焦炉煤气发电项目热电联产项目可行性研究报告.docx

1、焦炉煤气发电项目热电联产项目可行性研究报告第一章 概 述1.1 设计依据1、国家计委颁发的热电联产项目可行性研究技术规定2、国家发展计划委员会、国家经*贸易委员会、建设部颁发的计基础（2000）1268号文“关于发展热电联产的规定”3、国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的小型火力发电厂设计规范4、*集团有限公司提交给*工程设计有限公司的可行性研究报告设计委托书5、*集团有限公司提供的热负荷、焦炉煤气及其它有关设计资料1.2设计范围本报告的设计范围包括以下三部分内容：1、综合利用自备电厂工程围墙内生产、生产附属、辅助生产工程及有关建筑。2、热力网工程。3、编制工程投资估算并做出财务评价

2、。属于本工程以下内容，由建设单位另行委托其他有关部门完成。1、工程地质及水文地质报告。2、环境影响评价报告书。1.3城市概况*市位于中国东部沿海经*大省*省的中部，是中国环渤海地区一座风格独特的工业城市，是国务院批准的*半岛沿海开放城市，是著名的*之都、*之城。现辖五区三县，总面积5938平方公里，总人口414.99万。*的城市布局独具特色。*、*、*、*、*5个区和*呈梅花状分布，东西南北4个城区距中心城区分别为20公里左右，城乡交错，布局舒展，形成城市组群，被专家称为*模式。这种结构有利于促进城乡一体化，缩小城乡差别，有利于发展生产，方便生活。*因此而成为世界大城市协会的会员。1986年，

3、*市作为中国十二大城市之一参加了联合国在西班牙巴塞罗那召开的人口与城市未来会议；1990年又出席了在澳大利亚墨尔本召开的第三届世界大城市会议。近年来，*市突出中心城区建设，城市现代化步伐逐渐加快，建成区面积达到150平方公里。城市美化、绿化和净化水平不断提高，建成区绿化覆盖率达36.1，人均拥有公共绿地面积8.6平方米。城市基础设施、公共服务和环境配套设施等明显改善；随着*新区的全面规划建设，*市的城市综合功能将进一步增强。*资源丰富，目前已发现50多种矿藏，其中铝钒土、耐火粘土、化工石灰岩、*土、煤、铁等储量大、品位高，均为*的主要产地。北部有丰富的石油和天然气资源。水资源比较丰富，南部山区

4、是沂河发源地，北部黄河流经境内，全市地下水可采储量每日在124万吨以上。*属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，年平均气温11.913.1c，年平均降水量550800毫米。*的铁路和公路密度均在中国名列前茅。*铁路、*（*）*（*）、*（*）*（山）高速公路横贯全市，市内铁路、公路四通八达，市中心*距*南国际机场仅70公里，向东距*港300公里，空运、海运十分便捷。*的邮电通信基本实现了现代化，光缆通讯、数字、微波传输和程控电话应用广泛，在*的任何一个村镇 ，都可以直接拨通国际、国内程控电话。移动电话、可视电话、互联网、国际邮政特快专递等现代化通讯业务发展迅速，对外联络畅达。1.4项目建设的必要

5、性*集团有限公司新上一焦化厂，采用捣固炼焦技术生产优质焦炭的80万吨/年煤气焦化工程，该工程建设投产后，一方面生产的焦炭、焦油、硫磺、硫铵、粗苯等可增大企业效益，另一方面多余的焦炉煤气可用来发电。焦化项目已经投产，焦化项目产焦炉煤气39940Nm3/h，其中回炉煤气17532Nm3/h，粗苯管式炉需用煤气765 Nm3/h，剩余煤气21643 Nm3/h，焦炉煤气中含有大量的可燃有害气体，其低位发热量为17900KJ/Nm3。焦炉煤气点燃后对空排放，既造成了能源浪费，又对大气造成了污染。本着对环境负责和充分利用能源的原则，对剩余煤气进行综合利用是十分必要的。1.5法人篇1.6建设规模根据余热情

