅鐵9分廠 12500kVA 2 1 合計(jì)
27、 26 8 2 根據(jù)工程實(shí)際情況及業(yè)主的要求,本方案研究的范圍如下: 1)26臺(tái)冶煉電爐共增設(shè)8臺(tái)余熱鍋爐; 2)2臺(tái)套汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng); 3)電站冷卻系統(tǒng)(風(fēng)冷方案); 4)站用電系統(tǒng); 5)電站自動(dòng)控制系統(tǒng); 6)電站室外汽水系統(tǒng); 7)電站煙風(fēng)系統(tǒng); 8)電站相關(guān)配套的通訊、給排水、照明等輔助系統(tǒng)。 2.2 技術(shù)方案編制依據(jù) 業(yè)主方提供的有關(guān)該項(xiàng)目的基礎(chǔ)資料; 中材節(jié)能發(fā)展有限公司2007年8月對(duì)該系統(tǒng)余熱資源所做的熱工標(biāo)定數(shù)據(jù); 國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī),技術(shù)規(guī)范、規(guī)定等。 2.3主要設(shè)計(jì)原則及指導(dǎo)思想 技術(shù)方案必須體現(xiàn)國(guó)家宏觀經(jīng)濟(jì)政策和可持續(xù)發(fā)展的要求
28、,堅(jiān)持“客觀、公正、科學(xué)、可靠”的原則,真實(shí)、全面地反映項(xiàng)目的有利和不利因素,提出可供業(yè)主決策的建議。 總體技術(shù)方案要求,在本工程實(shí)施和電站在正常發(fā)電時(shí)不能影響企業(yè)的正常生產(chǎn),在此前提下設(shè)計(jì)遵循“穩(wěn)定可靠,技術(shù)先進(jìn),降低能耗,節(jié)約投資”的原則,認(rèn)真研究項(xiàng)目建設(shè)條件,通過(guò)多方案比較,提出供業(yè)主選擇的技術(shù)方案,為業(yè)主選擇適宜的技術(shù)方案提供依據(jù)。具體指導(dǎo)思想如下: (1)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策的要求。做到建設(shè)項(xiàng)目的安全設(shè)施必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì),同時(shí)施工,同時(shí)投入生產(chǎn)與使用。 (2)在穩(wěn)定可靠的前提下,提倡技術(shù)先進(jìn),要盡可能采用先進(jìn)的工藝技術(shù)方案,以降低發(fā)電成本和基建投入。
29、 (3)盡可能利用公司現(xiàn)有設(shè)備、設(shè)施并盡最大可能利用余熱。 (4)生產(chǎn)設(shè)備原則上采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。 (5)余熱電站的電機(jī)控制和過(guò)程控制采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),達(dá)到高效、節(jié)能、穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制的目的,并最大程度地減少操作崗位定員,以降低成本。 2.5 熱力系統(tǒng)及裝機(jī)方案 2.5.1可利用的余熱資源 XXXX冶金集團(tuán)有限責(zé)任公司上述26臺(tái)冶煉電爐,均為矮煙罩半封閉式礦冶爐,配干法布袋除塵裝置。 半封閉式硅鐵還原電爐排出的廢氣帶走的熱量相當(dāng)于輸入電能總量的40%~50%。煙氣量的大小及溫度的高低受冶煉爐況與操作爐門(mén)開(kāi)閉的影響,與混入空氣的多少有直接關(guān)系。 根據(jù)中材節(jié)能發(fā)展有限公司2007年
30、8月3日~5日對(duì)七分廠2#爐、八分廠2#爐(25000kVA硅鐵冶煉電爐)和十分廠1#爐(16500kVA硅鐵冶煉電爐)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果和業(yè)主提供的數(shù)據(jù),其主要廢氣參數(shù)如下: 25000kVA硅鐵冶煉電爐煙氣溫度250~420℃,平均溫度約320℃,煙氣流量92000~131000m3/h(標(biāo)況),平均煙氣流量113000m3/h(標(biāo)況),含塵濃度為5g/m3(標(biāo)況); 16500KVA硅鐵冶煉電爐煙氣溫度290~440℃,平均溫度約353℃,煙氣流量23000~79000m3/h(標(biāo)況),平均煙氣流量55167m3/h(標(biāo)況),含塵濃度為7g/m3(標(biāo)況)。 以上數(shù)據(jù)與國(guó)內(nèi)、外同規(guī)模爐
