低温余热电站工程6mw 75mw项目可行性研究报告书.docx
《低温余热电站工程6mw 75mw项目可行性研究报告书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低温余热电站工程6mw 75mw项目可行性研究报告书.docx（76页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
低温余热电站工程6mw75mw项目可行性研究报告书
低温余热电站工程（6MW+7.5MW）
可行性研究报告
1项目简介………………………………………………………………….1
1.1项目概况
1.2项目申报单位情况
1.3项目提出的必要性和意义
1.4项目的技术条件支持
2拟建项目情况……………………………………………………………..6
2.1拟建项目范围及内容
2.2可行性研究报告编制依据
2.3主要设计原则及指导思想
2.4本可行性研究报告的工作过程
2.5热力系统及装机方案
2.6循环冷却水系统
2.7化学水处理
2.8电负荷分析
2.9电站接入系统及电量平衡
2.10电气及自动化
2.11建筑及结构
2.12给排水
2.13通风及空气调节
2.14组织机构及劳动定员
2.15建设进度设想
2.16主要技术经济指标
3建设用地及相关规划……………………………………………………45
3.1公司位置及交通
3.2电站建设场地
3.3电站总平面布置
3.4道路工程
3.5竖向设计和雨水排除
3.6绿化设计
3.7总图技术经济指标
4消防……………………………………………………………………..47
4.1总图及交通运输
4.2建筑物及建筑物要求
4.3电气设施防火要求
4.4消防给水及电站各系统消防措施
4.5事故照明及疏散指示标志的设置
5职业安全与卫生………………………………………………………..48
5.1工程概述
5.2设计依据及标准
5.3生产过程中职业危害因素的分析
5.4本工程对各种危害因素采取的主要防范措施
5.5职业安全卫生机构
6资源和能源耗用与条件………………………………………………..52
6.1厂址
6.2主要气象资料
6.3地震烈度
6.4化学药品供应
6.5水源要求
6.6电源情况
6.7余热利用及节能
6.8节约用水
7生态环境影响分析……………………………………………………..56
7.1环境保护设计采用的标准
7.2污染物分析
7.3污染控制措施
7.4绿化
7.5环境管理及监测
7.6对环境的减排作用
8经济及社会效果分析…………………………………………………..59
8.1投资估算
8.2技术经济分析
8.3社会效益
9工程建设招标安排………………………………………………………68
10可行性研究报告的结论与建议………………………………………69
11附图
附图目录
附图1：
F01—6MW电站总平面布置图
附图2：
F02—6MW电站原则性热力系统图
附图3：
F03—6MW电站热力系统平衡图
附图4：
F04—1000t/d生产线余热分布图
附图5：
F05—2000t/d窑系统工艺流程及余热分布图
附图6：
F06—6MW电站主厂房±0.000平面布置图
附图7：
F07—6MW电站主厂房7.000平面布置图
附图8：
F08—6MW电站主厂房剖面图
附图9：
F09—6MW余热电站接入系统方案图
附图10：
F10—6MW余热电站计算机系统配置方案图
附图11：
F11—6MW电站给排水系统流程图
附图12：
F12—化学水处理系统流程图
附图13：
F13—7.5MW电站总平面布置图
附图14：
F14—7.5MW电站原则性热力系统图
附图15：
F15—7.5MW电站热力系统汽水平衡图
附图16：
F16—5000t/d窑系统工艺流程及余热分布图
附图17：
F17—7.5MW电站主厂房±0.000平面布置图
附图18：
F18—7.5MW电站主厂房7.500平面布置图
附图19：
F19—7.5MW电站主厂房剖面图
附图20：
F20—7.5MW余热电站接入系统方案图
附图21：
F21—7.5MW余热电站计算机系统配置方案图
附图22：
F22—7.5MW电站给排水系统流程图
1项目简介
1.1项目概况
***水泥有限公司根据本公司的具体情况，在对国家及***资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究，同时在对国内现有的资源综合利用电站、尤其是*工业设计研究院（*）所拥有的水泥窑低温余热电站的系统和技术进行了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和执行资源综合利用政策，同时保证水泥生产能够顺利进行，根据企业现有生产规模、技术条件，并综合考虑现有1000t/d、2000t/d以及5000t/d新型干法水泥生产线所产生的余热及场地布置等因素，拟利用上述三条水泥生产线窑头、窑尾余热资源，建设两套纯低温余热电站。
以达到充分利用熟料生产线排放的废热资源，降低生产成本，提高企业经济效益之目的。
公司于2006年4月提出了建设构想，随后公司委托*工业设计研究院编制可行性研究报告。
工程名称：
***水泥有限公司
低温余热电站工程（6MW+7.5MW）
1.2项目申报单位情况
***
1.3项目提出的必要性和意义
随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾将日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。