6、况，建设规模为275t/h燃气锅炉+2C12汽轮发电机组。1.7主要技术原则1、本工程体现以余热定电的原则。2、厂房布置力求紧凑，改善环境，减少占地。3、主体工程与环保、安全和工业卫生同时考虑，尽量消除发电生产的“三废”对环境的影响。4、节约工程投资、降低工程造价、缩短建设周期，力求较好的经*效益。第二章 燃料及热负荷2.1 燃料2.1.1燃料来源本工程为*集团焦化厂80104t/a焦炭焦炉煤气综合利用工程，本工程采用燃气锅炉，锅炉燃料为*集团焦化厂副产的焦炉煤气。焦化厂主要工艺流程如下：由备煤车间来的洗精煤，由输煤栈桥运入煤塔，装煤推焦机行至煤塔下方，由摇动给料机均匀逐层给料，用21锤固定捣

7、固机分层捣实，然后将捣好的煤饼从机侧装入炭化室。煤饼在950-1050的温度下高温干馏，经过约22.5小时后，成熟的焦炭被推焦车经拦焦车导焦栅推出落入熄焦车内，由熄焦车送至熄焦塔用水喷洒熄焦，熄焦后的焦炭由熄焦车送至晾焦台，经补充熄焦、晾焦后，由刮板放焦机放至皮带送焦场。熄焦塔处设光电自动控制器，通过控制器中的时间继电器调整喷洒时间，保证红焦熄灭。熄焦后的焦炭卸至晾焦台上，冷却一定时间后送往筛贮焦工段。干馏过程中产生的荒煤气经炭化室顶部、上升管、桥管汇入集气管。在桥管和集气管处用压力为约0.3MPa，温度约78的循环氨水喷洒冷却，使约700的荒煤气冷却至84左右，再经吸气弯管和吸气管抽吸至冷鼓

8、工段。在集气管内冷凝下来的焦油和氨水经焦油盒、吸气主管一起至冷鼓工段。从炼焦车间来的焦油氨水与煤气的混合物约80入气液分离器，煤气与焦油氨水等在此分离。分离出的粗煤气进入横管式初冷器，初冷器分上、下两段，在上段，用循环水将煤气冷却到45，然后煤气入初冷器下段与制冷水换热，煤气被冷却到22，冷却后的煤气进入煤气鼓风机进行加压，加压后煤气进入电捕焦油器，捕集焦油雾滴后的煤气，送往脱硫及硫回收工段。来自冷鼓工段的粗煤气进入脱硫塔下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触洗涤后，煤气中的硫化氢含量脱至100mg/Nm3以下，煤气经捕雾段除去雾滴后全部送至硫铵工段。由脱硫及硫回收工段送来的煤气经煤气预热器后进入

9、喷淋式饱和器上段的喷淋室，在此煤气与循环母液充分接触，使其中的氨被母液吸收。煤气经饱和器内的除酸器分离酸雾后送至洗脱苯工段。来自硫铵工段的粗煤气，经终冷塔冷却后从洗苯塔底部入塔，由下面上经过洗苯塔填料层，与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯被循环洗油吸收，再经过塔的捕雾段脱除雾滴后离开洗苯塔，其中一部分送焦炉做回炉煤气，一部分送粗苯管式炉作燃料，剩余部分送热电厂发电。为综合利用焦炉剩余煤气，同时解决全厂生产、生活、采暖等用蒸汽的需要，本工程拟建设一座综合利用自备热电厂。遵照国家计委“关于鼓励发展小型热电联产和严格限制凝汽式小火电建设的若干规定”的精神，本设计采用热电联产的方案。在满足供热需

10、要的前提下，多发电。这不仅具有节能效益，同时降低了企业的生产成本，还会减轻大气污染，从而提高经*效益和社会效益。2.1.2燃料（焦炉煤气）量a)煤气：流量：39940Nm3/h 回炉煤气流量：17532 Nm3/h 粗苯管式炉流量：765 Nm3/h 送热电厂煤气流量：21643 Nm3/h 洗苯后： 温度：27 压力：0.08MPa(表)净干煤气组成：成分H2CH4COCmHnCO2N2O2热值V%5560232758241.53370.30.817900KJ/Nm3杂质组成：含杂质量焦油氨硫化氢HCN苯萘g /Nm3微量0.030.020.3250.22.1.3锅炉蒸发量焦炉煤气是煤在焦炉

