哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告

哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 黑龙江省林业设计研究院 二八年九月 哈尔滨 可行性研究报告 项目法人：哈尔滨哈投投资股份有限公司 项目名称：哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热 网工程循环流 化床锅炉替代煤粉炉项目 项目编号： Z03-08-28 院 长 杨连云 总工程师 孙继华 专业院院长 高晏飞 专业院总工 崔健生 项目负责人 邢忠和 工程咨询证书编号：工咨乙 10920070046 黑龙江省林业设计研究院 二八年九月 哈尔滨 黑龙江省林业设计研究院编制人员 专业院院长 :高晏飞 专业院总工 :崔健生 项目负责人 :邢忠和 编制人员 :李兴国 宋丽坤 陈晓文 赵玉香 宋 琦 鲁 军 刘 洋 袁义彬 曹 荣 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 第四章 工程设想 . 11 4.1 厂区总体规划 . 11 4.2 总平面布置 . 11 4.2.1 总平面布置原则 . 11 4.2.2 总平面布置 . 11 4.2.3 主要技术指标 . 12 4.3 竖向布置、道路、运输、绿化 . 13 4.3.1 竖向布置 . 13 4.3.2 道路运输设计 . 13 4.3.3 绿化布置 . 13 4.4 燃料及燃烧系统 . 14 4.4.1 燃料 . 14 4.4.2 锅炉燃烧系统 . 14 4.4.3 燃烧系统主要辅机选型 . 15 4.5 热力系统 . 16 4.5.1 主蒸汽系统 . 16 4.5.2 给水除氧系 统 . 17 4.5.3 锅炉的排污系统 . 17 4.5.4 热力系统主要附属设备选型 . 17 4.6 主厂房布置 . 17 4.6.1 一期主厂房布置 . 17 4.6.2 二期主厂 房布置 . 19 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 4.7 上煤及除灰渣系统 . 19 4.7.1 燃料计算 . 19 4.7.2 现状 .20 4.7.3 扩建后的工程设想 .20 4.8 除灰渣系统方案 .21 4.8.1 灰渣量计算 .21 4.8.2 现状 .22 4.8.3 扩建后的工程设想 .22 4.9 给排水及化学水处理 .23 4.10 电气部分 .24 4.10.1 概述 .24 4.10.2 电气接线及布置 .25 4.10.3 直流系统 .28 4.10.4 二次线、继电保护及自动装置 .28 4.10.5 过电压保护及接地 .29 4.11 热工控制 .29 4.11.1 设计范围 .29 4.11.2 控制系统概述 .30 4.11.3 控制水平 .30 4.11.4 控制方式 .31 4.11.5 DCS系统 .31 4.11.6 检测及控制 .32 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 4.11.7 主控制室布置 .33 4.11.8 热工保护、联锁与信号 .33 4.11.9 热工自动化设备选择 .33 4.11.10 电源及接地 .34 4.11.11 热工自动化试验室 .35 4.12 土建 .35 4.12.1 建筑设计 .35 4.12.2 结构设计 .36 4.13 采暖通风 .38 4.13.1 采暖参数 .38 4.13.2 采暖设备 .38 4.13.3 空调、通风设计 .38 第五章 环境保护 .39 5.1 设计依据 .39 5.2 环境影响的治理 .39 5.2.1 大气环境影响及治理 .39 5.2.2 噪声环境影响及治理 .41 5.2.3 灰渣对环境的影响及治理 .42 5.2.4 绿化 .42 5.2.5 锅炉房环境污染治理投资估算 .43 第六章 劳动安全卫生 .44 6.1 概述 .44 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 6.2 设计依据 .44 6.3 建筑及场地布置 .44 6.4 生产过程中职业危害因素的分析及主要防范措施 .45 6.4.1 火 灾的危险及防治措施 .45 6.4.2 烟尘污染及防治措施 .46 6.4.3 工艺安全措施 .46 6.4.4 卫生措施 .47 6.4.5 控制噪声设施 .48 6.4.6 照明 .48 6.4.7 改善繁重体力劳动强度措施 .48 6.5 预期效果及评价 .49 6.6 专用投资概算 .49 6.7 存在的问题与建议 .49 第七章 消防 . 50 第八章 节能专篇 . 54 8.1 编制依据 . 54 8.2节能措施综述 . 54 8.3 项目节能评价 . 56 8.4 结论 . 56 第九章 生产组织和劳动定员 . 57 第十章 工程实施及建设进度 . 