为此，早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，倡导要坚持资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。
开展资源综合利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。
人类生存和社会发展进步所必须依赖的石油、煤炭、水等均属于资源的范畴，均属于全人类、全社会所必须予以保护和合理综合利用的资源领域。
为贯彻落实《国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发[1996]36号）等文件的精神，国家经贸委于二〇〇〇年七月下发了——关于印发《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》的通知，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂（机组）。
该管理办法中明确指出：
资源综合利用电厂（机组）是指利用余热、余压、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母页岩）、煤泥······等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。
——对于以工业余热、余压为工质的资源综合利用电厂，应依据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺耗汽量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量，并且特别是指回收利用工业生产过程中产生的可利用的热能及压差进行发电的企业。
利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电站的产品——电力将回用于水泥生产，这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量余热的同时，又减少了水泥厂对环境的热污染以及粉尘污染，这将给企业带来巨大的经济效益。
这套系统是一个典型的循环经济范例。
循环经济的思想萌芽兴起于60年代，到了80年代，人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。
到了90年代，特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年，源头预防和全过程治理替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流，人们在不断探索和总结的基础上，提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线，逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。
循环经济内涵是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式，它要求以“减量化→再利用→再循环”（3R）为社会经济活动的行为准则，把经济活动组织成一个“资源→产品→再生资源”的反馈式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放，提升经济运行质量和效益。
“减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的实际操作原则。
2004年9月28至29日，国家发展改革委在北京召开全国循环经济工作会议。
会议作了题为“贯彻和落实科学发展观，大力推进循环经济发展”的报告。
会议指出，循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。
发展循环经济有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式，有利于提高经济增长的质量和效益，有利于建设资源节约型社会，有利于促进人与自然的和谐，充分体现了以人为本，全面协调可持续发展观的本质要求，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择，也是关系中华民族长远发展的根本大计。
会议指出，要在五个环节加快推进循环经济发展。
在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用率；在资源消耗环节，要大力提高资源利用效率；在废弃物产生环节，要大力开展资源综合利用；在再生资源产生环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源；在社会消费环节，要大力提倡绿色消费。
本余热电站建成后，可大力回收和循环利用水泥窑废气，提高水泥线的整体资源利用水平，为资源的绿色消费贡献力量。
1.4项目的技术条件支持
国外纯低温余热发电技术从六十年代末期即开始研制，到七十年代中期，无论是热力系统还是装备都已进入实用阶段。
此项技术的应用到八十年代初期达到了高潮，尤其是日本，此项技术较为成熟，不但在本国二十几条预分解窑熟料生产线上得到应用，并且出口到台湾、韩国等一些国家和地区。
他们开发研制的余热锅炉及中、低品位蒸汽汽轮机，经数十个工厂多年运转实践证明，技术成熟可靠并具有很大的灵活性。
