利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告

本钢板材股份有限公司利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告冶金工业规划研究院二七年十月本钢板材股份有限公司利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告副院长李新创总设计师高渝纲冶金工业规划研究院二七年十月参加编制人员专业设计审核热力李冰程小矛供电孙浩何培育过程检测和控制孙浩何培育给排水李春风程继军采暖通风李冰程小矛土建杨静怡程小矛总图邓云才蔡丹江能源利用程小矛高渝纲劳动安全与工业卫生杨静怡程小矛环境保护刘涛李春风李春风经济汤毅宋秀普目录1总论111项目名称和建设单位112建设性质和建设规模113编制依据114设计原则和设计内容115企业概况216项目背景和建设的必要性217建设条件418主要建设内容419能源利用4110劳动安全、工业卫生及消防5111环境保护5112投资估算和资金筹措5113经济效益分析6114主要技术经济指标6115结论72蒸汽平衡及饱和蒸汽综合利用83供电194过程检测和控制235给排水276采暖通风337土建358总图运输379能源利用4110劳动安全、工业卫生及消防4611环境保护5012投资估算5413技术经济56附表主要设备表附图1本钢利用余热饱和蒸汽发电工程项目区域位置图2本钢利用余热饱和蒸汽发电工程项目总平面布置图33MW余热饱和蒸汽电站热力系统图412MW余热饱和蒸汽电站热力系统图53MW余热饱和蒸汽电站主厂房000M平面布置图63MW余热饱和蒸汽电站主厂房700M平面布置图712MW余热饱和蒸汽电站主厂房000M平面布置图812MW余热饱和蒸汽电站主厂房700M平面布置图1总论11项目名称和建设单位111项目名称本钢板材股份有限公司利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告112建设单位本钢板材股份有限公司12建设性质和建设规模121建设性质综合利用余热饱和蒸汽发电节能项目。122建设规模1套3MW凝汽式汽轮发电机组和1套12MW凝汽式汽轮发电机组。13编制依据本钢板材股份有限公司委托冶金工业规划研究院编制本钢板材股份有限公司利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告的技术服务委托书。14设计原则和设计内容141设计原则（1）贯彻执行国家节能减排政策，利用回收的余热饱和蒸汽，建设1套3MW凝汽式汽轮发电机组和1套12MW凝汽式汽轮发电机组，避免这些余热饱和蒸汽在夏季放散损失，促进企业效益、环境效益和社会效益协调发展。（2）贯彻执行国家有关建设项目的方针政策和规范。本着工艺布局合理、技术先进、运行安全可靠、操作方便、节约投资的原则进行设计。142设计内容包括企业概况、项目建设必要性、建设条件、工艺方案和主要设备选型、电气、过程检测和控制、给排水、采暖通风、土建、总图布置、能源利用、劳动安全、工业卫生及消防、环境保护、劳动定员、项目实施计划、投资估算、技术经济分析与评价等。15企业概况本钢板材股份有限公司（以下简称“本钢”）是本溪钢铁（集团）有限责任公司的上市公司。本溪钢铁（集团）有限责任公司前身始建于1905年，是一个有着百年历史的国有特大型钢铁联合企业。经过多年的发展、已成为我国重要的精品板材生产基地之一。目前，拥有采矿、选矿、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢以及动力、运输、科研开发、机械加工制造、房地产开发、建筑、贸易、旅游等多个生产工序和公辅配套设施，产品以优质生铁、热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板及合金钢材为主导。2006年生产生铁739万吨、钢730万吨、钢材700万吨。全年实现工业总产值272亿元、工业增加值106亿元、销售收入312亿元、利润总额161亿元。16项目背景和建设的必要性161项目背景节能减排是钢铁工业发展过程中面临的重大战略性任务。在宏观层面上，要求对产业结构和布局进行调整，将节能减排的发展理念贯穿于钢铁生产的各环节，建立全行业的节能减排生产体系。在微观层面上，要求企业提高能源利用效率，节约能源，减少排放。本钢是能源消耗大户，2006年消耗能源58014万吨标准煤，吨钢综合能耗7945KGCE，吨钢可比能耗6536KGCE，高于2006年全行业吨钢综合能耗645KGCE的平均水平。其原因是多方面的。其中，余热蒸汽利用差。在冬季，余热蒸汽用于采暖得到较好利用。在夏季，余热蒸汽无用户，被迫大量放散，造成浪费。为此，本钢将把节能减排作为调整优化结构，转变钢铁生产发展方式的突破口，大力采用节能减排先进工艺技术和节能措施，包括提出建设本工程项目，使企业的发展建立在节约能源和环境保护的基础上，真正实现协调和可持续发展。162项目建设的必要性本钢地处严寒地区。本钢现低压蒸汽热负荷主要分为工艺蒸汽负荷和采暖蒸汽负荷两类。根据蒸汽供需分析，目前，全厂回收余热蒸汽量271T/H，冬季全部用于生产工艺和采暖。夏季在缺少采暖用户的情况下，余热蒸汽放散量达到165T/H。其中2台265M2烧结机余热锅炉放散蒸汽40T/H。炼钢厂14转炉烟道汽化冷却系统放散蒸汽85T/H。一热连轧厂加热炉汽化冷却系统放散蒸汽40T/H。