11、中干馏时产生的可燃气体混合物，是一种高热值燃料。焦化剩余焦炉煤气量为21643 Nm3/h,热量为17900kJ/ Nm3,燃气锅炉热效率按89%，焦炉煤气损耗按5%考虑，额定蒸汽压力3.82MPa，温度450,蒸汽焓值为3334kJ/kg，150未饱和水焓值为634 kJ/kg，剩余煤气产蒸汽量为179002164395%89%(3334-634)=121.316t/h经计算得知，余热可保证二台75t/h锅炉80%负荷运行。2.1.4储存及运输方式为保证锅炉及发电机组的运行稳定性，设置一座干式低压煤气储柜，储存煤气量按每小时消耗量的90%计算，储气柜容积为20000m3。焦炉煤气通过煤气管道

12、一路送至储气柜，一路直接送至燃气锅炉燃烧。煤气压力不稳时由储气柜补充。2.1.5锅炉点火锅炉点火采用自动点火或人工点火。2.2 热负荷2.2.1 工业热负荷： 焦化厂各装置的蒸汽用量详见全厂热负荷汇总表：序号车间或工段名称用汽等级加热方式蒸汽参数用汽量t/h冷凝液m3/h压力MPa温度冬季夏季平均平均1000.3 MPa1炼焦II0.51581.20.42冷鼓.电捕II0.5158322.53脱硫及硫回收II0.51587.06.54硫铵II0.515821.55洗脱苯II0.51584.02.56制冷II0.515801087生化处理0.515842.58生活及其它0.51581.201.0

13、09采暖0.51585.0010管网损失0.51582.2.合计0.515829.428.410.5根据工艺条件，焦化厂各种用汽量冬季平均为29.4t/h，夏季平均为28.4t/h， 参数为0.5MPa饱和蒸汽。折算到热电厂出口的设计热负荷为冬季26t/h，夏季27t/h。222供暖热负荷*集团区内目前现有供暖面积12104m2,供热方式为以各家各户土暖气供热，热效率低，能源浪费，环境污染严重。供暖面积12104 m2，供暖热指标取220kJ/m2h，供暖热负荷为26 GJ/h。*市供暖期室外计算温度为-7，当地冬季平均温度为-3，供暖期天数120天，由此计算出： 平均供暖热负荷与设计最大供暖

14、热负荷之比：18-（-3）/18-（-7）=0.84最小供暖热负荷与设计最大供暖热负荷之比：（18-5）/18-（-7）=0.52由此得出近期供暖热负荷如下：最大热负荷：26GJ/h平均热负荷：22GJ/h最小热负荷：13GJ/h2.2.3 设计热负荷根据工业热负荷及采暖热负荷，折算到电厂出口的设计热负荷见下表。设计热负荷汇总表项目单位供暖期非供暖期最大平均最小最大平均最小工业热负荷GJ/h878169847869T/h292725282623供暖热负荷GJ/h262213T/h974合计GJ/h11310382847869T/h383429282623第三章 电力系统*集团原电力系统由6.3

15、KV母线对*集团下属单位供电，供电线路6条，总负荷19000kW左右，所有负荷全部由该系统供给。两台机组投产后，全部满足集团公司的用电。根据该工程的特点，为了提高整个集团的经*效益，节省建设投资，简化审批手续，本工程采用孤网运行，由6.3KV母线直接对外供电。第四章 机组选型及供热方案4.1机组选型及蒸汽平衡4.1.1机组选型考虑到热能利用率和全厂经*效益，本期机组参数确定为：锅炉蒸汽参数为3.82Mpa，450,相应汽机进汽参数为3.43Mpa，435 。按照全部利用焦炉剩余煤气，同时满足全厂热负荷，兼顾以气(煤气)定电和热电联产的原则，并提高热电厂的效率和经*效益，在机组选择上充分考虑保证

16、运行安全可靠，操作简单灵活，投资省等因素，本工程拟定以下装机方案：选用二台75t/h，3.82MPa，450中温中压燃气锅炉并配置二台12MW抽凝机组。确定机炉配置方案如下：锅炉：YG-75/3.82 2台 汽机：C12-3.43/0.981 2台发电机：QF-12-2型 2台4.1.2运行方式分析1. 本工程为余气利用工程，根据焦炉煤气情况，锅炉负荷为80%，汽轮发电机组为额定负荷率的88%。不需减温减压供汽就能满足要求。装机方案蒸汽平衡表 单位：t/h 表4-1类 别项 目275t/h+2C12供暖期非供暖期最大平均平均最小3.82Mpa锅炉新蒸汽锅炉蒸发量121.3121.3121.31