1996年日本新能源产业株式会社（NEDO）向我国安徽省宁国水泥厂赠送了一套6480kW的纯中、低温余热电站设备，余热电站的工程设计、开发、技术转化由*工业设计研究院（*）承担，目前已投入运行。
*承担设计的广西鱼峰水泥股份有限公司纯低温余热电站工程，电站装机容量7000kW，设计发电功率5700kW，2004年7月并网发电成功，至今已正常发电。
2003年4月，*设计的全部国产装备的纯低温余热电站在上海万安集团金山水泥厂1200t/d四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机2500kW，正常发电功率为1900~2100kW，吨熟料发电量达38~40kWh，接近同类电站的国际先进水平。
2005年6月，*设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江小浦众盛水泥有限公司2000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW，正常发电功率为3200~3300kW，吨熟料发电量达30~32kWh，使得2000t/d五级预热器水泥熟料生产线纯低温余热发电达到了一个崭新的技术水平。
2005年7月，*设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江煤山众盛建材有限公司5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机6000kW，正常发电功率为6300~6500kW，吨熟料发电量达30~32kWh，谱写了5000t/d五级预热器水泥熟料生产线进行纯低温余热发电的又一新篇章。
2005年9月，*设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江三狮有限公司2000t/d+5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW+6000kW，正常发电功率约10000kW，吨熟料发电量达31~33kWh，该厂每天因发电的建设而净利润12余万元，预计2.5年回收电站建设的全部投资。
除此之外，由*承担设计的目前已投产及在建的余热电站还有海南昌江华盛天涯水泥有限公司纯低温余热电站技改工程（6MW）、甘肃祁连山水泥集团股份有限公司纯低温余热电站技改工程（6MW）、云南国资水泥红河有限公司纯低温余热电站技改工程（3MW）等等，在不久的将来均将陆续投产。
*设计这些余热电站的相继建成及投产，收到了良好的经济效益与社会效益，在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，为可持续发展战略作出了贡献。
2拟建项目情况
2.1拟建项目范围及内容
根据现场实际情况及公司的要求，本可行性研究报告的范围如下：
三条干法水泥生产线窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）；
三条干法水泥生产线窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）；
锅炉给水处理系统；
汽轮发电机系统；
电站循环水系统；
站用电系统；
电站自动控制系统；
电站室外汽水系统；
电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统。
2.2可行性研究报告编制依据
·***水泥有限公司提供的有关可行性研究报告的基础资料；
·国家有关法律、法规，技术规范、规定等。
2.3主要设计原则及指导思想
可行性研究报告必须体现国家宏观经济政策和可持续发展的要求，坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则，真实、全面地反映项目的有利和不利因素，提出可供业主决策的建议，为国家有关部门审批项目提供可靠的依据。
可行性研究报告是建设前期工作的重要内容，是投资建设正确决策的重要依据和基础。
可行性研究报告必须满足国家有关法律、法规、产业政策和相关部门对于编制可行性研究报告的内容和深度规定的要求。
总体技术方案要求在本技改工程实施时不能影响熟料生产线的正常生产，总体技术方案要保证电站在正常发电时，不影响生产线的正常生产，在此前提下可行性研究报告中电站总体技术方案的设计遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，认真研究项目建设条件，通过多方案比较，提出供业主选择的技术方案，为业主选择适宜的技术方案提供依据。
具体指导思想如下：
（1）以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，要经过认真的剖析与调研不得在本工程中重复出现。
（2）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。
（3）尽可能利用公司现有设备、设施并尽最大可能利用余热。
（4）生产设备原则上采用国内优质产品。
（5）资源综合利用电站的马达控制和过程控制采用计算机控制系统，达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少操作岗位定员，以降低成本。
（6）贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。