另外，规划建设的三热连轧厂加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量40T/H，汽化系统设计自耗汽量5T/H，夏季蒸汽放散量将达35T/H。本项目可研一并其饱和蒸汽发电利用问题。以上合计，本钢全厂有200T/H余热蒸汽在夏季因缺少采暖用户，被迫放散，既浪费能源，又污染环境，余热蒸汽资源利用很不合理。为了有效回收利用本钢在夏季放散的余热蒸汽，采用先进的饱和蒸汽发电技术，使放散的余热蒸汽得到合理利用是十分必要的，主要表现在以下三方面（1）采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。（2）饱和蒸汽发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于本钢的可持续发展。（3）综合利用本钢余热资源，实现能源梯级利用，增加企业自发电量，有利于本钢节能降耗和提升本钢整体经济运行质量，而且通过能源循环利用，可带来可观的节能效益、经济效益、环境效益和社会效益。17建设条件本工程项目建于本钢厂区内，不需要征地。18主要建设内容根据余热蒸汽放散现状及炼铁厂、炼钢厂、一热轧厂及三热轧厂的总图布置情况，本项目拟分区域建设2座余热电站。（1）炼铁厂二烧车间2台265M2烧结余热锅炉夏季10MPA饱和蒸汽放散量40T/H，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1座饱和蒸汽发电站，内设1套3MW凝汽式汽轮发电机组。（2）炼钢厂14转炉烟道及一、三热轧厂加热炉汽化冷却系统夏季10MPA饱和蒸汽放散量160T/H，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1座饱和蒸汽发电站，内设1套12MW凝汽式汽轮发电机组。19能源利用本工程项目建成后，能源利用情况为（1）年回收电量9750万千瓦时，折合标准煤35万吨。（2）年回收凝结水100万吨，折合标准煤20万吨。（3）工程项目自身年消耗电量950万千瓦时，折合标准煤035万吨。以上合计，本项目年节省能源515万吨标准煤，项目节能效果显著。110劳动安全、工业卫生及消防本工程设计针对不安全因素和职业危害，结合项目特点，依据有关规程、规范、标准及条例，采取了防自然灾害和防生产过程中产生危害因素的措施。同时，各车间、工段及班组，设置了兼职安全卫生员，以形成网络，确保安全卫生。本着“预防为主、消防结合”的方针，采取了消防措施。111环境保护本项目是节能项目，也是环保项目。（1）项目自身使用的能源为放散的余热饱和蒸汽，既利用了二次能源，同时也相当于减少了发同等电量燃煤产生的烟尘和SO2，对本钢厂区及其周边大气环境具有改善作用。（2）不使用新的燃料，因此无新增大气污染物产生；生产废水为净循环水系统的排污水，不含有害物，排水串接使用或送入污水处理厂处理后统一回用，少量生活污水排入污水处理厂处理后回用，本工程无废水直接排入水体，对水体不造成污染；对产生的噪声采取了有效控制，噪声满足执行的国家标准。因此，本项目建成后，不会增加环境污染，对本钢的整体环境质量将起到改善作用。112投资估算和资金筹措1121投资估算本项目总投资估算4000万元。其中，工程费用3402万元、工程建设其他费用136万元、基本预备费283万元、建设期利息77万元、铺底流动资金102万元。1122资金筹措本项目新增总投资4000万元中，企业自有资金（项目资本金）2000万元，占总投资50；申请银行贷款2000万元，占总投资50。本项目全部新增流动资金340万元中，30为铺底流动资金102万元，从企业自有资金2000万元中解决；其余70的流动资金238万元，申请银行流动资金贷款解决。113经济效益分析项目建成达产后，年发电量9750万千瓦时，回收凝结水100万吨，达产期年营业收入5375万元、利润总额928万元、净利润696万元。经测算，项目全部投资财务内部收益率273，全部投资回收期（含建设期1年）47年，建设贷款偿还期（含建设期1年）33年，项目达产年的盈亏平衡点421。敏感性分析表明相对来说，投资收益率对产量变化最敏感，售价和成本同时变化较为敏感，投资变化敏感度最小。如果项目投产后达不到设计能力的80，项目全部投资财务内部收益率在54以下，项目经济效益恶化，可能转化为不可行。因此，项目产量是影响经济效益最关键的因素。经济效益测算表明，项目有较好的经济效益，经济上可行。114主要技术经济指标本项目设计的主要技术经济指标如下指标序号名称单位3MW余热电站12MW余热电站1装机容量MW3122发电功率MW45153年运转小时H500050004年发电量104KWH/A225075005年自耗电量104KWH/A2007506年外供电量104KWH/A202567507年回收凝结水量104M3/A20808年利用余热蒸汽量（10MPA）104T/A20809年补充新水量104M3/A187010年耗压缩空气量104M3/A150150115结论本溪钢铁（集团）有限责任公司在发展过程中，利用夏季放散的余热饱和蒸汽，建设1套3MW凝汽式汽轮发电机组和1套12MW凝汽式汽轮发电机组，在节能、环保和经济三方面均取得明显效益，符合钢铁产业发展政策和节能减排循环经济的发展方向。