180烧结发电技术协议解析.docx
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180烧结发电技术协议解析
沧州中铁装备制造材料有限公司
180㎡烧结余热发电工程
总承包协议技术附件
二零一三年二月
技术协议
沧州中铁装备制造材料有限公司新上180㎡烧结余热发电工程总承包工程设计、土建（不含桩基）、安装、调试等工程，建设地点河北省沧州市黄骅港，经双方协商一致，签订本技术协议。
第一条设计依据：
1、设计原则
本着“先进，合理，经济，实用和节能降耗”的原则，结合发包人具体情况，进行设计。
在设计过程中要采用成熟可靠的技术装备，提高控制水平.
2、采用成熟稳定、实用可靠的工艺流程和设备，技术装备水平和主要技术经济指标达到国内中等水平。
3、控制水平要求经济、稳定可靠、实用，确保产品质量和稳定高产。
4、采用实用可靠的环保技术和装备，防止和减少粉尘、噪声等对环境的污染，达到国家、地方、企业的环保要求，除尘灰回收利用，无生产污水排放。
5、严格执行现行的国家或地方关于节能、环保、消防、劳动安全卫生等方面的标准、法律、法规、规定和规范。
6、总图布置做到工艺流程合理、顺畅、紧凑。
第二条承包人向发包人交付的设计文件、份数、地点及时间:
（1）初步设计文件一式四份，
（2）施工图设计文件一式五份
第三条生效及其他：
1、发包人有权要求承包人派技术人员进行施工现场服务，并解决有关图纸的设计问题。
第一部分设计、制造和施工安装质量控制和检验标准
1、承包人所提供的设计、设备和材料应是：
（1）现代化、先进、成熟的和稳定高产量产品和/或工作的专利技术、专有技术和设备。
（2）保证质量、全新的和可靠的、并符合招标技术规格、技术参数技术条件、正常和安全运行及长期使用的要求。
（3）具有良好的操作性、维修性、良好的安全性能、不污染环境及危害人身健康。
2、承包人在本合同工程范围内的设备、备件和材料的设计、制造、检验中应遵照合同签订时行业现行有效的规范和国家标准。
3、本合同工程实施中所采用的规范、规定、规程、标准等均应是合同签字之日以前最新公布的。
4、没有国家或行业标准的按照双方商定确认的标准执行。
第二部分建设规模及系统描述
一、建设规模
目前中铁装备制造材料有限公司现有1台180㎡烧结机，其环冷机参数如下：
序号
名称
单位
数量
备注
1
台数
台
1
2
烧结面积
m2
180
利用系数
t/（m2h）
1.25
设备能力1.6
3
烧结料层厚度
mm
700
铺底料厚度
mm
30
4
烧结矿产量
万t/a
178.2
5
混均矿耗量
Kg/t矿
870
6
生石灰
Kg/t矿
85
7
返矿率
%
20
8
烧结机机速
m/min
1000
9
烧结、环冷机机速比
环冷机500-1500r/min
10
焦粉耗量
Kg/t矿
45
11
焦炉煤气耗量
Nm3/h
1500
12
焦炉煤气热值
KJ/Nm3
13000
13
主抽风机
14
台数
台
1
14.1
风量
m3/min
18500
14.2
风温
℃
130
14.3
风压
Kpa
17
14.4
风门开度
℃
70
14.5
烧结机下方风箱
总数
22
15
烧结终点位置
21号
16
烧结终点温度
℃
350-400
二环冷机配置及参数
1
环冷冷却面积
m2
190
2
环冷机矿料处理量
t/h
360
3
受料温度
℃
700
4
落料温度
℃
120
5
单辊破碎
有
6
矿料高度
mm
1500
7
冷却风机
台
4
7.1
风压
Kpa
4
7.2
风量
m3/h
326000
7.3
功率
kw
450
7.4
运行台数
4
8
冷却机下风箱
钢结构和混凝土结构
9
环冷机冷却温度
一段温度
℃
350
二段温度
℃
200
三段温度
℃
150
