余热发电方案说明090402收到

1、神华煤化工蒸汽余热发电单元方案论证（2009年4月2日收到版）内蒙古电力勘测设计院2009年3月目 录1 概述12 设计依据23 机务部分54 电气部分85 热工自动化部分96 水工部分107 投资估算13附图：共5张。 1 概述神华包头煤化工煤制烯烃项目建在内蒙古自治区包头市九原区工业开发区。该项目是以神华李家壕煤矿生产的煤为原料生产甲醇，甲醇通过MTO装置转化为烯烃，再通过聚合装置生产出聚丙烯和聚乙烯，同时副产硫磺、丁烯、丙烷和乙烷以及C5+等副产品。该项目联合装置主要包括煤气化装置、180104t/a甲醇装置、60104t/a MTO装置、30104t/a聚丙烯装置、30104t/a聚乙

2、烯装置。为满足化工装置用电、热负荷的需要，项目配套建设1座产汽1440t/h，发电100MW的自备燃煤热电站。热电站通过两回220kV线路与总变电站连接并入内蒙古电网，并以35kV电压向煤制烯烃项目的各生产装置供电。根据项目的蒸汽平衡，1.7MPa过热蒸汽、1.1MPa过热蒸汽尚有部分剩余蒸汽。为合理使用这部分蒸汽，保证蒸汽不放空，经研究，在项目建设中，增加蒸汽余热发电单元。将1.73Mpa蒸汽减温减压至1.10Mpa，与1.10Mpa蒸汽合并后分别驱动两台同参数汽轮机机组。同时考虑抽0.52Mpa蒸汽用来冬季采暖。上两台同参数的机组，运行中可以相互备用，其备品备件也可通用，有利于生产的运行管

3、理和维护；其次对蒸汽负荷的适应性强。在剩余蒸汽较少的情况下，可以单台机组运行。机组发电电压为10kV，经升压后，接入总降变35kV配电装置。建设蒸汽余热发电单元的目的，是利用装置余汽发电，保证项目蒸汽平衡不过剩，充分利用蒸汽能源，提高项目能源利用率，保证项目能源利用的合理性和效益最大化。2 设计依据2.1 设计原始条件根据2009年1月10日神华包头煤化工有限公司组织的关于神华包头煤制烯烃项目蒸汽余热发电装置会议纪要、天辰院所提供2008年8月20日版本的蒸汽平衡图。2.1.1 余热发电机组蒸汽平衡情况1.73MPa蒸汽夏季正常工况：甲醇装置产汽184.4t/h，循环水装置透平利用93.5t/

4、h，余量87.9t/h；夏季最大工况：甲醇装置产汽209.6t/h，循环水装置透平利用93.5t/h，余量112.1t/h；冬季正常工况：甲醇装置产汽184.4t/h，循环水装置透平利用93.5t/h，经减温减压器减压至1.1MPa32t/h，余量55.9t/h；冬季最大工况：甲醇装置产汽209.6t/h，循环水装置透平利用93.5t/h，经减温减压器减压至1.1MPa2.9t/h，余量109.2t/h；2.1.2 1.1MPa蒸汽夏季正常工况：甲醇装置水煤气废锅（267.8t/h）和变换废锅（55.5t/h）共产汽323.3t/h，余量71.74t/h；夏季最大工况：甲醇装置水煤气废锅（32

5、1.4t/h）和变换废锅（61.7t/h）共产汽383.1t/h，余量98.79t/h；冬季正常工况：甲醇装置水煤气废锅（267.8t/h）和变换废锅（55.5t/h）1.7MPa蒸汽减压至1.1 MPa蒸汽33.2t/h，共产汽356.5.3t/h。经减温减压器减压至0.46MPa127.6t/h，余量0t/h；冬季最大工况：甲醇装置水煤气废锅（321.4t/h）和变换废锅（61.7t/h）1.7MPa蒸汽减压至1.1 MPat/h，共产蒸汽386.1t/h，余量0t/h。综上所述，蒸汽平衡情况如下表： 夏季正常量t/h夏季最大量t/h冬季正常量t/h冬季最大量t/h备注1.73MPa87.