2蒸汽平衡及饱和蒸汽综合利用21蒸汽平衡211余热资源现状目前，本钢部分工序利用生产过程中产生的高温烟气回收低压饱和蒸汽，主要汽源有一热轧厂加热炉、炼钢厂转炉、炼铁厂烧结、特钢800/650轧机加热炉以及规划建设的三热轧加热炉，各系统饱和蒸汽回收情况如下炼铁厂二烧车间2台265M2烧结余热锅炉饱和蒸汽回收量45T/H，压力10MPA；炼钢厂4座转炉烟道汽化冷却系统饱和蒸汽回收量95T/H，压力10MPA；一热连轧厂4台加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽回收量45T/H，压力10MPA；800/650轧机加热炉汽化冷却系统技术改造后，余热蒸汽回收量20T/H，压力13MPA；规划建设的三热连轧厂4台加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量40T/H，压力10MPA。212低压蒸汽热负荷现状目前，本钢厂区内低压热负荷主要分为两类工艺蒸汽负荷主要用于焦化、炼铁、炼钢、冷轧等工序生产性用汽，平均热负荷为343T/H，压力08MPA。采暖蒸汽负荷全厂各生产车间及办公楼等辅助设施冬季采暖热负荷约500T/H，压力0204MPA。213蒸汽平衡根据蒸汽用户热负荷需求现状，厂区低压蒸汽供需情况如下表。低压蒸汽供需平衡量表序号项目单位夏季冬季备注蒸汽供应1余热回收蒸汽T/H4020511其中炼铁厂2台265M2烧结T/H545夏季40T/H放散12炼钢厂4座转炉T/H1095夏季85T/H放散13一热连轧T/H545夏季40T/H放散14特钢厂800/650轧机T/H2020供VD精炼系统2热电厂T/H303638小计T/H343843蒸汽用户1车间生产用汽T/H343343余热蒸汽及热电厂供应11其中焦化厂T/H10410412炼铁厂T/H636313热电厂T/H434314炼钢厂T/H767615连轧厂T/H5516特钢厂T/H202017燃气厂T/H7718运输部T/H5519氧气厂T/H55110其他厂矿T/H15152采暖用汽T/H0500余热蒸汽及热电厂供应小计T/H343843供需比较T/H00由上表数据可知，全厂各工序回收余热蒸汽量205T/H（未含规划建设的三热轧），冬季全部用于采暖，夏季在缺少采暖用户的情况下，仅有特钢厂800/650轧机的余热蒸汽可用于生产，而2台265M2烧结、4座转炉及一热连轧工序余热蒸汽因压力低，含水量大，供汽波动大等原因，无法并网长距离输送，除少部分自用后，其余均被放散，各工序余热蒸汽放散量总计达165T/H。214余热利用分析根据上述蒸汽供需平衡表数据可看出，目前全厂烧结、转炉及轧钢工序余热蒸汽利用情况如下炼铁厂2台265M2烧结余热锅炉饱和蒸汽回收量45T/H，夏季5T/H用于烧结生产，其余40T/H放散，冬季全部用于采暖；炼钢厂4座转炉烟道汽化冷却系统饱和蒸汽回收量95T/H，夏季10T/H用于汽化系统自耗汽，其余85T/H放散，冬季全部用于采暖；一热连轧厂加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽回收量45T/H，夏季5T/H用于汽化系统自耗汽，其余40T/H放散，冬季全部用于采暖；特钢厂800/650轧机加热炉汽化冷却系统余热蒸汽回收量20T/H，全部用于电炉VD真空装置用汽；规划建设的三热连轧厂加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量40T/H，汽化系统设计自耗汽量5T/H，按设计指标无法并网，夏季蒸汽放散量将达35T/H。综上所述，本钢余热蒸汽放散现象比较严重，除冬季用于采暖用户外，夏季因品质较低、无法并网而大量放散，预计在三热连轧建成后夏季平均蒸汽放散量可达200T/H，既造成了环境污染又浪费了大量宝贵能源。215建设饱和蒸汽发电机组的必要性采用先进的饱和蒸汽发电技术，可有效回收利用本钢夏季放散的饱和余热蒸汽，减少资源浪费，提升本钢整体经济运行质量，而且通过能源的循环利用，可带来可观的经济效益和社会效益，主要表现在以下三方面（1）采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。（2）饱和蒸汽发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于本钢的可持续发展。（3）综合利用本钢余热资源，实现能源梯级利用，增加厂自发电量，有利于本钢的节能降耗，同时增加了企业的经济效益和社会效益。22饱和蒸汽综合利用221利用原则严格执行小型火力发电厂设计规范（GB50049），贯彻以热定电、节约能源、节省投资、综合利用、保护环境的基本建设原则。采用成熟技术，配备可靠设备，参考实用经验，在保证使用安全、操作方便的同时，提高系统运行效率。合理布置，优化设计，从而达到缩短建设周期、提高投资效率，减少占地面积的目的。222装机方案由于本钢大部分余热蒸汽汽源比较分散，并且含水量较大，长距离输送将使蒸汽的含水率进一步增大，易造成管道的汽水冲击，不利于汽轮机的运行，同时也使余热蒸汽的做功能力下降，管道敷设投资也将增大。因此，设计对余热资源采用“先自用，再就近集中利用”的原则。根据余热蒸汽放散现状及炼铁厂、炼钢厂、一热轧厂及三热轧厂的总图布置情况，本项目拟分区域建设2座余热电站。（1）炼铁厂二烧车间2台265M2烧结余热锅炉夏季10MPA饱和蒸汽放散量40T/H，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1座饱和蒸汽发电站，内设1套3MW凝汽式汽轮发电机组。（2）炼钢厂4座转炉烟道及一、三热轧厂加热炉汽化冷却系统夏季10MPA饱和蒸汽放散量160T/H，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1座饱和蒸汽发电站，内设1套12MW凝汽式汽轮发电机组。