31、型相比,流量、溫度偏低。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查和與業(yè)主的充分交流、分析、研究,我們認(rèn)為導(dǎo)致煙氣流量、溫度偏低的主要原因有以下幾方面: ①電爐喂料口爐門(mén)采用空氣幕密封,導(dǎo)入了大量冷風(fēng); ②由于現(xiàn)有空冷器效果較差,不能滿足布袋除塵的溫度要求,所以在引風(fēng)機(jī)入口處增設(shè)了混冷風(fēng)閥門(mén),標(biāo)定時(shí)冷風(fēng)閥開(kāi)度為30%。 ③系統(tǒng)密封不嚴(yán),造成大量冷空氣進(jìn)入。 ④部分管道無(wú)保溫措施,表面散熱增加。 針對(duì)上述存在的問(wèn)題首先要加強(qiáng)管理,采取相應(yīng)措施:①電爐喂料口爐門(mén)的開(kāi)度盡量減小,空氣幕密封風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速裝置,減少不必要的冷風(fēng)侵入;②由于余熱鍋爐的排煙溫度保證在160℃以下,滿足布袋除塵的溫度要求,可以取消引風(fēng)機(jī)入口處
32、混冷風(fēng)閥門(mén);③加強(qiáng)系統(tǒng)密封;④增加保溫措施,減少表面散熱損失。 采取以上各項(xiàng)措施后,進(jìn)入余熱鍋爐的煙氣溫度將會(huì)明顯提高,據(jù)估算,三期8臺(tái)25000kVA硅鐵冶煉電爐(六~九分廠)的煙氣參數(shù)平均可達(dá)125000m3/h(標(biāo)況)-360℃,四期18臺(tái)25000kVA電爐(十~十三分廠)煙氣參數(shù)平均為90000 m3/h(標(biāo)況)-380℃。 2.5.2 熱力系統(tǒng)及裝機(jī)方案設(shè)計(jì)原則 1) 充分利用公司現(xiàn)有廢氣余熱資源; 2) 本余熱電站的建設(shè)及運(yùn)行應(yīng)不影響原有生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行; 3) 本余熱電站的系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)以成熟可靠、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)省投資、提高效益為原則,并考慮目前國(guó)內(nèi)余熱發(fā)電設(shè)備
33、實(shí)際技術(shù)水平。 4) 煙氣通過(guò)余熱鍋爐沉降下來(lái)的爐灰應(yīng)回收利用以達(dá)到節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境的目的。 2.5.3 裝機(jī)方案及熱力系統(tǒng)確定 2.5.3.1裝機(jī)方案的確定 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)純余熱發(fā)電技術(shù)及裝備現(xiàn)狀,結(jié)合硅鐵生產(chǎn)余熱資源情況,本工程裝機(jī)方案采用純低溫余熱發(fā)電技術(shù)。 由總圖布置及工藝流程可知,同一系統(tǒng)各生產(chǎn)車間之間的距離較遠(yuǎn),給低壓蒸汽的輸送帶來(lái)較大的困難,根據(jù)上述余熱條件以及目前的純低溫余熱發(fā)電的技術(shù)水平,本方案僅對(duì)單壓和閃蒸兩種熱力系統(tǒng)進(jìn)行比較。 1)按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算單臺(tái)電爐發(fā)電能力如下: 系統(tǒng) 類別 電爐 規(guī)格 鍋爐主 汽壓力(MPa) 鍋爐主 汽溫度(℃)
34、 鍋爐主 蒸汽流量(t/h) 閃蒸蒸 汽壓力(MPa) 閃蒸蒸 汽流量(t/h) 鍋爐排 煙溫度(℃) 發(fā)電功率 (kW) 單壓系統(tǒng) 25000kVA 1.35 310 7.54 0 0 166 ~1451 16500kVA 1.35 310 4.71 0 0 156 ~906 閃蒸系統(tǒng) 25000kVA 1.35 310 7.54 0.15 1.862 125 ~1634 16500kVA 1.35 310 4.71 0.15 0.716 125 ~977 2)按改造后數(shù)據(jù)計(jì)算單臺(tái)電爐發(fā)電能力如下:
35、 系統(tǒng) 類別 電爐規(guī)格 鍋爐主 汽壓力(MPa) 鍋爐主 汽溫度(℃) 鍋爐主蒸汽流量(t/h) 閃蒸蒸 汽壓力(MPa) 閃蒸蒸 汽流量(t/h) 鍋爐排 煙溫度(℃) 發(fā)電功率 (kW) 單壓系統(tǒng) 25000kVA 1.35 310 11.18 0 0 154 ~2149 16500kVA 1.35 310 9.065 0 0 118 ~1743 閃蒸系統(tǒng) 25000kVA 1.35 310 11.18 0.15 1.862 118 ~2332 16500kVA 1.35 310 9.065 0
