新型干法水泥窑纯低温余热发电项目可行性研究报告.docx
《新型干法水泥窑纯低温余热发电项目可行性研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型干法水泥窑纯低温余热发电项目可行性研究报告.docx（65页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
新型干法水泥窑纯低温余热发电项目可行性研究报告
新型干法水泥窑纯低温余热发电项目可行性研究报告
1
总论……………………………………………………………
1
1.1
项目概况………………………………………………………
1
1.2
企业概况………………………………………………………
1
1.3
设计依据………………………………………………………
2
1.4
设计基本原则…………………………………………………
2
1.5
项目提出的必要性……………………………………………
2
1.6
主要技术经济指标……………………………………………
6
1.7
初步结论………………………………………………………
7
2
主要建设条件…………………………………………………
9
2.1
余热条件………………………………………………………
9
2.2
建设场地………………………………………………………
9
2.3
电源……………………………………………………………
9
2.4
水源……………………………………………………………
9
2.5
自然条件………………………………………………………
10
3
电站主要技术方案……………………………………………
11
3.1
总图布置………………………………………………………
11
3.2
纯低温余热发电工艺…………………………………………
12
3.3
电气……………………………………………………………
20
3.4
自动控制………………………………………………………
22
3.5
化水及水工…………………………………………………
24
3.6
建筑和结构……………………………………………………
28
3.7
通风、空调……………………………………………………
30
4
环境保护………………………………………………………
31
4.1
设计采用的依据和标准………………………………………
31
4.2
项目污染源及环境影响分析…………………………………
31
4.3
污染防治措施…………………………………………………
32
4.4
环保设施投资…………………………………………………
33
4.5
本项目的环境效益……………………………………………
33
5
职业安全与卫生………………………………………………
34
5.1
概述……………………………………………………………
34
5.2
设计依据………………………………………………………
34
5.3
工程概述………………………………………………………
34
5.4
建筑及场地布置………………………………………………
35
5.5
建筑安全………………………………………………………
35
5.6
生产生活卫生设施……………………………………………
35
5.7
生产过程中职业危险、危害因素分析………………………
35
5.8
主要防范措施及预期效果……………………………………
36
6
消防……………………………………………………………
38
6.1
概述……………………………………………………………
38
6.2
设计依据………………………………………………………
38
6.3
消防配置………………………………………………………
38
7
节能与资源综合利用…………………………………………
40
7.1
节能……………………………………………………………
40
7.2
节水……………………………………………………………
42
7.3
提高土地资源利用率…………………………………………
43
7.4
其它……………………………………………………………
43
8
项目实施进度设想……………………………………………
44
9
组织机构、劳动定员及人员培训……………………………
45
9.1
组织机构设置…………………………………………………
45
9.2
劳动定员………………………………………………………
45
9.3
人员培训………………………………………………………
45
10
投资概算………………………………………………………
47
10.1
概述……………………………………………………………
47
10.2
估算编制范围…………………………………………………
47
10.3
