焦炉煤气综合利用热电项目可行性研究报告

1 焦炉煤气综合利用热电项目 第一章 总 论 燃气 蒸汽联合循环装置 （ 下简称， 是将具有较高平均吸热温度的燃气轮机循环 (布雷顿循环 )与具有较低平均放热温度的蒸汽轮机循环 (朗肯循环 )结合起来，使燃气轮机的废热成为汽轮机循环的加热热源的一种高效的工艺流程。整个循环的热效率大大超过常规的火力发电机组。 艺与常规火力发电相比具有（ 1）热效率高（ 2）耗水少（ 3）占地面积少（ 4）污染物排放量极低（ 5）运行工况灵活，启停快速（ 6）建设周期短（ 7）劳动定员少等优点。正因为如此， 几年在国外得到了迅速的发展。在中国，主要应用在以天然气或重油为燃料的电厂，近几年随着国家节能减排、循环经济 、清洁生产政策的出台， 煤化行业也得到了迅速的发展。 山东济矿民生煤化有限公司在生产焦炭的过程中富裕大量的焦炉煤气， 据统计 每小时焦炉煤气富裕量 在 20653 27503h。根据山东济矿民生 热能 有限公司及济宁市金乡县政府的要求，拟利用富裕的焦炉煤气 采用 艺建设焦炉煤气综合利用项目。 艺与热电联产结合后，整个循环热效率高达 70 86%之间。无论是从能源的利用率上以及循环经济的角度，都非常符合国家的产业政策，属于国家鼓励和支持的工程项目类别。 概况 项目、企业 性质及法人代表 企业名称：山东济矿民生热能有限公司 法定地址：山东省济宁市金乡县胡集镇 注册资金： 8000 万元 建设单位基本情况 山东济矿民生热能有限公司成立于 2009 年 9 月，是焦炉煤气综合利用热电项目法人。公司注册资本 8000 万元，由济宁矿业集团有限公司出资 70%、山东省塑料工业有限公司出资 30%组成。该项目利用山东济矿民生煤化有限公司的炼焦生产的焦炉煤气进行燃气 蒸汽联合循环发电。 山东省塑料工业有限公司（山塑集团）是集塑料、煤化工、房地产、投资、典当业于一体的山东省重点 企业集团，先后荣获 “全国 500 家最大服务业企业 ”、 “中国塑料原料流通航母 ”、 “中国 1000 家企业集团 ”、 “山东省重点商贸集团 ”、 “山东省商业百强企业 ”等荣誉称号。近几年来，山塑集团积极实施 “多元化战略 ”， 2007 年顺利取得了山东民生煤化有限公司 控股权。 2007 年山塑集团实现销售收入达 30 亿元 。 “十一五 ”期间，山塑集团将紧紧围绕塑料、煤化工、木材三大主业，实现做强 做大、做细做精的战略目标。 济宁矿业集团有限公司（济矿集团）是一家以煤为主，多业并举的国有大型现代化企业集团。现有职工 5000 多人， 资产总额 32 亿元，拥有 20多家企业，是全国煤炭百强企业、煤炭行业 “效益十佳 ”单位和山东省人民政府重点发展的企业集团之一。集团公司拥有 20 亿吨煤炭资源储量，企业技术、人才、管理、资金实力雄厚。 “十一五 ”期间，济矿集团将实现经济高速跳跃式增长，重点集中建设 “三大基地 ”（汶梁煤电基地、金乡煤电化基地、科技园高科技项目基地），形成集煤炭、煤电、煤化、稀土、新型建材等多业并举、多种经济成份并存的大型企业集团。 山东民生煤化有限公司的前身济宁煤化公司投产于 1984 年，是山东省乃至国内建设发展较早的独立煤焦化工企业。公司 成立以来一直承担着 3 供应济宁市区 15 万户居民用气和工业用气的重任，为提高市区居民生活质量和济宁市发展做出了重大贡献，是济宁市煤焦化工产业的重点企业。在 “七五 ”、 “八五 ”期间，公司在煤焦化工领域发展较快，最终形成了年产60 万吨焦炭、 17 万吨焦油加工、 吨粗苯加工、 1 万吨精萘、 30 万吨洗煤、 4 万吨硫酸、 吨蒽油加工及 2000 吨蒽醌、 2 万吨针状焦的生产能力，并有配套的 6000 3000电站、 路专线及完善的污水处理设施。焦油深加工的深度、煤焦化工产品的布局和采用的先进技术，在国内仅次 于宝钢化工。 山东济矿民生煤化有限公司建设捣固焦炉生产焦炭，其中一期生产规模为年产焦炭 120 万吨，二期生产规模为年产焦炭 240 万吨。配套建设焦化产品深加工工艺。焦炉煤气除自用外，还有大量的富裕。针对富裕焦炉煤气量，山东济矿民生 热能 有限公司拟利用 艺建设焦炉煤气综合利用项目。