36、.15 0.716 130 ~1813 通過(guò)上述計(jì)算,閃蒸系統(tǒng)具有較高的發(fā)電能力,因此建議采用閃蒸熱力系統(tǒng)。按照以上單臺(tái)電爐的平均余熱發(fā)電功率推算,一期電站18臺(tái)16500kVA硅鐵冶煉電爐和二期8臺(tái)25000kVA硅鐵冶煉電爐改造前、后電站計(jì)算平均發(fā)電能力及裝機(jī)容量如下: 電站編號(hào) 改造前、后 電爐臺(tái)數(shù) 鍋爐臺(tái)數(shù) 蒸汽參數(shù) 平均發(fā)電 功率(kWh) 裝機(jī)容量(MW) 一期 改造前 18 4 主汽:1.35 MPa-310℃-84.78t/h 閃蒸:0.15 MPa-111℃-12.96 t/h 17586 30 改造后 18 4 主汽:1.35
37、 MPa-310℃-163.1t/h 閃蒸:0.15 MPa-111℃-12.96 t/h 32634 二期 改造前 8 4 主汽:1.35 MPa-310℃-60.3 t/h 閃蒸:0.15 MPa-111℃-14.9 t/h 13072 15MW 改造后 8 4 主汽:1.35 MPa-310℃-89.6t/h 閃蒸:0.15 MPa-111℃-14.9 t/h 18656 以上計(jì)算結(jié)果是基于汽輪機(jī)排汽壓力均為0.0075MPa,汽輪機(jī)效率均為80%的條件得到的。此方案中,由于采用直接空氣冷卻系統(tǒng)使汽輪機(jī)的排汽壓力升高,進(jìn)、出口焓差顯著下降,根據(jù)當(dāng)?shù)貧?/p>
38、象條件估算,直接空氣冷卻系統(tǒng)的排汽背壓為0.015~0.03MPa,與水冷系統(tǒng)相比,同樣條件下減少發(fā)電量約為10%~15%,即一期改造后的平均發(fā)電能力為27.74MW;二期改造后的平均發(fā)電能力為15.8MW。 2.5.3.1.1余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)形式及清灰方案 根據(jù)工藝流程和廢氣參數(shù)及粉塵的特性,余熱鍋爐采用單鍋筒、光管受熱面、自然循環(huán)方式、露天立式布置,結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。煙氣從上向下依次橫向沖刷過(guò)熱器、蒸發(fā)器、省煤器,氣流方向與粉塵沉降方向一致,有利于受熱面的清灰。鍋爐受熱面采用光管錯(cuò)排方式布置,使氣流在管壁形成擾動(dòng),阻止煙塵沉降。鍋爐分兩段設(shè)置,其中I段為蒸汽段,II段為熱水段。為便于
39、運(yùn)行和檢修,設(shè)有多層平臺(tái)。 試驗(yàn)證明:煙塵的主要成份為:SIO2、C、CaO、Fe2O3、AI2O3等,各種成份所占比例分別為:91.7%、7.5%、0.2%、0.2%、0.3%,其它成份占0.1%,堆積比重只有0.2t/m3,煙塵粒度≤1μm的占80%以上,平均粒徑為0.1~0.15μm。當(dāng)煙氣溫度≥160℃、通流截面風(fēng)速≥8m/s時(shí),煙氣粉塵很難在光管受熱面堆積成型。但是,硅微粉表面張力很小,具有較強(qiáng)的親水性。 針對(duì)廢氣粉塵粒度很小,比重較輕的特點(diǎn),余熱鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)積灰?guī)茁瘦^小,但在事故狀態(tài)下,仍然存在積灰的可能,如電爐電極冷卻水套漏水、鍋爐爆管等。因此在鍋爐的各受熱面之間布置了激
40、波脈沖清灰裝置。以減輕余熱鍋爐的積灰,提高鍋爐的換熱效率。 鍋筒材料為20g,安裝在鋼架頂部。鍋筒內(nèi)部裝置的一次分離采用縫隙擋板結(jié)構(gòu),二次分離元件為特殊的鋼絲網(wǎng)分離器。為了保證好的蒸汽品質(zhì)和合格的鍋水,還裝有加藥管和表面排污管。 為保證安全和便于操作,鍋筒上部裝有壓力表、安全閥和備用管座。鍋筒前方設(shè)有兩組石英玻璃管水位表,其中一只為雙色水位表,便于用戶單位設(shè)置工業(yè)攝像頭以監(jiān)視水位;一組電接點(diǎn)液位計(jì)管座,可作水位顯示和接水位報(bào)警器用;兩組水位平衡容器,作水位記錄與控制用。 鍋爐四周布置有內(nèi)護(hù)板,與熱煙道組成煙氣通道,內(nèi)護(hù)板、熱煙道外敷設(shè)輕型保溫層。鍋爐整個(gè)外表面采用彩色鋼板作保護(hù)層,使得整
41、個(gè)鍋爐的漏風(fēng)率小于3%。 通過(guò)上述計(jì)算,10、11、12三個(gè)硅鐵分廠12臺(tái)16500kVA硅鐵冶煉電爐每分廠冶煉電爐可生產(chǎn)1.35MPa-310℃的過(guò)熱蒸汽36.26t/h;同時(shí)可通過(guò)閃蒸器產(chǎn)生0.15 MPa-111℃的飽和蒸汽2.88 t/h。13硅鐵分廠6臺(tái)16500kVA硅鐵冶煉電爐可生產(chǎn)1.35MPa-310℃的過(guò)熱蒸汽54.39t/h;同時(shí)可通過(guò)閃蒸器產(chǎn)生0.15 MPa-111℃的飽和蒸汽4.32 t/h。 6、7、8、9四個(gè)硅鐵分廠8臺(tái)25000kVA硅鐵冶煉電爐每分廠冶煉電爐可生產(chǎn)1.35MPa-310℃的過(guò)熱蒸汽22.36t/h;同時(shí)可通過(guò)閃蒸器產(chǎn)生0.15 MPa-1