拟建设规模为25t/h余热锅炉4.5MW凝汽式汽轮发电机组，因考虑公司冬季用蒸汽量比较大，本工程考虑自锅炉主蒸汽管道接出减温减压装置一套，和公司现有的低压蒸汽管网对接。
本工程包括设计、土建、安装、单体调试和整体热负荷调试等项目，新增的建筑物及设施主要有：
主厂房、烟囱及水平烟道、机力冷却塔、综合泵站、降温池、检修间、仓库、办公楼等。
二、机、炉主要技术参数
1、锅炉（杭锅或盐城锅炉）
数量：
1台
主蒸汽参数：
压力:
1.6MPa
过热蒸汽温度:
360℃蒸汽流量:
18.85t/h
补汽蒸汽参数：
压力:
0.4MPa
过热蒸汽温度:
190℃蒸汽流量:
4.91t/h
锅炉排烟温度141.6℃，
锅炉低压给水温度36℃。
2、汽轮机（青岛捷能汽轮机，控制系统使用北京和利时电调DDV阀控制，滑参数运行机组）
型号：
数量：
1台
额定功率：
4.5MW
转速：
3000r/min
主蒸气进汽压力：
1.55MPa（a）
主蒸气进汽温度：
355℃
补汽压力：
0.35MPa（a）
补汽温度：
185℃
排汽压力：
11kPa
排汽温度：
42-43℃
3、发电机（四川东风发电机无刷励磁）
型号：
数量：
1台
额定功率：
4.5MW
电压等级：
10.5kV
额定转速：
3000r/min
功率因数：
0.8
频率：
50Hz
三、系统描述
（一）：
机务专业
1、锅炉部分
1）锅炉本体（包括炉墙、给水调节阀、锅炉顶棚、炉顶小室等）设备及安装
2）循环风机（配电机、变频器）及安装
3）连续排污扩容器及安装
4）定排扩容器及安装
5）疏水扩容器及安装
6）疏水泵（配电机）及安装
7）安全排汽消音器及安装
8）疏水箱制作及安装
9）磷酸盐加药装置（两箱三泵）及安装
10）给水加联氨装置（两箱三泵）及安装
11）自动取样装置（包括取样分析、高温架、仪表、闭式除盐冷却装置等）及安装
12）炉顶电动葫芦、引风机电动葫芦及安装
13）冷风道制作及安装
14）热风道制作及安装
15）烟道制作及安装
16）现场制作钢平台扶梯及安装（连排操作平台等）
17）锅炉部分现场制作钢操作平台用材料及安装（除氧器操作平台等）
2、汽轮发电机部分
1）本体、冷凝器、高、低压加热器、汽封加热器及抽风机、主油箱及排油烟风机、启动油泵、润滑油泵、事故油泵、本体疏水膨胀箱、均压箱、射水抽汽器、主汽阀及座架、本体导汽管路、本体疏水管路、抽汽阀等）设备及安装（带电液调）
2）给水泵（配电机）及安装
3）高压加热器及安装
4）凝结水泵（配电机）及安装
5）射水泵（配电机）及安装
6）补充油箱及安装
7）真空滤油机和补油管路的安装
8）除氧器（包括水箱）及安装
9）低加疏水泵（配电机）及安装
10）试验用蒸汽除盐水及油系统充油
11）电动双梁桥式起重机
12）除氧器检修用电动葫芦
其中油系统要求使用不锈钢管道，尽量减少阀门连接。
3、热力系统部分
主要包括主蒸汽管道（包括临时吹扫管道）及安装、高压给水（包括冲洗用除盐水）及再循环管道及安装、低压给水管道及安装、除氧器有关管道及安装、除盐水管道及安装、汽机本体定型管道及安装、外供汽管道及安装、全厂疏放水管道及安装、锅炉疏水排污管道及安装、取样、加药等杂项管道及安装。
4、烟气系统部分
180m2烧结机环冷机余热锅炉从烧结环冷机高温段烟囱及密封罩引出的烟气通过烟气母管送入余热锅炉顶部，经过炉膛，从余热锅炉下部排出，通过管道接至循环风机，加压后，将烟气管道分别接至环冷机的风箱及原鼓风机的出口风管道上。
为有效调节烟气流量，在循环风机入口和回送烟气支管上设有调节翻板阀。
余热锅炉的烟气管道采用架空敷设的方式，保温材料采用硅酸盐棉毡，外包镀锌铁皮。
从烧结环冷机高温段烟囱及密封罩接出来的烟气管道温度～400℃，回至环冷机的烟气管道温度≤165℃。
为防止烟气对管道冲刷的破坏，在管道的转弯处采取防磨措施。
为保证系统的温度，在以下部位要求做保温处理：
锅炉本体及汽轮机本体保温、热机部分辅机、热机烟风管道、辅助系统（压缩空气、吹扫空气）保温。
