燃煤工业锅炉节能降耗技改工程可行性研究报告Word文件下载.docx
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1.2研究范围
燃煤工业锅炉节能降耗技改工程可行性研究的范围包括
厂区平面布置、
供配电系统、
燃料供应系统、
工程设想、
环境保护、
经济效益分析等内容。
不包括接入系统、供热管网、环境评价部分工作。
1.3郏县概况
****实业有限公司热电分厂机组配备两台35t/h循环流化床锅炉，型号规格分别为CG35/3.82－MX（7＃炉），DG35/3.82－1（6＃炉）。
7＃炉为1992年四川锅炉厂第一次设计的高携带率循环流化床锅炉，配平面流分离器进行循环灰分离，试运行后出力严重不足，后于1996年经四川锅炉厂重新设计改造为低携带率循环流化床锅炉，改造后锅炉基本能够运行，出力能达到要求。
但由于炉膛高度低，平面流分离器分离效果差，飞灰含炭达16％以上，最高可达20％，发电标煤量高达800g/Kw.h以上。
锅炉尾部受热面省煤器和空气预热器磨损大，使用周期半年多就出现频繁爆管和空气预热器漏风的现象。
6＃锅炉为1982年自贡东方锅炉厂设计的煤粉炉，于2004年初经四川大学工程设计研究院设计改造为低携带率循环流化床锅炉，改造在原框架基础上仅更换部分受热面和加装两台旋风分离器，同样存在炉膛高度低和过热器和省煤器风速过高的问题。
飞灰含炭量达11％以上，最高可达13％，发电标煤量高达720g/Kw.h以上。
且锅炉过热器和省煤器磨损大，使用周期也仅为半年多。
2007年两台35T/h锅炉累计因锅炉故障造成停机停炉50余次，直接经济损失逾100万元，同时停电、停汽及公司其他分厂如酒精、饲料、造纸造成更大的经济损失。
目前，两台锅炉的运行状况已无法满足公司的节能和成本控制要求。
同时，更无法确保公司生产的连续性和稳定性。
因此，锅炉改造势在必行。
同时，根据国家《关于发展热电联产的规定》中也明确：
单台锅炉额定蒸发量≥20t/h，热负荷年利用小时≥4000小时的较大型集中供热锅炉房，应建设或改造为能源利用率较高的热电联产项目。
综上所述，在****实业有限公司工业园区建设一座与之发展相适应的锅炉是完全必要的。
1.4主要技术设计原则
根据节能建设方针、相关法律细则和地方法规、国家和行业有关设计规范和规程，本工程在设计中将体现以下技术原则：
1.4.1“统一规划、分步实施、以热定电和适度规模”的原则，以供热为主要任务，并符合改善环境、节约能源和提高供热质量的要求。
1.4.2根据以热定电、热电联产的原则，尽量提高热电比，节约能源，有较好的经济性、灵活性和安全性。
1.4.3尽量降低工程造价，提高经济效益，工艺流程合理，管线布置短捷，建筑物布置紧凑，减少工程占地，缩短建设工期，提高综合经济效益。
1.4.4根据能源供应条件和优化能源结构的要求，从改善环境质量、节约能源和提高供热质量出发，优化热电联产的方案。
1.5工作简要过程
我院有关专业人员根据建设单位的委托于2008年2月、3月分两次赴四川省****工业园区内进行现场踏勘，收集资料，对建设的条件及有关技术问题作了认真地分析和讨论，并征询了集团领导的意见，设计院对展开工作所需的资料提出了要求。
我院在收到****实业有限公司提供资料的基础上，各专业展开了全面的工作。
对厂房的布置、装机容量方案、水工、化学、上煤、环保等工程作了充分的研究和比较。
确定采用一台75t/h中温中压循环流化床锅炉，替代原有二台中温中压35t/h锅炉。
根据业主要求，我院于2008年4月完成该项目可行性研究报告。
第二章热负荷
2.1供热现状
2.1．1供热现状
工业园区已有企业主要分厂为造纸厂、酒精厂。