燃机余热锅炉生产的蒸汽 除了 供应化工工业园区工业蒸汽使用外多余的蒸汽用来发电 。 项目背景 济矿民生煤化有限公司地处济宁市金乡县胡集镇，焦炉在 炼焦 的过程中 产生了大量的焦炉煤气， 除了自用外，还富裕大量的焦炉煤气，这部分焦炉 煤气没有大的用户，如不加以利用，焦炉煤气放散到大气中，不但会造成严重的环境污染，还会造成社会能源的巨大浪费。 根据循环经济的 3R 原则，企业循环与社会循环相结合，发电与供热相结合， 济矿民生热能有限公司焦炉煤气综合利用项目燃机 余热锅炉生产的蒸汽 与化工 工业 园区中其它工业 用汽 单位结合起来 ，进一步提高能源的利用率，实现能源的梯级利用， 创造 更大的 企业 效益 和社会效益 。 济矿民生 热能 有限公司焦炉煤气综合利用项目 可 为社会每小时提供40 多吨蒸汽 量 ， 在目前情况下能够满足金乡县化工工业园区部分蒸汽的需要 。 该项目的国家政策： 中华人民共和国循环经济促进法 “第三十二条 企业应当采用先进或者适用的回收技术、工艺和设备，对生产过程中产生的余热、余压等进行综合利用。 ” 中国节能技术政策大纲 “新改造运行热效率低于 60%的工业锅炉。更新改造锅炉本体和辅机，使工业锅炉运行热效率达到 75%以上；淘汰集中供热区域内的低效锅炉。随着天然气的快速发展，有条件的地方尽可能采用小型或微型燃气轮机或内燃机加余热锅炉的热电联产技术，取代单纯的锅炉。 ”“建工业锅炉，有条件的采用循环流化床锅炉或燃气轮机或内燃机加余热锅炉进行 热电联产，蒸汽多级利用。 ”“极发展洁净煤发电技术，重点开发并推广适合国情的循环流化床（ 整体煤气化发电技术（ ” 发改能源 2007 141 号文 又指出： “国家支持利用多种方式解决中心城镇季节性采暖供热问题，推广采用生物质能、太阳能和地热能等可再生能源，并鼓励有条件的地区采用天然气、煤气和煤层气等资源实施分布式热电联产 ”。 项目概况 山东济矿民生 热能 有限公司根据煤气平衡情况， 小时富裕量 2 万多h。该项目 拟选用两台美国索拉公司提供的 30组为主机建设 炉煤气综合利用 项目。 燃机余热锅炉 采用补燃型式，做到焦炉煤气放散为零。燃机余热锅炉生产的蒸汽 满足金乡县化工工业园区其它企业对蒸汽的需求。 目根据化工工业园区蒸汽平衡，建设 1 套装机容量 12凝机组。 项目实施后， 厂热效率达到 年外供电量 23474 万年外 供蒸汽量 40 万 吨 。 项目建设的必要性 济矿民生 热能 有限公司的焦炉在 炼 焦过程中除了自用的焦炉煤气外，还富裕大量的焦炉煤气，这部分焦炉煤气如不加以利用，将会造成大量的焦炉煤气放散， 即污染环境，又造成了社会能源的巨大浪费。 该项目年利用焦炉煤气 13424 万 h， 焦炉煤气 折标煤： 吨 / 5 年。本工程设计中十分重视环境保护， 焦炉 煤气 进入燃机前严格按照燃机燃料规范要求进 行了 除尘、洗奈、脱硫等 净化处理，属于清洁燃料发电，无固体排放物，废气中的污染物很少。 放浓度大大低于国标允许 尘排放浓度更是远低于国标允许排放浓度的规定。联合循环机组生产过程中所产生的废水量也较常规发电机组少，设计中采取了废水回收利用措施， 除盐水制备及冷却循环水排污水通过管道输送至炼焦生产区重复 利用 。对 目 运行中所产生的噪声，采取了减振、加装消音器、隔音装置等措施，以减轻对环境的影响。 该项目符合国家产业政策，是在国家节能技术政策大纲、循环经济促进法中明确提出要鼓励发展的项目类别。 设计依据 （ 1）甲方向乙方发出的设计委托书。 （ 2）甲方向乙方提交的基础资料。 （ 3）设计单位采用的国家设计规范和技术标准。 可行性研究范围及内容 该方案与 济宁市金乡县化工工业园区蒸汽供应相结合 。本可研的研究范围仅包括 目，其它部分内容及调查研究不在本项目范围之内。 主要研究 范围如下： 厂址及总平面规划 主机方案研究 燃料供应 水源论证 热负荷 电力接入系统 环境保护 节约用能 消防、安全职业卫生 工程经济分析及评价 有关本项目的环境影响评价、区域供热规划、电 力 接入系统报告、 地质灾害 、文物保护以及水 土 保 持 、工程地质勘察、地形测绘等专门报告，由业主另行委托相关专业单位编制专门报告。 