因考虑到原有烧结余热环冷机密封效果较好，本工程包括环冷机密封，和增加下料口取烟点。
2、电厂循环水系统部分
电厂冷却水设施采用机力通风冷却塔（冷却塔水池采用地上式），经冷却塔冷却后的循环水经管道至循环水吸水前池，通过设在综合泵房内的2台双吸卧式离心泵加压，循环供水及回水沟采用螺旋焊缝钢管（钢管内外壁均设有防腐）。
为保证循环水系统及机组的正常运行，系统设有胶球清洗及循环水加阻垢剂杀菌剂装置。
设80m3低位水箱一座，所有设备冷却水回收到低位水箱后用加压泵到冷却塔回收利用。
3、电厂工业水系统部分
为满足辅机设备的冷却水用水要求，设有200m³工业储水池，在综合泵站内设2台单吸离心泵对工业水进行加压。
4、电厂消防水系统部分
为满足电厂消防用水的要求，设有消防储水池，在综合泵站内设二台消防泵进行加压，消防管网室外部分设有分段检修阀门及地下式消火栓。
5、电厂生活水系统部分
电厂生活水从钢厂生活水管网接。
6、电厂雨水及生活污水排放部分
电厂的雨水及生活污水分流，均采用暗管排放，排至钢厂相应的排水管道。
（三）电气部分
1、概述
设计中所使用的单位是国际单位制，采用的技术标准及范围为：
1）《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254～50256-96
2）《工业企业煤气安全规范》GB6222-86
3）《电力建设施工及验收技术规范》（SDJ279-90）
4）《火力发电厂模拟量控制技术系统在线验收测试规程》（DL/T657-1998）
5）《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程》（1996）
6）《火电工程启动调试工作规定》（1996）
7）《火电工程调整试运质量检验及评定标准》（1996）
8）相关产品及设备的制造标准
2、高压配电系统
高压配电系统由高压开关柜和互感器柜组成，完成发电机与系统并网的要求。
高压开关柜选用采用金属铠装移出式高压柜，断路器选用真空断路器。
高压开关柜集中安装在高压配电室内。
（高低压柜用河南森源）
联络柜：
本工程发电机要与系统并网，就是通过联络柜来实现的，联络柜一端接发电机并网母线，另一端与10kV系统相连。
（ABB或河南森源）
厂用电柜：
厂用变压器高压柜，完成发电及配套设备的供电，全厂配置干式（环氧树脂真空浇注）变压器。
（保定天威）
电压互感器、电流互感器柜：
电压互感器柜分别为系统电压互感器、发电机机端电压互感器和仪表电压互感器；电流互感器柜为发电机机端和机尾电流互感器。
发电机出线柜：
发电机与系统并网的开关柜；
母线隔离柜：
发电机机端母线与系统母线的隔离柜；
发电机小间内采用铜母线，发电机小间至10KV配电装置引出线采用电缆。
1）、低压配电系统
本工程除发电机外，其它厂用附属设备都是低压的，低压配电系统采用双电源，单母线分段。
一电源取自厂用变压器，另一电源（备用电源）取自厂内其它低压配电系统，两路电源互为备用，自动切换。
低压配电柜选用抽屉式开关柜。
厂用电系统采用10KV和380/220V两级电压。
10KV系统供给低压厂用变压器和容量大于200KW的电动机负荷，380/220V系统供给容量小于或等于200KV的电动机，以及照明、检修等负荷。
10KV系统为中性点不接地系统，380/220V系统为中性点直接接地系统。
380/220V主厂房用电采用单母线接线，分别向两台发电机及两台锅炉的低压负荷、锅炉补给水处理、综合泵房等负荷供电。
正常时由两台低压厂用工作变压器分别向两段供电，工作变压器故障时备用变压器自动投入。
低压系统连锁及控制进入PLC自动化控制系统集中控制，主要设备设机旁操作箱以便检修维护和调试，操作方式转换开关设在机旁操作箱内。
2）、高低压保护及自动控制系统
2.1发配电控制系统的特点