这些分厂主要生产造纸、饲料、化工产品，是用热的大户，均为三班制连续生产。
除此之外，尚没有居民用热。
****公司的酒精市场方向为泸州老窖，郎酒厂，沱牍酒厂等名酒厂，非燃料、化工方面用酒精。
公司酒精分厂生产的优级酒精投放高端市场可以平抑物价，稳定市场，同时也减少名酒厂到外省购进优级酒精的数量，特别是铁路运输紧张的情况下，可以缓减名酒厂对酒精的供需矛盾技改后的酒精生产线最大年生产能力可达3.5万吨。
目前，利用自备的2台35t/h锅炉进行供热，用汽量较大。
2007年，****公司针对酒精生产过程中二氧化碳产量高，排放空中污染环境的情况，投资600余万元建成了高纯度二氧化碳生产线。
该生产线将原料发酵过程中产生的二氧化碳全部回收，生产成液态高纯度二氧化碳，既解决了环境污染问题，又使企业获得良好的经济效益。
2.1．2锅炉调查
****实业公司目前的现有热用户为5个车间，共安装有工业锅炉2台，烟囱1座。
详见表2-1。
现有工业锅炉调查一览表表2-1
序号
名称
现有锅炉
型号
容量
压力（MPa）
温度
台数
1
工业锅炉
35
3．82
450
2
2.2热负荷
2.2.1设计热负荷
根据对上述车间的热负荷调查可知，其用汽均为连续性的工业生产热负荷。
日负荷和季节性的负荷均无多大变化。
由于****实业有限公司目前尚无采暖措施，机组在运行过程中热负荷没有变化。
热负荷如下表2-2。
设计热负荷（折算至热电厂出口）表2-2
热用户名称
用汽参数
热负荷（t/h）
最大
平均
最小
酒精分厂
0.98MPa
15.32
13.81
8.02
嘉富木业
12.91
10.15
5.38
3
DDGS饲料
7.8
6.15
2.34
4
夕阳红纸厂
2.2
1.51
2.11
5
五星纸业
2.67
2.43
1.35
6
其他
1.1
0.95
0.8
合计
42
20
第三章供配电系统
3.1电力系统概况
****公司热电厂多年以来一直与****县地方电力公司（****县有两个电网，一是地方电网，一是国家电网）电网并网运行，地方电网对电厂的运行要求：
符合国家及部颁规程。
电厂在系统中的地位及运行方式：
网络末端，余电上网。
电厂并网运行同期点：
并网运行的同期点处于发电端；
运行方式：
并网运行；
电压等级：
10kv。
3.2电厂供电范围、输电距离、负荷性质及发展情况
****公司电厂属自备电厂，电力和热力主要供本公司各分厂（酒精两个分厂，DDGS高蛋白饲料分厂、二氧化碳回收分厂）及驻在****公司工业园的企业，如****县嘉富木业有限公司，****县五星纸业有限公司、夕阳红纸厂、曲轴厂等，余电上网。
负荷性质：
感性负荷。
第四章燃料供应
4.1燃料来源
****公司自备热电有限公司燃用煤种是当地威远煤矿产的劣质烟煤（Qnetar=3300Kcal/Kg）烟煤，威远煤矿煤贮量丰富，完全可以保证本工程投产后长期燃用，而且运输距离较短，距公司约50公里，煤的运输由直接由公路运至热电有限公司煤场；
锅炉运行过程中脱硫使用的石灰石，由距公司30公里的罗泉镇生产，运输也比较方便。
4.2燃料特征
根据****实业有限公司提供的典型煤种分析报告，煤的特征如下：
Aad=45.1%
Vdaf＝29%
Car＝36.46%
Sar＝0.61%
Qydw=13794KJ/kg（3300kcal/kg）
4.3点火及助燃用油
本期锅炉点火用油采用#0轻柴油，炉前油压为2.0MPa，点火方式为高能电点火器点燃轻柴油，轻柴油燃烧，点燃流化床的煤。
本期不再新建点火油泵房，原点火油泵房进行管道改造后供本期使用。
4.4燃料消耗量
本期工程安装1×
75t/h循环流化床锅炉，每台锅炉额定负荷时耗煤量为18.05t/h，日耗煤量约为397t/d。
煤的消耗量见表4-1。