编制依据及方法………………………………………………
47
10.4
投资估算表……………………………………………………
47
11
经济分析………………………………………………………
50
11.1
概述……………………………………………………………
50
11.2
项目总投资……………………………………………………
50
11.3
资金筹措………………………………………………………
50
11.4
生产成本与费用计算…………………………………………
51
11.5
财务经济评价…………………………………………………
52
11.6
分析结论………………………………………………………
55
12
招标内容………………………………………………………
56
12.1
招标范围和招标内容…………………………………………
56
12.2
自主招标方式…………………………………………………
56
附表
附图：
1、区域位置图1张
2、总平面布置图1张
3、工艺流程图1张
4、原则性热力系统图1张
5、电站水量平衡图1张
6、发电站电气原理主接线图1张
7、发电站自动化控制系统配置图1张
附件：
另外成册
1总论
1.1项目概况
1.1.1项目名称
焦煤集团千业水泥公司新型干法水泥窑纯低温余热发电项目。
1.1.2建设地点
焦作千业水泥有限责任公司位于河南省焦作市东北的田门村境内。
本项目建设场地位于公司现有厂区内，无需另行征地。
1.1.3建设规模及内容
建设规模：
利用焦作千业水泥有限责任公司正在运行的一条5000t/d熟料新型干法水泥生产线窑头冷却机和窑尾预热器的废气余热，建设一套9MW纯低温余热发电系统，年发电量为6120×104kWh，年供电量为5630×104kWh。
建设内容：
窑头余热锅炉（AQC炉）、窑尾余热锅炉（SP炉）、汽轮发电机系统等，以及与之相配套的供、配电系统及自动化控制系统。
1.2企业概况
河南省焦作煤业（集团）有限责任公司是我国六大无烟煤生产基地之一，已有100多年的开采历史。
1949年9月成立焦作矿务局，1999年5月改制为焦作煤业（集团）有限责任公司。
经过近几年的改革、改制，焦作煤业（集团）公司已发展成为一个以煤为本，以电力为先导，以冶炼、建材、化工、机械、电子、轻工为中坚，融第三产业为一体的大型综合性工业企业，为河南省政府直管的13家大型国有企业之一。
2006年焦作煤业（集团）完成生产经营总额46亿元，上缴税金4.3亿元，总资产达到59亿元。
企业实力大幅增强。
按照焦作煤业（集团）“十一·五”发展规划，到2010年焦作煤业（集团）要发展成为“双百亿”（即生产经营总额达到100亿元，固定资产达到100亿元）特大型企业。
焦作千业水泥有限责任公司是河南省焦作煤业（集团）有限责任公司控股的股份制企业。
该公司于2004年8月注册成立，规划建设规模为两条5000t/d熟料新型干法水泥生产线。
一期5000t/d熟料新型干法水泥生产线于2007年2月份建成投产。
1.3设计依据
1.3.1焦作千业水泥有限责任公司的委托。
1.3.2焦作千业水泥有限责任公司与中国中材国际工程股份有限公司签署的有关合同。
1.3.3焦作千业水泥有限责任公司提供的有关基础资料。
1.4设计基本原则
（1）在不影响水泥熟料生产的前提下最大限度地利用余热。
（2）在技术方案上统一考虑回收利用窑头熟料冷却机及窑尾预热器的废气余热。
（3）在生产可靠的前提下，提倡技术先进，以降低操作成本和基建改造的投入，为业主提供尽可能大的投资收益比。
（4）以生产可靠为前提，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，克服同类型、同规模项目中暴露出的问题。
（5）选用国内成熟可靠的先进设备，确保系统整体装备水平处于国内领先地位。
（6）贯彻执行国家和地方对环保、劳动安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”，确保工程建成后能通过有关工程验收。
（7）强调建筑美学设计和环保设计，使焦作千业水泥有限责任公司余热发电工程成为一个文明、美丽的现代化工程。
1.5项目提出的必要性
焦作千业水泥有限责任公司拟充分利用水泥厂的新型干法水泥熟料生产线余热进行发电，建设1套9MW纯低温余热发电机组及配套设施。
本项目的建设是十分必要的，主要体现如下几个方面：
1.5.1项目建设是发展循环经济、节约能源、环境保护的需要
发展循环经济是党中央、国务院为贯彻落实科学发展观、实现经济增长方式根本转变而提出的一项重大战略任务，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要途径。