42、11℃的飽和蒸汽3.724 t/h。 2.5.3.1.2低溫余熱發(fā)電汽輪機(jī)的特點(diǎn) 本項(xiàng)目采用的汽輪機(jī)是針對(duì)低溫余熱發(fā)電而特殊設(shè)計(jì)的低參數(shù)補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)??紤]管線的壓力、溫度等損失,混合至主汽母管的主蒸汽參數(shù)為1.25MPa—300℃過(guò)熱蒸汽;補(bǔ)汽汽參數(shù)為0.15MPa—111℃飽和蒸汽。 汽輪機(jī)的通流部分由一個(gè)復(fù)速級(jí)和七個(gè)壓力級(jí)組成,不設(shè)回?zé)岢槠?。汽輪機(jī)前汽缸選用耐熱鉻鉬合金鑄鋼材料,后汽缸則采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵材料。前后汽缸用垂直中分面法蘭螺栓聯(lián)接,上下半汽缸,由水平中分面螺栓聯(lián)接,前汽缸用貓爪結(jié)構(gòu)搭在前軸承座上,前軸承座通過(guò)前座架固定在汽機(jī)基礎(chǔ)平臺(tái)上,后軸承座用螺栓及半圓墊圈固定在后汽缸
43、上,后汽缸通過(guò)后座架直接固定在基礎(chǔ)上。 來(lái)自余熱鍋爐的主蒸汽經(jīng)隔離閥、速關(guān)閥進(jìn)入汽輪機(jī)高壓部分蒸汽室,然后由調(diào)節(jié)汽閥控制進(jìn)入汽輪機(jī)通流部分,蒸汽膨脹作功后,乏汽排入凝汽器凝結(jié)成水,再由凝結(jié)水泵泵出至除氧器。凝結(jié)水泵出口處引一路凝結(jié)水回凝汽器熱井作再循環(huán)管路。凝汽器上裝有安全膜板,當(dāng)凝汽器內(nèi)壓力過(guò)高時(shí),可直接自動(dòng)向空排汽。 為了很好的適應(yīng)工藝過(guò)程的不穩(wěn)定,汽輪機(jī)的進(jìn)汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)必須適應(yīng)進(jìn)汽參數(shù)的波動(dòng),保證汽輪機(jī)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。為此增加了前壓調(diào)節(jié)系統(tǒng),其基本原理是:將測(cè)得的新蒸汽壓力信號(hào)輸入前壓調(diào)節(jié)器,與設(shè)定值比較后,輸出控制信號(hào),直接控制同步器,當(dāng)新汽壓力偏低時(shí),控制調(diào)節(jié)汽閥關(guān)小,反之開(kāi)大。
44、純低溫余熱發(fā)電是一種以汽定電的調(diào)節(jié)方式,達(dá)到在維持系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)熱-電轉(zhuǎn)換的目的。 2.5.3.1.3 裝機(jī)方案的確定 根據(jù)余熱鍋爐所能產(chǎn)生的主汽品位,本工程選用低壓補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī),主蒸汽參數(shù)確定為1.25MPa-300℃;補(bǔ)汽汽參數(shù)為0.15MPa—111℃飽和蒸汽。 一期電站4臺(tái)鍋爐共能生產(chǎn)主蒸汽量約為:1.35MPa-310℃-163.1t/h;閃蒸:0.15 MPa-111℃-12.96 t/h,平均余熱發(fā)電功率約為27.74MW,額定裝機(jī)功率為30MW。 二期電站4臺(tái)鍋爐共能生產(chǎn)主蒸汽量約為:1.35MPa-310℃-89.6t/h;閃蒸:0.15 MPa-111℃-
45、14.9 t/h,平均余熱發(fā)電功率約為15.8MW,額定裝機(jī)功率為15MW。 綜上所述,本工程確定裝機(jī)方案如下: 一期電站:1臺(tái)30MW低壓補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)組+4臺(tái)余熱鍋爐; 二期電站:1臺(tái)15MW低壓補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)組+4臺(tái)余熱鍋爐 一期電站汽輪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下: 額定功率 30MW 經(jīng)濟(jì)功率 28MW 最大功率 33MW 轉(zhuǎn) 速 3000r/min 額定主進(jìn)汽壓力 1.25MPa(A) 最大允許主進(jìn)汽壓力 1.6MPa(A) 額定主進(jìn)汽溫度 300℃ 最大主進(jìn)汽溫度 340℃ 額定排汽壓力 0.015MPa(A) 負(fù)荷大于12000k