饱和蒸汽发电项目建成后，本钢厂区低压蒸汽供需平衡情况如下表。低压蒸汽供需平衡表序号项目单位夏季冬季备注蒸汽供应1余热回收蒸汽T/H245245545供生产、采暖11其中炼铁厂2台265M2烧结T/H400回收发电1095供生产、采暖12炼钢厂4座转炉T/H850回收发电545供生产、采暖13一热连轧T/H400回收发电15特钢厂800/650轧机T/H2020并网外供生产540供生产、采暖16三热连轧T/H350回收发电2热电厂T/H303603小计T/H548848蒸汽用户1车间生产用汽T/H348348余热蒸汽及热电厂供应11其中焦化厂T/H10410412炼铁厂T/H636313热电厂T/H434314炼钢厂T/H767615连轧厂T/H5516特钢厂T/H202017燃气厂T/H7718运输部T/H5519氧气厂T/H55110其他厂矿T/H15152采暖用汽T/H0500余热蒸汽及热电厂供应3新建3MW饱和蒸汽发电机组T/H400利用烧结余热蒸汽驱动4新建12MW饱和蒸汽发电机组T/H1600利用46转炉及一、三连轧余热蒸汽驱动小计T/H548848供需比较T/H00由上表可看出，三热连轧建成后，全厂各工序回收余热蒸汽量可达245T/H，冬季全部用于采暖，夏季仅有45T/H可用于烧结、炼钢、连轧等生产用户用汽，其余200T/H蒸汽如不采取有效利用措施均将被放散。2座饱和蒸汽发电工程建成后，在维持全厂冬、夏季低压蒸汽供需平衡的同时，现有转炉、一热连轧、三热连轧工序夏季200T/H富余余热蒸汽全部被回收利用，在减少蒸汽放散损失、节约能源的同时，还增加了全厂的自发电量。223饱和蒸汽发电机组运行方案本钢地处严寒地区，冬季需大量采暖热负荷，因采暖用蒸汽品质要求较低，为更合理的利用能源，减少热电厂采暖热负荷供应量，200T/H余热蒸汽在冬季仍将全部用于采暖，仅在夏季用于驱动汽轮发电机组，进行发电。根据采暖设计气象参数，本钢冬季采暖小时数3624H，同时考虑汽轮发电机组必要的检修，因此，本项目2套饱和蒸汽发电机组年运行时间按5000H设计。2243MW余热电站（1）主要设备技术参数汽轮机机内除湿再热饱和蒸汽凝汽式汽轮机汽轮机型号RN310额定功率3MW转速3000R/MIN额定进汽量40T/H额定进汽压力10MPA额定进汽温度160180发电机额定功率45MW额定电压105KV额定转速3000R/MIN功率因数085（2）热力系统主蒸汽系统烧结机余热锅炉产生的10MPA饱和蒸汽经过管道送至机内除湿再热饱和蒸汽汽轮发电机组，主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门分二路进入汽轮机蒸汽室两侧。蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器凝结成水。凝结水通过凝结水泵到除氧器除氧后经给水泵到余热锅炉系统循环使用。凝结水系统凝结水系统设置2台容量为100最大凝结水量的凝结水泵，一运一备。凝汽器抽真空系统凝汽器抽真空系统中设置1台射水抽气器及2台射水泵。机组正常运行时，射水泵一台运行，一台备用。（3）主要辅助设备选择热力系统主要辅助设备按机组最大连续工况设计选型，并能适应机组变工况运行，主要辅助设备参数如下表所示主要辅助设备参数表序号辅机设备名称型号及技术要求1凝汽器1台N1000F1000M2凝结水泵2台4N6Q40M/HP04MPA3汽轮机机内除湿再热装置4直流润滑油泵1台65Y60BQ20M/HP0375MPA5交流润滑油泵1台65Y60BQ20M/HP0375MPA6交流高压油泵1台80Y100X2CQ40M/HP125MPA7冷油器2台YL428射水抽气器1台TDAN69射水泵2台IS10065200BQ90M/HP039MPA10射水箱1只砼结构V8M11胶球清洗装置1套DN50012电动双梁桥式起重机1台16/32T起吊重量16/32T（4）汽机房布置汽机房布置设计原则汽机房布置尽可能做到布局合理，工艺流程顺畅，并设有必要的检修设备及检修场地，考虑了主厂房内的通风、采光及排水设施，为设备的安全运行维护提供良好的工作环境。主厂房布置采用汽机房、电控楼联合布置的顺序排列。这种布置有利于对汽轮发电机组的运行控制。汽机房为钢筋混凝土结构。汽机房布置方案汽轮发电机厂房占地为20M24M。汽轮发电机小岛采用纵向布置。主厂房设一台16/32T电动双钩桥式起重机，屋架下弦标高18M。汽机间0M层布置有凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、高压油泵及润滑油泵等。汽机间设有一35M平台，用于布置汽、水、油管道及化验站等。运转层标高为7M，安装汽轮发电机组、控制室和休息室等。22512MW余热电站（1）主要设备技术参数汽轮机机内除湿再热饱和蒸汽凝汽式汽轮机汽轮机型号RN1210额定功率12MW转速3000R/MIN额定进汽量160T/H额定进汽压力10MPA额定进汽温度180发电机额定功率15MW额定电压105KV额定转速3000R/MIN功率因数08（2）热力系统主蒸汽系统转炉汽化冷却系统产生的饱和蒸汽经蓄热器调节为10MPA连续饱和蒸汽，与轧钢加热炉产生的10MPA饱和蒸汽混合经过管道送至余热发电饱和蒸汽汽轮发电机组，主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门分二路进入汽轮机蒸汽室两侧。蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器凝结成水。凝结水通过凝结水泵到冷凝水池，然后经泵到转炉及加热炉汽化冷却系统。凝结水系统凝结水系统设置2台容量为100最大凝结水量的凝结水泵，一运一备。凝汽器抽真空系统凝汽器抽真空系统中设置1台射水抽气器及2台射水泵。机组正常运行时，射水泵一台运行，一台备用。（3）主要辅助设备选择热力系统主要辅助设备按机组最大连续工况设计选型，并能适应机组变工况运行，主要辅助设备参数如下表所示主要辅助设备参数表序号辅机设备名称型号及技术要求1凝汽器1台N3000F3000M2凝结水泵2台6N6Q160M/HP06MPA3汽轮机机内除湿再热装置4直流润滑油泵1台80Y60AQ45M/HP049MPA5交流润滑油泵1台80Y60AQ45M/HP049MPA6交流高压油泵1台100Y120X2BQ86M/HP178MPA7冷油器2台YL408射水抽气器1台HYN25II型9射水泵2台IS12580200AQ162M/HP044MPA10射水箱1只砼结构V8M11电动输水泵3台12胶球清洗装置1套DN90013电动双梁桥式起重机1台32/5T起吊重量32/5T（4）汽机房布置汽机房布置设计原则汽机房布置尽可能做到布局合理，工艺流程顺畅，并设有必要的检修设备及检修场地，考虑了主厂房内的通风、采光及排水设施，为设备的安全运行维护提供良好的工作环境。主厂房布置采用汽机房、电控楼联合布置的顺序排列。这种布置有利于对汽轮发电机组的运行控制。汽机房为钢筋混凝土结构。汽机房布置方案汽轮发电机厂房占地为20M28M。汽轮发电机小岛采用纵向布置。主厂房设一台32/5T电动双钩桥式起重机，屋架下弦标高18M。汽机间0M层布置有凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、高压油泵及润滑油泵等。汽机间设有一35M平台，用于布置汽、水、油管道及化验站等。运转层标高为7M，安装汽轮发电机组和控制室、休息室等，运转层还安排了约70M2的检修场地，可满足汽轮机组检修之用。226主要技术经济指标饱和蒸汽电站主要技术经济指标表指标序号技术名称单位3MW余热电站12MW余热电站1装机容量MW3122发电功率MW45153设计年运转小时H500050004年发电量104KWH225075005年自耗电量104KWH2007506年外供电量104KWH202567507年回收凝结水量万T20808年利用余热蒸汽量（10MPA）万T20809年补充新水量万T187010年耗压缩空气量万M31501503供电31项目概述本钢在此次拟增建的利用饱和蒸汽发电工程项目中，除热能动力部分即汽机主体设备外，电力系统方面将对应烧结饱和蒸汽余热资源安装1套3MW发电机组、对应转炉及热轧饱和蒸汽余热资源安装1套12MW发电机组，同时建设相关厂内电力系统接入及其仪电控制、给排水、采暖通风、电信等设施。32外部电网基本情况本钢地处本溪电网供电覆盖区，目前本溪电网骨干电压等级为500KV、220KV和66KV。迄今为止，本溪电网已建成至少1座500KV徐家变电所、9座220KV区域变电所，总容量在2000MVA以上，其中东风220KV变电所一次变在近期新增2240MVA主变后，容量已达720MVA，系东北地区最大容量的220KV变电所。本溪电网除通过东风变电所、卧龙变电所220KV区域变电所以66KV向本钢冶金工厂供电外，还由本溪变电所以220KV向本溪冶金工厂供电；本钢通过三个企业总降压变电所与本溪电网连接，全部受电主变压器总和容量为270MVA。33厂内电源点本钢此次新增2台饱和蒸汽发电机之前，已有新热电厂、第二发电厂及第三发电厂三处厂内电源点，系热电联产或对富裕的冶金过程燃气、余热蒸汽等进行余能综合利用所建设的自发电机组；此外，还包括高炉煤气余压发电装置。新热电厂、第二发电厂、第三发电厂及高炉TRT全部机组共15台（套），总装机容量383MW并具有年发电195108KWH的能力。按照0404折标系数计算，已有全部机组发电相当于节约（回收）7878104TCE/A。本次新增2台饱和蒸汽发电机年发电0975108KWH，折合标准煤515104TCE/A，将同已有子发电及外网购电一道，缓解本溪钢铁冶金工厂生产过程中电力供应的紧张局面。34发电机选型根据本工程性质，本项目拟选发电机组合为13112MW，共同参数如下额定输出电压105KV额定转数3000RPM额定频率50HZ功率因数0835并网及所用电351并网原则及方案本次13112MW发电机所发电直接就近送往10KV母线，10KV母线带若干直馈线，供钢铁工艺及公辅用户使用。对于增设的13112MW机组而言，对现有对应的主变压器设备能力影响不大，在扣除10KV直馈负荷后，现有对应的主变压器完全能够满足并网需要。本次工程增设的2台机组出线拟在各自对应主变压器10KV母线并网，但必须分别增设消弧线圈对10KV系统电容性电流进行补偿。10KV高压系统采用单母线结线，母线上连接发电机进线回路，联络线回路、厂用电回路和测量PT等。为操作方便，在发电机进线开关和联络开关点均设同期操作控制。352主要设备选择10KV配电装置选用DKY10型中置式开关柜，柜内断路器选用VS112型真空断路器；低压配电屏选用GCS型抽屉式开关柜。353所用变压器为保证两机组低压设备用电，在两机组各设所用变压器。厂用电系统为380/220V三相五线制，用镀锌扁钢作PE线。厂用电变压器采用带外罩干式电力变压器，容量1250KVA，型号为SCB101250/10，电压为10/04/02310KV。