58 第十一章 投资估算与经济效益评价 .60 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 11.1投 资估算（一期） .60 11.1.1 项目建设总体规模 .60 11.1.2 编制依据 .60 11.1.3 基本预备费 .61 11.1.4 建设投资估算 .61 11.2经济效益评价（一期） .61 11.2.1 评价依据 .61 11.2.2 评价范围和评价方法 .61 11.2.3 工程概况 .61 11.2.4 资金的筹措 .62 11.2.5 增量收益 .62 11.2.6 增量成本 .62 11.2.7 经济评价结果 .62 11.2.8 敏感性分析 .63 11.2.9 结论 .64 11.3投资估算（终期） .64 11.3.1 项目建设总体规模 .64 11.3.2 编制依据 .64 11.3.3 基本预备费 .65 11.3.4 建设投资估算 .65 11.4经济效益评价（终期） .65 11.4.1 评价依据 .65 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 11.4.2 评价范围和评价方法 .65 11.4.3 工程概况 .66 11.4.4 资金的筹措 .66 11.4.5 增量收益 .66 11.4.6 增量成本 .67 11.4.7 经济评价结果 .67 11.4.8 敏感性分析 .67 11.4.9 结论 .68 第十二章 招 (投 )标部分 .69 12.1招（投）标依据 .69 12.2本工程招标范围及项目 .69 12.3招标组织形式及方式 .70 12.4招（投）标工作的拟安排 .70 第十三章 原煤粉锅炉脱硫方案 .72 13.1 设计内容 .72 13.2 湿 式石灰 -石膏法脱硫 .72 13.3 脱硫系统工艺流程与基本原理 .74 第十四章 结论 .76 14.1主要技术经济指标 .76 14.2 结论 .76 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 附表： 投资估算及经济评价（一期） 投资估算及经济评价（终期） 附图： 附图 1：总平面布置图（ Z-01） 附图 2：底层设备平面布置图 (一期 )（ J-01） 附图 3：运转层设备平面布置图 (一期 )（ J-02） 附图 4：设备剖面布置图（一期）（ J-03） 附图 5：底层设备平面布置图 (二期 )（ J-04） 附图 6：输煤系统图（一期）（ M-01） 附图 7：除灰系统图（一期）（ H-01） 附图 8：除灰系统图（二期）（ H-02） 附图 9：电气原理接线图（ D-01） 热电设计 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 第一章 总论 1.1 项目概况 1.1.1 项目名称 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 1.1.2 项目承办单位 哈尔滨哈投投资股份有限公司 1.1.3 项目建设地点 哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂内主厂房隔道一侧的绿地上（一期）；热电厂锅炉房拆除原煤粉锅炉处（二期）。 1.1.4 可行性研究报告编制单位 黑龙江省林业设计研究院 1.1.5 建设规模 一期建设 1 130t/h 循环流化床蒸汽锅炉； 二期建设 2 130t/h 循环流化床蒸汽锅炉。 1.2 编制依据 1、热电联产项目可行性研究技术规定（计基础 200126 号）； 热 电 设 计 Page 1 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 2、小型火力发电厂设计规范 (GB50049-94)； 3、相 关部门的批复意见； 4、哈尔滨哈投投资股份有限公司提供的基础资料； 5、锅炉房设计规范（ GB50041 2008）； 6、国家有关法律、法规。 1.3 可行性研究的工作范围 1、按原有厂区情况、厂房形式、场地面积及机组形式确定先进合理的供热工艺系统方案和设备选型； 2、初步确定建设项目的建筑结构形式、给排水、电气、自控方案、节能措施和脱硫方式； 3、对项目的实施条件、环境保护、劳动安全卫生、消防及锅炉脱硫系统等进行可行性研究； 4、对项目的总投资、成本进行估算； 5、对项目的经济效益进行分析； 6、通过对成本、效益和投资回收情况的分析进行财务经济评价； 7、对原有锅炉烟气系统脱硫改造方案进行投资估算。 1.4 企业概况 哈尔滨哈投投资股份有限公司前身为哈尔滨岁宝热电股份有限公司，是以哈尔滨华工热电厂为主要发起人，并联合阿城市热电厂、岁宝集团（深圳）实业有限公司共同发起设立的股份有限公司。现总股本为 54638 万股， 热电设计 Page 2 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 其中：哈尔滨投资集团有限公司持股 24286 股，占总股本的 44.452%，为哈投股份第一大股东，其他均为社会流通股。 哈投股份目前是综合类的投融资股份上市公司。公司是哈尔滨市最大的地方发电、供热企业，下辖分公司哈投股份热电厂和哈投股份供热公司，年发电 2.2 亿千瓦时，供热面积 780 万平方米；现持有民生银行股权 2.2 亿股；公司总投资 26749 万元收购俄罗斯四家公司股权并增资森林采伐项目；现有一家控股子公司，持有黑龙江岁宝热电有限公司 51%控股权，是阿城区最大的发电供热企业；持有黑龙江新世纪能源有限公司（垃圾焚烧电厂） 45%的股权，属环保产业、风能、太阳能等新型环保能源的利用和开发；公司出资 8.52 亿元购买方正证券 1.065亿元的出资额，占泰阳证券注册资本的 10.135%。 公司截止 2007 年 12 月 31 日，资产总额 501848 万元，股东权益 310403 万元，营业收入 54013 万元，净利润 31544 万元，每股收益 1.15 元，净资产收益 10.03%。 