6、9112.155.9109.2冬季减压量32t/h 1.1MPa71.7498.7900冬季减压量127.6t/h余热发电机组的容量，取决于蒸汽平衡的剩余量。一般的原则是考虑装置正常生产工况，不考虑最大工况。因此，余热发电机组可利用蒸汽量如下表： 夏季正常量t/h冬季正常量t/h备注1.73MPa87.987.91.1MPa71.7495.62.1.3余热发电机组蒸汽设计条件根据2009年1月10日余热发电机组专题会议上，天辰院提供的参数，余热发电机组蒸汽设计条件如下表： 操作压力MPa（g）操作温度（）最小正常最大最小正常最大1.7MPa蒸汽1.31.51.72852902951.1MPa蒸

7、汽0.81.01.22352402450.46MPa蒸汽抽汽压力按0.52设计。抽汽温度待汽轮机计算给出。 注：各等级管网的设计压力按照工程设计统一规定执行。2.2 装机方案根据蒸汽参数、平衡等情况，拟定装机方案如下：将1.73Mpa蒸汽减温减压至1.10Mpa，与1.10Mpa蒸汽合并后分别驱动两台同参数汽轮机机组。同时考虑抽0.52Mpa蒸汽用来冬季采暖。上两台同参数的机组，运行中可以相互备用，其备品备件也可通用，有利于生产的运行管理和维护；其次对蒸汽负荷的适应性强。在剩余蒸汽较少的情况下，可以单台机组运行。2.3 汽轮机及发电机选型 根据上述要求，征求汽轮厂意见后，给出选型参数如下：2.

8、3.1 汽轮机主要技术条件：抽凝汽式湿冷汽轮机，无回热系统型号： C15-1.0/0.52额定功率： 15000kW(额定功率以供应商计算为准)最大功率： kW额定蒸汽参数：进汽量: 90t/h主蒸汽压力： 1.00.2MPa.a主蒸汽温度： 2405抽汽压力： 0.52Mpa抽汽温度： 以供应商计算为准，不高于200排汽压力（夏季冬季）： KPa.a 额定转速： 3000rmin（直连）布置形式： 双层2.3.2 发电机主要技术条件型号： QF-W15-2/10.5KV 无刷励磁额定功率：15000kW最大功率：18000kW额定电压：10.5kV额定频率：50HZ额定转速：3000rmin

9、3 机务部分3.1 主蒸汽系统汽轮机进汽由化工装置过剩蒸汽经过综合管架进入汽轮机房，经过减温减压装置合并成1.1 MPa蒸汽分别驱动两台相同参数的汽轮机组做功。将减温减压装置设置在余汽汽机房内，减温水由电站汽轮机凝结水泵出口接。该压力为1.72.2MPa。3.2凝结水系统装置内设计凝结水除铁器，凝结水经凝结水泵升压后，进入除铁器除铁，然后送出界区。本工程每台机组拟选用两台110%容量的定速电动凝结水泵，一台运行，一台备用。机组不设回热系统，凝结水以冷端温度送出界区；汽轮机启机排气要回收。3.3循环水系统机组为湿冷机组，循环冷却水和辅机冷却水由界区外引入。3.4抽真空系统每台机组安装2台100%

10、容量水环真空泵组，机组正常运行时，1台运行，1台备用；机组启动时，为加快抽真空速度，2台真空泵同时运行。凝汽器（排汽装置）壳体上还设有手动和电动真空破坏阀各一只。3.5主厂房布置及辅助设施本工程主厂房布置具体见机务布置图。主厂房采用钢筋混凝土结构、两列式布置，顺序依次为汽机房集控楼3.5.1 汽机房布置汽轮发电机组纵向顺列布置，汽机机头朝向扩建端。汽机房跨度采用15m，汽轮发电机组中心线距A列为8m。汽机房为三层布置，即：0.0m、3.4m、7.0m层。机组采用岛式布置。汽机房机头零米布置有主机油箱、冷油器、油净化设备、储油箱等，油系统集中布置在防火挡堰内(高150mm)。汽机房机尾零米布置有