设计原则 根据国家有关技术经济政策、现场条件及业主单位要求，为保证企业获得最大的经济效益，设计遵循了以下主要技术原则： （ 1）充分、合理、高效地利用 煤气资源的原则。在机组选型上，工程建设规模根据济矿 民生煤化有限公司 焦炉煤气 的富裕 量来确定 装机规模，保证 两台 组 有充足的燃料供应量。 燃机余热锅炉采取补燃的方式，全部消化波动煤气，做到煤气放散量为零。 （ 2）立足设备国产化的原则。除了燃机外，其它设备均采用国产设备。 （ 3）整体规划和分期建设的原则。设计中考虑了随着济矿 民生煤化有限公司 的发展和 焦炉 煤气产量的增加，再扩建的可能性 ，预留出扩建位置 。 （ 4）能源高效利用的原则。采用先进的热力循环系统，提高系统的能源利用率。遵循循环经济的 3R 原则，社会大 循环与企业小循环相结合，最大可能的提高能源利用水平。 （ 5）注重清洁生产的原则。焦炉煤气的供应严格按照燃机燃料规范要求进行了除尘、洗萘、脱硫等净化处理。排放污染总量极低。 总装机容量 该 艺方案是根据山东济矿民生煤化有限公司小时焦炉煤气平衡 富裕量 选出的燃机型号，是以充足的燃料保证为基础。燃机厂家 选用 美国索拉公司的燃机产品。以两台 1500030组为主机按燃气 蒸汽联合循环的工艺流程确定为主工艺流程。 该燃机有成熟的运行业绩和可靠的技术保障措施。 在 燃机余热 锅炉生产的 蒸汽利用上，考虑到园区初期热用户较少 、后期逐步增加的特点 以及项目的经济效益，采用 1 台装机容量 12抽凝式蒸汽轮发电机组，根据化工工业园区蒸汽需要量调整抽汽量 。 7 本项目总装机容量： 15000+120002000大抽汽量： 40t/h 抽汽压力： 建设地点 初步确定该项目建设选址在：山东省济宁市金乡县 胡集镇煤化工园区的中心地带 ， 105 国道的东侧 约 里 。 总图运输部分 该项目 所需的燃料 全部 为 山东济矿民生煤化有限公司 自产的焦炉煤气， 采用管道输送至 厂厂区，不需要大量的厂外运输。需要厂外运输的物资主要是 本项目 建设过程中所需的设备及材料和生产过程中所需的备品备件、启动点火用油及化学药品等，运输量不大，可通过 105 国道和便利的公路运输网运至厂 内 。 燃料及供应 该 目是以焦炉煤气为燃料的联合循环工艺流程。 经过净化处理的 合格焦炉煤气通过管网送至厂区。燃料供应量充足。燃机启动或故障状态下燃料切换用 柴油。在电厂设有单独的油罐及卸油、供油系统。 水源 济宁地区水资源丰富，由于采用 艺，整个 工艺耗新水量 较 少。该方案水源为 北大溜河河 水，设计每小时用水量 用水量 取用河水作为水源。 工业冷却水系统采用 二次循环 敞开式循环水系统 ，其冷却设备选用机械通风玻璃钢冷却塔。 电气主接线及并网 厂址附近隶属地调的变电所有大义乡 11010前基本确定并网方案为：三台机组以 10压等级分别接入 110区变电站的 10段母线上，与系统并网。燃机发电机及抽凝发电机出线端电压均为 10 电气主接线采用 10母线分段 接线方式。 厂用高压用电设备电压等级为 10压用电设备电压 380/220V， 10统采用单母线分段，正常情况下 10母线分段运行 ；低压系统设一台低压备用变压器，任何一段母线失压，备用变将自动投入。 10统采用中心点不接地， 400V 系统采用中心点直接接地。 本项目启动电源通过 #1（ #2、 #3）联络线倒送电源为厂用设备提供启动电源。 主厂房布置 本 艺主要工序包括煤气压缩系统、燃油供应系统、氮气供应系统、锅炉给水除氧系统、抽凝发电系统、换热站 、氮气制备系统 等。 其中煤 压机房内设两台往复式 煤气压缩机 。两层布置，运转层 跨也两层布置，一层为高低压配电室，二层为操作室。 土建部分 根据中国科学院地球物理研究所 1958 年公布的地震烈度资料及中国地震烈度区划图（ 1990），金乡县地震烈度基本值为 度，历史最大震级为 ，本工程抗震设防按 度考虑。 建筑：美观大方，具有现代感。并考虑 生产与管理 建筑的完整一致性。 在具体设计过程中注意了各个工艺的具体特点，考虑了防火、防爆、降噪、通风的 国家规范 要求。 热控部分 根据燃气 机组的特点，燃气轮机自带控制系统， 燃机 控制系统 中的重要信号 通过以太网与全厂 统相连 。 煤气压缩机 、 75t/信号送至 集中控制室 的 统进行检测和控制 。 