2.4本可行性研究报告的工作过程
在可行性研究报告过程中，按照*《质量手册》规定的要求，设计经理编制工程开工报告，经批准后向参加报告编制的各专业全体人员作开工报告，明确研究依据、范围、原则、要求等。
各专业在研究过程中对主要方案、满足业主要求、符合开工报告规定等方面进行了单专业的、综合专业的设计评审。
2.5热力系统及装机方案
2.5.1可利用余热资源
根据水泥线热工标定的废气参数，本工程余热条件如下：
1）1000t/d窑尾预热器出口废气参数如下：
风量：
85700Nm3/h,风温：
335℃，压力：
－6400Pa，排风温度220℃（排出废气用于生料烘干），具有约1516×104kJ/h的热量。
2）1000t/d窑头冷却机中部出口废气参数如下：
风量：
51600Nm3/h（中部取风）,风温：
330℃，压力：
－380Pa，排风温度125℃，具有约1560×104kJ/h的热量。
3）2000t/d窑尾预热器出口废气参数如下：
风量：
178500Nm3/h,风温：
305℃，压力：
－5000Pa，排风温度216℃（排出废气用于生料烘干），具有约2343×104kJ/h的热量。
4）2000t/d窑头冷却机中部出口废气参数如下：
风量：
116700Nm3/h（中部取风）,风温：
370℃，压力：
－460Pa，排风温度125℃，具有约3770×104kJ/h的热量。
5）5000t/d窑尾预热器出口废气参数如下：
风量：
350000Nm3/h,风温：
340℃，压力：
－5000Pa，排风温度216℃（排出废气用于生料烘干），具有约6483×104kJ/h的热量。
6）5000t/d窑头冷却机中部出口废气参数如下：
风量：
244000Nm3/h（中部取风）,风温：
370℃，压力：
－460Pa，排风温度112℃，具有约8260×104kJ/h的热量。
上述窑头、窑尾两部分被利用的废气余热总量约为23932×104kJ/h。
2.5.2热力系统及装机方案设计原则
1）充分利用该公司生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废气余热。
2）本余热电站的建设及生产运行应不影响水泥生产系统的生产运行；
3）本余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平。
4）烟气通过余热锅炉收集下来的窑灰回收并用于水泥生产以达到节约资源及环境保护的目的。
2.5.3热力系统及装机方案确定
2.5.3.1装机方案的确定
根据目前国内余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，电站拟采用低温余热发电技术。
根据厂区位置，现有的1000t/d水泥生产线和2000t/d水泥生产线在一个厂区内，5000t/d水泥生产线在另一个厂区内，且两厂区距离较远，考虑建设两套电站系统，即1000t/d水泥生产线和2000t/d水泥生产线配套一组余热电站，5000t/d水泥生产线配套一组余热电站。
1）电站1装机方案（1000t/d和2000t/d配套电站）
1000t/d窑头余热锅炉产生主汽参数：
1.0MPa-310℃,1000t/d窑尾余热锅炉产生主汽参数：
1.0MPa-310℃;2000t/d窑头余热锅炉主汽参数：
1.0MPa-330℃,2000t/d窑尾余热锅炉主汽参数：
1.0MPa-290℃;四台余热锅炉所产生的主汽混合后进汽机参数：
0.9MPa－300℃。
具体如下：
（1）1000t/d窑头余热锅炉
根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产3.4t/h－1.0MPa－310℃过热蒸汽；
（2）1000t/d窑尾余热锅炉
根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产6.4t/h－1.0MPa－310℃过热蒸汽；
（3）2000t/d窑头余热锅炉
根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产10.1t/h－1.0MPa－330℃过热蒸汽；
（4）2000t/d窑尾余热锅炉
根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产9.4t/h－1.0MPa－290℃过热蒸汽；
（5）汽轮机组
以上四台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去管线的压力及温度损失混合为29.3t/h-0.9MPa-300℃过热蒸汽，作为汽轮机进汽；排气为压力≤0.008MPa（目前国内低压汽轮机的排气压力）的湿蒸汽。
经计算以上蒸汽共具有约5500kW的发电能力。
考虑装机方案如下：
方案一：
1台4.5MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉＋2台窑尾余热锅炉。
方案二：
1台6MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉＋2台窑尾余热锅炉。
由于汽轮机的工作范围为额定的40％～110％，显然4.5MW汽轮机不能满足正常发电的要求；当水泥窑的运转不稳定时，一条窑停止运转，相应的两台余热锅炉都要停运，蒸汽产量降低，但仍然在汽轮机的正常工作范围内，不会影响正常的电站运行。
综合考虑选择第二个装机方案。