哈尔滨哈投投资股份有限公司通过产业结构调整，目前确立了以发电、供热为基础，以森林采伐、金融股权投资为新的利润增长点的多元化的业务发展体系。哈投股份将要以此为契机，以突出投融资收益为先导，做大做强热电产业，不断优化产业结构，开创新的发展领域，使公司全方位发展，以创造公司价值和利润最大化，回报股东，回报社会。 哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂（前身是哈尔滨化工热电厂） 隶属于哈尔滨哈投投资股份有限公司，坐落在哈尔滨市化工区的中部，企业占地面积 13.8 万平方米。 热电设计 Page 3 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 企业从事热力电力生产供应。现有资产 1.99 亿元，是哈市热电联产企业，现拥有三台 130t/h 燃煤蒸汽锅炉、二台 12MW 双抽汽轮机组、 一台 12MW 背压机组、三台70MW 热水燃煤锅炉。全年发电 2.2 亿千瓦时，年销售工业蒸汽 49 万吨，年采暖供热 310 万吉焦，担负着向北化工区、会展中心和开发区的供热任务。现有职工 831 人，具有技术职称人员 218 人，其中，高、中级技术职称人员 93 人。 企业在各项管理工作中，建立了一整套科学管理体系，以求生存、求发展为宗旨，以经济效益为中心，以强化管理为手段，创造性的开展生产经营管理工作。几年来，企业先后荣获“无泄露工厂”、“标准化合格单位”、 “省甲级绿化单位”、“国家二 级档案管理”、“化工部清洁文明单位”、“省甲级绿化单位”、“哈尔滨企业管理优秀奖”、“省级先进企业”、“市精神文明建设标兵”、“重合同守信用单位”、“哈尔滨市节能减排工作先进单位”等荣誉称号，企业的两个文明建设得到了长足发展。 1.5 项目建设的必要性 1、哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程是经国家计划委员会计投资【 1998】 63 号文批准的大型集中供热项目，该供热项目现有两个热源：为哈尔滨热电有限责任公司，提供 100 万平方米供热能力；其余热源全部由哈尔滨哈投投资股份有限公司热 电厂提供。 2、哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂是哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程主热源。根据国家及省市环保局“节能减排”的要求，哈尔滨市环保局要求各排放单位必须完成烟气脱硫项目整改，哈尔滨哈投 热电设计 Page 4 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 投资股份有限公司热电厂 三台 130t/h 燃煤蒸汽锅炉属于上述整改范围。通过建设循环流化床锅炉替代煤粉锅炉，可以解决烟气排放不达标问题。 3、近两年来，煤炭价格大幅上涨，烟煤涨幅远远大于褐煤涨幅，褐煤价格相对低廉。循环流化床锅炉脱硫效率高、燃料适应性好、能够到达洁净燃烧、锅炉负荷调节能力强、可燃烧褐煤。通过建设循环流化床锅炉替代煤粉锅炉燃烧褐煤，可以节约燃料成本，提高电厂运行的经济性。 4、现有三台煤粉炉设备已经运行 20 年，维修维护费用逐年增高，锅炉热效率差。 5、如建设尾部脱硫设施需 投入 1500 万元，年运行费用在 450 万元，增加生产成本。 根据哈投股份热电厂面临的实际情况，拟分两期建设三台循环流化床锅炉替代现有煤粉锅炉，解决环保达标排放和燃煤经济性问题。 1.6 主要技术设计原则 1、在哈尔滨哈投投资股份有限公司总体规划的指导下，结合电厂发电、供热事业的发展，合理布局、统筹安排、立足当前、兼顾长远。 2、贯彻节能方针，选用燃烧效率高的锅炉、除尘效率高的烟气除尘器等设备，提高能源的有效利用率，以达到节约能源、改善环境、降低造价的目的， 力求取得较好的经济效益和社会效益。 3、坚持科学态度，积极采取国内外行之有效的新技术、新工艺、新材料、新设备和现代化技术手段，使设计做到技术先进、经济合理、安全 可靠。 热电设计 Page 5 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 1.7 工作简要过程 2008 年 9 月中旬，我院收到了“哈尔滨哈投投资股份有限公司循环流化床锅炉替代煤粉锅炉项目可行性研究报告”的设计委托书， 9 月中旬我院针对该项目的特点组成了项目组，赴现场进行了实地考察，收集相关设计资料。 2008 年 9 月 10 月开展该项目可行性研究工作。 2008 年 10 月 7 日，将可研初稿移交建设单位初审，修改后于 10 月份中旬正式出版。 热电设计 Page 6 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 第二章 热负荷 2.1 供热现状 哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂现拥有三台 130t/h 燃煤蒸汽锅炉、二台 12MW 双抽汽轮机组、一台 12MW 背压机组、三台 70MW 热水燃煤锅炉。全年发电 2.2 亿千瓦时，年销售工业蒸汽 49 万吨，年采暖供热 310 万吉焦，担负着向北化工区、会展中 心和开发区的供热任务。 现有三台 130t/h 燃煤粉蒸汽锅炉设备已经运行 20 年，维修维护费用逐渐增高，锅炉热效率差（ 85%以内）。 