低温余热电站工程(6mw+7.5mw)项目可行性研究报告书

1、低温余热电站工程( 6 MW +7.5MW )可行性研究报告.1目录1项目简介项目概况项目申报单位情况项目提出的必要性和意义项目的技术条件支持2拟建项目情况.6拟建项目范围及内容可行性研究报告编制依据主要设计原则及指导思想本可行性研究报告的工作过程热力系统及装机方案2.6 循环冷却水系统2.7 化学水处理2.8 电负荷分析2.9 电站接入系统及电量平衡 2.10电气及自动化 2.11建筑及结构2.12 给排水2.13 通风及空气调节2.14 组织机构及劳动定员2.15 建设进度设想 2.16主要技术经济指标3建设用地及相关规划45公司位置及交通电站建设场地电站总平面布置道路工程竖向设计和雨水排

2、除绿化设计总图技术经济指标4消防 .474.1 总图及交通运输建筑物及建筑物要求电气设施防火要求消防给水及电站各系统消防措施事故照明及疏散指示标志的设置5职业安全与卫生 .48工程概述设计依据及标准生产过程中职业危害因素的分析本工程对各种危害因素采取的主要防范措施职业安全卫生机构6资源和能源耗用与条件 .526.1 厂址6.2 主要气象资料6. 3 地震烈度化学药品供应水源要求电源情况余热利用及节能节约用水7 生态环境影响分析 .56环境保护设计采用的标准污染物分析污染控制措施绿化环境管理及监测对环境的减排作用 TOC o 1-5 h z 8经济及社会效果分析.59投资估算技术经济分析社会效益

3、9工程建设招标安排6810可行性研究报告的结论与建议6911 附图附图目录F01 6MW 电站总平面布置图F02 6MW 电站原则性热力系统图F03 6MW 电站热力系统平衡图F04 1000t/d 生产线余热分布图F05 2000t/d 窑系统工艺流程及余热分布图F06 6MW 电站主厂房 0.000 平面布置图F07 6MW 电站主厂房 7.000 平面布置图F08 6MW 电站主厂房剖面图F09 6MW 余热电站接入系统方案图F10 6MW 余热电站计算机系统配置方案图F11 6MW 电站给排水系统流程图F12 化学水处理系统流程图F13 7.5MW 电站总平面布置图F14 7.5MW

4、电站原则性热力系统图F15 7.5MW 电站热力系统汽水平衡图F16 5000t/d 窑系统工艺流程及余热分布图F17 7.5MW 电站主厂房 0.000 平面布置图F18 7.5MW 电站主厂房 7.500 平面布置图F19 7.5MW 电站主厂房剖面图F20 7.5MW 余热电站接入系统方案图F21 7.5MW 余热电站计算机系统配置方案图附图 1： 附图 2： 附图 3： 附图 4： 附图 5： 附图 6： 附图 7： 附图 8： 附图 9： 附图 10 附图 11 附图 12 附图 13 附图 14 附图 15 附图 16 附图 17 附图 18 附图 19 附图 20 附图 21 附

5、图 22F22 7.5MW 电站给排水系统流程图水泥有限公司低温余热电站工程（+7.5M）可行性研究报告TCDRI天津水泥工业设计研究院 1项目简介1.1项目概况*水泥有限公司根据本公司的具体情况，在对国家及*资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究，同时在对国内现有的资源综合 利用电站、尤其是*工业设计研究院（*）所拥有的水泥窑低温余热电站 的系统和技术进行了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和执 行资源综合利用政策，同时保证水泥生产能够顺利进行，根据企业现有 生产规模、技术条件，并综合考虑现有1000t/d、2000t/d以及5000t/d新型干法水泥生产线所产生的余热及场地布置等

6、因素，拟利用上述三条水 泥生产线窑头、窑尾余热资源，建设两套纯低温余热电站。以达到充分 利用熟料生产线排放的废热资源，降低生产成本，提高企业经济效益之 目的。公司于2006年4月提出了建设构想，随后公司委托*工业设计研究 院编制可行性研究报告。工程名称：*水泥有限公司低温余热电站工程（6MW+7.5MW）1.2项目申报单位情况13项目提出的必要性和意义随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾 将日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的 宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。为此，早 在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政