按照科学发展观的要求，加快建立循环经济发展模式，实现以尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济效益和社会效益。
随着《中华人民共和国清洁生产促进法》、《水泥工业清洁生产技术规范》的实施及经济发展水平和人们认识的不断提高，人们对环境保护和水泥质量的认识不断增强。
环保问题、质量问题和可持续发展问题日益成为制约社会和经济发展的最重要因素之一，先发展经济，再解决环保和质量问题的诸多弊端已经日益显现，而且日趋严重，结果必然会导致经济发展上不去，环境问题也解决不好，更保证不了经济的可持续发展。
随着水泥熟料煅烧技术的发展，发达国家水泥工业节能技术水平发展很快，低温余热在水泥生产过程中被回收利用，水泥熟料热能利用率已有较大的提高。
但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响，在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用，能源浪费现象仍然十分突出。
通过纯低温余热发电技术的应用，可对新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃以下的废气进行回收，部分转化为电能，相应地减少了火力发电生产过程中产生的CO2等废气排放，另一部分转化为接近环境温度的废气排入大气，减轻了热污染，提高水泥企业能源利用率，且经济效益十分可观；其次，水泥窑废气经过余热锅炉后能够沉降大量的粉尘，使进入水泥窑废气收尘器的含尘浓度大幅度降低，减轻收尘器的工作负荷，从而减轻了粉尘污染。
余热发电机组运行的社会环保效益十分明显。
我国是世界水泥生产和消费的大国，近年来新型干法水泥生产发展迅速，技术、设备、管理等方面日渐成熟。
目前国内已建成运行了大量1000t/d以上熟料生产线，新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低，但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲，因此，新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用，一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。
而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业较少，再者，国内由于经济增长加剧了电力短缺的矛盾，刺激了火电项目的增长，一方面火电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗，另一方面火电生产产生大量的CO2等温室气体，加剧了对大气的环境污染。
因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。
此外，为了提高企业的市场竞争力，扩大产品的盈利空间，国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时，也纷纷规划实施余热发电项目。
90年代我国的安徽宁国、江西、山东、广西柳州等地的数条干法水泥窑先后建成带补燃炉和纯低温余热发电系统，并投入运行。
2006年4月，国家发改委等八部门制定了《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》，其中，明确提出低温余热发电的应用。
随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。
本项目符合我国采用循环经济的模式实现国民经济可持续发展的要求，有利于推动循环经济的发展。
1.5.2项目的实施是行业可持续发展和国家产业政策的要求
从国家的产业政策来看，早在1996年国务院曾以国发[1996]36号文批转国家经贸委等部门《关于进一步开发资源综合利用意见》的通知，《意见》明确指出：
“凡利用余热、余压、城市垃圾和煤矸石等低热值燃料及煤层气生产电力、热力的企业，其单机容量在500kW以上，符合并网条件的，电力部门都应允许并网……，单机容量在1.2万kW以下（含1.2万kW）的综合利用电厂，不参加电网调峰……”。
《国家发展改革委办公厅关于组织申报节能、节水、资源综合利用重大项目和示范项目以及现役火电厂脱硫设施设备备选项目的通知》（发改办环资［2004］906号），明确了重点支持钢铁、有色、石油石化、化工、建材等高耗能行业节能技术改造项目，水泥窑中低温余热利用位列其中。