2.2 热负荷 2.2.1 采暖热负荷 哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂现供热面积 780 万平方米，最大采暖热负荷时电厂汽轮机组供热 150MW，热水锅炉供热 200MW；平均采暖热负荷时电厂汽轮机组供热 146MW，热水锅炉供热 100MW；最小采暖热负荷时电厂汽轮机组供热 60MW，热水锅炉供热 30MW。年采暖供热 310 万吉焦。锅炉改 造后由于容量未发生变化，所以仍可满足原有采暖热负荷需求。 2.2.2 工业采暖热负荷 哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂采暖期外供最大蒸汽量为 120t/h；外供平均蒸汽量为 95t/h；外供最小蒸汽量为 60t/h。非采暖期外供最大蒸汽量为 60t/h；外供平均蒸汽量为 40t/h；外供最小蒸汽量为 热电设计 Page 7 of 77 哈尔滨市原马 家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 20t/h。锅炉改造后由于容量未发生变化，所以仍可满足原有采暖期及非采暖期热负荷需求。 热电设计 Page 8 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 第三章 锅炉选型及脱硫方式 3.1 机炉选型 1、锅炉容量及台数的确定： 本工程的热负荷主要为哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂原有热负荷进行供热，根据需要替代锅炉容量、电厂可用场地情况及环保部门节能减排要求，替代后的锅炉容量既要与原锅炉容量一致，还要具有脱硫效果， 基于以上几点要求，本次可研锅炉选型及建设方案如下： 一期建设规模： 1 130t/h循环流化床锅炉； 二期建设规模： 2 130t/h循环流化床锅炉。 2、锅炉燃烧 方式的确定： 按目前常用的锅炉燃烧方式及煤质情况，拟选用悬浮燃烧，飞灰回燃的循环流化床锅炉，此型锅炉的优点是燃烧效率高，能燃烧劣质煤种和煤矸石，燃料在炉膛内停留时间较长，在炉内添加石灰石可以进行炉内脱硫，当钙硫比为 2 2.5 时，脱硫效率可达到 90%以上，完全可达到哈市环保要求。锅炉适应负荷变化的能力较好，在 30% 50%锅炉负荷范围内能稳定燃烧。 3.2 循环流化床锅炉脱硫系统 本次工程脱硫系统采用循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫方式。循环流化床锅炉添加石灰石脱硫是其特出优点 之一，它具有脱硫效率高，脱 热电设计 Page 9 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 硫成本低，操作简单、无水污染等特点。循环流化床锅炉之所以在近年来能得到很大的发展，除了其燃料适应性广、负荷调节性能好、燃烧效率高 （接近或达到煤粉炉效率）外，一个重要的原因是它具有优良的环保性能。一方面，由于低温燃 烧和分级送风，有效抑制了 NOx 的生成；另一方面，通过炉内添加石灰石脱硫减少了 SOx 的排放。与煤粉燃烧锅炉的炉内喷钙脱硫相比，循环流化床锅炉炉内加钙（石灰石）脱硫的脱硫效率更高、运行费用更低、更具有实际应用价值。煤粉燃烧锅炉的炉内喷钙脱硫在 Ca/S 比为 2.0 3.5 时，脱硫效率仅 50左右，而循环流化床锅炉炉内加钙脱硫在 Ca/S 比为 2 2.5 时，脱硫效率一般可达 90%以上。 与常规锅炉的尾部烟气脱硫（ FGD）相比，循环流化床锅炉炉内加钙脱硫具有设备投资省、占地面积小、能耗低、 操作简单、无水污染等优点。尾部烟气脱硫虽然也是一种实用化、工业化的脱硫方式，并在发达国家得到较为普遍地使用，但其设备投资巨大。 循环流化床锅炉的燃烧脱硫过程是将脱硫剂（石灰石）送入炉内，脱硫剂进入炉内首先锻烧生成氧化钙，氧化钙再与燃料燃烧生成的二氧化硫气体反应。 CaCO （石灰石） CaO+CO 3 2 CaCO CaO +2CO 3 2 CaO+SO +1/2O CaSO 2 2 4 本次工程脱硫系统具体方案是新上一套石灰石输送系统。石灰石经料斗、给料机、输送带、卸料器输送到给煤皮带，和给煤一起进入炉内实现脱硫。 热电设计 Page 10 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热 热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 第四章 工程设想 4.1 厂区总体规划 本次项目扩建地点选址在厂区内， 原主厂房固定端侧，厂区西部。 4.2 总平面布置 4.2.1 总平面布置原则 1、满足总体规划以及生产性质、防火、安全、卫生、施工规范等要求； 2、建、构物的平面和空间组合，应做到分区明确、合理紧凑、有利生产、造型协调、整体性好。在符合生产流程、操作要求和使用功能的前提下 ，建、构筑物等设施应联合多层布置。 3、总平面布置应以主厂房为中心，以工艺流程合理为原则，应注意厂区地形、设备特点和施工条件的影响，合理安排、因地制宜地进行布置。 4.2.2 总平面布置 扩建区域布置在原有厂房的西部，厂房由南至北为除氧煤仓间、锅炉间、渣楼和除尘器用地、引风机间、烟道。 改建区域在原厂房内，由南至北为除氧煤仓间、锅炉间和除尘器用地。并且在除尘器东侧新建一座渣楼。 整个厂区各建、构筑物布局合理，满足工艺要求。厂区内建筑物的外装修色调要统一协调。 