合肥南区集中供热热源二期工程初步设计

中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第1页目录第一部分一般部分11总的部分111概述112厂址简述213热负荷及电厂容量414主要设计原则515节能、节水、节约用地及原材料措施1116环境保护1217噪声治理1319设计定员14110主要经济技术指标15111存在问题及建议152热机部分1521概述1622热力系统及辅助设备选择1823供热可靠性分析2024主厂房布置2025辅助设备2126厂区内热网223节约能源2331节约用水措施2332节约原材料措施2333节约用地措施234劳动组织及设定人员2441劳动组织2442设计成员24第二部分专题部分2475T/H循环流化床锅炉热力校核计算251循环流化床锅炉热力计算方法25中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第2页11简介2512密相区热平衡式2613稀相区热平衡式2714循环倍率2715燃烧份额分布2916炉膛内传热模型2917尾部受热面的热力计算29275T/HCFB锅炉热力校核计算3021锅炉主要技术参数3022燃料特性3023辅助计算3024炉膛热力计算3725尾部受热面传热计算48结论65致谢66参考文献67翻译原文68中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第1页第一部分一般部分1总的部分11概述合肥南区集中供热热源二期工程属于区域性集中供热热电联产项目，该项目的建设法人为合肥众诚热电有限公司。公司由合肥市建设投资公司、合肥安能热电有限责任公司、合肥市燃料总公司响应安徽省“碧水、蓝天、净土”计划而共同发起设立。2007年11月，根据合肥市政府做大做强合肥供热企业要求，将原天源热电、众诚热电、安能热电和合肥热力公司整合成立合肥热电集团有限公司，实现整个合肥市区集团化联网供热，众诚热电有限公司属于合肥热电集团有限公司全资子公司。根据合肥市城市热电联产规划，全市共分为七个热区，设立八个热源点。它们分别是东热区的合肥安能热电有限责任公司、北热区的万大郢热电厂，西热区的国祯高新热电厂、经济技术开发区的南热电厂和北热电厂、龙岗工业热区的龙岗热电厂和双凤工业热区的双凤热电厂。本工程即是规划中的南热区唯一的集中供热热源点，其供热范围为东至美菱大道，北至屯溪路、贵池路，西至宁西铁路，南至312国道，包括合肥市政务文化新区。本项目建设的宗旨是取代本供热区域内众多的分散供热锅炉房，提高能源利用率，减少污染物排放总量，达到节约能源、保护环境、美化环境、提高区域内居民生活质量的目的。111工程概况合肥南区集中供热热源一期工程于2004年11月开工，建设规模为2台75T/H循环流化床锅炉，1台12MW抽凝式汽轮发电机组，工程已于2005年11月正式对外供热。二期工程系在一期工程预留场地上扩建，不需征地。二期工程与2006年9月由我院完成项目申请报告。本工程项目申请报告书已经国家发改委核准批复，环境影响报告书已经国家环保总局批复，项目规划建设方案已经合肥市规划局审查同意。根据项目的可行性研究报告、项目申请报告及其审查、批复意见，本工程拟建厂址位于合肥市南七煤场内，东临金寨路，西临合作化路，北侧为合肥市地方铁路专用线，南侧为合肥市高压供电走廊。系利用一期工程预留场地建设。项目本期建设规模为3台75T/H次高压循环流化床锅炉，1台6MW背压式汽轮发电机组，1台12MW背压式汽轮发电机组。112设计依据1121合肥南区集中供热热源二期工程可行性研究报告，煤炭工业合肥设计研究院。1122合肥南区集中供热热源二期工程项目申请报告，煤炭工业合肥设计研究院。1123国家发展和改革委员会发改能源（2007）895号国家发改委关于合肥南区集中供热热源二期工程的批复，2007年7月28日。中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第2页1124合肥南区集中供热热源二期工程环境影响报告，煤炭工业合肥设计研究院。1125国家环境保护总局环审2006426号关于合肥南区集中供热热源二期工程环境影响报告书的批复，2006年8月17日。1126合肥众诚热电有限公司二期扩建工程（11216兆瓦）接入系统设计，安徽省电力设计院。1127安徽省电网咨询有限公司皖电咨询200875号关于印发合肥众诚热电有限公司二期扩建工程接入系统设计评审意见的函，2008年4月10日。1128合肥众诚热电有限公司提供的有关设计基础资料。1129小型火力发电厂设计规范（GB5004994）。11210火力发电厂初步设计文件内容深度规定（DLGJ992）。11211有关本期工程总平面布置方案及主要设计技术原则的会议纪要。12厂址简述121厂址地理位置合肥南区集中供热热源二期工程厂址位于合肥市南七煤场内，距市中心4KM，北邻合肥市地方铁路专用线，东面是金寨路，西为合作化路，南面是合肥市高压供电走廊，距二环路约05KM。122厂址自然条件本工程厂区位于南七煤场西部，场地地貌单元属南淝河一级阶地，该处地势基本平坦，地面高程在33003900M之间。一期工程已对二期工程预留场地进行了平整，场地基本高程为3470M。本期工程主厂房室内地坪设计高程同一期工程，确定为3500M。根据业主提供的拟建工程所在区域的工程地质勘察报告，该地区基土构成简单均匀，除上部杂、素填土外，下部均由冲、洪积粘性土构成，地基土承载力特征值为260KPA。