●发电量与电网容量相比很小，故发电机输出的有功功率和无功功率的变化对电网的电压、频率影响很小。
●为了不对发电机频繁停车解列，和复风后的起动并网，在高炉短期修风时允许发电机转入电动运行。
●依据高炉余压发电的特殊性，发电机只能依据高炉工况变化进行调节。
在保证高炉炉顶压力稳定的情况下多发电。
所以发电机的出力不能依据负荷的需要而调节。
根据以上特点，发电机不宜单独给用电负荷供电而必须与电力系统并网运行。
2.2发配电控制系统的构成
高压发配电控制系统和低压辅机配电系统
2.3发配电控制系统的内容
3、发电机控制系统
发电机的额定参数为三相交流。
50HZ，额定功率4500KW，额定电压10KV，功率因数为0.8，额定转速3000r/min，Y接法。
为保证安全运行，发电机采用无刷整流励磁方式。
自带励磁调节柜，能满足自动、手动励磁调节及强励磁的要求。
励磁调节按恒电压自动调节（发电机在起动并网过程中）和恒励磁调节或恒无功率或恒功率因素自动调节（发电机并网发电后）。
机组正常运行时，励磁调节能在三恒之间平稳切换，并能失步再整步。
能使发电机在失磁状态下短时运行，并且能从发电机运行状态过程到电动运行状态。
同时也能满足在运行中由电动运行状态恢复到发电机运行状态。
4、自动准同期并网系统
发电机与电网并网的方式为准同期并网，当自动调节实现发电电压、频率相位与系统侧的电网的电压、频率、相位差值在允许范围之内时，由自动准同期装置按整定的导前时间发出合闸信号，指令断路器合闸回路接通发电机与电网运行。
为了提高自动化水平，设计采用微机型准同期装置。
（国电南自）
系统实现自动准同期与手动准同期并存。
选用微机自动准同期装置，以单片计算机为核心，采用PSD技术和超大规模集成在线可编程技术CPLD及动态相位跟踪技术，不断监测发电机和系统的电压、频率，并可根据频差、压差大小发出宽窄不同的调节脉冲，直到频差、压差满足要求。
在压差、频差满足要求的情况下，不断监测发电机电压和系统电压的相位差，准确确定断路器合闸时刻，实现快速无冲击合闸。
5、站用变保护系统
站用变压器包括：
电流速断保护、定时限过流保护及动作于信号的零序过电流保护。
6、联络线保护系统
联系线保护采用微机保护装置，包括：
方向电流速断保护、方向过流保护及动作于信号的零序过电流保护。
7、发电机保护系统
继电保护采用1微机保护装置，具有以下保护功能：
●两段复合电压闭锁过电流保护；
●失磁保护；
●定子接地保护；
●过电压保护；
●调相失压保护；
●过负荷信号；
●负序过负荷信号：
●TV断线判别功能；
●逆功率保护；
●发电机纵联差动保护，含比率差动保护、差动速断保护；
●转子一点接地保护；
●转子两点接地保护；
●TA断线判别功能；
●低周波保护
8、低压辅机控制系统的内容
根据发电装置的特点，厂用电电压等级为380／220V，动力与照明用电合一。
鉴于厂用电负荷的重要性，设计确定厂用电源为两路独立电源。
主母线采用单母线分段（1＃，2＃），正常工作时，两段母线分段运行。
当一路电源事故跳闸停电时，分段开关自动投入，分段设备用电自动投入，确保工厂用电的可靠性。
9、发配电系统控制模式
为实现生产的高效率化、自动化，设备辅机的自动化，各种监测参数的连锁、报警、保护执行机构的编程控制，发配电系统采用了一套当今具有先进水平的电子技术。
在控制室内设有控制屏，10kV系统的断路器在控制屏上操作和信号显示。
低压控制系统设有集中、机旁两种控制方式，控制回路设在低压配电柜内，机旁操作箱只设转换开关、控制按钮和指示灯。
高压控制系统（主要是断路器的分、合）就地（保护控制盘）操作方式。
10、发配电系统具有的职能
发配电部分
●实现发电机及系统故障的自动报警及保护；
●实现电能的自动记录及报表的自动打印；
●实现发电机电压、转速、相应的自动调节；
●在准同期条件下实现自动并网；
●实现机组故障的自动联锁；