热电设计 Page 11 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 4.2.3 主要技术指标 主要建构筑物一览表 序号 项目名称 单位 建筑面积 占地面积 2 1 除氧煤仓间 米 1080.00 216.00 2 2 锅炉间 米 1152.00 576.00 新 2 3 除 尘 器 用 地 米 162.97 2 4 引风机间 米 180.00 180.00 2 5 渣楼 米 75.28 37.64 建 2 6 除 渣 栈 桥 米 25.00 2 7 渣楼 2 米 28.27 8 烟道 米 2 260.06 2 改 9 除氧煤仓间 米 利旧 2 10 锅炉间 米 利旧 建 11 除尘器用地 米 2 利旧 技术经济指标 序号 技术指标 单位 数量 备注 1 厂区占地面积 公倾 14.5 2 2 建构筑物总占地面积 米 56282.98 2 3 道路广场占地面积 米 45217.02 2 4 绿化面积 米 43500.00 热 电 设 计 Page 12 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 5 建筑系数 % 38.82 6 绿化系数 % 30.00 7 场地利用系数 % 70.00 4.3 竖向布置、道路、运输、绿化 4.3.1 竖向布置 厂区竖向设计采用原有设计方案。主厂房设 计室内地坪 为 128.50 米。 厂区的地面雨水采取自然排水方式。 4.3.2 道路运输设计 1、出入口设置：保留原用地的出入口，作为本厂区的主入口和货运出入口。 2、厂区道路：厂区内新建道路宽 6.0 米，厂内新建道路与原有道路充分结合，呈环形布置，并与场外道路相连，转弯半径为 6.0、 9.0、 12.0 米 ,做法与原有厂区相同。满足运输、人流通行和消防的要求。 3、运输：运输方式为厂外采用公路运输，厂内采用道路运输方式。 4、运输设 备：煤、灰渣运输按原有运输方式，不额外增加运输设备。 4.3.3 绿化布置 厂区绿化采取点、线、面相结合的方法，在原有绿化的基础上对扩建厂区进行绿化布置。在新建厂房四周及道路两旁进行绿化布置：沿道路两 热电设计 Page 13 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 侧种植阔叶乔木，建筑物 周围空地用草皮覆盖，并植以乔、灌木及花卉，做到厂区內无裸露的土地，以达到美化、净化环境之目的，绿化率 30。 4.4 燃料及燃烧系统 4.4.1 燃料 燃煤煤质分析如下： 煤质分析 项 目 单 位 数 量 碳 Car 40.38 氢 Har 2.83 氮 Nar 1.11 氧 Oar 10.25 硫 Sar 0.35 水分 Mar 30.88 灰分 Aar 14.20 合计 100 干燥无灰基挥发分 Vdaf 45.23 收到基低位发热量 Qnet.ar kJ/kg 13460 4.4.2 锅炉燃烧系统 锅炉所用燃料从干煤棚经破碎机破碎后利用输煤皮带送至主厂房原煤仓中。脱硫使用的石灰石采购粉料，利用斗式升降机将粉料定量输送至二段输煤皮带上，随燃煤一起输送至三段皮带上，并分配给 各炉原煤仓。每台原煤仓下为 4 台螺旋输煤机，将燃煤输送至锅炉进煤处，送入锅炉燃烧。 热电设计 Page 14 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 锅炉按平衡通风方式运行，一次风与二次风从不同的部位以不同的风压鼓入燃烧室。 烟气经省煤器、空气预热器后进入电除尘器除尘后，由引风机 吸出，经烟道排至100m 高烟囱排入大气。 4.4.3 燃烧系统主要辅机选型 4.4.3.1 锅炉燃烧系统主要辅机选型（一期） 1、一次风机：一台 QALG-2 20D ,Q 117557m3/h , H=17800Pa 电动机： YKK500-4 800kW 2、二次风机：一台 QALG-2 16.1D ,Q 78875m3/h ,H=10000Pa 电动机： YKK450-4 315kW 3、电除尘器：一台 三电场 HEP130-3 130m2，除尘效率 99.8% 4、引风机：二台 QAY-5A 20D ,Q 164573m3/h ,H=5775Pa 电动机： YKK450-6 400kW 5、返料风机：二台 Q 1300m3/h ,H=46035Pa 电动机： 30kW 4.4.3.2 锅炉燃烧系统主要辅机选型（二期） 热电设计 Page 15 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 1、一次风机：二台 QALG-2 20D ,Q 117557m3/h , H=17800Pa 电动机： YKK500-4 800kW 2、二次风机：二台 QALG-2 16.1D ,Q 78875m3/h ,H=10000Pa 电动机： YKK450-4 315kW 3、引风机：四台 QAY-5A 20D ,Q 164573m3/h ,H=5775Pa 电动机： YKK450-6 400kW 4、返料风机：四台 Q 1300m3/h ,H=46035Pa 电动机： 30kW 4.5 热力系统 4.5.1 主蒸汽系统 一期的锅炉出口蒸汽送至主蒸汽母管，主蒸汽管道采用集中母管制，主蒸汽母管由原厂房延伸至本期锅炉房管道夹层内。锅炉主蒸汽出口电动闸阀设有小旁路，在暖管和暖机时使用。 二期的锅炉出口蒸汽仍送至主蒸汽母管，主蒸汽管道采用集中母管制，主蒸汽母管利用原有主蒸汽管道。锅炉主蒸汽出口电动闸阀设有小旁路，在暖管和暖机时使用。 热电设计 Page 16 of 77 哈尔滨 市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 4.5.2 给水除氧系统 一期、二期建设由于锅炉总容量没有变化，所以除氧器及除氧水箱都利用原有设备。