46、W時(shí)汽機(jī) 安全使用的最低進(jìn)汽參數(shù) P≥0.7MPa(A) t≥250℃ 二期電站汽輪機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下: 額定功率 15MW 經(jīng)濟(jì)功率 15MW 最大功率 16.5MW 轉(zhuǎn) 速 3000r/min 額定主進(jìn)汽壓力 1.25MPa(A) 最大允許主進(jìn)汽壓力 1.6MPa(A) 額定主進(jìn)汽溫度 300℃ 最大主進(jìn)汽溫度 340℃ 額定排汽壓力 0.015MPa(A) 負(fù)荷大于6000kW時(shí)汽機(jī) 安全使用的最低進(jìn)汽參數(shù) P≥0.7MPa(A) t≥250℃ 該機(jī)組在額定功率40~110%的情況下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,它的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)汽參數(shù)
47、范圍較廣,適應(yīng)能力強(qiáng)。 2.5.3.2 熱力系統(tǒng) 根據(jù)上述裝機(jī)方案,為滿足生產(chǎn)運(yùn)行需要并達(dá)到節(jié)能、回收余熱的目的,結(jié)合生產(chǎn)工藝條件,熱力系統(tǒng)方案確定如下: 在每個(gè)分廠多臺(tái)硅鐵冶煉電爐廢氣出口各設(shè)置一臺(tái)廢氣余熱鍋爐,每臺(tái)鍋爐均與系統(tǒng)原有的空氣冷卻器并聯(lián)布置。 為了防止余熱鍋爐事故時(shí),影響硅鐵爐的正常生產(chǎn),在余熱鍋爐和空冷器的進(jìn)口處各增加一個(gè)電動(dòng)控制閥門(mén)(詳見(jiàn)F02-余熱鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)圖)。以便余熱鍋爐事故時(shí),可以迅速?gòu)南到y(tǒng)里解列出來(lái)。 余熱鍋爐分II段設(shè)置,其中I段為主蒸汽段, II段為熱水段。各臺(tái)余熱鍋爐I段生產(chǎn)的1.35MPa-330℃的過(guò)熱蒸汽匯合后進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電,汽機(jī)主汽耗率6.
48、12kg/kWh;汽機(jī)補(bǔ)汽壓力0.15MPa,補(bǔ)汽發(fā)電汽耗12.63kg/kWh,汽機(jī)超發(fā)能力10%,并且在此負(fù)荷能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。 汽輪機(jī)做功后的乏汽通過(guò)直接空氣冷卻系統(tǒng)冷凝成水,經(jīng)凝結(jié)水泵送入真空除氧器,再經(jīng)給水泵為余熱鍋爐熱水段提供給水,熱水段生產(chǎn)的190℃的熱水,其中一部分熱水作為鍋爐蒸汽段的給水,多余的熱水送至閃蒸器從而形成完整的熱力循環(huán)(詳見(jiàn)附圖F03-電站原則性熱力系統(tǒng)圖)。 上述方案的配置,可以使電站運(yùn)行方式靈活、可靠,能很好地與硅鐵生產(chǎn)配合,可最大限度的利用余熱。 上述方案的特點(diǎn)如下: 1)為了保證電站事故不影響硅鐵正常生產(chǎn),余熱鍋爐均設(shè)有旁通廢氣管道,一旦余熱
49、鍋爐或電站發(fā)生事故時(shí),可以將余熱鍋爐從硅鐵生產(chǎn)系統(tǒng)中解列,不影響硅鐵生產(chǎn)的正常運(yùn)行。 2)余熱鍋爐采用立式鍋爐,減少占地面積,減少漏風(fēng),提高余熱回收率。 3)本工程采用真空除氧方式,有效的保證除氧效果,并最大限度的利用余熱。 4)針對(duì)廢氣粉塵粒度很小,比重較輕的特點(diǎn),余熱鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)積灰?guī)茁瘦^小,但在事故解列的情況下,仍然存在積灰現(xiàn)象,因此在鍋爐的各受熱面之間布置了激波脈沖清灰裝置。以減輕余熱鍋爐的積灰,提高鍋爐的換熱效率。 以上各項(xiàng)措施已經(jīng)在眾多工程中應(yīng)用,并取得了較好的效果,因此該技術(shù)是成熟、可靠的。 2.5.4主要設(shè)備 一期電站主要設(shè)備選型見(jiàn)下表: 序號(hào) 設(shè)備名稱及型
50、號(hào) 數(shù)量 主要技術(shù)參數(shù)、性能、指標(biāo) 1 30MW低壓補(bǔ)汽 凝汽式汽輪機(jī) 1 型號(hào): BN30-1.25型 額定功率: 30MW 額定轉(zhuǎn)速: 3000r/min 主汽壓力: 1.25MPa 主汽溫度: 3005℃ 補(bǔ)汽參數(shù): 0.15 MPa-111℃ 排汽壓力: 0.015MPa 主汽耗率: 6.12kg/kW 2 30MW發(fā)電機(jī) 1 型號(hào): QF30-2型 額定功率: 30MW 額定轉(zhuǎn)速: 3000r/min 額定電壓: 10.5 kV 3 廢氣余熱鍋爐 1