根据建筑抗震设计规范，合肥市抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为010G，第一组。合肥市位于安徽省中部的江淮分水岭南侧，巢湖西北岸，地理坐标为东京1164011752，北纬31313237，属于季风副热带湿润气候，四季分明。总的气候特点是春季温暖多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季干冷少雨。具体气象条件如下气温年平均温度157极端最高温度410极端最低温度206最热月（七月）平均温度285最冷月（一月）平均温度19中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第3页夏季通风室外计算温度330冬季通风室外计算温度20气压年平均气压101240PA冬季最高气压102320PA夏季最低气压99890PA湿度年平均相对湿度76最冷月平均相对湿度74最热月平均相对湿度80风向及风速常年主导风向东北偏东风到南风，其次是东北风、西北风冬季主导风向北、东北夏季主导风向偏南风年平均风速26M/S最大风速（10米高处）213M/S风荷载（50年一遇）350N/M2降雨年平均降雨量10081MM日最大降雨量1296MM小时最大降雨量721MM10分钟最大降雨量263MM雪最大积雪深度450MM最大冻土深度300MM雪荷载（50年一遇）600N/M2123厂址周围环境合肥南区集中供热热源工程是合肥市热电联产规划中的合肥市南热区唯一集中供热热源点。厂区北侧为合肥市地方铁路专用线，铁路运输极为便利。厂区位于南七煤场内，厂区外有金寨路、合作化路等市政道路。厂区进厂道路及施工道路均与市政道路相连，通过市政道路与合徐、合巢芜、合宁、合安、合淮等多条高等级省道、国道相通，交通十分便利。厂址离骆岗机场约5KM，从提供的合肥市空间控制示意图看，厂址位于骆岗机场净空保护区域，该厂区允许最大构筑物高度可达60M。124燃料供应本工程燃料煤来自两淮地区煤矿。燃料煤可以通过厂区北侧的合肥市地方铁路专用线运至厂区。125水路运输中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第4页厂区距南淝河水运码头不到7KM，南淝河直通巢湖，能通行百吨级船舶，水路运输比较方便。126大件运输大件设备可通过合肥市地方铁路专用线运至厂区北侧，也可通过水路、公路运至厂内。127水源合肥南区集中供热热源工程生产、生活用水均由合肥市自来水公司供应，取自合作化路、金寨路来自水管网。128灰渣本期工程采用布袋除尘、气力除灰、干排渣系统，厂区内建灰库、渣库各一个。根据业主与合肥市燃料总公司签订的“煤渣购销合同”，煤渣将全部由合肥市燃料总公司进行综合利用。129岩土工程根据业主提供的拟建工程所在区域的工程地质勘察报告，该地区基土构成简单均匀，除上部杂、素填土外，下部均由冲、洪积粘性土构成，地基土承载力特征值为260KPA。该地区地下水类型属上层滞水（分布在杂、素填土中）和下部轻亚粘土及沙层中的潜水，主要补给水来源为地表水的大气降水，根据水质报告，地下水和地表水对各种钢筋混凝土基础均无侵蚀性。1210结论及建议综上所述，合肥南区集中供热热源二期工程选址与南七煤场内，充分利用南七煤场的闲置土地是可行的、合理的。13热负荷及电厂容量根据煤炭工业合肥设计研究院合肥南区集中供热热源二期工程可行性研究报告论述，南热区现有热用户95家，其中有44家与业主签订了供热协议；近期热用户74家，主要为民用热负荷，区域现有各类小锅炉约400台。关于南热区各类热负荷调查统计在可行性研究报告中已做了详细论述，本设计不再赘述。本期工程设计热负荷详见表131设计热负荷表表131单位T/H采暖期制冷期非采暖期、非制冷期时间热负荷最大平均最小最大平均最小最大平均最小工业877385227452692363915857723468896350采暖222552023218209空调制冷11131101199107生活热水842765689762693624801729656中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第5页总计318702951926350187161720315588803576187006表131中热负荷包含一期工程热负荷，为合理确定本期建设规模及方便经济评价，一期工程采暖期按机组最大供热能力80T/H，制冷期、非采暖非制冷期按总热负荷的34分配热负荷，按此原则计算，二期工程设计热负荷如下采暖期最大23870T/H平均21519T/H最小18350T/H制冷期最大12353T/H平均11354T/H最小10288T/H非采暖、非制冷期最大5303T/H平均5028T/H最小4624T/H本期工程装机容量18MW，加上一期原有机组容量15MW，电厂设计规划装机总容量为33MW。14主要设计原则141总图专业1411按最终规模5炉3机及其配套设施规划布置。准确把握本期工程建设机组型式变化对总图布置的影响，合理安排扩建化水车间及干煤棚的布置。充分利用一期工程既有设施、设备能力、利用预留场地进行二期工程建设，不再征地。1412贯彻现代化电厂设计理念，热电厂内不考虑大修设施，只考虑日常的维护及小修。1413充分利用一期工程已建设的单身宿舍、食堂、浴室等生活福利设施，本期不建设。1414总平面布置以投标方案设计为基础进行优化设计。总平面布置一主厂房为中心，以工艺流程合理为原则，充分利用场地地形、气象、地质条件及周边环境，因地制宜将厂区划分为生活区和生产区。