●实现自动开机、自动停机功能。
低压辅机控制系统
●实现双路供电回路的自动保护切换；
●实现主、辅油泵切换，辅助油泵在油压低时自动切换；
●实现大型阀门的联锁开、关；
●实现快切阀的联锁快切功能；
●在紧急情况下实现各油泵的强制投运。
11、直流系统
选用微机控制，免维护蓄电池高频开关电源一套，电池为双套，额定电压DC220V。
12、照明
控制楼电气照明采用日光灯，主厂房电气照明采用防爆型灯具。
13、接地及防雷
所有电气设备正常非带电的金属外壳均可靠接地，高低压保护控制及自动化系统设置单独的接地网。
（四）自动控制部分
根据主厂房热力设备和辅助生产设备布置特点，本项目采用炉、机、电集中控制方式。
主厂房内锅炉、汽机、除氧给水等系统的热工控制采用分散控制系统（简称DCS）来实现。
DCS系统的覆盖范围主要包括：
数据采集和处理系统（DAS）、模拟系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）等。
汽包水位电视监视设备。
主要设备选型
a）DCS系统选用国内有成熟经验的技术先进的分散式控制系统。
（北京和利时）
b）常规检测仪表的选型
1）压力、差压变送器选用智能变送器，二线制，4～20mA信号制式；（威尔泰和川仪）
2）温度检测仪表：
采用电站测温用防爆热电偶、防爆热点阻；
3）流量检测仪表：
采用焊接式标准孔板；
4）执行机构：
执行机构选用国内生产的电动执行器，锅炉侧根据情况选用防爆电动执行器；（天津天七仪表厂）
5）安全栅：
选用无源的齐纳安全栅；
不间断电源保证计算机控制系统供电的可靠性，控制电源采用冗余配置。
本系统配置两面PLC控制柜,一面仪表柜,一面电池柜和计算机操作台一套.
（五）通讯部分
电厂行政电话站由钢铁厂统一考虑，电厂内仅设置一台调度电话交换总机，容量为15门。
在相关办公室及重要生产岗位设置分机，以便各部门间的联系，并作为生产调度的备用。
该机采用～200V交流电源作为主电源，备用电源由电厂UPS供电。
交流电源断电时，可自动切换由备用电源供电。
配置手持式无线电对讲机10台。
四、暖通专业
1、负责主厂房、锅炉补给水处理车间、综合泵站等机房内采暖、通风、空气调节。
2、主要设计原则
（1）对电气控制设备和有温度、湿度要求的房间进行空气调节。
（2）对有产生余热的房间进行通风换气以消除室内余热。
（3）主要办公室设有空调，一般常规办公室和其它房间均设置吊扇。
（4）通风、空调尽量采用节能效率高、低噪声设备。
3、通风及空调设施布置
（1）主控楼的控制室：
为保证电气控制设备正常运行和改善室内工作环境，每个控制室设置空调机进行空气调节。
（2）高低压配电室：
为消除室内余热，每个高低压配电室设置满足生产需要的空调
（3）主要办公室设置空调降温。
五、土建部分
主厂房为封闭式，抗震设防烈度为6度，主厂房设吊装孔。
自动控制柜、计算机柜及操作台均安装于操作室内。
另外,在主控室±0.00m平面设有高低压配电室。
操作间地面均做防静电地板，屋面做吊顶。
主厂房、烟囱、冷却塔基础按桩基考虑，桩基施工按电厂建（构）筑物承载力要求主厂房柱采用独立承台，汽机基础、烟囱等主要建构筑物采用板式承台，冷却塔基础承台，综合泵站等建筑物采用砼条形基础。
因地下水对基础内钢筋有弱腐蚀性，考虑外涂热沥青防腐。
主厂房采用轻型钢层屋架，现浇钢筋混凝土梁柱组成的框排架结构，填充墙采用加气砼砌块及多孔砖砌筑。
主厂房运转平台和控制室采用地板砖和不锈钢栏杆，汽机房3.5m钢平台及锅炉侧检修平台采用普通栏杆。
室外钢梯及汽机内钢梯按常规考虑。
采用塑钢窗，0m和运转层各设一道条形窗；厂房大门采用钢木门。
办公及化验室采用砖混，地面采用地板砖，现浇屋面板，基础采用柱下独立基础，墙下条形基础；综合泵房采用砖混结构，现浇屋面板、基础采用条形基础，各种水池、泵坑采用防水钢筋混凝土结构。
设计遵循的标准和依据：