由于原有除氧器运行时间久，可能会出力不足的情况，故在实际建设时应考虑对其进行改造或更新，以提高其加热能力。锅炉的补给水也利用原有补水系统。各路疏水及回水在疏水箱汇合，经疏水泵加压后送至除氧器除氧。考虑事故情况，一期建设时在原汽机间新增一台汽动给水泵，二期不再增加。除氧后的水由给水泵加压后送至锅炉省煤器。 4.5.3 锅炉的排污系统 锅炉的连续排污管接至原有连排扩容器，扩容后二次蒸汽进入除氧器，污水经连排冷却器后排入热网管道或冲灰管道。定期排污接至原有定排扩容器，扩容后蒸汽排入大气，冷却后的污水排入排水管道。 4.5.4 热力系统主要附属设备选型 1、一期建设： 1）汽动给水泵：一台 Q=155m3/h H=6.03MPa 2、二期建设： 没有新增设备。 4.6 主厂房布置 4.6.1 一期主厂房布置 主厂房两 列式布置，依次为除氧煤仓间和锅炉间。除氧煤仓间跨度与 热电设计 Page 17 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 原厂房一致，仍为 9m，纵向 4 个柱距，从与原厂房临近端起依次为 4 6m共 24m，运转层标高 7m，除氧层标高 13.5m，输煤层标高 22m；锅炉间跨度 24m，纵向 4 个柱距 4 6m 共 24m，锅炉间运转层标高 7m，屋架下弦标高 43m。 1、除氧煤仓间设备布置 底层为变压器和电气配电间； 4m 层为管道夹层； 7m 运转层中间布置锅炉的炉控室；各炉炉前按锅炉要求搭设平台，平台上布置各炉给煤机； 13.5m层为除氧层，布置四台给煤机； 22.0m 层为输煤层，布置输煤皮带， 22.0m层下吊装有锅炉原煤斗。 2、锅炉间设备布置 锅炉为横向布置，在新建锅炉间 2 4 柱距间沿 3 柱距中心线布置一台蒸汽锅炉。在蒸汽锅炉间底层除锅炉各柱外，炉下 出渣口附近还布置两台冷渣器，出渣机沿纵向布置在炉下，便于冷渣器出渣，并由扩建端出口输送灰渣至锅炉间外的渣仓中。炉后两侧布置一、二次风机。 锅炉间运转层除锅炉外，尾部沿外轴线为各炉汽水取样冷却器及水槽，炉一侧为给水操作平台，炉前为锅炉给煤机，在锅炉的固定端和扩建端各留有一个吊装孔，在锅炉间屋架下弦各吊装有 2t 单轨电动葫芦，作为检修时吊装工具材料的起吊工具。 3、除尘及引风机间设备布置 在锅炉间尾部主厂房外，布置锅炉的电除尘器。 除尘器后侧为引风机间，引 风机间跨度 7.5m，纵向长 24m。在引风机间内纵向布置二台引风机，在引风机上方屋架下弦下纵向布置 2t 单轨电动 热电设计 Page 18 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 葫芦，作为检修引风机的起吊工具。 4、烟道及烟囱 水平烟道架空布置，烟道底标高 4.5m，延伸至原厂 房烟道与之连接；烟囱利用原有，高 100m，出口内径 3.5m。 4.6.2 二期主厂房布置 除氧煤仓间、锅炉间、引风机间、除尘器、烟囱都与一期相同。 烟道利用原有，不进行改造。 4.7 上煤及除灰渣系统 一期按扩建 1 130t/h 循环流化床锅炉运行时所需要的燃料和扩建 1 130t/h 循环流化床炉排出的灰渣量进行设计。 二期按改建 2 130t/h 循环流化床锅炉运行时所需要的燃料和改建 2 130t/h 循环流化床炉排出的 灰渣量进行设计。 4.7.1 燃料计算 根据煤质分析资料，一期、二期燃料消耗量计算如下表： 一期燃料耗量计算表 单位时间 小时最大耗量 日耗最大量 年耗最大量 4 4 锅炉负荷 石灰石（ t） 煤（ t）石灰石（ t）煤（ t）石灰石（ 10 t） 煤（ 10t） 0.52 13.00 1130t/h 1.204 30.11 28.896 722.64 （ 0.535 ） （ 13.37） 总计 31.314 751.536 13.52（ 13.905） 注：日耗燃料按 24 小时计，年耗燃料冬季按 180 天计，夏季按 185 热电设计 Page 19 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉 替代煤粉炉项目可行性研究报告 天计，括号内数据为夏季年耗量。 二期燃料耗量计算表 单位时间 小时最大耗量 日耗最大量 年耗最大量 4 4 锅炉负荷 石灰石（ t） 煤（ t）石灰石（ t） 煤（ t） 石灰石（ 10 t） 煤（ 10t） 2130t/h 2.408 60.22 57.792 1445.28 1.04 26.00 总计 62.628 1503.072 27.04 注：日耗燃料按 24 小时计，年耗燃料冬季按 180 天计。 4.7.2 现状 哈投股份热电厂现运行 3 130t/h 煤 粉锅炉，日最大耗煤量为 2000 多吨，煤由铁路专用线运至厂区煤场，煤场现有面积可存储燃煤量 300000 吨。煤场内配有两台装卸桥 ，用于卸煤、上煤之用，同时配有四台推土机用于上煤、运煤、倒煤之用。 输煤系统按双路皮带设计，皮带宽度为 650mm，筛碎设备选用两台反击式破碎机，输煤系统共由四段皮带机完成，同时配有电磁除铁器、电子皮带秤及检修装置。 4.7.3 扩建后的工程设想 1、卸煤装置及贮煤设施 一期燃煤仍然采用铁路运煤，由于日最大耗煤量增加了 751.5t/d，考虑不均衡系数 1.2，每日进煤车皮数量增加了 12 节。 经核算，扩建后煤场面积仍能满足要求，本期不再扩建煤场及增加煤场设备。 