生产区分为主厂房区域和灰渣原煤储运区。整个厂区分区明确，人流、车流、物流自然分离，互不干扰。142热机专业1421本期建设规模锅炉375T/H次高压CFB锅炉；汽机112MW16MW背压式汽轮机；发电机112MW16MW。总规划发电能力33MW，一期工程已设置两套减温减压装置，一套作为采暖期向外网补充供热，一套作为汽机检修时备用，本期无需增设。1422主蒸汽、主给水等主要管道系统均采用母管制，与一期预留接口连接后形成分段母管制。本期母管留有分段阀门，便于工程分期实施。1423冷渣器采用除盐水直接冷却，不设二次循环冷却交换站，以节省投资，提高系统热效率。1424所有设备冷却工业水，均采用循环冷却水，不单独设工业冷却水系统，设备回水管设水流观察装置，采用压力回水，以简化系统、节省投资，达到节约用水的目的。1425在抽汽管道自动逆止门后设置普通逆止门，保证汽轮机运行安全。中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第6页1426油系统设置一套在线油净化装置，保证在运行中对汽轮机油进行处理。1427鼓引风机采用电机变频调速，以达到节能目的，降低了厂用电。1428锅炉采用半露天布置，锅炉房运转层以下封闭。1429锅炉烟气除尘采用布袋除尘器，除尘效率9995，采用炉内投加石灰石粉系统，炉内脱硫，效率85。14210给煤机统一布置在管道层。给煤机采用全密闭皮带称重式，便于对锅炉经济运行的考核管理。14211在除氧煤仓间除氧层（145M）、运煤层（235M）设外走廊并通过平台钢梯与锅炉本体平台连接，方便运行人员巡视。14212炉前煤斗采用钢筋砼内衬复合材料，并增设空气炮，防止堵煤。14213工业水系统与循环冷却水系统合并，实现水的循环使用，节约用水。14214工艺系统设计充分考虑环境保护、节能、节水、节约用地措施。143系统专业增设一回110KV联络线振宁220KV变电所。144电气专业1441为简化主接线和节省投资，发电机出口电压与一期过程一致，采用105KV，两台发电机接入各自的发电机母线，经一台25MWA主变升压后，接入电厂110KV段母线。1442主变采用油浸变，厂用变采用干式变压器。1443电气控制方式采用综合自动化和微机型保护装置，集监控、保护、通讯网络为一体。1444设置一组500AHGFM型阀控式密闭铅酸蓄电池，直流系统采用单母线分段接线方式。1445主变采用室内布置方式，110KV开关室、主变室建成联合建筑，以减少占地面积，有利于总图布置和110KV出线。145热控专业1451采用机、炉、电集中控制方案。本期工程的3炉2机共用一期工程集中控制室，合用一个DCS系统进行控制。集中控制室和控制设备全部布置在主厂房运转层。1452机组的监视和控制主要采用分散控制系统DCS，包括数据采集和处理系统DAS、模拟量控制系统MCS、顺序控制系统SCS、炉膛安全监控系统FSSS、汽机紧急跳闸系统ETS等。1453为节省投资，将技术先进性与经济适用性相结合，设计将锅炉、汽机、除氧汽水等纳入DCS系统，除灰渣系统、输煤系统则采用PLC程控。PLC系统与主厂房DCS互联通讯，以实现集控室内对辅助系统的控制。1454给煤机等转速可调电动机，拟采用变频控制器，由DCS控制其启停及转速调节。146水工专业1461本期工程生产、消防用水全部取自城市自来水。1462确保热电厂供水可靠性，本期形成从金寨路、合作化路城市自来水供水干管上两处同时取水，供至厂内。中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第7页1463节约用水，能回收利用的水尽可能回收，以节约水资源，减少电厂供水成本。1464所有污废水均须经过处理后，达标排放。147化水专业1471电厂化学水处理采用一级除盐加混床系统。1472利用原化水车间预留位置增加设备与新建化水车间相结合。148输煤专业1481充分利用一期工程已建输煤系统，在此基础上进行二期扩建。1482采用干煤棚储煤方案，各环节均考虑防尘措施，设置水喷雾和水清扫系统。149除灰专业1491采用灰渣分除方案干渣干排，皮带输送；干灰干除，气力输送。全部灰渣均综合利用，不设永久性灰场。1492灰渣系统全封闭，防止灰尘外逸，污染环境。1410土建专业14101主厂房为钢筋砼架结构，柱下条基与独立基础相结合。14102汽轮发电机基础采用钢筋混凝土框架结构，基础底板为钢筋混凝土梁板片筏基础。14103锅炉基础形式为钢筋混凝土柱下条形基础。14104化学水处理车间采用钢筋砼框排架结构，基础形式为独立基础。14105灰库钢筋混凝土土筒仓结构，基础采用片筏基础。14106干煤棚采用钢结构，柱下钢筋砼独立基础。14107栈桥采用钢筋砼结构，柱下钢筋砼独立基础。14108空压机房采用钢筋砼框架结构，基础形式为钢筋砼独立基础。14109布袋除尘器基础采用独立基础，烟道采用钢筋混凝土框架结构，砖墙围护，基础采用独立基础。141010热电厂建、构筑物均按地震基本烈度7度设防。1411主要设备及主要辅机的选择由于在委托我院进行工程设计前就已经订购了3台75T/H循环流化床锅炉、1台12MW汽轮发电机组和1台6MW汽轮发电机组，故本工程的所有设计均是以此为基础进行的。