燃料消耗量计算表 表4-1
单位
燃料消耗量
每小时消耗量
t
18.10
每日消耗量
434.4
每年消耗量
130320
每日按24小时计，每年按7200计算。
第五章机组选型及供热方案
5.1机组选型
5.1.1锅炉选型
目前国内各锅炉厂生产的75t/h炉的炉型主要有链条炉（包括抛煤机链条炉）、煤粉炉及循环流化床锅炉。
现将这三种炉型做对比分析：
（1）链条炉
链条炉是一种应用最广泛的燃煤锅炉，技术成熟、运行安全、供热可靠，在国内小型热电厂中使用普遍，抛煤机链条炉更有相对负荷调节灵活的特点，链条炉的炉渣综合利用途径广，维修工作量小，但锅炉热效率偏低。
（2）煤粉炉
煤粉炉最大的优点是锅炉热效率高，能源利用率高，但制粉系统复杂，造价高，运行技术要求高，所以目前热电厂使用较少。
（3）循环流化床锅炉
循环流化床燃烧技术是最近发展起来的洁净燃烧技术，燃料适应性好，燃烧效率高，可在燃烧过程中脱硫，同时循环流化床采用低温燃烧技术，燃烧过程中NOx生成量显著减少，负荷变化范围大，调节特性好。
经过近十多年的发展，目前75t/h至220t/h容量的循环流化床已基本成熟。
以前循环流化床锅炉的连续运行时间不长的缺点也在逐步好转。
为此，考虑到环保以及节能的因素，本工程推荐使用循环流化床锅炉。
方案的主要设备规范如下：
锅炉：
型号：
循环流化床锅炉
额定蒸发量：
75t/h
额定蒸汽压力：
3.82MPa
给水温度：
450℃
锅炉设计效率：
85%
台数：
1
5.2装机方案及主要技术经济指标
5.2.1装机方案
本工程的推荐装机方案：
1×
75t/h循环流化床锅炉+1×
3MW+1x6MW（汽机为原有）抽凝式汽轮发电机组。
5.2.2装机方案的主要技术经济指标见表5-1，均按。
主要技术经济指标 表5-1
项目
单位
装机方案1×
75t/h+1×
3MW+1x6MW
设计热负荷
GJ/h
109.06
t/h
汽机进汽量
72.75
汽机外供汽量
汽机外供热量
109.06
发电功率
kw
9000
发电年均标煤耗率
g/kw.h
374
7
供热标煤耗率
kg/GJ
44.13
8
热电厂年供热量
GJ/a
785232
9
机组年利用小时数
h
7200
10
全年标煤耗量
t/a
61416
11
热电比
%
336
12
全厂热效率
60
5.2.3原有方案的主要技术经济指标见表5-2。
主要技术经济指标表5-2
装机方案2×
35t/h+1×
528
56.08
74520
46
通过以上数据比较得知，新锅炉运行后年节约标煤1.3万吨，热效率提高近10个百分点，因此，****公司工业园区内新建1×
75t/h循环流化床锅炉替代原二台35t/h锅炉，在技术上是可行的，经济上合理，效益是显著的。
第六章厂址条件
6.1厂址概述
****实业有限公司厂址位置条件优越，****河、321国道和铁路穿境而过；
贯穿腹地的高速公路，铁路运输将成为****公司与国内各省市区物资交流的另一快速通道。
本次技改75t/h锅炉拟建在原制糖及压榨车间闲置厂房的场地上，锅炉及配套辅机占地约1200m2。
其他燃煤加工、输送系统进行改造，水处理系统、供水系统利用原系统即能满足要求。
6.2自然条件
6.2.1气象概况
本地区属亚热带湿润季风气候，气候温和，四季分明，雨量充沛，夏无酷暑，冬少冰雪。
丰水期为6-7月份，降水量占全年降雨量的60%，枯水期为10月至次年5月。
6.2.2气象因素特征
历年平均气温17.7℃
历年最高气温41.1℃
历年最低气温-3.0℃
历年平均相对湿度80%
历年平均蒸发量1136.10mm
历年平均降雨量1000毫米
历年平均风速1.7米/秒
历年最大风速16.0米/秒
历年极大风速27.4米/秒
历年主要风向NNE向