11、发电机定子冷却水集装装置、密封油集装装置及水环式真空泵等。3.5.2集控楼布置集控楼贴建汽机房，主要用于布置电气、热控、暖通等专业设备，7.0m运转层作为中央集控室。项 目单位装机方案汽机房跨 度18柱 距8柱距数9主厂房长度58汽机房运转层标高8汽机房天车轨顶标高14汽机房屋架下弦标高17集控楼跨 度58运转层标高7屋顶标高123.5.3 附属设施全部的附属设施均与目前在建神华电站装置合用。4 电气部分4.1电厂建设神华煤化工蒸汽余热发电单元工程是利用化工厂的多余蒸汽，带动汽轮发电机发电。工程建设为2台15MW汽轮发电机，发电机出口电压为10.5kV4.2 电气主接线及A列前布置4.2.1

12、电气主接线本期工程采用发电机变压器单元接线形式接入化工总厂总降变中35kV配电装置(35kV配电装置不在此工程设计范围内)。发电机出口装设隔离开关，采用2台SF10-20000/35 的变压器接入总降变35kV配电装置母线。由于余热发电接入总降变,总降变部分需要增加35kV 开关柜(ABB合资品牌)及并转接柜材料，增加投资约170万元,此部分设计不在余热发电工程内,需业主另行考虑。由于余热发电装置区域距离总降变路径较远，且经过其他装置区，情况较复杂，本次余热发电装置设计范围截止到2台主变高压侧，主变高压侧至总降变的电气连接部分的设计、施工及材料不在余热发电装置范围内，此部分费用由业主另行考虑。

13、4.2.1 A列前布置本期工程A列前布置主变压器共2台。4.3 厂用电系统本工程厂用电系统采用10kV与380/220V两级电压。4.3.1高压厂用电系统10kV工作电源由发电机直接引接,备用电源考虑由热电站装置的备用段引接。4.3.2低压厂用电系统低压厂用电系统电压为380/220V，采用中性点直接接地方式。每台机设1台容量为800kVA的低压厂用工作变压器;两台机设置1台800kVA备用变压器。各低压厂用变压器电源由10kV厂用母线引接，均采用干式变压器，电压比为10.522.5%/0.4kV，接线组别为Dyn11。4.4厂用配电装置选型10kV厂用配电装置短路水平按31.5kA考虑，采用

14、中置式手车开关柜，内配真空断路器。380/220V厂用配电装置采用MNS型开关柜。4.5 厂用电布置10kV厂用配电装置、主厂房380/220V厂用配电装置布置在主厂房B-C列0.00m层。5 热工自动化部分5 热工自动化部分5.1 热工自动化设计范围热工自动化设计范围包括：汽轮机、发电机及其辅助系统与设备5.2 热工自动化控制水平及控制方式机组采用分散控制系统（DCS）作为机组控制系统，采用机、电集中控制方式。方案一：在余热汽轮发电机组设置一个集中控制室，集中控制室及电子设备间布置在7.00m层B C列，电子设备间下设电缆夹层。方案二：汽轮发电机组就地仅设置DCS机柜室，DCS控制以远程I/

15、O站的方式纳入电站UCR1控制室进行控制，DCS及DEH的操作员站与热电站装置部分操作员站合用（UCR1控制室已无独立设置操作员站的空间），并设置停机、停发电机等必要的后备硬手操手段。电子设备间布置在7.00m层B C列，电子设备间下设电缆夹层。从控制系统上考虑，余热发电机组与电站装置属于两个完全独立的工艺系统，余热汽轮发电机组不宜与热电站装置操作员站合用；从控制功能上考虑，由于汽轮发电机组工艺运行的安全性和复杂性，不适宜采用DCS远程IO站的方式进行控制。综合以上因素，从设计角度考虑原则上不推荐方案二的控制方式。6 水工部分6.1设计范围及主要内容（1）本工程主机排汽冷却采用湿冷却系统。（2