由于厂用电高压侧接在本工程10KV单母线段上，因此需另从附近的变电所引一路380/220V电源作为厂用电系统的备用电源，当主电源失电时，备用电源自动投入。此备用电源亦兼作机组启动、投运辅机电源。36直流励磁系统及操作系统本次新增2台发电机均采用直流无刷励磁方式。通过设在机端的励磁变压器，向发电机励磁调节器供电，从而提供给发电机励磁直流电源。本次新增2台发电机各设置1套DZG100AH/220V智能高频开关直流电源装置，作为操作、保护、信号电源和半小时事故照明、直流油泵电源。37控制及同步在两机组各自的炉、机、电集中控制室，设置同步控制，新增2台发电机各有一个同期点，原有同期装置满足不了要求，通过选线开关与微机监控系统相连，实现相互通讯。本次工程两机组各自采用微机自动保护装置，控制采用后台机方式，通过通讯总线与各保护装置进行通讯，并实时采集断路器、刀闸位置信号以及设备运行状态等开关量以及电量、发电机、励磁系统、主变压器、厂用变有关参数等模拟量。38保护接地为防止雷电侵入波对电气设备造成危害，在10KV联络线上装设一组氧化锌避雷器，此外，在发电机出口装设氧化锌避雷器，在发电机中性点装设避雷器，以防止中性点反射引起的过电压。在侵入波过电压保护之外，各配电柜内均设过电压保护器，所有电气设备均应可靠接地，接地电阻不大于4欧姆。汽机车间设避雷带，烟囱上设避雷针，防雷接地电阻小于10欧姆。其余管道等均应可靠接地，所有管道入户处设等电位连接，接地电阻小于10欧姆作为防静电装置。39其他本项目拟建场址在本钢厂区内，2台发电机组各自就近安装。本项目各设炉机电集中控制室及电气室，按照统一安排布置在各自主车间适当位置。4过程检测和控制41设计范围本项目过程检测和控制将涵盖2台由饱和蒸汽作为动力的汽轮机、对应的2台发电机组及其辅助系统的热工参数的测量、控制、报警等设计。2台汽机测控范围包括蒸汽系统、凝结水系统、凝汽器抽真空系统、润滑油系统、循环冷却水系统及汽机本体系统温度、压力、流量、液位等热工参数的检测，对润滑油压、汽机转速、轴承温度、热井水位等设越限报警，并对凝汽器热井水位将进行自动监控。2台发电机测控范围包括本体电机转速、其他机械量及过程量、空气冷却系统的温度、压力等参数的检测。给排水等辅助系统的测控包含在各自工艺设备中。42过程检测和控制设备本工程自动化水着重以保证装置安全、可靠、经济适用的原则出发，在确实可行的基础上采用已经鉴定的新设备和新技术全高效运行。过程检测控制采用PLC/DCS计算机控制系统，完成工艺过程检测控制、数据采集、顺序控制、安全监控、逻辑连锁等。根据本项目要求，本次选用2套霍尼韦尔（HONEYWELL）集散系统设备，每套汽轮机发电机系统配置1套。控制系统的人机接口、控制网络及控制器冗余配置，当部分显示设备故障时，不会因部分设备的故障而影响机组的运行。当控制系统发生失控故障时（如断电断气等），控制回路的设计可保证被控对象的系统处于安全状态。控制系统具有自诊断功能，故障时及时发出报警信号，防止事态扩大，以致影响本机组正常运行。为保证各机组的安全经济运行，对于重要信号采取冗余措施。控制系统的电源，采用热备UPS电源。设置独立于集散控制系统的后备操作手段，以确保当集散控制系统发生全局性或重大故障时实现机组的紧急停运，并满足锅炉的安全运行。控制系统的特性参数如下最忙时，每个控制器CPU的负荷率不大于50，操作员站服务器CPU负荷率不大于40；内部存储器占用容量不大于50，外部存储器占有容量不大于40；以太网通讯总线的负荷率不大于20，令牌网通讯总线负荷率不大于30；整个控制系统的可利用率大于999。43蒸汽系统及油系统测控饱和蒸汽压力测量、饱和蒸汽流量测量、饱和蒸汽温度测量及有关分析测量、物位测量油系统压力测量主油泵进口和出口压力主汽门控制油压力保安油压力润滑油压力安全油压油系统温度测量汽轮机前、后轴承回油温度发电机前、后轴承回油温度44汽轮机数字电液控制系统汽轮机数字电液控制系统（DEH）主要功能包括自动/手动启动、同期、并网和初期负荷控制、功率控制、入口压力控制、功频控制器、甩负荷功能、超速试验。45发电机系统仪控及电控温度测量发电机定子线圈温度和定子铁芯温度发电机进风和出风温度汽轮机和发电机轴承瓦温度位移和振动测量汽轮机轴向位移、轴向振动轴承振动汽轮机转速对重要或有关安全的参数均设置声光报警，确保安全生产。发电机电控保护包括发电机差动保护、差动CT断线发信号发电机复合电压闭锁过电流保护发电机对称过负荷保护发电机定子接地保护发电机励磁回路接地保护（在励磁柜中）发电机、励磁、汽机事故联动保护（跳闸）10KV联络线路保护包括定时限过流保护方向电流速断保护低周保护低电压保护单相接地保护过负荷保护厂用电变压器保护包括定时限过流保护电流速断保护超温保护46主要仪表选型本系统过程检测选用将包括变送器、测温元件、调节阀等。变送器各主要参数测量选用智能型差压、压力变送器,其中煤气及烟气介质测量采用防爆型；变送器采用进口或合资两线制智能式变送器，拟采用ROSEMOUNT、横河EJA、HONEYWELL等产品。测温元件一般选用热电偶或热电阻，其中煤气及烟气温度测量采用防爆型；流量测量水和各种汽体选用喷嘴及相应类型流量测量装置；调节阀调节阀选用电子式电动调节阀、蝶阀或座阀。执行机构选用AUMA、ROTORK、SIPOS、H历年最高气温375历年最低气温345年平均降水量808MM；年平均相对湿度64月平均相对湿度最大77月平均相对湿度最小50年最大积雪厚度20CM冻土深度60CM冬季盛行西北季风，夏季盛行东南季风，全年主导风向为东风。