17、21.3汽轮机进汽量117.6117.6117.6117.6减温减压器用汽量000汽水损失3.73.73.73.7平衡比较000工业用汽抽汽量55.752.243.740.3减温减压器供汽量0000抽汽使用高加用汽量10101010除氧器用汽量7.78.27.77.3外供汽量38342623热负荷GJ /h1131037869T /h38342623平衡比较0000发电功率19033196212116421752装机方案热经*指标表4-2序号项 目单位275t/h+2C12供暖期非供暖期最大平均平均最小1热负荷t/h38342623GJ/h11310378692锅炉蒸发量t/h121.3121

18、.3121.3121.33汽机进汽量t/h117.6117.6117.6117.64汽机外供汽量t/h383426235汽机外供热量GJ/h11310378696减温减压器用汽量t/h00007减温减压器供汽量t/h00008汽水损失t/h3.73.73.73.79发电厂用电率%5.510供热厂用电率%2.911综合厂用电率%8.412年供热量GJ/a63360013年发电量Kwh/a14793696014年供电量Kwh/a13551025515全年耗焦炉煤气量Nm3/a15582960016机组年利用小时数h616417热电比%11918全厂热效率%41.919年节标煤量t/a95000注：

19、焦炉按年运行7200小时计算。4.2主机规范1.锅炉：75t/h中温中压燃气锅炉型号：YG40-3.82/450额定蒸发量：75t/h额定工作压力：3.82MPa蒸汽温度：450给水温度：150排烟温度：150燃烧方式：室燃排污率：2%设计燃料：焦炉煤气设计效率：90%数量： 2台2.汽轮机规范型号：C12-3.43/0.981额定功率：12MW额定转速：3000r/min进汽压力：3.43Mpa进汽温度：435进汽量(额定/最大)：102/128t/h抽汽压力：0.981 Mpa抽汽温度：305抽汽量(额定/最大)：60/80t/h额定排汽压力：0.0049 Mpa冷却方式：水冷设备布置形式

20、：双层运转层标高：7米数量： 2台3.发电机规范型号：QF-12-2额定功率：12MW电压：6300V功率因数：0.8额定转速：3000r/min临界转速(1次/2次)：1960-1990/6040r/min励磁方式：静态励磁台数： 2台4.3供热方案电厂机组可满足热用户的用热需求，汽机正常运行时，其抽汽量足可满足生产和采暖用汽量，汽机发生故障时，通过减温减压器对外供热，以保障热用户的正常生产和采暖。第五章 建厂条件5.1 厂址选择5.1.1 厂址概况本工程厂址选择在*集团现有厂区内，与焦化厂相邻。不需另外征地。5.2交通运输*的铁路和公路密度均在中国名列前茅。*铁路、*（*）*（*）、*（*

21、）*（山）高速公路横贯全市，市内铁路、公路四通八达，市中心*距*南国际机场仅70公里，向东距*港300公里，空运、海运十分便捷。5.3电厂水源本工程新鲜水用量258.4m3/h。工业用水全部为矿坑水。为了节约用水，设计考虑废水回收，一水多用，在保护环境的同时也能提高电站的经*效益。5.4储灰场本工程锅炉燃用焦炉煤气，无灰渣排放。5.5工程地质和水文地质5.5.1场区自然气候*市*果里镇气候属于暖温带半湿润季风区大陆性气候，春旱多风、夏季炎热多雨、秋季易旱涝、冬季寒冷少雪，气温变化冬、夏两季较小，春秋两季较大。5.5.2气象条件历年平均温度 15.9历年最高温度 42.8历年最低温度 -25.1

22、年平均降水量 569.5mm年平均风速 2.6m/s春秋冬季主导风向 西南夏季主导风向 东北冬季平均气压 100.79kPa夏季平均气压 100.23kPa最大冻土深度 600mm5.5.3 场地岩土工程条件5.5.3.1地形地貌该场区地形平坦，地势无大起伏。地貌形态单一，为山前冲洪积平原。5.5.3.2地层岩性及其物理力学性质根据*省*市勘察测绘研究院所做的岩土工程勘察报告书(工程编号：1040415)，该厂址处未见不良地质情况。厂区地层分布、地质构造、各层土的物理力学性质及主要技术指标分述如下： 第(1)层杂填土(Q4ml)：为灰岩质碎石，下部含植物根系及有机质。该层层底埋深0.40-0.