51、 入口廢氣量: 360000m3/h(標(biāo)況) 入口廢氣溫度:380℃ 入口廢氣含塵濃度:7g/m3(標(biāo)況) 出口廢氣溫度: 118℃ 主蒸汽參數(shù): 1.35MPa-310℃-36.26t/h閃 蒸: 0.15 MPa-111℃-2.88 t/h 給水溫度: 40℃ 鍋爐總漏風(fēng): ≤3% 廢氣阻力: ≤700Pa 循環(huán)方式: 自然循環(huán) 布置方式: 立式露天布置 4 廢氣余熱鍋爐 3 入口廢氣量: 540000m3/h(標(biāo)況) 入口廢氣溫度: 380℃ 入口廢氣含塵濃度:7g/m3(
52、標(biāo)況) 出口廢氣溫度: 118℃ 主蒸汽參數(shù): 1.35MPa-310℃-36.26t/h閃 蒸: 0.15 MPa-111℃-4.32 t/h 給水溫度: 40℃ 鍋爐總漏風(fēng): ≤3% 廢氣阻力: ≤700Pa 循環(huán)方式: 自然循環(huán) 布置方式: 立式露天布置 5 激波脈沖請(qǐng)灰裝置 4 6 真空除氧器 2 出力: 100t/h 工作壓力: 0.0075MPa 工作溫度: 45℃ 除氧水箱: 40m3 7 鍋爐給水泵 3 流量:
53、 100t/h 揚(yáng)程: 274m 二期電站主要設(shè)備選型見(jiàn)下表: 序號(hào) 設(shè)備名稱及型號(hào) 數(shù)量 主要技術(shù)參數(shù)、性能、指標(biāo) 1 15MW低壓補(bǔ)汽 凝汽式汽輪機(jī) 1 型號(hào): BN15-1.25型 額定功率: 15MW 額定轉(zhuǎn)速: 3000r/min 主汽壓力: 1.25MPa 主汽溫度: 3005℃ 補(bǔ)汽參數(shù): 0.15 MPa-111℃ 排汽壓力: 0.015MPa 主汽耗率: 6.12kg/kW 2 15MW發(fā)電機(jī) 1 型號(hào): QF15-2型 額定功率:
54、15MW 額定轉(zhuǎn)速: 3000r/min 額定電壓: 10.5 kV 3 廢氣余熱鍋爐 4 入口廢氣量: 250000m3/h(標(biāo)況) 入口廢氣溫度:360℃ 入口廢氣含塵濃度:5g/m3(標(biāo)況) 出口廢氣溫度: 118℃ 主蒸汽參數(shù): 1.35MPa-310℃-22.36t/h閃 蒸: 0.15 MPa-111℃-3.724 t/h 給水溫度: 40℃ 鍋爐總漏風(fēng): ≤3% 廢氣阻力: ≤700Pa 循環(huán)方式: 自然循環(huán) 布置方式: 立式露天布置 4 激波脈沖請(qǐng)灰裝置 4
55、 5 真空除氧器 2 出力: 50t/h 工作壓力: 0.0075MPa 工作溫度: 45℃ 除氧水箱: 40m3 6 鍋爐給水泵 3 流量: 50t/h 揚(yáng)程: 274m 2.5.5主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)電裝機(jī): (30+15)MW 平均發(fā)電功率: (27.74+15.8)MW 年運(yùn)行: 7200h 年發(fā)電量: 31348.8104kWh 站用電率: 6.4% 年向硅鐵廠供電: 29342.5104kWh 年減少向電網(wǎng)購(gòu)電量: 30250104kWh(線損按3%計(jì)
56、算) 2.5.5車間布置 1)主廠房 主廠房由汽輪發(fā)電機(jī)房及電站控制室、高低壓配電室、化學(xué)水處理車間組成,布置在各自廠區(qū)中心附近的空地上,占地4230m。 汽輪發(fā)電機(jī)房占地為4221m,雙層布置,0.000平面為輔機(jī)平面,布置有給水泵、汽輪機(jī)凝汽器及供油系統(tǒng)等,8.000平面為運(yùn)轉(zhuǎn)層,汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)布置在此平面。為了便于檢修,汽機(jī)間內(nèi)設(shè)平梁起重機(jī)1臺(tái),跨距LK=19.5m,起重量50/10t,軌頂標(biāo)高16.500。 高低壓配電室、電站控制室布置在汽輪發(fā)電機(jī)房的北側(cè),占地為924m,雙層布置。高、低壓配電室布置在0.000平面,電站控制室布置在7.500平面。 化學(xué)水處理車間
57、布置在汽輪發(fā)電機(jī)房的另一側(cè),占地為918m,除氧器布置在化水車間上的15.600平面。 2) 廢氣余熱鍋爐 廢氣余熱鍋爐布置于各分廠廠房除塵器側(cè)的空地上,采用露天布置,占地1018m,余熱鍋爐運(yùn)行平面為4.500m,除灰裝置,汽水取樣器、排污擴(kuò)容器、加藥裝置等布置在0.000平面。 2.5.6 電站室外管線 室外汽水管線主要有:自余熱鍋爐至汽機(jī)房的主蒸汽管道;由汽機(jī)房去余熱鍋爐的給水管道。 管道敷設(shè)方式:管道采用架空敷設(shè),并盡量利用廠區(qū)現(xiàn)有的建筑物或構(gòu)筑物做管道的支吊架以減少占地面積和節(jié)省投資。 管道保溫及油漆:管道保溫采用巖棉管殼和巖棉板,管道設(shè)計(jì)按照國(guó)家和行業(yè)的有關(guān)規(guī)范和規(guī)定