813工程地质和水文地质建设场地地层属冲积成因。场地和地基稳定，无不良地质现象，适宜工程建设。根据岩土工程勘察规范（GB500212001）和建筑抗震设计规范（GB500112001）,本钢厂区基本地震烈度为7度，按7度设防，设计基本地震加速度值为010G。地下水的类型为潜水，其水位埋深在0501210M。地下水主要来源于大气降水及太子河水侧向渗入补给。地下水的流向为由东至西，从南向北流，与太子河流水的流向基本一致。该地下水对混凝土无腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀。814水文厂区附近有太子河和流经厂内的两条大型排洪沟。太子河最高设计水位为1593M。崔东河最高设计水位为1575M。孟家堡河最高设计水位为1578M。82总平面布置821车间组成余热饱和蒸汽发电工程项目新建生产设施包括主厂房（汽轮发电机组、控制室、凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、给水泵、高压油泵及润滑油泵、化验站等）、循环冷却水泵房、冷却塔，以及外部管线等。822布置原则余热饱和蒸汽发电工程项目的总平面布置是根据生产工艺、运输、消防、安全等要求，结合工程用地现状的实际情况，对新建生产设施、管线等进行布置，力求工艺路线紧凑合理，节约和合理用地，节省投资，有利生产，方便管理。823总平面布置炼钢、热连轧余热饱和蒸汽热电站新建汽机主厂房布置在建设场地的东部，靠近炼钢厂和热连轧厂余热汽源点。辅助设施系统和检化验系统布置在主厂房的西侧，并靠近主厂房。余热饱和蒸汽发电工程项目用地面积3482M2。烧结余热饱和蒸汽热电站新建汽机主厂房布置在建设场地的南部，靠近烧结厂余热汽源点。辅助设施系统和检化验系统布置在主厂房的北侧，并靠近主厂房。余热饱和蒸汽发电工程项目用地面积870M2。各种管线沿道路布置。办公及生活辅助设施由公司统一考虑。余热饱和蒸汽发电工程项目新建设施的布置位置见本钢利用余热饱和蒸汽发电工程项目总平面布置图。83竖向布置余热饱和蒸汽发电工程项目是利用本钢工源厂区内空闲场地和已淘汰环境保护管理站、仓库设施的场地建设。场地平坦，需将现有建筑物和构筑物拆除后，加以平整即可满足建设需要，场地设计标高与原有场地标高一致。场地雨水采用暗管排水方式。84绿化与消防为美化环境，改善劳动条件，利用车间周围空地和道路两侧进行绿化，绿化系数为15。新建道路均按照有关规范要求进行设计，建构筑物间根据其生产特点，考虑了足够的安全距离和疏散距离。室外设消防栓，室内配置灭火器材，其他有关消防事宜由公司统一考虑。85运输余热饱和蒸汽项目生产运输以管道输送方式为主，辅以汽车运输，汽车运量很小，所需汽车由公司统一调配，本工程不另行配备汽车。为了满足运输、设备安装、检修及消防需要。新建道路总延长259M，铺设路面808M2，道路型式采用城市型道路，路面宽度除主要出入口道路为4M外，其余均为3M，最小转弯半径为4M，路面结构及面层按当地的实际情况确定。86总图运输主要技术经济指标总图运输主要技术经济指标表序号指标名称单位数量备注1工程项目用地面积M243522建构筑物用地面积M222863建筑系数534总建筑面积M244005容积率1016新建道路总延长M2597绿化面积M26508绿化系数159能源利用91编制依据911中华人民共和国节约能源法主席令第90号1997年11月1日发布。912关于固定资产投资工程项目可行性研究报告节能篇章编制及评估的规定国家计委、国家经贸委、建设部计交能19972542号。913钢铁企业设计节能规定（YB905198）。914工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法（GB/T10282000）。915企业节能量计算方法（GB/T1323491）。92工程概述随着我国纯低温余热发电技术的成熟，以前未被重视的低温余热发电技术，已逐渐被企业所重视并采用此技术建设低温余热电站；如烧结矿料在冷却过程中产生大量的热风和烧结机尾排出的废气是可以利用的热源；转炉气化冷却系统产生大量的饱和蒸汽，加热炉的废气余热也可以产生饱和蒸汽；通过对这些余热资源的梯级利用，不但可以提高生产工艺流程的合理性，减少外购电量和降低各工序能耗，还可以降低烟气排放温度和减少烟尘排放量，提高工序能源综合利用率和改善厂区环境。921本项目余热资源利用情况（1）烧结余热2台265M2的烧结机各配有配1台热管余热锅炉；目前可产出蒸汽225T/H台，除车间自用25T/H外，全部并入工厂蒸汽管网用于工厂的生活；由于饱和蒸汽含水率高（10以上），各生产系统利用率低，因此该部分蒸汽主要用于冬季采暖，夏季被迫放散。即2台烧结机已回收的余热蒸汽40T/H在夏季被放散；故该机组饱和蒸汽急需提高利用率，减少能源浪费。（2）转炉、热轧余热4座转炉的汽化冷却仍为饱和蒸汽系统，由于饱和蒸汽含水率高（10以上）各生产系统利用率低，即冬季用于全厂采暖，夏季被迫放散。（3）一、三热轧余热一、三热轧共建有8座加热炉，每座加热炉均配有汽化冷却设施。8台加热炉小时回收余热蒸汽80T/H，由于饱和蒸汽含水率高（15）各生产系统利用率低，除本车间自用外，冬季用于全厂采暖，夏季被迫放散。4座转炉及一、三热轧，夏季共有160T/H饱和蒸汽急需提高利用率，减少能源浪费。综上所述，本钢烧结、转炉、热轧共有200T/H饱和蒸汽余热资源，冬季用来全厂采暖，夏季实现“梯级”转换，提高余热利用效率，加快节能降耗改造力度十分必要。本项目为烧结和转炉（含一、三热轧）各建1套饱和蒸汽发电机组。