2005年12月2日国家发展和改革委员会发布的“产业结构调整指导目录（2005年）”日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产线余热发电属鼓励类。
根据河南省发改委“豫发该工业[2006]1583号”文件《关于在新型干法水泥生产企业推广纯低温余热发电技术的通知》要求，“现有日产2000吨及以上新型干法水泥生产线在2008年上半年以前全部应用纯低温余热发电技术和装备”和“现有水泥企业2008年上半年以前不采用纯低温余热发电技术的，将通过扩大差别电价进行调控”，可见，余热发电项目的建设是政府实施节能计划的政策要求，已是迫在眉睫。
因此，利用新型干法水泥窑的废气余热建设纯低温余热发电电站，在政策和法规上是国家大力扶持和提倡的，本项目建设水泥余热利用电站适应了国家产业政策的要求。
1.5.3区域经济环境的现实要求
随着我国国民经济的高速增长，能源特别是电力需求的增加将越来越紧张。
而水泥企业是煤、电的消耗大户，在水泥企业中实施节能措施，对推动国民经济的发展是十分重要的。
焦作千业水泥有限责任公司决定实施纯低温余热发电工程，这将有助于带动当地水泥企业积极实施节能措施，推动当地经济发展。
1.5.4项目建设是企业降低生产成本、提高市场竞争力的需要。
在新型干法水泥生产企业中，由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右的废气，其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35%，低温余热发电技术的应用，可将排放到大气中的废气余热进行回收，使水泥生产企业能源利用率提高到95%以上，项目的经济效益十分可观，扩大了产品的盈利空间，从而大大提高了企业的市场竞争力。
由此，焦作千业水泥有限责任公司遵照国务院关于《进一步开展能源综合利用意见的通知》精神，积极响应国家发展和改革委员会颁布的《水泥工业产业发展政策》，决定利用水泥窑烧成系统废气余热进行纯低温余热发电。
这不仅有利于环境保护，有助于缓解当地电力供应的紧张状况，同时也有利于降低企业水泥熟料的生产成本，提高企业产品的竞争力。
为此，焦作千业水泥有限责任公司委托中材国际工程股份有限公司（南京水泥工业设计研究院）编制“焦煤集团千业水泥公司新型干法水泥窑纯低温余热发电项目可行性研究报告”。
1.6主要技术经济指标
主要技术经济指标
序号
项目
单位
指标
备注
1
建设规模
余热发电装机额定功率
MW
9
平均发电功率
kW
8500
发电量
kWh/a
6120×104
供电量
kWh/a
5630×104
2
吨熟料余热发电量
kWh/t
37.1
以熟料产量5000t/d计算
3
电站自用电率
%
8
4
耗水量
m3/d
2200
5
总图指标
5.1
占地面积
平方米
3700
均为老厂用地
5.2
建筑系数
%
35.1
5.3
绿化系数
%
15
6
项目总资金
万元
6327.71
6.1
工程建设静态投资
万元
6257.71
其中：
建筑工程
万元
988.00
设备购置
万元
3657.50
安装工程
万元
908.00
其它费用
万元
704.21
6.2
建设期利息
万元
0
6.3
流动资金
万元
70.00
7
发电总成本
元/kWh
0.154
生产期平均
8
职工人数及劳动生产率
8.1
职工人数
人
25
8.2
全员劳动生产率
kWh/人·a
244.80×104
9
财务评价指标
9.1
年均营业额（不含税）
万元
2585.45
9.2
年均销售成本（不含税）
万元
864.70
9.3
年均销售税金
万元
381.05
9.4
年均营业税金附加
万元
30.50
9.5
年资源税
万元
0
9.6
年均利润总额
万元
9.7
融资前投资财务内部收益率
%
24.84
所得税后
9.8
融资前全投资静态投资回收期
年
4.98
所得税后，含建设期1年
9.9
投资利润率
%
26.71
9.10
投资利税率
%
33.22
1.7初步结论
1.7.1本项目设计严格遵守“稳定可靠、技术先进、降低能耗、节约投资”的设计原则，吸取其他同类型、同规模项目的经验教训。
1.7.2本项目符合国家的产业政策，对优化水泥生产结构，缓解电力供应压力，充分利用二次能源，改善生产环境具有重要意义，对推动循环经济发展起到积极的作用。
1.7.3本项目投产后，将取得好的经济效益，融资前全投资财务内部收益率（所得税后）为20.82%，融资前全投资回收期（所得税后）5.67年，资本金财务内部收益率为27.23%，投资利润率20.24%，投资利税率25.71%，固定资产贷款偿还期为5.18年。