本期工程主要设备参数如下14111根据合肥众诚热电有限公司提供的资料，锅炉为无锡锅炉厂生产的75T/H次高温次高压循环流化床锅炉，单锅筒自然循环，型布置，全钢结构，露天布置，其主要参数如下型号UG75/53M额定蒸发量75T/H额定蒸汽压力53MPA额定蒸汽温度485给水温度150排烟温度140中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第8页一次热风温度137二次热风温度125锅炉效率8814112汽轮机根据业主已定货资料，本期汽轮机共2台，青岛捷能汽轮机集团设计制造。其主要参数如下1、12MW背压式汽轮机型号B1249/0981额定功率12MW额定进气压力49MPA额定进汽温度470额定/最大进汽量1335/163T/H额定排汽温度288额定排汽压力0981MPA额定工况保证汽耗1113KG/KWH汽机外形尺寸（长宽高）MM479541202640汽机中心距运转层距离750MM安装/检修时最大起吊件重量145/145T2、6MW汽轮机型号B649/0981额定功率6MW额定进气压力49MPA额定进汽温度470额定/最大进汽量72/84T/H额定排汽温度320额定排汽压力0981MPA额定工况保证汽耗12KG/KWH汽机外形尺寸（长宽高）MM440228032615汽机中心距运转层距离750MM安装/检修时最大起吊件重量9/9T14113发电机根据合肥众诚热电有限公司提供的资料，本期工程选用1台12MW和1台6MW发电机，由济南发电设备厂设计制造。其主要参数如下1、12MW发电机型号QF122额定功率12MW额定电压105KV频率50HZ功率因数08中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第9页2、6MW发电机型号QF62额定功率6MW额定电压105KV频率50HZ功率因数0814114主要锅炉辅机1、一次风机（每炉1台，共3台）型号暂定DG7514ANO165D，左90流量62674M3/H风压14277PA配用电动机功率400KW10KV2、二次风机（每炉1台，共3台）型号暂定DG7521ENO165D，右90流量46116M3/H风压9103PA配用电动机功率185KW380V3、增压（返料）风机（每炉1台，共3台）型号暂定809NO68A，右90流量1485M3/H风压11439PA配用电动机功率11KW4、引风机（每炉1台，共3台）型号暂定DY7513ANO165D，右90流量205878M3/H风压5048PA配用电动机功率500KW10KV5、皮带称重式给煤机（每炉台，共9台）出力020T/H配用电机功率1115KW6、布袋除尘器（每炉1台，共3台）XLDM290000，单排，烟气处理量185000M3/H7、定期排污扩容器型号DP121台工作压力039MPA容积12M38、连续排污扩容器型号LP551台工作压力058MPA中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第10页容积55M39、烟囱共用一期烟囱，烟囱高度60M，出口直径50M。14115汽机主要辅机1、除氧器及水箱额定出力120T/H水箱有效容积35M3工作压力012MPA绝对压力补水温度20台数22、给水泵3台型号DG858010流量85M3/H扬程8MPA1台配用工业汽轮机B03510/022台配用电机功率355KW10KV3、高压加热器型号JG140换热面积140M2台数1台型号JG80换热面积80M2台数1台4、桥式起重机同一期共用起重机25/5LK165MA5最大起升高度14M配用电机总功率637KW1412厂区及主厂房布置14121厂区总平面布置合肥南区集中供热二期工程位于合肥南区集中供热一期工程厂区内。一期工程主厂房布置在厂区的中央，南北向布置。厂区划分为生活区和生产区。生产区分为主厂房区域和灰渣原煤储运区。主厂房的东侧为原煤储运区，布置了堆煤场、干煤仓一座、碎煤机室、灰渣库各一座。东侧设置了面向金寨路的出入口，为厂区灰渣外运、大件设备运输主出入口。主厂房的西侧布置了化水车间、循环水泵房及冷却塔、综合楼。西侧设置了面向合化路的出入口，为厂区办公人员主出入口。二期工程主厂房在原一期主厂房西侧扩建，在原一期预留位置新建了干煤棚、灰库、压风机房、化水车间。二期工程总面积布置是在一期工程总面积布置基础上进行设计的。二期工程主厂房位于一期工程主厂房西侧扩建端。除氧煤仓间及锅炉房总长度为6600M，汽机房总长度为中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第11页4800M，A排柱至烟囱中心线长度为8800M，除尘器、引风机室均布置在主厂房北侧，与一期工程共用烟囱。原干煤仓东侧扩建一座2763M干煤棚，干煤棚南侧布置了装载机室。原灰渣库南侧扩建一座直径10M灰库，原循环水泵房及冷却塔南侧扩建化水车间，锅炉房北侧新建空压机房。一期工程升压站、化水车间已预留二期工程扩建位置，厂房不需扩建。整个厂区布置以主厂房为中心，结合一期工程总面积布置，按照工艺流程进行布置，功能分区明确，工艺流程合理。为了充分利用一期工程各系统设施的出力，节约投资及减少占地，二期工程在总平面布置及工艺设计中，尽量利用原有辅助生产设施的能力。充分利用了原有点火油库、渣库、机修材料库、综合楼等生产辅助及生活福利设施。二期点火油库利用原有点火油库，将供油管延长至本期锅炉房即可二期与一期工程共用原有渣库。厂区出入口；本期工程与一期工程共用二个出入口西大门面对合作化路，作为主要入流出入口；东大门面对金寨路，作为主要货物出入口。厂区占地3937公顷。14122主厂房布置本期主厂房汽机房跨度18M，柱距6M，共8档，总长48M；除氧煤仓间跨度9M，柱距6M，总厂60M,锅炉房跨度21M，长60M，锅炉半露天布置，7M层以下封闭。