发电主厂房辅跨二层作为全厂集中控制中心。 余热锅炉、汽轮发电机组、煤气压缩系统、电气系统、 75t/h 流化床锅炉 系统 等采用 散控制系统 )控制。 劳动定员 本项目劳动定员 36 人。 经济评价 项目 计划 规模 总投资 22006 万元 ，其中 静态投资 21556 万元， 建设期 9 贷款利息 450 万元，铺底 流动资金 817 万元。本项目建设单位自筹资金 8068万元，长期贷款 15056 万元，贷款利率按 ，贷款 期限为 6 年， 宽限期 1 年。 用电价 /税）上网电价： /税） ,蒸汽价格： 150 元 /t 计算， 焦炉煤气价格按 / 项目总投资收益率 投资财务内部收益率（所得税前） 投资回收期（含建设期 /所得税前） 。 设备年利用小时数：按 6500 小时计算 。 工 作经过 2009 年 6 月 ，双方展开多次技术交流 2009 年 7 月 22 日，协助编制厂 址 选址方案 2009 年 7 月 27 日，双方确定编制项目可行性研究报告 2009 年 8 月 7 日 ，提交第一版项目可行性研究报告 2009 年 8 月 21 日 ，提交第二版项目可行性研究报告 2009 年 8 月 22 日，济宁市发改委组织进行了可行性研究报告的评审 第二章 热负荷 供热现状 山东济矿民生 热能 有限公司焦炉煤气综合利用项目， 根据济宁市 金乡县 规划要求，同时承担金乡县化工工业园区蒸汽供应 的 任务 。根据 每台补燃 燃机余热锅炉能 够生产 中温中压参数 蒸汽 40t/h。 根据调查金乡县工业园区现主要工业用汽单位是 山东济矿民生 热能 有限公司 ，用汽参数 温度在 220左右，主要热用途为化工生产， 属于全年用汽 。现有本工程厂址周边胡集镇和卜集镇居民未实现集中供暖，冬季采暖为居民小型自备热水锅炉，冬季环境污染比较严重。 负荷调查 根据调查资料显示，生产用汽单位为 山东济矿民生 煤化 有限公司 ，最大用汽量为采暖期 h，用汽量大而且很稳定。工业热负荷调查表见下表： 表 2 工业负荷调查表 序 号 名 称 参 数 采 暖 期 t/h 非采暖期 t/h 备注 最大 平均 最小 最大 平均 最小 1 山东济矿民生煤 化有限公司 00 4 合计 00 规划热负荷 根据 金乡县化工园区 的 产业规划 ： 2015 年开发区将实现工业总产值300 亿元， 2020 年开发区将实现工业总产值 600 亿元 。 经预测， 至 2015年阳光染料有限公司 进入化工园区后生产用汽为 50t/h， 山东济矿民生煤化有限公司建设捣固焦生产焦炭二期投产后， 山东济矿民生 热能 有限公司 再扩建两台 15气轮机消耗 山东济矿民生煤化有限公司建设捣固焦生产焦炭中产生的焦炉煤气 ，同时上两台 40t/h 余热锅炉和一台 12凝 11 机组，抽汽量为 40t/h，本工程最终两台 12凝机组能够满足 2015 年工业园区规划热负荷。 设计热负荷 根据 汽机抽汽 出口蒸汽温度、压力和现有 热用户所需要 的蒸汽温度、压力，经焓值折算， 并 考虑 热网压力损失，按照 供汽 压力 P=供汽温度 T=300 折算到 汽机外供蒸汽 出口设计值 见下表： 工业设计热负荷统计表 项目 单位 采暖期 非采暖期 最大 平均 最小 最大 平均 最小 00 t/h 40 计 t/h 40 凝结水回收 通过对热用户调查了解到，生产热负荷中为工业用汽，大多数为直接用汽，虽有少数间接用汽，但换热后凝结水都在各自厂内回收使用，因此本工程的生产热负荷凝结水不回。 第三章 电力系统 概述 山东济矿民生 热能 有限公司焦炉煤气综合利用项目为 合循环发电工艺，采用两台美国索拉公司提供的 30组为主机按燃气 电量 2 15台 补燃 余热锅炉产生的蒸汽 供应 1 台抽凝 式蒸汽轮发电机组 ， 装机容量 为 12东济矿 集团公司最大用电量 度 /小时， 属于全年用 电。 山东济矿 集团 焦炉煤气综合利用项目 最大供电能力 度 /小时，供电余量 度 /小时。 力负荷预测与平衡 山东济矿集团现有电负荷 度 /小 时。目前用电企业详见山东济矿集团焦炉煤气综合利用项目供电统计表 3项目建设后对区域电网影响不大。 