该项目是本钢近期准备实施节能技术改造项目之一，项目建成后，年可利用全厂饱和余热蒸汽100万吨，可回收电量0975亿KWH。同时，也相当于年减少100万吨的余热资源损失量。该项目属于国家鼓励的节能和资源综合利用建设项目，折合每年可节约标准煤约515万吨。93节能效果931余热综合利用近年来，由于饱和蒸汽综合利用的节能技术水平提高，已是成熟低温节能技术，在行业内马钢、济钢、涟钢等企业早已采用该项技术来配置发电机组，以提高能源利用效率和减少企业外购电力；该技术已完全实现国产化，不需引进技术和设备，因此项目有很好节能、经济和环保效益。932节能量计算饱和蒸汽余热利用主要技术经济指标见下表指标序号技术名称单位3MW余热电站12MW余热电站1装机容量MW3122发电功率MW45153年运转小时H500050004年发电量104KWH225075005年自耗电量104KWH2007506年外供电量104KWH202567507年回收凝结水量万T20808年利用余热蒸汽量（10MPA）万T2080由上表可知，按饱和蒸汽余热利用量计算，不包括项目建设前余热蒸汽年损失量的间接节能量100万吨0110万吨标准煤/年（01TCE/T是本钢余热蒸汽平均热焓298MJ/KG的折标系数）；按年回收电量9750万千瓦时，折35万吨标准煤（电力折标系数为0366KGCE/KWH，该系数是国家发改委本次为支持企业加快节能技改采用的折标系数）；年自耗电量950万千瓦时，折035万吨标准煤项目年回收凝结水100万吨，折20万吨标准煤（本钢供锅炉软水的折标系数02KGCE/T）故本项目节能量3520035515万吨标准煤。94本项目节能措施941回收利用余热资源，减少二次能源余热放散损失；942本项目主、辅机选型以招标或议标方式优选技术先进、效率高、经济适用、安全可靠的产品；943厂用变压器采用节能型变压器。附属设备所有电机、凡有配套产品的一律选用高效节能电机，以节约厂用电。照明设备选用节能型灯具和高效光源。944各热力站的疏水阀门、汽封漏汽直接接往凝水回收装置，以降低机组耗汽量。945选用质量好的阀门及管线零部件，杜绝泄漏，减少工质和热源损失。946保温设计采用经济厚度设计法，做到投资省、热耗低、综合效益好选用微孔硅酸钙及新型硅酸镁等主保温材料，以降低设备及管道的热损失。947各系统装有能源计量表计，对工艺参数和设备运行状况采用计算机监控，使装置持续处于高效工况区稳定运行。95节水和节约用地951各热力站采用循环供水系统，提高冷却水重复使用率。952冷却塔装设高效型除水器，提高除水效率。953合理提高循环水浓缩倍率，减少循环水排污量。954在工艺系统设计中采取了各种有效措施，尽量消除“跑、冒、滴、漏”现象，减少工质损失。955在热力站总平面布置上采取优化设计，充分利用本钢己有的辅助生产系统及附属设施，在工艺顺畅、厂房配置及车间布置合理的前提下，节约用地。956施工用地全部利用厂区周边附近空地。做到精细安排，少占土地。96节能效果评价961按钢铁企业节能技术设计规定YB905198“热力篇”钢铁企业“热能利用应注意压力能的梯级利用，同时不影响主机的正常运行。”本项目将已回收热能全部实现“梯级”利用，符合规范要求。962本项目仅在夏季利用余热资源实现热电转换，冬季全部用于生产、生活采暖，符合国家钢铁联合企业“以热定电”的节能措施要求。963热力设备和管道应按设备及管道保温设计导则GB817587和火力发电厂保温油漆设计规程DL/T507297进行保温。本项目选用微孔硅酸钙及新型硅酸镁等主保温材料，保温性能好，降低了设备及管道热损失。符合规范要求。964本项目为企业余热资源综合利用，在企业已配有的余热回收节能措施上利用季节“时差”提高余热利用效率；项目建成后，可产生的直接节能效益515万吨标准煤/年；当考虑余热蒸汽放散的间接节能效益后，项目节能效益1515万吨标准煤/年；因此，该项目节能效果好。10劳动安全、工业卫生及消防101劳动安全及工业卫生1011编制依据和设计标准关于生产性建设工程项目职业安全监察的暂行规定建筑设计防火规范（GB500162006）建筑物防雷设计规范（GB5005794）（2000年版）建筑抗震设计规范（GB500112001）工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）工业企业设计卫生标准（GBZ12002）小型火力发电厂设计规范（GB5004994）机械防护安全距离（GB122651990）1012职业危害分析与防治余热发电生产过程中的主要危害源是汽轮发电机组系统、主辅机噪音、电气设备及电缆等；对职业安全产生的危害主要集中在火灾、爆炸、机械损伤、触电和爆燃等造成的人身伤亡事故上。设备在运转过程中有发生触电、机械伤害的可能；汽机房内温度较高等处，有危害工人的身体健康的可能。10121防雷建筑物防雷保护按国家标准建筑物防雷设计规范有关规定执行，厂房高度大于15M时，为防止建筑物受直接雷击，建筑物采用避雷带进行防护。10122噪声在汽轮发电机房设有隔声控制室，噪声控制符合工业企业噪声控制设计规范的要求；对噪声较大的设备做消声处理。10123防设备伤害、触电事故车间设控制室用来集中控制所有正常和事故报警的声光信号；各种机械转动部分的防护设计，均按照现行的机械设备防护罩安全要求的规定进行；各转动设备设有必要的闭锁装置，转动外露部分均设防护罩，各转动机械装置设就地事故按钮；为保证人身和设备安全，所有电力设备均有过电压保护、接地或接零，所有带电设备的安全净距不小于各有关规程规定的最