主厂房0000M相当于吴淞高程35000M。汽机房共分为三层，即0000M、局部3200M、7000M。屋顶采用18M跨双坡钢屋架，下弦标高170M，吊车与一期共用25/5T桥式吊车，轨顶标高145M。运转层标高与一期同为70M，加热器层为32M。汽轮发电机组采用纵向布置，机组中心线距汽机房轴线80M，汽机房的布置考虑A了方便运行并留有足够的检修场地。除氧煤仓间除氧煤仓为单跨多层钢筋混凝土框排架结构，跨度90M，柱距6M。各层标高00M为高、低压配电间450M为电缆夹层70M为运转层,布置有机炉集中控制室115M为管道层145M为除氧层,布置有除氧器,连续排污扩容器235M为运煤皮带层2750M为输煤转运层锅炉房锅炉为半露天布置,70M以下封闭,在除氧煤仓间排柱高145M、235M处C悬挑25M平台,与锅炉平台连接,方便运行人员巡视。15节能、节水、节约用地及原材料措施151节能措施1511项目本身即是技能、环保型项目，建成后，将以“以热定电、热电联产方式运行”，取代众多的分散供热锅炉，提高了热能利用率，为国家节省了大量能源。1512优化热力系统设计，能回收的热能尽可能回收。炉渣余热、各类疏放水等均予以回收；管道布置力求简捷、可靠、减小阻力，避免能量的无谓损耗。1513全部选用节能高效型产品；大功率的风机选用变频器调速，采用汽动给水泵减少实际运行中的电耗。1514完善全厂的计量和监测仪表，便于运行管理中的节能考核。1515通过采用DCS分散控制系统，加强机、炉的运行优化，降低能源的消耗，提高设备的管理水平。中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第12页1516在设备、管理保温材料选用时，尽量选用新型、轻型保温材料，通过计算机程序计算确定其最佳使用厚度，以达到节约材料，降低能耗的目的。152节水措施1521在全厂汽水系统中设置疏水扩容器和疏水箱，降低除盐水的消耗。1522冷却水采用压力排放，全部进入冷却塔冷却后再循环，达到节水的目的。1523采用干式除灰、渣方式，既满足了灰渣综合利用的要求，又节约了大量的冲灰、渣用水。1524地面冲洗水和输煤系统喷雾用水采用循环水系统排污水。153节约原材料措施1531工艺系统力求布置合理、简捷顺畅、计算准确，既可减少管材本身的耗用量，又可减少土建结构设计上的浪费原材料。1532施工中大量采用钢横板，节约木材。1533工艺系统的主要管系选用合理的介质流速，准确选择管道规格，以避免压降损失增加，同时也避免浪费管材。1534充分利用我院计算机的硬件和软件资源，在工程设计、方案优化和绘图等方面，特别是建筑物基础、机构设计和高温高压管道设计采用计算机辅助设计，使原材料得到最大限度的合理使用。154节约用地措施贯彻2000年示范电站的设计指导思想，进行优化设计，采取选用优质高效的主辅设备、进一步压缩主厂房、主控楼梯及和占地。根据规划用地的特点，各工艺系统在满足工艺流程功能的前提下尽量采用联合、多层布置，以节约用地。本次设计为控制投资，抓住重点进行优化设计，主要优化项目有以减少主厂房体积，适应狭小场地为目标的主厂房布置优化；以减少占地、节省投资为目标的输煤系统优化；以降低工程质量为目标的工艺符合与主厂房结构优化；以及在狭小场地以布局合理，流程顺畅为目标的总平面布置的优化。16环境保护161大气污染防治措施162锅炉烟气治理本项目锅炉废气采用布袋除尘器进行除尘，除尘效率9995,同时采用炉内加石灰石的方法进行脱硫，脱硫效率为85。经除尘脱硫后烟气中烟尘、SO2和NOX浓度均可满足火电厂大气污染物排放标准（GB132232003）中第时段的排放标准要求。163除灰渣系统粉尘治理本工程采用气力出灰、干排渣系统。灰渣经冷渣器冷却后利用皮带输送机送至渣库，同时在库顶设旋风布袋收集器进行气渣分离；电除尘器排灰则由浓相式气力输送泵经输灰管道运往灰库，该系统为全封闭输送、贮存过程，为防止灰库中的飞灰外溢污染环境，设计考虑在库顶设置脉冲阵打袋式除尘器。采取上述治理措施后可有效控制粉尘外溢，避免对大气环境产生污染影响。中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第13页164碎煤室粉尘防治设计考虑采用袋式收尘器除尘，收尘效率可达99以上。既可净化室内空气，也可有效防止粉尘外溢对大气环境造成污染。165水污染治理措施本项目设计采用雨、污分流制排水系统，生产废水、生活污水经处理后排入城市污水管网，最终入合肥王小郢污水处理厂，雨水则经雨水管排放。工业冷却排污水和循环冷却排污水经沉淀后排放；化学水处理间排水在中和池内经中和处理后使PH值达到785后排放；生活污水采用化粪池进行处理，其污染物排放浓度满足污水综合排放标准（GB89781996）中的三级标准要求。166灰渣处置根据合肥南区热电厂筹建处与合肥市燃料总公司签订的灰渣购销合同，灰渣将全部由合肥市燃料总公司进行综合利用。17噪声治理在满足工艺要求的前提下，尽量选择低噪声设备；管路设计中注意改善气体流动状态，减少气体动力噪声；同时采取消音、隔音、设置操作室等措施以降低车间噪声。18劳动安全与工业卫生本工程设计遵照国家现行有关劳动安全与工业卫生的法规和规程，贯彻“安全第一、预防为主”的方针，劳动安全与工业卫生设施与主题工程同时设计、同时施工、同时验收、投产使用。181防火防爆1811热电站生产车间、作业场所、辅助、附属及生活建筑物及易燃易爆的危险场所以及地下建筑物的防火分区、防火隔断、防火间距、安全疏散和通道设计，均符合火力发电厂设计规程和建筑设计防火规范的有关规定。