热电设计 Page 20 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 二期燃煤仍然采用铁路运煤，由于日最大耗煤量增加了 400t/d，考虑 不均衡系数1.2，每日进煤车皮数量增加了 8 节。 经核算，改建后煤场面积仍能满足要求，本期不再扩建煤场及增加煤场设备。 2、运煤系统及运行方式 经核算原有工程输煤系统可以满足扩建后的输煤能力，一期不考虑新建输煤系统。 由于本期工程扩建循环硫化床锅炉，设计为按添加石灰石脱硫设计，在原 3#皮带机尾部增设两座石灰石钢仓，单个容积为 19m3，可存石灰石约 27t。同时设有两台斗式提升机将石灰石运至钢仓中。石灰石来料为粒度 2 10mm 以下的袋装成品，在 3#输煤栈桥下建石灰石贮库，面积为 65m 。 将原输煤系统中碎煤设备换置两台摆锤式细粒破碎机。 输煤层增加两路 5#皮带机，用于扩建锅炉的输送。 经核算一期工程输煤系统仍能满足改建后的输煤能力，二期不考虑新建输煤系统。 4.8 除灰渣系统方案 4.8.1 灰渣量计算 依据煤质分析资料，锅炉一期、 二期出渣量如下表： 一期出渣量计算表 单位时间 4 小时灰渣（ t） 日灰渣量（ t） 年灰渣量（ 10t） 锅炉负荷 灰量 渣量 灰渣量 灰量 渣量 灰渣量 灰量 渣量 灰渣量 热电设计 Page 21 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 1.167 0.78 1.947 1130t/h 2.7 1.805 4.505 64.8 43.32 108.12 （ 1.199） （ 0.80） （ 1.999） 注：日按 24 小时计，年耗燃料冬季按 180 天计，夏季按 185 天计，括号内数据为夏季年耗量。渣占灰渣量的 40%，灰占灰渣量的 60%。 二期出渣量计算表 单位时间 4 小时灰渣（ t） 日灰渣量（ t） 年灰渣量（ 10t） 锅炉负荷 灰量 渣量 灰渣量 灰量 渣量 灰渣量 灰量 渣量 灰渣量 2130t/h 5.4 3.61 9.01 129.6 86.64 216.24 2.334 1.56 3.894 注：日按 24 小时计，年耗燃料冬季按 180 天计，渣占灰渣量的 40%，灰占灰渣量的 60%。 4.8.2 现状 哈投股份热电厂现运行锅炉的除灰渣系统采用灰渣分除的方式，除渣系统采用机械除渣方式，每台锅炉下横向布置一台除渣机，而后倒入纵向布置的另一台除渣机内，送入锅炉间外的渣仓中。 除灰系统采用干式除灰方式，电除尘器下灰斗的灰直接装入罐车运往用灰单位。 4.8.3 扩建后的工程设想 本工程锅炉灰渣全部考虑综合利用，除灰方式采用灰渣分除的方式。 1、除渣 系统方案（一期） 本期扩建工程除渣系统采用机械除渣方式，锅炉下的出渣口共配置两台冷渣机，冷渣机的冷却水来自除盐水。冷渣机出口横向配置一台 1#耐磨 热电设计 Page 22 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 型埋刮板输送机（ RMC40， Q=10t/h），输送机将渣送入锅炉间一侧布置的 另一台 2#耐磨型埋刮板输送机（ RMC40， Q=10t/h）内， 2#刮板输送机将渣送入锅炉房外的渣楼中，渣容积为 30m3，可存渣 42t 左右。渣楼内设有检修设备、排尘设备和卸料装置。 渣由汽车运出厂外砖厂及用渣单位。 2、除渣系统方案（二期） 本期改建工程除渣系统采用机械除渣方式，每台锅炉下的出渣口共设置两台冷渣机，冷渣机的冷却水来自除盐水。冷渣机出口横向布置一台 1#连续斗链输送机（ DS400，Q=20t/h），将渣倒入纵向布置的另一台 2#连续斗链输送机（ DS400 Q=20t/h）内， 2#输送机将渣送入锅炉房外的斗式提升机内，斗式提升机将渣送入钢渣仓中，渣仓直径为 6m，容积为 190m3，可存渣 260t 左右。渣楼内设有检修设备、排尘设备和卸料装置。 渣由汽车运出厂外砖厂及用渣单位。 3、除灰系统方案（一期） 除灰系统采用干式除灰方式，除尘器每个电场下为双灰斗，刮板输送机将三个电场的灰刮入一端后，由汽车散装机装入罐车送往用灰单位。 4、除灰系统方案（二期） 除灰系统采用干式除灰方式 ，除尘器每个电场下为双灰斗，刮板输送机将三个电场的灰刮入一端后，由汽车散装机装入罐车送往用灰单位。 4.9 给排水及化学水处理 一期为新建一台 130t/h 循环流化床中温中压锅炉，新建后： 热电设计 Page 23 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 1、化学水：原电厂化学水 系统设备出力能满足 5 台 130t/h 循环流化床中温中压锅炉补水量，实际电厂运行了三台锅炉，新建一台炉后，化学水系统不变，化学水系统设备出力不变，故不需新增设备。 2、消防水：新建厂房高度为 43 米，原厂房高度为 32 米，新旧厂房的高度都大于 24 米，根据建筑设计防火规范 8.4.1 规定，新旧厂房室内消火栓用水量相同；原电厂有一整套完善的消防给水设备，能满足新建一台炉后消防的用水量，故消防不需新增设备。 3、工业水：一台炉配两台冷渣器，冷渣器的冷却水量为 70t/h。冷渣器冷却 水系统采用闭式循环冷却水系统，经冷渣器的冷却水为除盐水。考虑到二期改造两台煤粉炉为循环流化床锅炉，冷渣器的冷却水量为 140t/h。经经济比较，最终增加一台循环水量为 300m3/h 的逆流式玻璃钢冷却塔， 2 台循环冷却水泵。 二期为改造两台 130t/h 煤粉炉为循环流化床中温中压锅炉，改造后锅炉的补水量不变，消防给水系统不变，故不需新增设备。 