7、策，倡导要坚持资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流 通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百 计减少资源的占用和消耗。开展资源综合利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善 环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要 的意义。人类生存和社会发展进步所必须依赖的石油、煤炭、水等均属于资 源的范畴，均属于全人类、全社会所必须予以保护和合理综合利用的资 源领域。为贯彻落实国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资 源综合利用意见的通知（国发199636号）等文件的精神，国家

8、经贸 委于二000年七月下发了 一一关于印发资源综合利用电厂（机组） 认定管理办法的通知，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂 （机 组）。该管理办法中明确指出：资源综合利用电厂（机组）是指利用余 热、余压、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母页岩）、煤泥 等低热值 燃料生产电力、热力的企业单位。 一一对于以工业余热、余压为工质的 资源综合利用电厂，应依据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺 耗汽量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量，并且 特别是指回收利用工业生产过程中产生的可利用的热能及压差进行发电 的企业。利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电站的产品一一电力将回用于水泥生产，

9、这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量余热的同时， 又减少了水泥厂对环境的热污染以及粉尘污染，这将给企业带来巨大的 经济效益。这套系统是一个典型的循环经济范例。循环经济的思想萌芽兴起于 60年代，到了 80年代，人们的认识经 历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。到了 90 年代，特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年，源头预防和全过 程治理替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流，人们在不断 探索和总结的基础上，提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线， 逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系 统的循环经济战略。循环经济内涵是一种“促进人与自

10、然的协调与和谐” 的经济发展模式，它要求以“减量化 -再利用-再循环” （3R）为社会 经济活动的行为准则，把经济活动组织成一个“资源-产品-再生资源” 的反馈式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，以最大限度利用进 入系统的物质和能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放， 提升经济运行质量和效益。“减量化、再利用、再循环”是循环经济最 重要的实际操作原则。2004年9月28至29日，国家发展改革委在北京召开全国循环经济 工作会议。会议作了题为“贯彻和落实科学发展观，大力推进循环经济 发展”的报告。会议指出，循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心， 以“减量化、再利用、资源化”为

11、原则，以低消耗、低排放、高效率为 基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大 量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。发展循环经济有利于 形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式，有利于提高经济增长 的质量和效益，有利于建设资源节约型社会，有利于促进人与自然的和 谐，充分体现了以人为本，全面协调可持续发展观的本质要求，是实现 全面建设小康社会宏伟目标的必然选择，也是关系中华民族长远发展的 根本大计。会议指出，要在五个环节加快推进循环经济发展。在资源开采环节， 要大力提高资源综合开发和回收利用率；在资源消耗环节，要大力提高 资源利用效率；在废弃物产生环节，要大力开展资源

12、综合利用；在再生 资源产生环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源； 在社会消费环节， 要大力提倡绿色消费。本余热电站建成后，可大力回收和循环利用水泥窑废气，提高水泥 线的整体资源利用水平，为资源的绿色消费贡献力量。14项目的技术条件支持国外纯低温余热发电技术从六十年代末期即开始研制，到七十年代 中期，无论是热力系统还是装备都已进入实用阶段。此项技术的应用到 八十年代初期达到了高潮，尤其是日本，此项技术较为成熟，不但在本 国二十几条预分解窑熟料生产线上得到应用，并且出口到台湾、韩国等 一些国家和地区。他们开发研制的余热锅炉及中、低品位蒸汽汽轮机， 经数十个工厂多年运转实践证明，技术成熟可靠并具有

13、很大的灵活性。 1996年日本新能源产业株式会社（NEDO）向我国安徽省宁国水泥厂赠 送了一套6480kW的纯中、低温余热电站设备，余热电站的工程设计、 开发、技术转化由*工业设计研究院（*）承担，目前已投入运行。*承担 设计的广西鱼峰水泥股份有限公司纯低温余热电站工程，电站装机容量 7000kW，设计发电功率5700kW，2004年7月并网发电成功，至今已正 常发电。2003年4月，*设计的全部国产装备的纯低温余热电站在上海万安 集团金山水泥厂1200t/d四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机2500kW，正常发电功率为19002100kW，吨熟料发电量达3840kWh，接近同类