1812电厂的安全疏散设施有充足的照明和适当的疏散指示标志。1813主厂房、变压器、油罐区，设有高压消防给水系统，管网为环状布置。在环状管网上设有适当数量的消火栓和水龙带。全厂各分区均设有消防通道。重要场所另设灭火器及砂箱、消防铲、消防桶等消防设施。消防泵、淋水泵、泡沫发生器等保证能随时启动投入灭火。1814为了保证在火灾初期及时报警，能进行火灾监控，本期工程在集控室、电子设备间、热工设备间、电缆夹层等部位设置火灾警报监控设备。输煤皮带机全部采用难燃胶带。1815有爆炸危险的设备及有关电气设施、工艺系统和厂房的工艺及土建设计按照不同类型的爆炸源及危险伊苏采取相应的防爆保护措施（例如密封、隔离、排气、排料及骤熄等）。防爆设计符合现行的建设设计防火规范、爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范、中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程、压力容器安全技术监察规程、电力工业锅炉监察规程、电站压力式除氧其安全技术规定及其它有关标准、规程的规定。1816锅炉设有炉膛安全保护监测装置,以防爆炸事故的发生,干煤仓除尘风机兼作通中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第14页风机1817高压容器均按规定设置必要的安全门,安全门出口均引至室外或其他安全地点1818燃油泵房、蓄电池室、调酸室等产生易燃气体，有爆炸危险的场所，均设有通风换气装置。182防尘、防毒、防化学伤害1821本期工程设计中设有防止粉尘飞扬的设施。贮煤场设有喷雾设施。输煤转运站设除尘装置。输煤系统采取以水为主的综合防消设施，输煤栈桥、转运站地面采用水冲洗，以防止煤粉在输送与贮存中的粉尘飞扬。1822对贮存和产生有害气体或腐蚀性质的场所，采取相应的防毒及防化学伤害的安全防护设施。蓄电池室、化学车间、调酸室、化验柜及其他产生有害气体的房间均设置机械排风装置。1823化学水处理设备、酸碱贮存罐等化学设施采用防腐材料或衬涂防腐材料，其他有关管道及附件，有考虑了防腐措施。1824为对操作人员进行防护，加氨间外备有防毒面具。1825废酸废碱设中和池处理。183防机械伤害1831本期工程设计对生产设备及系统和修配车间等机械设备，采取防机械伤害的措施，例如所有外露部分的机械转动部件设防护罩，为保证机械设备操作人员的安全，设必要的闭锁装置。1832输煤系统的皮带机头、尾部设联动事故停机按钮，同时沿皮带全厂设紧急事故拉绳开关及报警装置。1833平台、走道、升降机、渣门口、明沟和坑池边有坠落危险处，设栏杆或盖板。须登高检查和维修设备处设平台扶梯，如采用钢直梯时，采用适当的防护措施。1834防机械伤害设计，符合现行的工厂安全卫生规程、机械设备防护罩安全要求、生产设备安全卫生总则、固定式钢直梯、固定式钢斜梯、固定式工业钢平台、建筑楼梯标准以及其他有关标准规范的规定。184防电伤1841防电伤设计，符合现行的电力设备接地设计规程、工业与民用电力装置的接地设计规范、建筑防雷设计规程、电力设备过电压保护技术规程、电力安全工作规程、电力设备安全设计导则以及其他有关标准、规范的规定。1842为保证电气检修人员和接近电气设备人员的安全，各种电压等级的电气设备的对地距离，操作走廊尺寸，严格按规程、规定执行。1843照明系统设计，按现行的工业企业照明设计标准要求执行。照明具有正常照明和事故照明两个分开的供电系统。事故照明由事故保安电源及蓄电池供电，其中主厂房的主要入口、通道、楼梯间以及远离主厂房的重要工作场所的事故照明采用应急灯。1844设计可靠的防雷保护装置。按规定设置必要的绝缘报警系统。185防噪声1851本期工程对锅炉房、汽机房和输煤系统等进行噪声控制，对于生产过程中设备中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第15页生产的噪声，首先从生源上进行控制，并采取隔声、吸声、隔振等控制措施。噪声控制的设计，符合现行的工业企业噪声控制设计规范，工业企业噪声卫生标准及其它有关标准、规范的规定。1852送风机进口、锅炉排气管装设消声器。1853各控制室采取隔声、吸音等有效措施，使噪声控制在65DB（A）以下。186防暑防寒1861电厂工艺流程的设计，使操作人员远离热源并根据具体条件采取相应的隔热及防暑措施。1862汽机房采用有组织的全面自然通风，由底层及运转层侧面进风，天窗排风。将汽机房的大量余热和余湿排至室外。1863各种高温管道及设备均按有关规定设置保温层。1864机炉集控室、化学控制室、电气控制室、运煤控制室、电除尘器控制室等均装设空调设备。1865本工程利用电厂有余热蒸汽可用的有利条件，对厂区主要的生产及辅助生产场所设置采暖设施。