表 3 山东济矿集团焦炉煤气综合利用项目供电统计表 序号 企业名称 度 /小时 1 焦炉、公用工程 13000 2 30 万吨 /年焦油加工及 2 万吨精萘（其中一期15 万吨焦油和 1 万吨精萘） 4000 3 吨 /年葱油加工项目 1500 4 办公生活区 2000 5 阳光颜料助剂 7500 6 合计 28000 电源 考虑到本 项目 用电负荷情况及对供电可靠性的要求， 本项目 新建380/220V 配电室、 10电室；发电机设出口母线，母线电压为 10电机发出的电量 通过 10络线与电网连接 。在电厂建设期间 ， 10以为电厂提供启动电源。本工程在 电气设备间 设置 二 套 13 300机监控型免维护铅酸蓄电池电源装置及一套 40流不间断电源装置。 接入系统的设计及保护与当地电力部门协商确定。 第四章 燃料供应 燃气来源及性质 本工程发电燃料是利用山东济矿煤化有限公司自身炼焦过程中所产生的副产品焦炉煤气。 山东济矿民生煤化 有限公司建设捣固焦生产焦炭，其中一期生产规模为年产焦炭 120 万吨，二期生产规模为年产焦炭 240 万吨。 煤气成份见下表： 成份 符号 体积百分比 5 8 55 60 3 3 7 23 27 2 4 HV 重 白数 15 燃机对焦炉煤气其它成份的要求见下表 ： 项 目 等量浓度 硫 3000体燃料 1000体燃料 钠 +钾 1 +镁 2 1 1500 量百分比 其他 其它成份： 20 50： 50季）， 100季） 焦油和灰尘含量： 10东济矿民生 热能 有限公司焦炉煤气综合利用项目，不包括焦炉煤气净化工艺，供应给该项目的焦炉煤气是 负荷燃机燃料规范要求 的 焦炉 煤气。特需注意：焦炉煤气的成份对设备的安全运行至关重要，其中萘、硫的含量会对煤气压缩机的安全运行造成很大影响，硫的含量会同时对锅炉的运行造成很大的影响。 焦炉煤气供应 山东济矿民生煤化有限公司焦炉煤气平衡 山东济矿民生煤化有限公司焦炉煤气量外供量表 时间段 项目 煤气产生量 单位 0 万吨焦 17536 h 0 万吨焦 35072 h 0 万吨焦 26304 h 20 万吨焦 52608 h 单台 30机的燃料需求表见下： 项目 单位 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 环境温度 5 35 输出功率 合出力） 16026 14617 13610 12303 燃料消耗量 h 9583 8797 8369 7892 热耗 511 2528 2583 2694 kJ/效率 % 烟温度 489 499 508 522 由以上两表可见，焦炉煤气供应量能够满足两台 30负荷 发电的需要，且还有富裕。 启动点火用油的供应 根据燃机供应商的要求 , 30燃机启动时使用 轻柴油，品质需符合燃机 “液体燃料规范 ”要求。一台机组启动时用油量一般最大为 4000kg/h。经 16 分钟负荷带到 30%后可切换开始用焦炉煤气。因此，本工程需要启动点火油量很少，可从市场购买。 17 第五章 厂址条件 厂址位置及周围环境 厂址地理位置 山东济矿民生 热能 有限公司焦炉煤气综合利用热电项目，结合 化工工业园区供热 需要， 提出以下 二个方案 进行 比选。 方案一：厂址位于 化工工业园区中心西侧 拟选厂址位于 化工园区中心，西靠 105 国道， 北临 北大溜河，拟选厂址地势平坦，交通方便，距离水源较 近 ，距离民生煤化较近，距离蒸汽用户较近 。 方案二：厂址位于大义北村的北侧 拟选厂址位于 105 国道东侧，北大溜河西侧， 大义北村的北侧， 拟选厂址地势平坦，交通方便，距离水源较近 。拟选厂址距离民生煤化较远，东面和西面有北大溜河绿化带和 105 国道绿化带作为屏障， 可以降低噪声影响。 南北两侧距离村庄较远。该场地距离民生煤化园区较 远 ，距离 蒸汽用户稍远 。 运输输送距离表 方案一 方案二 民生煤化 0.6 .5 工工业 园区中心 0.7 .2 工工业 园区边缘 4.1 .5 万福河 5.9 .6 大溜河 0.3 .2 05 国道 2.3 .1 集 35电站 义 110 电站 10区变电站 300m 300m 以上两个拟选厂址，均坐落在化工工业园区内，其中方案一靠近煤化工园区的中心，方案二位于煤化工园区内的西南部，二个拟选厂址地势平坦，附近没有重要文物保护区域，交通方便，靠近水源，适合作为厂址。 