工业水：一期工程已增一台循环水量为 300m3/h 的逆流式玻璃钢冷却塔， 2 台循环冷却水泵，故本期工业水不需新增设备。 4.10 电气部分 4.10.1 概述 根据哈尔滨哈投投资股份有限公司委托，为解决哈尔滨哈投投资股份有限公司热电厂脱硫问题，按哈尔滨市环境保护局批复，拟将现有 130t/h煤粉炉，分二期更换为三台 130t/h 循环流化床锅炉，以解决电厂脱硫环保 热电设计 Page 24 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究 报告 达标排放问题。根据哈投股份热电厂实际情况，一期在现有锅炉房旁空地上，新建一台 130t/h 循环流化床锅炉，建设完毕投产运行后，拆除二台 130t/h 煤粉炉，利用原有厂房设备进行新建二台 130t/h 循环流化床锅炉。电气部分需配合工艺专业将电厂现有厂用部分相应改造。 4.10.2 电气接线及布置 4.10.2.1 现状 电厂现有厂用部分设 0.38/0.22kV 及 6kV 两个电压等级，其中 0.38/0.22kV 配电系统采用中性点直接接地方式， 6kV 配电系统采用 中性点经消弧线圈接地接地方式。 全厂锅炉辅机磨煤机、排粉机、送风机、吸风机、给水泵及热网循环水泵碎煤机等 200kW 以上电机均为 6kV 高压电机，且起动方式均为直接起动，未安装变频调速等节能装置；全厂汽机辅机、锅炉辅机小容量电机、水处理及输煤除灰电除尘等公用负荷电机均选用 0.38/0.22kV 低压电机， 且未安装变频调速等节能装置。 厂用部分配置原则， 0.38/0.22kV 及 6kV 两个电压等级均按炉分段。 6kV 配电装置采用单母线接线； 0.38/0.22kV 配电装置采用单母线隔离开关分段。 全厂三炉三机，故全厂共设三个 6kV 厂用工作配电段及一个 6kV 厂用备用配电段， 6kV 厂用工作配电段电源由电源引自 6kV 主配电装置的厂用电抗器引接，厂用备用段电源由现厂内 6kV 直配 II 段引接。 全厂设 6kV /0.38/0.22kV 三台低压工作变压器，一台化水公用变压器 热电设计 Page 25 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 及一台同容量的备用变压器，其容量均为 800kVA。三台低压工作变压器为三段 0.38/0.22kV 厂用工作配电段供电，一台化水公用变压器为一段 0.38/0.22kV 化水配电段供电，备用变压器为 0.38/0.22kV 厂用备用配电段提供电源。 1厂用变及化水变由 6kV 厂用 I 段供电， 2厂用变由 6kV厂用 II 段供电， 3厂用变及备用变由 6kV 厂用 III 段供电。 电厂现有化 水变及其配电装置安装在化水车间，其余 0.38/0.22kV 及 6kV 厂用电装置均安装在主厂房中央框架 B-C 轴及 C-D 轴底层专用电气配电间内。 4.10.2.2 改建后的工程设想 1、一期工程 一期工程在现有锅炉房旁空地上，新建一台 130t/h 循环流化床锅炉，即 4锅炉，其厂用部分均为新建，故电气部分需新建 6kV 厂用 IV 段及 0.38/0.22kV 厂用 IV 段为其配电。 6kV 厂用配电装置采用单母线接线； 0.38/0.22kV 配电装置采用单母 线隔离开关分段。 6kV 配电装置采用 KYN28-12 型金属铠装中置式高压开关柜 ,本期需新增 10 面柜； 0.38/0.22kV配电装置采用 GGD 型固定式低压开关柜 ,本期需新增 10 面柜。 6kV 厂用 IV 段电源， 4厂用电抗器（ 6kV ,800A）安装在原主控楼旁一层 6kV 主高压配电间备用厂用电抗器间内；原 6kV 主高压配电 I 段应扩建一台同型号的高压开关柜为 4厂用电抗器供电。 0.38/0.22kV 厂用 IV 段电源， 4厂用变压器（ 6kV/0.38/0.22kV ,800kVA）由新建 6kV 厂用 IV 段供电。新建 4厂用变压器、 6kV 厂用 IV 段及 0.38/0.22kV厂用 IV 段配 热电设计 Page 26 of 77 哈尔滨市原马家沟机场开发区集中供热热网工程循环流化床锅炉替代煤粉炉项目可行性研究报告 电装置均安装在新扩建的锅炉厂房专用配电间内。 4锅炉辅机引风机、一次风机及二次风机等 200kW 以上电机均为 6kV 高压电机，采用高压变频调速节能装置控制； 4锅炉辅机小容量电机及输煤除灰电除尘等公用负荷电机均选用 0.38/0.22kV 低压电机，由 4厂用变压器供电，其中运行中负荷变化较大的高压返料风机及炉前给煤机安装低压变频调速节能装置进行调速。新扩建的锅炉房其配电间空间有限，故 4锅炉辅机高压变频调速节能装置可安装在新建厂房运转层。 根据厂用电负荷估算结果， 4锅炉辅机及其相应公用设备高低压厂用电负荷安装容量 Pe=3000kW,计算容量 Sjs=2250kVA(考虑变频节能 因素，实用用电负荷较小 )。 2、二期工程 二期工程拆除二台 130t/h 煤粉炉，利用原有厂房设备进行新建二台 130t/h 循环流化床锅炉。 原 2、 3锅炉高低压配电设备已经运行 20 年 ,原高压开关均为油开关，基本已到服役期，维修维护费用逐年增高，而本次更换的二台锅炉辅机除高压返料风机及炉前给煤机为低压电机外，引风机、一次风机及二次风机均为 6kV 高压电机，故二期工程拟将原 6kV 厂用 II 段、 III 段配电装置拆出，更换为新型 KYN28-12 型金属铠装中置式高压开关柜，二期需拆出 36 面高压柜，新增 24 面高压柜（因循环流化床