19设计定员根据火力发电厂劳动定员标准（国电人劳199894号）文，结合本期工程实际情况，本期工程定员118人，其中运行人员76人检修人员32人管理人员2人技术人员4人其他人员4人110主要经济技术指标1101总投资指标发电工程总投资1299820万元发电工程每千瓦造价866547元/KWH发电工程每千瓦设备投资316573元/KWH发电工程每千瓦土建投资183541元/KWH1102总布置指标总占地面积3937HA厂区占地面积3937HA挖方工程量20000M3填方工程量15000M3每万千瓦占地面积262HA/10MW建筑系数275场地利用系数502厂区绿化系数152中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第16页1103运行指标全厂热效率6616发电标准煤耗30381G/KWH全厂厂用电率21每万千瓦容量的发电厂人员数973人每万千瓦容量的耗水量107M3/10MWH年利用小时数6500H111存在问题及建议1111本期工程没有设永久性灰场，所以对运行中灰渣综合利用的可靠性和及时性要求较高，尽管目前灰渣畅销，业主也与有关单位签订了灰渣综合利用协议，但建议业主尽快寻找合适的灰场备用，以提高机组运行的可靠性。1112为了满足施工图设计要求，施工图开展前辅机厂必须提供满足施工图要求的技术资料，包括外形、技术数据和接口资料，为此需抓紧主要辅机的招标工作，尽早确定供货厂家，以便及时进行设计配合。2热机部分21概述211设计依据2111合肥南区集中供热热源二期工程项目申请报告煤炭工业合肥设计研究院。2112国家发展和改革委员会发改能源2007895号国家发展改革委关于合肥南区集中供热热源二期工程核准的批复2007年7月28日。2113合肥南区集中供热热源二期工程环境影响评价报告，煤炭工业合肥设计研究院。2114国家环境保护总局环审2006426号关于合肥南区集中供热热源二期工程环境影响报告书的批复2006年8月17日。2115小型火力发电厂设计规范（GB5004994）。2116火力发电厂初步设计文件内容深度规定（DLGJ992）。2117合肥众诚热电有限公司提供的有关设计基础资料。2118有关本期工程总面积布置方案及主要技术原则的会议纪要。212设计规模及规划容量合肥南区集中供热热源一期工程于2004年11月开工，建设规模为2台75T/H循环流化床锅炉，1台12MW抽凝式汽轮发电机组，工程已于2005年11月正式对外供热。二期工程系在一期工程予留场地上扩建。二期工程拟建设3台75T/H次高温次高压流化床锅炉，1台6MW背压式汽轮发电机组、1台12MW背压式汽轮发电机组。全厂容量33MW。213电厂性质及运行要求本工程为合肥市城市热电联产规划中南热区集中供热热源点的具体实施，电厂性质为集中供热区域性热电厂。项目建成后将以“以热定电，热电联产”方式运行，并可中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第17页按电网调度指令，在不影响供热的前提下参与调峰。214设计范围及设计界限本专业的设计范围包括热力系统及燃烧系统的拟定；各主要辅助设备选型主厂房工艺设备布置；烟、风、煤、油、汽水管道的设计。主厂房所有汽、水、油管道均设计至主厂房轴线外1米。215本专业设计的主要特点2151主蒸汽、主给水等主要管道系统均采用母管制，与一期预留接口后形成分段母管制。本期母管留有分段阀门，便于工程分期实施。2152一期工程已设置两套减温减压装置，一套作为采暖期间向外网补充供热，一套作为汽机检修时备用，本期不再增设。2153冷渣器采用除盐水直接冷却，不设二次循环冷却交换站，以节省投资，提高系统热效率。2154国有设备冷却工业水，均采用循环冷却水，不单独设工业冷却水系统，设备回水管设水流观察装置，采用压力回水，以简化系统、节省投资，达到节约用水的目的。2155在抽汽管道自动逆止门后设置普通逆止门，保证汽轮机运行安全性。2156油系统设置一套在线油净化装置，保证在运行中对汽轮机油进行处理。2157鼓引风机、主给水泵采用调速型液力耦合器，既达到节能目的，又降低了投资。2158锅炉采用半露天布置，锅炉房运转层以下封闭。2159锅炉烟气除尘采用布袋除尘器，除尘效率999，采用炉内投加石灰石粉系统，炉内脱硫，脱硫效率85。21510给煤机统一布置在管道层。给煤机采用全密封皮带称重式，便于对锅炉经济运行的考核管理。21511在除氧煤仓间除氧层（145M）、运煤层（235M）设外走廊并通过平台钢梯与锅炉本体平台连接，方便运行人员巡视。21512炉前煤斗采用钢筋砼内衬复合材料，并增设空气炮，防止堵煤。21513工业水系统与循环冷却水系统合并，实现水的循环使用，节约用水。21514工艺系统设计充分考虑环境保护、节能、节水、节约用地措施。216主机规范2161锅炉型号UG75/53M额定蒸发量75T/H额定蒸汽压力53MPA额定蒸汽温度485给水温度150排烟温度140一次热风温度137二次热风温度125锅炉效率88中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第18页制造商无锡华光锅炉有限公司2162汽轮机1、12MW背压式汽轮机型号B1249/0981额定功率12MW额定进汽压力49MPA额定进汽温度4702163发电机1、12MW发电机型号QF122额定功率12MW额定电压105KV频率50HZ功率因数08制造商济南发电设备厂2、6MW发电机型号QF62额定功率6MW额定电压105KV频率50HZ功率因数08制造商济南发电设备厂22热力系统及辅助设备选择本期工程建设规模为375T/H循环流化床锅炉，配112MW背压式汽轮发电机组及16MW背压式汽轮发电机组。全面性热力系统图见附图C5508（2）J3241主蒸汽系统为保证热电厂运行灵活、可靠，本期工程主蒸汽系统采用单母管制，母管与一期主蒸汽母管扩建端阀门相接，形成分段母管制，并可保证系统管道对接时不影响一期工程正常运行。主蒸汽母管为D32513，材质为15CRMO；锅炉出口主蒸汽管为D2199，材质15CRMO；12MW汽机进口主蒸汽管为D27311，材质15CRMO；6MW汽机进口主蒸汽管为D2199，材质15CRMO。