14、电站的国际先进水平。2005年6月，*设计的全部 国产装备的纯低温余热电站在浙江小浦众盛水泥有限公司2000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW，正常发电功率为32003300kW,吨熟料发电量达3032kWh,使得2000t/d五级预热 器水泥熟料生产线纯低温余热发电达到了一个崭新的技术水平。2005年7月，*设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江煤山 众盛建材有限公司5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该 电站装机6000kW，正常发电功率为 63006500 kW，吨熟料发电量达 3032kWh，谱写了 5000t/d五级预热器水泥熟料生产

15、线进行纯低温余热 发电的又一新篇章。2005年9月，*设计的全部国产装备的纯低温余热 电站在浙江三狮有限公司2000t/d+5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正 式投入运行，该电站装机3000kW+6000kW，正常发电功率约10000 kW， 吨熟料发电量达3133kWh，该厂每天因发电的建设而净利润12余万元， 预计2.5年回收电站建设的全部投资。除此之外，由*承担设计的目前已投产及在建的余热电站还有 海南 昌江华盛天涯水泥有限公司纯低温余热电站技改工程（ 6MW）、甘 肃祁连山水泥集团股份有限公司纯低温余热电站技改工程 （6MW八 云南国资水泥红河有限公司纯低温余热电站技改工程 （3

16、MW）等等， 在不久的将来均将陆续投产。*设计这些余热电站的相继建成及投产，收到了良好的经济效益与社会效益，在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能 源，保护了环境，为可持续发展战略作出了贡献。2拟建项目情况2.1拟建项目范围及内容根据现场实际情况及公司的要求，本可行性研究报告的范围如下： 三条干法水泥生产线窑头冷却机废气余热锅炉（AQC炉）； 三条干法水泥生产线窑尾预热器废气余热锅炉（SP炉）； 锅炉给水处理系统；汽轮发电机系统；电站循环水系统；站用电系统；电站自动控制系统；电站室外汽水系统；电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统。2.2可行性研究报告编制依据 *水泥有限公司提供的

17、有关可行性研究报告的基础资料；国家有关法律、法规，技术规范、规定等。2.3主要设计原则及指导思想可行性研究报告必须体现国家宏观经济政策和可持续发展的要求， 坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则，真实、全面地反映项目的有 利和不利因素，提出可供业主决策的建议，为国家有关部门审批项目提 供可靠的依据。可行性研究报告是建设前期工作的重要内容，是投资建设正确决策 的重要依据和基础。可行性研究报告必须满足国家有关法律、法规、产 业政策和相关部门对于编制可行性研究报告的内容和深度规定的要求。总体技术方案要求在本技改工程实施时不能影响熟料生产线的正常 生产，总体技术方案要保证电站在正常发电时，不影响生产线的

18、正常生 产，在此前提下可行性研究报告中电站总体技术方案的设计遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资 ”的原则，认真研究项目建设条件，通过多方案比较，提出供业主选择的技术方案，为业主选择适宜的 技术方案提供依据。具体指导思想如下：（1）以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装 备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，要经过认真的剖析与调研 不得在本工程中重复出现。（2）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工 艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。（3）尽可能利用公司现有设备、设施并尽最大可能利用余热。（4）生产设备原则上采用国内优质产品。（5）资源综合利用电站

19、的马达控制和过程控制采用计算机控制系 统，达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少 操作岗位定员，以降低成本。（6）贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面 的有关规定和标准，做到“三同时”。2.4本可行性研究报告的工作过程在可行性研究报告过程中，按照*质量手册规定的要求，设计经 理编制工程开工报告，经批准后向参加报告编制的各专业全体人员作开 工报告，明确研究依据、范围、原则、要求等。各专业在研究过程中对 主要方案、满足业主要求、符合开工报告规定等方面进行了单专业的、 综合专业的设计评审。2.5热力系统及装机方案2.5.1可利用余热资源根据水泥线热工标定的废气参