58、進(jìn)行。 2.5.7硅鐵冶煉電爐廢氣工藝系統(tǒng)改造 由于余熱鍋爐設(shè)置于加熱爐生產(chǎn)的主要管道上,一旦發(fā)生事故(如鍋爐爆管、粉塵堵塞等)將影響硅鐵冶煉電爐的正常運(yùn)行。為防止這種情況發(fā)生,余熱鍋爐廢氣管道及發(fā)電系統(tǒng)汽水管道均考慮了應(yīng)急處理措施。 1)保留原來(lái)的廢氣管道,在該管道上設(shè)旁通閥,一旦鍋爐發(fā)生事故,開(kāi)啟旁通閥使原廢氣管道暢通,保證硅鐵冶煉電爐生產(chǎn)正常進(jìn)行。 2)發(fā)電系統(tǒng)汽水管路考慮了將余熱鍋爐從發(fā)電系統(tǒng)中解列出來(lái)的措施。 2.6 冷卻系統(tǒng) 本工程是利用公司硅鐵冶煉電爐生產(chǎn)線的廢氣余熱分別建設(shè)一套裝機(jī)容量為30MW(一期電站)和一套裝機(jī)容量為15MW(二期電站)的低溫余熱電站,
59、 年運(yùn)轉(zhuǎn)7200 h。 本工程所在地區(qū)水資源貧乏,采用近年來(lái)逐漸興起的直接空氣冷卻系統(tǒng)即采用直接空氣冷卻的凝汽設(shè)備;輔助設(shè)備采用冷卻水系統(tǒng)。風(fēng)冷系統(tǒng)方案(待補(bǔ)充) 2.6.1輔助設(shè)備冷卻用水量 根據(jù)一、二期電站規(guī)模,確定輔助設(shè)備冷卻水量如下: 一期電站: 冷油器冷卻水量: 200 m3/h 空冷器冷卻水量: 240 m3/h 鍋爐給水泵冷卻水量: 4 m3/h 循環(huán)冷卻水總量: 444 m3/h 二期電站: 冷油器冷卻水量: 100 m3/h 空冷器冷卻水量: 120 m3/h 鍋爐給水泵冷卻水量: 2 m3/h 循環(huán)冷卻水總量: 224 m3/h
60、 2.6.3 冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行方案 本工程輔助設(shè)備冷卻用水?dāng)M采用循環(huán)系統(tǒng)(見(jiàn)F04-1,2-給排水系統(tǒng)流程圖)。機(jī)組的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水泵站、冷卻構(gòu)筑物、循環(huán)水池及循環(huán)水管網(wǎng)。該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),循環(huán)冷卻水泵自循環(huán)水池抽水送至各生產(chǎn)車間供生產(chǎn)設(shè)備冷卻用水,冷卻過(guò)設(shè)備的水(循環(huán)回水)利用循環(huán)水泵的余壓送至冷卻構(gòu)筑物,冷卻后的水流至循環(huán)水池,供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。 2.6.4循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)備選型 本工程輔助設(shè)備冷卻用水采用循環(huán)系統(tǒng),循環(huán)水量相對(duì)較小,為了節(jié)省投資和減少占地,輔助設(shè)備冷卻水系統(tǒng)由廠區(qū)現(xiàn)有循環(huán)水系統(tǒng)接入,冷卻過(guò)設(shè)備的水(循環(huán)回水)回到廠區(qū)現(xiàn)有冷卻構(gòu)筑物。故一、二期電站不新
61、增循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。 2.6.5系統(tǒng)損失水量與補(bǔ)充水量 根據(jù)余熱電站建設(shè)所在地區(qū)氣象條件和本工程輔助設(shè)備的冷卻用水量,以及系統(tǒng)所采用的冷卻構(gòu)筑物型式,計(jì)算得出: 一期電站: 蒸發(fā)風(fēng)吹滲漏水量: 8 m3/h 系統(tǒng)排水量: 2 m3/h 損失水量: 10 m3/h 間接循環(huán)利用率為97.7 %左右,一期電站循環(huán)水系統(tǒng)需補(bǔ)充水量為10m3/h 。 二期電站: 蒸發(fā)風(fēng)吹滲漏水量: 4 m3/h 系統(tǒng)排水量: 1 m3/h 損失水量: 5 m3/h 間接循環(huán)利用率為97.7 %左右,二期電站循環(huán)水系統(tǒng)需補(bǔ)充水量為5m3/h 。 2.6.6 技術(shù)指標(biāo) 根據(jù)供水情況和