6.2.3地震基本烈度
根据《建筑设计抗震规范》GB50011-2001规定，****工业园地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。
6.3电厂水源
****公司75t/h循环流化床锅炉建成后，淘汰原有二台35t/h锅炉，因此原二台35t/h锅炉的供水系统能满足本期给水要求，无需新增。
6.4储灰场
炉渣作为综合利用的原料,四川省天鹰水泥有限公司常年需求，
灰渣库分为****实业有限公司灰渣库和四川天鹰水泥有限公司灰渣库。
****实业有限公司灰渣库作为转运库，地形平坦露天通风，位于****公司热电分厂内，面积为500m2，四川天鹰水泥有限公司灰渣库位于天鹰水泥有限公司厂区内，地形平坦露天通风，面积为1000m2。
6.5岩土工程
根据《****实业有限公司75他/h锅炉扩建工程岩土工程勘察报告》，拟建厂区为拆建场地，区所处地貌为浅丘区，场区所处地貌单元为山坡平台。
实测地面平均高程在340～380，相对高差0.40米。
地层构造：
经钻探揭露，场地内地层为人工填土。
下伏侏罗系中下统自流井群砂岩。
各地层土由上自下描述如下：
杂填土：
杂色，成为以人工填筑的块石、粘土、碳渣和表层混凝土及条石砌体混合组成，混凝土及条石砌体结构致密，其余结构松散。
分布于场地表层。
揭示层厚1.40～3.2m。
砂岩：
黄色，成分以长石、石英、云母为主，钙质胶结。
细粒结构，块状构造。
岩质稍硬，岩层倾角近于水平。
强风化带岩体较软，岩体内有竖向裂隙发育，但不太发育，岩芯多呈碎块状、短柱状，ROD值40%～60%；
中风化带砂岩，岩芯多呈柱状与长柱状，岩芯节长20～50cm，岩质稍硬，ROD值多在90～95%。
场地地下水：
因为该场地地处山顶，周围切割深。
覆盖层极薄，不利于地下水汇集，因此在勘察深度范围内未发现地下水，场地水文地质条件简单。
抗震设防烈度及分组：
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A查证：
****抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震周期0.25s。
土的类型及场地类别：
场地地基土主要由杂填土组成。
杂填土均属软弱土；
基岩属坚硬土。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.1.3～6条规定，并结合本次勘察成果及地区勘察经验，本场地内的各类土层的相关参数按表4.1.3估计剪切波速小于140m/s，土层平均厚度2.49m。
场地类别属I类建筑场地；
处于抗震有利地段。
不良地质作用：
在本次勘察过程中，未发现断裂、滑移、塌陷及地下也没有发现对工程不利的埋藏物等不良的地质作用。
地基土物理力学指标及承载力建议值见表6-1：
表6-1
项目
指标
土名
天然重度
γ（KN/M3）
压缩模量
Es（MPa）
承载力特征值
Fak（KPa）
极端岩石端阻力标准值（KPa）
抗剪强度
内聚力C（KPa）
内摩擦角
φ（°
）
杂填土（松散）
19
2.5
70
强风化砂岩
24.5
300
中风化砂岩
25.0
550
6000
16.42
39.22
结论及建议：
1、结论
（1）拟建场地地形平坦，地貌单一，交通便利，无不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。
（2）抗震设防基本烈度为6度（第一组），设计基本地震加速度值0.05g，设计地震周期为0.25s。
建筑场地类别为I类。
（3）场地水文地质条件简单。
（4）场地内人工填土不宜选作基础持力层；
砂岩是良好的基础持力层。