23、80m，平均埋深0.56m；层厚约0.50-0.80m，平均厚度0.56m。第(2)层粉质粘土(Q4al+pl)：灰黄色，可塑，含铁锰质氧化物及少量有机质，混小豆状姜石，见白色螺壳碎片，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍有光滑。该层层底埋深3.20-3.60m，平均埋深3.45m；层厚约2.50-3.10m，平均厚度2.89m。 第(3)层粉质粘土(Q4al+pl)：灰黄色-褐黄色，可塑-硬塑，含铁锰质氧化物及混大量姜石，见白色螺壳碎片，干强度高，韧性中等，无摇振反应，稍有光滑。该层层底埋深6.70-8.50m，平均埋深7.61m；层厚约3.40-5.00m，平均厚度4.16m。 第(4)层

24、粉土(Q4al+pl)：黄色，密实-中密，稍湿，含铁锰质氧化物及云母片，见白色螺壳碎片，干强度低，无韧性，摇振反应迅速，无光泽反应。该层层底埋深15.00-17.60m，平均埋深16.38m；层厚约7.20-10.30m，平均厚度8.77m。第(5)层粉质粘土(Q3al+pl)：褐黄色，可塑-硬塑，含铁锰质氧化物及混少量姜石，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍有光滑。该层层底埋深20.80-22.00m，平均埋深21.41m；层厚约3.60-6.50m，平均厚度4.87m。第(6)层砂混砾卵石(Q3al+pl)：灰色，稍密，以灰岩质砾卵石为主，填充少量细砂，级配较好，细砂成分以石英为主，级配

25、较好，粘粒含量低，中密-密实，该层层底埋深25.00-35.00m，平均埋深29.00m；层厚约4.00-14.00m，平均厚度8.00m。第(7)层粉质粘土(Q3al+pl)：褐黄色，硬塑，含铁锰质氧化物及混大量姜石，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，稍有光滑。该层最大揭露埋深30.40m，最大厚度2.00m。5.5.3.3地下水情况由于在勘察深度范围内未见地下水存在，因此可不考虑地下水对混凝土基础的腐蚀。5.5.4岩土工程分析与评价5.5.4.1区域地质构造及其稳定性评价据附近地质资料知该场地东部为王母山断裂经过，该断裂走向东北，倾向西，为左旋正滑逆断层，被第四系覆盖，为非活动断裂，场区内

26、无其他新构造迹象的活动断裂带存在，地质条件较好。5.5.4.2场地土均匀性评价据勘察，该场地地基土层坡度小于10%，因此，场地内的地基土是均匀的。5.5.4.3地基上承载力及压缩模量的评价表5-1建议承载力特征值（KPa）压缩模量Es(MPa)第(2)层粉质粘土1605.5第(3)层粉质粘土1806.5第(4)层粉土1907.0第(5)层粉质粘土2008.0第(6)层砂混砾卵石26015.5第(7)层粉质粘土2309.55.5.5建筑抗震性能评价5.5.5.1场地地震效应根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）有关规定：*市*地震分组为第一组，抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度为0

27、.10g。5.5.5.2场地液化判定由于该场区内水位较深，粉土可不考虑液化影响，场地土类型以中软场地土为主，场地类别为类建筑场地。5.5.6岩土工程结论与建议1、场地地基稳定，均匀，地形平坦，地貌单一，交通便利，适宜建筑。2、场区抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度为0.10g，场区内无液化土层存在；建筑抗震设防类别为乙类，为建筑抗震的一般地段。3、场区最大冻结深度为0.50米。4、勘察深度范围内未见地下水。5、建议采用天然地基，以第层粉质粘土或第层粉质粘土为天然地基持力层。6、场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为类。第六章 工程设想 6.1厂区总平面布置6.1.1厂区总平面布置本工程建设规模为275t/h燃气锅炉配2C12MW汽轮发电机组。厂区总平面布置的原则是根据生产