20、数，本工程余热条件如下：1）1000t/d窑尾预热器出口废气参数如下：风量:85700Nm3/h,风温:335C,压力：6400Pa 排风温度220C （排 出废气用于生料烘干），具有约1516Xl04kJ/h的热量。2）1000t/d窑头冷却机中部出口废气参数如下：风量：51600Nm3/h （中部取风），风温：330 C，压力：380Pa排 风温度125C，具有约1560Xl04kJ/h的热量。3）2000t/d窑尾预热器出口废气参数如下：风量：178500Nm3/h,风温：305C，压力：5000Pa, 排风温度 216C （排出废气用于生料烘干），具有约2343Xl04kJ/h的热量。

21、4）2000t/d窑头冷却机中部出口废气参数如下：风量：116700Nm3/h （中部取风），风温：370C，压力：460Pa, 排风温度125C，具有约3770X04kJ/h的热量。5）5000t/d窑尾预热器出口废气参数如下：风量：350000Nm3/h,风温：340C，压力：5000Pa, 排风温度216C （排出废气用于生料烘干），具有约6483X|04kJ/h的热量。6）5000t/d窑头冷却机中部出口废气参数如下：风量：244000Nm3/h （中部取风），风温：370C，压力：460Pa, 排风温度112C，具有约8260X04kJ/h的热量。上述窑头、窑尾两部分被利用的废气余热

22、总量约为23932X|04kJ/h。2.5.2热力系统及装机方案设计原则1 ）充分利用该公司生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废气余热。2）本余热电站的建设及生产运行应不影响水泥生产系统的生产运行；3）本余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高 效益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平。4）烟气通过余热锅炉收集下来的窑灰回收并用于水泥生产以达到节约 资源及环境保护的目的。2.5.3热力系统及装机方案确定2.5.3.1装机方案的确定根据目前国内余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资 源情况，电站拟采用低温余热发电技术。根据厂区位置，现有的1000t/d水泥生产线

23、和2000t/d水泥生产线在 水泥有限公司低温余热电站工程（+7.5M）可行性研究报告TCDRI天津水泥工业设计研究院 水泥有限公司低温余热电站工程(+7.5M)可行性研究报告TCDRI天津水泥工业设计研究院 一个厂区内，5000t/d水泥生产线在另一个厂区内，且两厂区距离较远， 考虑建设两套电站系统，即1000t/d水泥生产线和2000t/d水泥生产线配 套一组余热电站，5000t/d水泥生产线配套一组余热电站。电站1装机方案(1000t/d和2000t/d配套电站)1000t/d窑头余热锅炉产生主汽参数：1.0MPa-310C ,1000t/d窑尾余 热锅炉产生主汽参数：1.0MPa-31

24、0C ; 2000t/d窑头余热锅炉主汽参数： 1.0MPa-330C ,2000t/d窑尾余热锅炉主汽参数：1.0MPa-290C ;四台余热 锅炉所产生的主汽混合后进汽机参数：0.9MPa 300 C。具体如下：1000t/d窑头余热锅炉根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产3.4t/h 1.0MPa 310C过热蒸汽；1000t/d窑尾余热锅炉根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产6.4t/hI.OMPa 310C过热蒸汽；2000t/d窑头余热锅炉根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产1O.1t/hI.OMPa 330C过 热蒸汽；2000t/d窑尾余热锅炉根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生

25、产9.4t/h I.OMPa 290C过热蒸汽;汽轮机组以上四台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除 去管线的压力及温度损失混合为 29.3t/h-0.9MPa-300C过热蒸汽，作为汽 轮机进汽；排气为压力0.008 MPa (目前国内低压汽轮机的排气压力) 的湿蒸汽。经计算以上蒸汽共具有约 5500kW的发电能力。考虑装机方案如下:方案一：1台4.5MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉+ 2台窑尾 余热锅炉。方案二：1台6MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉+ 2台窑尾余 热锅炉。由于汽轮机的工作范围为额定的 40%110%,显然4.5MW汽轮机 不能满足正常发电的要求；当水

26、泥窑的运转不稳定时，一条窑停止运转， 相应的两台余热锅炉都要停运，蒸汽产量降低，但仍然在汽轮机的正常 工作范围内，不会影响正常的电站运行。综合考虑选择第二个装机方案。因此，电站1确定装机方案如下：1台6MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉+ 2台窑尾余热锅炉2）电站2装机方案（5000t/d配套电站）5000t/d窑头余热锅炉产生主汽参数：1.0MPa-330C ,5000t/d窑尾余 热锅炉产生主汽参数：1.0MPa-320C;两台余热锅炉所产生的主汽混合后 进汽机参数：0.9MPa 310C。具体如下：（1）5000t/d窑头余热锅炉根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产21.0t/h 1.