不确定性分析结果表明，本项目具有较强的抗风险能力。
本项目属国家鼓励发展的投资项目，在工厂的制造车间内技改建设，不需新征用地，请政府有关部门大力支持，抓住我国产业结构调整的有利条件，争取项目早日投产，早见效益；建议公司尽快完成各项前期工作，建议上级有关部门尽快批准本项目。
2主要建设条件
2.1余热条件
根据已运行的焦作千业水泥有限责任公司一条5000t/d熟料生产线的设计、生产、运行情况，热力系统及装机方案应考虑下述前提条件：
水泥窑废气余热条件
项目
SP余热锅炉
AQC余热锅炉
废气管道数量
流量（湿性气体）×104Nm3/h
锅炉入口温度℃
锅炉出口温度 ℃
含尘量g/Nm3
（依据干性气体）
废气成份Vol%
N2
O2
H2O
CO2
1
36
340
~220
80
58.3
4.3
7.0
30.4
1
22
360
~90
≤8g/Nm3
（设置沉降室）
77.6
20.4
2.0
注：
以上水泥窑废气余热条件以（现场实际）标定结果为准。
2.2建设场地
本项目建设场地位于现有厂区内，无需另行征地。
2.3电源
焦作千业水泥有限责任公司已建35kV户内式总降压变电站一座，站内设有2台16000kVA，35/10.5kV有载调压变压器。
拟建电站启动时的启动电源为电网供电，电站正常运行后，电站用电由发电机通过余热发电配电站直接供电。
2.4水源
焦作千业水泥有限责任公司目前采用厂区周围地下水作为水源。
本项目取水、输水管线、水处理、清水池及泵站由水泥厂统一考虑。
2.5自然条件
2.5.1气象条件
河南焦作地区部分气象资料如下：
通风计算温度：
夏季：
32.0℃
冬季：
0℃
夏季空调计算温度：
35.6℃（干球）
夏季空调计算温度：
27.4℃（湿球）
全年主导风向及频率：
CNE15%12％
室外平均风速：
冬季：
3.4m/s
夏季：
2.6m/s
大气压：
冬季：
101.28KPa
夏季：
99.17KPa
最大积雪深度：
160mm
最大冻土深度：
500mm
2.5.2地震烈度
根据国家地震局和建设部颁发的《中国地震烈度区划图（1991）》本项目所在区域为7度，工程建构筑物按7度抗震设防。
3电站主要技术方案
3.1总图布置
3.1.1建厂条件
拟建项目为纯低温余热发电装置，厂址位于河南省焦作市焦作千业水泥有限责任公司5000t/d新型干法熟料生产线厂区内，距焦作市约8km。
建设场地为老厂预留建设用地，已经进行了场地平整。
根据老厂的工程地质资料，场地没有不良地质现象，适宜该项目的建设。
3.1.2总平面布置及竖向设计
3.1.2.1布置原则
（1）重点考虑环保、水土保持要求；
（2）合理利用土地，因地制宜，布置紧凑、节约用地、提高土地利用率；
（3）工厂的整体布局要美观，布置中留出绿化用地。
（4）充分利用老厂资源，节约投资。
3.1.2.2总平面布置
该项目为纯低温余热发电装置，新建车间主要包括一台SP炉、一台AQC炉及沉降室。
SP炉和AQC炉分别靠近熟料生产线的窑尾和窑头布置。
汽轮发电机房及冷却塔布置在窑尾北侧，紧靠生产线布置，降低热损耗，缩小热力管道地输送距离。
化水处理布置在原料磨西侧。
3.1.2.3竖向设计
竖向设计采用缓坡式，设计标高与周围场地保持一致。
发电机房、冷却塔、SP炉：
160.50m；
AQC炉：
159.00m；
化水处理：
162.00m。
厂区雨水通过场地坡度直接排入现有排水系统。
3.1.3厂内交通运输
为满足施工、安装、检修、生产及消防要求，厂区道路呈环状布置，设计为市郊型道路，道路路面宽7m，C30混凝土路面。
3.1.4绿化规划
厂区内未布置建构筑物及铺砌地面的地段，均可进行绿化，以种植常绿灌木和铺设草坪为主。
此外厂区道路两侧应重点绿化。
3.1.5总图主要技术经济指标
总图主要技术经济指标
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
厂区占地面积
平方米
3700
均为老厂用地
2
建构筑物占地面积
平方米
1300
3
建筑系数
%
35.1
4
道路及广场占地面积
平方米
400
5
绿化面积
平方米
550
6
绿化系数
%
15.00
3.1.6土地综合利用
（1）本项目用地严格贯彻执行珍惜和合理利用土地的方针，因地制宜，合理布置，节约用地，提高土地利用率。
利用荒地、劣地，尽量不占用耕地、好地。
（2）妥善处理工厂建设与发展的关系，不早占或多占用土地。
本期工程集中布置，形成完整的生产系统，远期发展工程预留在厂区外面，自内向外，由近及远，以达到近期紧凑，远期合理的目的。
（3）挖方场地表层腐植土先挖出集中堆放，以作绿化或复土
升级会员 