因此，电站1确定装机方案如下：
1台6MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉＋2台窑尾余热锅炉
2）电站2装机方案（5000t/d配套电站）
5000t/d窑头余热锅炉产生主汽参数：
1.0MPa-330℃,5000t/d窑尾余热锅炉产生主汽参数：
1.0MPa-320℃;两台余热锅炉所产生的主汽混合后进汽机参数：
0.9MPa－310℃。
具体如下：
（1）5000t/d窑头余热锅炉
根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产21.0t/h－1.0MPa－330℃过热蒸汽；
（2）5000t/d窑尾余热锅炉
根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产26.0t/h－1.0MPa－320℃过热蒸汽；
（3）汽轮机组
以上两台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去管线的压力及温度损失混合为47t/h-0.9MPa-310℃过热蒸汽，作为汽轮机进汽；排气为压力≤0.008MPa（目前国内低压汽轮机的排气压力）的湿蒸汽。
经计算以上蒸汽共具有约8100kW的发电能力。
考虑装机方案如下：
方案一：
1台9MW凝汽式汽轮机组+1台窑头余热锅炉＋1台窑尾余热锅炉。
方案二：
1台7.5MW凝汽式汽轮机组+1台窑头余热锅炉＋1台窑尾余热锅炉。
由于水泥窑的运转有不稳定性，一旦产量降低，相应的两台余热锅炉的蒸汽产量都将降低，这样对于方案1来说，汽轮机将处于较低的负荷状态，对汽轮机的运行不太有利，然而对方案2来说，正常生产时，汽轮机也只超发8％（在汽轮机的工作范围内40％－110％），窑产量降低时，汽轮机也不会出现大的甩负荷。
从投资角度来看9MW汽轮机显然是一种浪费。
综合考虑选择第二个装机方案。
因此，电站2确定装机方案如下：
1台7.5MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉＋2台窑尾余热锅炉
2.5.3.2热力系统
根据上述装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的目的，结合水泥生产工艺条件，热力系统方案确定如下：
在窑头冷却机中部废气出口设置窑头余热锅炉。
为减轻锅炉磨损，在窑头余热锅炉前设置了粉尘分离装置。
窑头余热锅炉分两段设置，其中I段为蒸汽段，II段为热水段。
在窑尾预热器废气出口设置窑尾余热锅炉。
窑尾余热锅炉只设置I段－蒸汽段。
（1）在电站1中，1000t/d窑头余热锅炉I段生产3.4t/h－1.0MPa－310℃过热蒸汽过热蒸汽，II段产生170℃左右的热水10.2t/h，其中3.55t/h的热水提供给窑头余热锅炉I段，另外6.65t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水；窑尾余热锅炉产生6.4t/h参数1.0MPa－310℃的过热蒸汽。
2000t/d窑头余热锅炉I段生产10.1t/h－1.0MPa－330℃过热蒸汽，II段产生170℃左右的热水20.2t/h，其中10.5t/h的热水提供给窑头余热锅炉I段，另外9.7t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水；窑尾余热锅炉产生9.4t/h参数1.0MPa－290℃的过热蒸汽。
以上四台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去管线的压力及温度损失混合为29.3t/h-0.9MPa－300℃过热蒸汽作为主蒸汽进汽轮机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水,凝结水经凝结水泵送入锅炉给水泵为两台窑头余热锅炉II段提供给水，从而形成完整的热力循环系统，热力系统具体方案详见附图F02—6MW电站原则性热力系统图。
（2）在电站2中，5000t/d窑头余热锅炉I段生产21t/h参数1.0MPa－330℃过热蒸汽，II段产生170℃左右的热水48.8t/h，其中21.8t/h的热水提供给窑头余热锅炉I段，另外27t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水；窑尾余热锅炉产生26t/h参数1.0MPa－320℃的过热蒸汽。
以上两台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去管线的压力及温度损失混合为47t/h-0.9MPa－310℃过热蒸汽作为主蒸汽进汽轮机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水,凝结水经凝结水泵送入锅炉给水泵为窑头余热锅炉II段提供给水，从而形成完整的热力循环系统，热力系统具体方案详见附图F14—7.5MW电站原则性热力系统图。
上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与水泥生产配合，可最大限度的利用余热。
上述方案的特点如下：
1）窑头余热锅炉
根据水泥生产线窑头冷却机废气排放温度的分布，在满足熟料冷却及工艺用热的前提下，均采取中部取风，从而提高进入窑头余热锅炉的废气温度，在缩小窑头余热锅锅炉体积的同时增大了换热量，并且提高了整个系统的循环
升级会员 