2、建议
（1）建议锅炉及静电除尘器基础用桩基础，以人工挖孔灌注桩为宜，以中风化砂岩为基础持力层；
锅炉间及其他低矮附属建筑物基础建议采用浅基础，以条基或独立柱基础为宜，以砂岩为基础持力层。
（2）根据室内土工试验结果，并结合****地区勘察和建筑经验，提出地基岩石主要计算参数建议值采用表6-1各值。
（3）在基础施工中应进行地基验槽工作，对出现的地质异常现象进行及时处理，有必要时宜进行施工勘察。
第七章工程设想
7.1厂区总平面布置
厂区总平面布置的原则是根据现有的厂址，因地制宜，在满足热电厂生产、工艺流程的前提下，对厂区建、构筑物、生产场地及道路绿化进行有序布置，使其达到建、构造物布置紧凑、功能分区合理，物料吞吐顺畅，管网走向简洁，同时兼顾环保、消防、美观等要求。
本期工程总平面布置按1炉设计，未留有扩建的余地。
7.1.1厂区总平面设计原则
（1）遵守国家有关规范、标准、符合国家有关规定。
（2）统一布置、远近结合、符合逐步建设原则。
（3）工艺流程力求通顺，总体布置力求合理、紧凑。
人货分流。
其他要考虑的因素包括：
节约用地压缩基建投资、安全、卫生、防火、防涝、朝向、通风。
做到功能分区明确、管线短捷、空间处理协调、界区整齐美观。
7.2方案比较
在本可行性研究阶段，受厂地的限制，对75t/h锅炉装机时，高低压配电室提出如下2个方案进行比较。
方案一、（见附图：
主厂房底层平面布置图方案一）
高低压配电室布置在煤仓间0米，侧面留出3米多的距离可过运渣车，该方案采用高低压配电室平行布置，具有运行灵活，土建投资少的的优点。
尤其是对于扩建的工程来说，即能够保证现有厂地的不变，又能满足新建的需要，对于降低投资者的风险是较为有利的。
方案二、（见附图：
主厂房底层平面布置图方案二）
该方案采用高低压配电室布置在锅炉侧，分0米高压配电室和7米高压配电室双层布置。
方案1与方案2相比，方案1对运渣车的选用相对不灵活，对运渣车的选用只能用小型运输车，但是具有运行灵活，土建投资少的的优点，即能够保证现有厂地的不变，又能满足新建的需要；
方案2具有系统相对独立的优点。
但是，土建抽资加大，主厂房占地面积加大。
综上所述，考虑到诸多的实际因素，本可行性研究报告推荐方案1。
7.3燃料运输
7.3.1耗煤量
75t/h循环流化床锅炉，锅炉额定负荷时耗煤量为18.05t/h，日耗煤量约为397t/d，见表7-1。
燃料消耗量计算表 表7-1
7.3.2输煤系统
原电厂输煤系统共设有6条B＝500mm皮带，带速1.25米/秒，设计出力25吨/小时。
PCH－0606环锤式破碎机一台，设计破碎能力25吨/小时。
因煤种和设备问题，该系统日运行利用小时只能达到80％，不能满足设备维护和检修的需要。
****公司已对输煤系统进行改造，改造内容：
①、将B＝500mm的皮带更换为B=650mm的皮带。
②、将5＃、6＃皮带合为5＃皮带。
③、增加6＃转角皮带到75吨/小时锅炉煤斗。
④、更换破碎机为PCH－1016，破碎能力达60吨/小时。
本期输煤直接自改造后的输煤皮带转运到本期输煤皮带，输送至本期煤仓。
7.3.3卸煤装置
****公司75t/h循环流化床锅炉建成后，淘汰原有二台35t/h锅炉，因此原二台35t/h锅炉的卸煤装置能满足本期卸煤要求，无需新增。
7.3.4贮煤库
****公司75t/h循环流化床锅炉建成后，淘汰原有二台35t/h锅炉，因此原二台35t/h锅炉的贮煤库能满足本期贮煤要求，无需新增。
7.3.5煤的破碎
****公司75t/h循环流化床锅炉建成后，淘汰原有二台35t/h锅炉，因此原二台35t/h锅炉的
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