16、）设计界区循环水系统仅布置循环水管道，不含循环水泵房和冷却塔，循环水泵房和冷却塔由业主另行委托设计。（3）生产、生活、消防给水直接由本工程界区外神华包头煤制烯烃项目相应给水管网供给。（4）消防系统：建筑物室内外消防采用消火栓消防系统及移动式灭火器。（5）电厂排水采用分流制，设置雨水、生活污水、生产污、废水管道，根据厂区设计条件，雨水、生活污水和生产污、废水就近排入界区外相应管网。（6）本工程考虑设置含油废水处理室，主要收集和处理变压器油坑及主厂房事故排油管中含油废水。（7）本工程不设生活污水处理站、工业废水处理站和雨水泵房。生活污水及雨水自流排入相应管网。（8）给水及排水设计管道界线为界区外1

17、米。6.3 供、排水系统6.3.1 循环水系统本工程设计界区内循环水系统仅布置循环水管道（不含循环水泵房和冷却塔），循环水来水及回水管线均接至界区外循环水管道。本工程机组凝汽器冷却水量为:表1 循环水量 单位：m3/h凝汽量(t/h)凝汽器冷却用水辅机冷却用水循环水总水量冷却倍数180（初步确定）1080036011160m=60循环水来水及回水管线，均接至余热发电单元界区外1m处，管径均为D142010，采用焊接钢管。6.3.2 厂区生活给水系统本工程给水系统主要是生活给水系统。本工程生活给水由界区外生活给水管道供给，由厂外引入直接送至各生活水用水点。本工程设1条DN50的生活给水管道。6.

18、3.3消防系统本工程不新建消防水泵房，消防水量为35L/s，压力为0.60MPa。本工程消防水管分别从界区外消防给水管网引接2路DN150消防给水管道。6.3.4 排水系统本工程厂区排水采用分流制，分为生产废水排水系统、生活污水排水系统、雨水排水管网系统。6.3.4.1 生产废水排水系统生产废水根据排水水质的不同，分别回收和处理后回用。本工程拟设置含油废水处理室。 事故油池、变压器油坑排水，收集至含油废水处理室，经过处理后排至界区外生产污水管。汽机房内泵坑排出的其他生产污、废水就近接入界区外相应排水管道6.3.4.2 生活排水系统本工程设置独立的生活污水管网，各建筑物的生活污水汇集至厂区生活污

19、水干管，自流排至电厂界区外生活污水排水检查井。 6.3.4.3雨水排水系统本期工程在厂区道路边设雨水篦子，用于收集雨水。雨水经厂区雨水干管收集后，自流排入电厂界区外雨水检查井。7 投资估算7.1设计依据7.1.1中华人民共和国发展和改革委员会2007年7月26日发布的火力发电工程建设预算编制与计算标准（以下简称2006年版火电预规）；7.1.2与技经工作有关的现行法令、法规、标准及规定。7.2 建设规模及设计范围7.2.1 建设简介蒸汽余汽发电单元建设的目的，是利用装置余汽发电，保证项目蒸汽平衡不过剩，充分利用蒸汽能源，提高项目能源利用率，保证项目能源利用的合理性和利益最大化。7.2.2设计范

20、围本次设计范围包括蒸汽余汽发电单元区域内的汽轮机及其附属生产系统、辅助生产系统等设施，不考虑送出线路的投资。7.2.3 工程概况见专业相关说明。7.2.4资金来源及计划工期本工程注册资本金暂按工程静态投资的20考虑，其余80拟采用银行贷款。贷款年利率5.94%。7.3编制原则及依据7.3.1 工程量依据本院设计专业提供的资料计列工程量。7.3.2 定额采用中国电力企业联合会2007年11月9日发布的电力建设工程概算定额 （2006年版）建筑工程、热力设备安装工程、电气设备安装工程三项定额标准以及配套预算相关定额。7.3.3 装置性材料预算价格安装工程装置性材料价格：选用发电工程装置性材料综合预算价格（2006年版）的综合预算价格。不足部分采用电力建设工程装置性材料预算价格（2006年版）中的预算价格。7.3.4 设备价格设备价格本