27、0MPa 330C过 热蒸汽；（2）5000t/d窑尾余热锅炉根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产26.0t/h 1.0MPa 320C过 热蒸汽；（3）汽轮机组以上两台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除 去管线的压力及温度损失混合为 47t/h-0.9MPa-310C过热蒸汽，作为汽轮 机进汽；排气为压力0.008 MPa （目前国内低压汽轮机的排气压力）的 湿蒸汽。经计算以上蒸汽共具有约8100kW的发电能力。考虑装机方案如下：方案一：1台9MW凝汽式汽轮机组+1台窑头余热锅炉+ 1台窑尾余 热锅炉。方案二：1台7.5MW凝汽式汽轮机组+1台窑头余热锅炉+ 1台窑尾 余热锅

28、炉。由于水泥窑的运转有不稳定性，一旦产量降低，相应的两台余热锅 炉的蒸汽产量都将降低，这样对于方案1来说，汽轮机将处于较低的负荷状态，对汽轮机的运行不太有利，然而对方案2来说，正常生产时，汽轮机也只超发8%（在汽轮机的工作范围内40%110%），窑产量降 低时，汽轮机也不会出现大的甩负荷。从投资角度来看9MW汽轮机显然是一种浪费。综合考虑选择第二个装机方案。因此，电站2确定装机方案如下：1台7.5MW凝汽式汽轮机组+2台窑头余热锅炉+ 2台窑尾余热锅炉 2.532热力系统根据上述装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的 目的，结合水泥生产工艺条件，热力系统方案确定如下：在窑头冷却机中

29、部废气出口设置窑头余热锅炉。为减轻锅炉磨损， 在窑头余热锅炉前设置了粉尘分离装置。窑头余热锅炉分两段设置，其 中I段为蒸汽段，II段为热水段。在窑尾预热器废气出口设置窑尾余热锅炉。窑尾余热锅炉只设置I段一蒸汽段。（1）在电站1中，1000t/d窑头余热锅炉I段生产3.4t/h 1.0MPa 310C过热蒸汽过热蒸汽，II段产生170C左右的热水10.2t/h，其中 3.55t/h的热水提供给窑头余热锅炉I段，另外6.65t/h的热水作为窑尾余 热锅炉给水；窑尾余热锅炉产生 6.4t/h参数1.0MPa 310 C的过热蒸汽。2000t/d窑头余热锅炉I段生产10.1t/h 1.0MPa 330

30、C过热蒸汽，II 段产生170C左右的热水20.2t/h,其中10.5t/h的热水提供给窑头余热锅 炉I段，另外9.7t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水；窑尾余热锅炉产生 9.4t/h参数1.0MPa 290C的过热蒸汽。以上四台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去管线的压力及温度损失混合为 29.3t/h-0.9MPa 300C过热蒸汽作为主 蒸汽进汽轮机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，凝结水经凝结水 泵送入锅炉给水泵为两台窑头余热锅炉II段提供给水，从而形成完整的 热力循环系统，热力系统具体方案详见附图F02 6MW电站原则性热力 系统图。（2）在电站2中，5000t/

31、d窑头余热锅炉I段生产21t/h参数1.0MPa 330C过热蒸汽，II段产生170C左右的热水48.8t/h，其中21.8t/h的 热水提供给窑头余热锅炉I段，另外27t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水； 窑尾余热锅炉产生26t/h参数1.0MPa 320C的过热蒸汽。以上两台余热锅炉产生的过热蒸汽并入汽轮机房的主蒸汽母管，除 去管线的压力及温度损失混合为47t/h-0.9MPa 310 C过热蒸汽作为主蒸 汽进汽轮机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，凝结水经凝结水泵 送入锅炉给水泵为窑头余热锅炉II段提供给水，从而形成完整的热力循 环系统，热力系统具体方案详见附图 F14 7.5MW电站