国家现行有关规范及规程
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；
《砌体结构设计规范》GB50003-2001；
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
《钢结构设计规范》GB50017-2003；
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；
《建筑桩基技术规范》JGJ94-94；
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001；
《构筑物抗震设计规范》GB50191-93；
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002；
《高耸结构设计规范》GBJ135-90；
《烟囱设计规范》GB50051-2002；
《钢筋混凝土筒仓设计规范》GBJ77-85。
六、环境保护
（一）、设计依据
1、GB3095《环境空气质量标准》
2、GB16297《大气污染综合排放标准》；
3、GB8978《污水综合排放标准》
4、GB3096《城市区域环境噪音标准》
5、GB12348《工业企业厂区噪声标准》
（二）、主要污染源和污染物
本项目利用废气余热发电，不增加新的大气污染源。
本项目中，主要污染物和污染源有：
1、工艺过程中，铁矿石中的粉尘
2、汽轮机、发电机、引风机产生的噪声
3、废水
（三）、环保措施
1、工艺过程中铁矿石在半封闭的设备中进行，烧结机的操作采用自动控制无须人工在现场操作，对人体及环境不会造成危害。
2、本工程噪声主要来源于汽轮机、发电机、水泵等。
工艺设备选用低噪音或自带消声装置的设备，汽机和发电机设置于密闭厂房；各类供、排水泵等采用基础隔振等措施并设专用泵房或泵站。
上述噪声源产生的噪声，经优化设计、隔声降噪处理、厂房墙体屏障、空气吸收、距离衰减后,对厂界的影响满足《工业企业厂界噪声标准》的Ⅲ类限值要求，昼间低于65dB（A），夜间低于55dB（A）。
3、废水不含有毒、有害物质及悬浮物。
汽机冷凝器、电机空冷器、润滑油站等设备采用间接冷却水，使用后仅水温升高水质未受污染，回水利用余压上冷却塔，冷却降温后自流入泵站吸水井，经泵加压后通过管道过滤器送往用户循环使用。
七、消防
（一）、设计依据
1、《中华人民共和国消防法》；
2、《建筑设计防火规范》GBJ16；
3、《爆炸及火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058。
4、《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140。
（二）、消防安全措施
建有完善的消防和管理体系，配有专职消防干部和兼职消防员，厂区内厂房、道路、配电房均按标准的要求进行设计，设有室外消火栓及室内消防箱，灭火机等消防设施，发生事故时自动报警，新项目的规划在保持原有消防设施的前提下，全部新的消防设施：
1、严格按国家及地方的有关标准和规范进行设计；
2、工艺流水线上保证消防通道的畅通；
3、对职工进行防火教育，加强其安全意识，以保证生产安全。
（三）、给水消防系统
按《建筑设计防火规范》要求，本工程室内不设消火栓，仅考虑室外消防。
生产生活的给水与消防用水系统分开布置，各为独立，车间外设消火栓，口径DN40的水龙带，消火栓及水龙带的布置满足有两个水枪的充实水注能达到室内任意点，室内消火栓设手动报警按钮，并预备消防泵直接启动线路，给水及消防管材均采用镀锌钢管。
（四）、电气消防
整个报警系统选用二总线制，当发生火灾时，火灾探测器发出火灾
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