222主给水系统除氧器采用全补水喷雾填料式除氧器，共2台，低压给水母管采用分段母管制；给水泵出口及高加出口采用单母管制，与一期母管扩建端阀门相接形成分段母管制，扩建时不影响一期机炉正常运行。给水系统设3台给水泵，与一期3台给水泵形成5运1备，锅炉主蒸汽调温用减温水由锅炉给水操作台引出。高压给水冷、热母管均采用D2199，20G高压无缝钢管。中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第19页223背压排汽系统B1249/098型及B649/098型背压式汽轮机没有中间级抽汽，仅有背压排汽。为提高热力系统效率，2台背压机组各设1台高压加热器，利用汽轮机背压排汽加热锅炉给水，同时供给除氧加热用汽及对外供热。对外供热设置一根D5309供热母管，B1249/098型及B649/098型背压式汽轮机排汽均接至该母管。同时，为确保除氧器用汽，将该母管与除氧加热蒸汽母管连通。224排污系统本期工程采用一级连续排污，设1台55M3连续排污扩容器，每台锅炉的连续排污水均引入各自的排污水母管，再进入连排扩容器，连排疏水进入定排再次扩容后，经过冷却，排入排水管道。本期工程设1台12M3定期排污扩容器。每台锅炉的定期排污，汽包紧急放水均接入定排母管后进入定排扩容器，扩容后的蒸汽排入大气，疏水经冷却后排入下水道。225化学补充水系统由于汽水损失、排污和对外供热，需不断补充化学除盐水，化水车间来的除盐水母管上引出三根支管一支直接进入除氧器；一支经锅炉冷渣器吸收炉渣余热后进入除氧器；另一支分别经2台机组的轴封加热器吸收轴封用汽余热后进入除氧器。226疏放水系统本期工程热用户基本无回水，故疏放水系统仅考虑厂内设备、管道的疏放水。汽机本体及主汽门后的蒸汽管道疏水接至轴封加热器汽机本体疏水膨胀箱，经扩容后进入疏水箱；轴封加热器疏水流入疏水箱；高压加热器疏水接至除氧器。主蒸汽管道、背压排汽管道及其阀门的疏水接至扩容器降压后进入疏水箱。锅炉本体的疏水，如过热器、减温器疏水、省煤器放水等均入疏水母管，经疏水扩容器后流入疏水箱，再由疏水泵加压送至除氧器。227锅炉上水、放水系统锅炉启动前向炉内充水，利用疏水泵将水箱内预先注入的化学除盐水加压，经疏水泵出口上水母管接至锅炉定排环向母管，自下而上向炉内充水，锅炉汽包排除空气。锅炉停运后放水，可利用上水母管放回疏水箱或直接放至定期排污扩容器。当锅炉汽包的炉水超出安全水位或发生满水事故时，可利用紧急放水管和定排系统将炉水排入定期排污扩容器。228工业水系统工业水源取自循环水供水母管。各被冷却设备均采用压力回水，排入一期冷却塔集水池予以回收利用。工业水系统给锅炉一次风机、二次风机、引风机、锅炉主给水泵、凝结水泵等设备轴承冷却水。229汽机事故排油和油净化装置汽机设一只事故油箱和1套油净化装置，事故油箱放在A排柱外，油箱容积8M3。2210热力系统主要辅助设备的选择22101除氧器及水箱额定出力120T/H水箱有效容积35M3中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第20页工作压力002MPA（G）补水温度20出口水温104台数2台22102给水泵本期共设3台给水泵，其中1台配工业汽轮机，2台配高压电动机。型号DG858010型流量85M3/H扬程800MH2O电动机；Y40042功率355KW10KV22103高压加热器本期每台背压式汽轮机分别配1台高加。型号JG140换热面积140M2型号JG80换热面积80M222104轴封加热器本期工程每台汽轮机各设1台轴加，由汽轮机厂配套供应。换热面积20M2。22105连续排污扩容器本期设1台连续排污扩容器容积55M3工作压力058MPA工作温度31722106定期排污扩容器本期设一台定期排污扩容器容积12M3工作压力040MPA工作温度31722107疏水扩容器及疏水箱本期工程与一期共用疏水扩容器和疏水箱，不再增设。23供热可靠性分析本期工程装机方案为1台12MW及1台6MW背压式汽轮发电机组，配3台75T/HCFB锅炉，与一期工程一起组成5炉3机，因此，其供热可靠性非常高。所选择供热设备均为成熟产品，故障率低，供热可靠性高。由设计热负荷表131可知本工程热负荷呈季节性变化，且变化幅度较大，是典型的以采暖热负荷为主的热负荷变化特性。结合装机方案，本工程供热机组运行方式为采暖期3台机组同时运行；制冷期1台中国矿业大学2010届本科生毕业设计论文第21页12MW背压机和抽凝机运行；非采暖非制冷期1台6MW背压机和抽凝机运行。以上三种运行方式均以背压机带基本负荷，利用抽凝机调整抽汽调节供汽量，适应用户热负荷的每日24小时变化。制冷期、非采暖非制冷期任何1台机、炉故障或检修时均对供热无任何影响，亦不影响其它机组正常发电。采暖期1台机组故障时，可启动减温减压装置补充供汽；1台锅炉故障时，可减少机组发电量或启动调峰锅炉，以满足热用户需要。非采暖、非制冷期热负荷最小，因此，应将供热设备的维护保养安排在非采暖、非制冷期，这样不仅可提高供热可靠性，同时还将极大地提高热电厂运行的经济性。24主厂房布置为了降低工程造价，减少工程占地面积，方便运行巡回操作，本工程主厂房采用内煤仓，除氧间与煤仓间全并的布置方式，主厂房按汽机房、除氧煤仓间、锅炉房三列式布置。241主厂房基本尺寸主厂房柱距6M汽机房跨距18M汽机房长度；48M除氧煤仓间跨距9M除氧煤仓间长度60M炉前距离6M运转层标高7M管道层标高115