32、原则性热力系统 图。上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与水 泥生产配合，可最大限度的利用余热。上述方案的特点如下：1）窑头余热锅炉根据水泥生产线窑头冷却机废气排放温度的分布，在满足熟料冷却 及工艺用热的前提下，均采取中部取风，从而提高进入窑头余热锅炉的 废气温度，在缩小窑头余热锅锅炉体积的同时增大了换热量，并且提高 了整个系统的循环热效率。锅炉均采用两段受热面，最大限度地利用了 窑头熟料冷却机废气余热。窑头余热锅炉I段均为蒸汽段，II段均为热 水段，都产生170C左右的热水，作为各自窑头余热锅炉蒸汽段及窑尾 余热锅炉的给水。2）窑尾余热锅炉窑尾余热锅炉均为蒸汽锅炉，都生产I

33、.OMPa的过热蒸汽，当水泥窑 窑尾废气温度波动时，相应的窑尾余热锅炉的产汽量可随之发生变化， 保证排出的烟气满足熟料生产线的烘干要求。3）汽轮机两台汽轮机均为国产低压凝汽式汽轮机，额定功率分别为 6MW和 7.5MW。主汽参数分为：0.9MPa 300C和0.9MPa 310C,排汽压力均 为0.008MPa,汽轮机转速均为3000r/min,调速系统均为电液控制。4）为了保证电站事故不影响水泥窑生产，余热锅炉均设有旁通烟道，一 旦余热锅炉或电站发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列， 不影响水泥生产的正常运行。5）余热锅炉为立式锅炉，减少占地面积，减少漏风，提高余热回收率。 离装置

34、，使废气中较大颗粒分离下来，以减轻熟料颗粒对窑头余热锅炉 的冲刷磨损，提高锅炉的使用寿命。以上各项措施已经在众多工程中应用，并取得了较好的效果，因此 该技术是成熟、可靠的。2.5.4主要设备电站主要设备选型见下表:电站1 （6MW）序号设备名称及型号数量主要技术参数、性能、指标1凝汽式汽轮机1型号：N6 0.9型额定功率：6MW额定转速：3000r/mi n主汽门前压力：0.9MPa主汽门前温度：300C排汽压力：0.008MPa26MW发电机1额定功率：6MW额定转速：3000r/min电压：10.5kV序号设备名称及型号数量主要技术参数、性能、指标31000t/d窑头余热锅炉1入口废气量：

35、51600Nm3/h（中部取风）入口废气含尘浓度：15g/m3（标况）入口废气温度：330 C出口废气温度：100C蒸汽段参数：3.4t/h-1.0MPa-310C热水段出水参数：10.2t/h 170 C给水参数：10.2t/h 42 T布置方式：露天41000t/d窑尾余热锅炉1入口废气参数：85700m3/h （标况）一335 C入口废气含尘浓度：100g/m3（标况）出口废气温度：210C主汽参数：6.4t/h 1.0MPa 310C （过热）给水参数：6.65t/h 170C锅炉总漏风：w 3%置方式：露天52000t/d窑头余热锅炉1入口废气量：116700Nm3/h （中部取风）

36、入口废气含尘浓度：15g/m3（标况）入口废气温度：370 C出口废气温度：125C蒸汽段参数：10.4t/h-1.0MPa-330C热水段出水参数：20.2t/h 170 C给水参数：20.2t/h 42 T布置方式：露天62000t/d窑尾余热锅炉13入口废气参数：178500m /h（标况）一305E入口废气含尘浓度：70g/m3（标况）出口废气温度：216C主汽参数：9.4t/h 1.0MPa 290 E （过热）给水参数：9.7t/h170 C锅炉总漏风：w 3%置方式：露天7锅炉给水泵2流量： 扬程：335 m /h274m序号设备名称及型号数量主要技术参数、性能、指标91000t