方案一更靠近民生煤化和工业园区的主要蒸汽用户 ，煤气输送、蒸汽输送条件更好一些。 综合比较，方案一 建厂条件更为优越 ， 交通方便，靠近水源，靠近主要蒸汽用户，靠近民生煤化 ，有利于煤气的经济安全输送。因此 ，推荐方案一 作为 目厂址。 场地条件 厂址位于山东省济宁市金乡县煤化工业园区中心偏西，北大溜河的南侧。本项目规划用地 ，实际建设用地（围墙内） ，其中：第一期项目用地 ，第二期 ，剩余 为围墙外公用面积。本项目拟选厂址不压矿、不压文物。 自然条件 本电厂位于鲁西南，属温带季风区 ，气温变化显著，四季明显，夏季炎热，冬季寒冷。全年以东南风为主，冬季多以北风或西北风为主，年平均风速 s，最大风速 25m/s（ 1985 年 8 月）。 根据金乡县气象站 1959 年建站以来的统计资料，年最大降雨量为1060964 年 )，年最小降雨量为 963 年 )，最大降雨量为 1963 年 8 月），日最大降雨量为1941965 年 7 月 9 日）。雨季多集中在 6、 7、 8、 9 四个月。年平均蒸发量为 大蒸发时间为 4 8 月份，占全年 蒸发量的 根据 1959 年 1 月至 2001 年 12 月统计资料，年平均气温为 ,最高气温为 （ 1966 年 7 月 19 日），最低气温为 （ 1964 年 2 月17 日），每年 6、 7、 8 三个月气温最高。最早冻结期为 12 月，最迟解冻期为 3 月，最大冻结深度为 44 1980 年 2 月 11 日）。 按中国地震动参数区划图，金乡地震烈度为 6 度（地震动峰值加速度 本 项目 场地建筑物均按地震烈度 6 度设防。 厂区地面标高由工业园区根据防洪要求统一确定，本厂址设计地面标高为 。 19 交通运输 金乡公路纵横，京珠公路 105 国道纵贯南北，省级干道东丰公路、枣曹公路横穿东西，京沪、京九、陇海、石新铁路和京杭运河傍区而卧，金乡的交通十分便利。各乡镇村庄均有沥青路面或水泥公路相通，实现了村村通公路，村村通客车。北距济宁机场 6乡河道成网，金乡境内有大小河流 24 条，主要有新万福河、老万福河、东鱼河等。河流皆由西向东流入南四湖，内河航道与京杭运河直接相连。 本电厂厂址位置交通方便，济宁金乡、徐州金乡、商丘金乡公路均经过本区，距 105 国道 2100m。由于 该项目 所需的燃料 全部 为焦炉煤气，通 过煤气管道架设输送，且燃料燃烧后没有其它灰渣，所以在输送能力上没有其它要求。 供水水源 由于 艺独特的热力循环方式，做功主要靠高温烟气膨胀做功，蒸汽部分做功所占份额较少，且采用抽凝工艺，所以工业循环水量非常低。该项目总循环水量约 3700t/h， 加上制备除盐水所需新水小时用水量 用水量 据当地水务部门提供的水源条件，金乡县年平均降水量 720 毫米。水资源相对丰富 , 河网较密，以万福河、新万福河、大沙河为主体辅以灌溉渠和河道支流，形成了灌溉网。主要河道常年不 断流，水量稳定，水质较好。万福河最大流量为 742m3/s。煤化工园区以北大溜河为主要水源。根据金乡县水利局关于该项目用水情况的说明资料，以北大溜河水为水源 可 以 满足水源需求。工业冷却水系统采用二次循环敞开式循环水系统。 水文气象 最冷月平均温度 最热月平均温度 极端最高温度 极端最低温度 最冷月平均相对湿度 54% 最热月平均相对湿度 73% 夏季主导风向 西南 冬季主导风向 东北 设计计算数据 ： 冬季采暖室外计算温度 夏季通风室外计算温度 31 冻结土深度 大积雪深度 19均年总降雨量 天最大降雨量 荷载 荷载 ， 道东侧 ，参照附近企业的工业场地岩土工程勘查报告，场地土自上而下分层如下： 层粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 20 层粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 20 粉土：厚度 底标高 基承载力特征值 10 层粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 40 层粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 40 层粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 50 21 粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 50 层粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 80 粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 80 粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 80 层粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 80 粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 80 层粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 00 层粘土：厚度 底标高 地基承载力特征值 20 粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 20 粉土：厚度 底标高 地基承载力特征值 20 层粘土：该层未完全揭穿，其地基承载力特征值 40 地下水 : 勘察期间地下水位埋深 位标高 结论：参照以上地质资料，拟建一般建筑物如化水车间、办公楼、单身宿舍、变电所等宜采用天然地基，利用（ 1）层土为基础持力层，地基承载力特征值采用 120建大型建筑物建议采用桩基。 厂址条件综评 经过综合经济评价，目前选址方案是综合最优方案。 第六章 装机方案及主要设备选型 装机方案论证 本 项目 全厂热效率为 远远高于同等规模火力发电厂效率，且水资源消耗极低， 且污染物排放量极低， 属于典型的清洁生产 项目 ，属于环境友好、清洁生产、循环经济类项目，该项目纳入 工业园区的 集中工业规划，更能够集中体现 目的独特优势。 根据山东济矿民生煤化有限公司焦炉煤气平衡结果，选用两台 30 燃气轮发电机组 ，单台消耗焦炉煤气约 9000m3/h，能够充分的利 用平衡出来的焦炉煤气。 目 仅考虑焦炉煤气充足供应条件下洁净焦炉煤气综合利用 的方案。 在燃机余热锅炉的选型上，考虑还有部分富裕焦炉煤气，且燃机随着季节变化焦炉煤气消耗量也有较大的变化。为了充分利用焦炉煤气，做到焦炉煤气放散量为零，燃机余热锅炉采用补燃方式。补燃煤气量根据富裕焦炉煤气量来确定。 表 6 燃机基本性能参数表 项目 单位 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 环境温度 5 35 输出功率 合出力） 16026 14617 13610 12303 燃料消耗量 m3/h 9583 8797 8369 7892 热耗 511 2528 2583 2694 kJ/效率 % 烟温度 489 499 508 522 富裕煤气 h 1487 3059 3915 4869 根据上表，在 安装两台 础上，富裕煤气波动范围在 14874869 h，进一步确定每台补燃余热锅炉的补燃煤气量在 0 2500 h 23 之间。 在燃机余热锅炉后续工艺上，结合 济宁市金乡县化工工业园区蒸汽的需要 ， 蒸汽轮发电机组选择 1 台 12抽凝机组 ， 具备外供 据金乡县化工工业园区蒸汽需要量调整抽汽量， 同时设计一套 100%容量的减温减压设备，以备在蒸汽轮发电机组故障情况下确保蒸汽外供 。 主要设备选型 艺四大主机主要性能参数如下 燃气轮 发电机组性能参数 型号： 30量： 2 台套 输出电力电压等级： 1050号 30式 50料系统 双燃料 燃料类型 焦炉煤气、柴油 性能表参数表 海拔 m 50 进气 阻力损失 00 废气阻力损失 50 相对湿度 % 60 工况 1 工况 2 工况 3 工况 4 环境温度 5 35 输出功率 合出力） 16026 14617 13610 12303 燃料消 耗量 h 9583 8797 8369 7892 热耗 511 2528 2583 2694 kJ/效率 % 烟温度 489 499 508 522 煤气压缩机性能参数 根据索拉燃机要求，煤气进口参数如下： 温度 ： 50(烃露点 +27 度 ， 水露点 +10 度 选高者 ， 最高温度不超过 76度 ) 压力： 煤气压缩机选用往复式压缩机，机器为对称平衡型，四列四级压缩，采用德国 司和瑞士 司的引进技术，遵照 准设计。 