62、循環(huán)水給水水質(zhì)要求,循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下: 二期電站 年消耗原水量: 7.2104 m3/a 年消耗緩蝕阻垢劑: 1t/a 二期電站 年消耗原水量: 3.6104 m3/a 年消耗緩蝕阻垢劑: 0.5 t/a 2.7 化學(xué)水處理 2.7.1 概述 本工程余熱電站中的余熱鍋爐的蒸汽壓力均為低壓蒸汽鍋爐。為滿足鍋爐及機(jī)組的正常運(yùn)行,鍋爐給水指標(biāo)應(yīng)滿足《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》(GB1576-2001)低
63、壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。 2.7.2 化學(xué)水處理水量 給水在鍋爐內(nèi)不斷蒸發(fā)濃縮,超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)蒸汽的品質(zhì)就會(huì)惡化,影響鍋爐的安全運(yùn)行,因此要不斷地把濃縮的爐水從汽鍋中含鹽濃度較高地段的水面引出,同時(shí)要不斷地給鍋爐補(bǔ)水,以滿足鍋爐穩(wěn)定、正常的運(yùn)行。 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí),一、二期電站汽水系統(tǒng)補(bǔ)水量之和為8.5m3/h,故障及調(diào)試階段最大約15m3/h。故本工程一、二期化學(xué)水處理系統(tǒng)合建生產(chǎn)能力按按20m3/h進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.7.3 化學(xué)水處理系統(tǒng)方案 根據(jù)公司的水源情況,且為了滿足余熱電站鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),化學(xué)水車間補(bǔ)水處理方式擬采用“過(guò)濾+反滲透”系統(tǒng)(見(jiàn)F05-化學(xué)水處理系統(tǒng)流程圖)。處理流
64、程為:自廠區(qū)生活給水管網(wǎng)送來(lái)的水經(jīng)過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性碳過(guò)濾器,過(guò)濾后經(jīng)高壓泵加壓后送至反滲透裝置,出水達(dá)標(biāo)后進(jìn)入軟水箱,再由軟水泵將軟化水送至汽輪發(fā)電機(jī)房供機(jī)組使用。出水水質(zhì)達(dá)到:硬度≤0.03mmol/L。 為控制鍋爐給水的含氧量,減少溶解氧對(duì)熱力系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕,采用真空除氧的方式。汽輪發(fā)電機(jī)房設(shè)有真空除氧器,軟化水經(jīng)除氧后:含氧量≤0.05mg/L。 鍋爐汽包水質(zhì)的調(diào)整,是采用藥液直接投放的方式,由加藥裝置中的加藥泵向余熱鍋爐汽包投加Na3PO4溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2.7.4 化學(xué)水處理設(shè)備選型 根據(jù)上述水量及工藝流程的特點(diǎn),設(shè)備選型如下: 序號(hào) 設(shè)備名稱及型號(hào) 數(shù)量 主要技
65、術(shù)參數(shù) 1 清水箱 1 容積: 50 m3 2 清水泵 2 流量: 15~30 m3/h 揚(yáng)程: 35~30 m 3 多介質(zhì)過(guò)濾器 1 設(shè)計(jì)出力: 31.4 m3/h 4 活性碳過(guò)濾器 1 設(shè)計(jì)出力: 31.4 m3/h 5 高壓泵 1 流量: 32m3/h 揚(yáng)程: 166 m 6 反滲透裝置 1 設(shè)計(jì)出力: 20 m3/h 7 反滲透清洗裝置 1 8 軟水箱 2 容積: 50 m3 9
66、 軟化水泵 2 流量: 7.5~15 m3/h 揚(yáng)程: 51.8~48 m 2.7.5 化學(xué)水處理車間布置 化學(xué)水處理車間布置在主廠房一側(cè),其包括水處理間、化驗(yàn)室及值班室,平面尺寸約為9m21m,水箱布置在車間5.000m平面上。 2.7.6 技術(shù)指標(biāo) 根據(jù)該公司的供水情況和鍋爐給水水質(zhì)要求,化學(xué)水處理系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下: 一期電站: 年消耗原水量: 5.04104 m3/a 年產(chǎn)軟水量: 3.96104 m3/a 年消耗98%Na3PO412H2O: 14 t/a 反滲透藥品耗量 凝聚劑(10~11%Al2O3): 1.5 t/a 反滲透阻垢劑: 1.5 t/a 氨: 1.5 t/a 二期電站: 年消耗原水量:
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