型号： 47套同步电动机 数量： 2 台 主要参数： 煤压机进口压力： 3000G） 煤压机出口压力： 压机出口煤气温度： 55 主电机： 功 率： 15000 速： 333 r/步电动机，防爆等级： 护等级： 级间配套缓冲器及级间冷却器、和气液分离器等设备 燃机余热锅炉性能参数 余热锅炉为双压、卧式烟道、自然循环、立式受热面、补燃型式。 数量： 2 台 余热锅炉在环境温度 15 时，其性能如下： 补燃焦炉煤气范围： 0 2500h 中压蒸汽压力： G） 中压蒸汽产量： 40t/h 中压蒸汽温度： 450 低压蒸汽压力： G） 低压蒸汽产量： 5.4 t/h 25 低压蒸汽温度：饱和 当燃机环境温度改变时，余热锅炉低压 部分可以滑参数运行，改变其吸热量，继而改变其蒸汽产量，以满足高压部分给水除氧的需要。 抽凝 发电机组性能参数 本次工程拟选用 抽凝 式机组， 以满足金乡县化工工业园区对蒸汽负荷的需要 。 装机配置为二炉一机模式，整体 制为 2+2+2+1 模式。 蒸汽轮机性能如下： 装机容量： 12汽流量： h 进汽压力： A） 进汽温度： 435 抽汽压力： A） 抽汽量： 0 40t/h 经济指标 装机容量： 42000气发电： 30000 轮机组 发电 ： 10000热工况自耗电率： 年作业 时间： 6500 小时 年 发 供电量： 26000 万 外供电量： 23474 万 外供蒸汽量： 40 万吨 年消耗焦炉煤气量： 13424 万 耗新水量： 吨 年耗氮气量： 380 万 耗油量： 20t 劳动定员： 36 人 工程占地 （包括预留二期面积） ： 49946七章 工程设想 全厂总体规划及厂区总布置规划 全厂总体规划 本工程依托济矿民生煤化有限公司，在 化工工业园区中心 建设，外部条 件 较好 ， 配套设施由工业园区综合配套， 全厂规划主要考虑新建设施的总体布置。 厂区总平面布置规划 根据电厂全厂总体规划，考虑二期三台 组位置预留，根据 工艺流程及配套公辅系统布置，厂区基本划分三块区域： 主工艺区域： 布置在厂区西侧，靠近济矿民生煤化。本区域 根据 顺序 布置 煤气压缩机房、燃机及余热锅炉、 抽凝 发电机组主厂房 ，并 预留 扩建场地 。 水系统区域：包括化水、工业水系统 配套公辅区域：包括燃油供应系统、氮气供应系统、发电升压及接入系统区域。 办公和生活区统一 考虑，布置在厂区西侧。 厂区竖向布置规划 厂址地形标高在 间，地形较平坦。结合厂区地形地貌、园 区防洪规划，厂区采用平坡式的布置方式 ，设计厂区地面标高为 热力系统 主工艺按 2+2+2+1 型式： 2 台煤压机 +2 台燃气轮发电机组 +2 台燃机补燃余热锅炉 +1 台 蒸汽轮发电机组 。 目是以燃气轮发电机组为工艺主线，向前延伸工序为煤气压缩系统，向后延伸工序为燃机余热锅炉及蒸汽轮发电系统。 热力系统的主要设计内容： 27 煤气压缩机系统 氮气供应系统 燃油供 应系统 燃气轮发电机组 燃机余热锅炉 抽凝发电机组 氮气制备系统 厂区内低压蒸汽管网 煤气压缩系统 煤气压缩机是为燃机提供参数合格的焦炉煤气燃料，根据美国索拉公司 30机的进气要求 ： 焦炉煤气的进口压力及允许波动范围： 进口压力 焦炉煤气的进口温度及允许波动范围：烃露点 +27 度 ,水露点 +10 度(选高者 ),最高温度不超过 76 度。 与之配套的煤气压缩机型具有流量小，压力高，压缩介质含有大分子炭化物的特点，且焦炉煤气中含有腐蚀性强的 气压缩机选用往复式压缩机， 机器为对称平衡型，四列 三 级压缩。每级进气口设进、出气缓冲器，每级压缩完毕设冷却器、汽液分离器。 因被压缩介质为易燃、易爆、有毒气体，为保证压缩介质不泄漏，在气缸与机身间增加了中体，在气缸侧设有密封填料和前置