37、/d粉尘分离装置1入口废气量： 入口废气温度： 压力损失：385700Nm3/h330C（短时 400C）350Pa102000t/d粉尘分离装置1入口废气量： 入口废气温度： 压力损失：116700Nm3/h370C（短时 430C）44.5/0.47=118.4Ah由此,设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置150Ah 一套7.5MW电站站用电负荷及站用电率电站主要用电负荷装机容量（kW）台数计算负荷（kW）锅炉给水泵75260冷却塔风机45372循环水泵2202286站用电总装机容量：818kW （其中高压负荷440 kW）站用电计算负荷：648kW （其中高压负荷286 kW）电站年发电

38、量：5832X104kWh电站年自用电量：467 X104 kWh电站年供电量：5365 X104 kWh站用电率：8%7.5MW电站站用变压器的选择根据站用电负荷计算结果，同时考虑电站运行的经济、可靠性，7.5MW余热电站站用变压器配置方式为电站 10kV母线上配置两台SCB9 500/1010.5kV/0.4kV 500kVA变压器。每段母线上两台变压器按互为暗备用的方式配设。正常工作时，每台变压器的负荷率为45%。当一台变压器因故障或检修退出运行时，另一台变压器的负荷率为90 %。7.5MW电站直流系统本电站直流负荷包括高压开关操作电源、保护电源、紧急事故直流油泵和事故照明。直流供电的电

39、压为 220V，直流负荷的统计见下表:负荷类型经常负荷事故照明负荷直流油泵冲击负荷合计容量（kW）1.335.59.8电流（A）5.913.6251054.5计算时间（h）111事故放电容量（Ah）5.913.62544.5直流系统容量选择：按满足事故全停电状态下长时间放电容量选择，取容量储备系数Kk = 1.25容量换算系数Kc,根据1h放电时间终止电压为1.75V,查得 Kc=0.47,由式Cc Kk*Cs/ Kc（Cc-直流系统容量，Cs事故放电容量） 可得：Cc 1.25 44.5/0.47=118.4Ah由此,设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置150Ah 一套。2.1033主要电气

40、设备选型1）10kV高压配电设备选用金属铠装全封闭中置式高压开关柜；2）400V站用低压配电设备选用抽屉式低压配电屏；3）继电保护屏选用PK 10标准屏；4）控制屏选用KG系列仪表控制屏，控制台为由 DCS系统配套的 电脑工作台；5）可控硅励磁装置随发电机配套。2.10.3.4过电压保护和电力装置的接地1） 根据*水泥有限公司所在地区的气象资料，对高于15m的建筑 物按三类防雷建筑物保护设计。2）发电机母线及发电机中性点均设有电站专用避雷器；3）电力装置的接地。高压系统为接地保护，低压系统为接零保护，接地系统为TN S系统。在汽轮发电机房、化学水处理、发电机出线小间、高低压配电室及 电站中央控

41、制室等场所均设置接地装置。并通过电缆沟及电缆桥架上的 接地干线，将各处的接地装置连接起来，形成电站的接地网络。2.10.3.5站用电设备的控制及启动根据余热电站的运行特点，将采用机电炉集中的控制方式，但化学 水处理部分将设独立的控制室单独控制。1）电站中央控制室集中控制整个余热电站从余热锅炉、汽轮发电机系统、循环水泵站的循环水 泵、电动阀和化学水处理的除盐水泵均集中在电站中央控制室操作、监控、管理。当电站中央控制室控制时选择原地优先，将分“集中”、“断开”、 “机旁”三种控制方式，此三种方式利用设在机旁的机旁按钮盒或机旁 控制箱上的统一钥匙进行控制方式选择。2）车间集中控制非DCS控制的车间采

42、用常规仪表控制方式，如化学水处理设置车间 控制室。控制方式也采用“集中”、“断开”、“机旁”三种方式。三 种控制方式利用控制箱盘上的方式选择开关进行选择。3）电动机的启动中小型低压笼型电动机采用全压直接启动；大容量低压笼型电动机采用软启动装置启动；2.10.3.6电气照明1）正常照明电站的正常照明电源引自站用电屏，电源为三相四线制，电压为 380/220V。主要车间照明一律采用均匀照明和局部照明相结合，均匀照 明为主，局部照明为辅。2）事故照明电站内设有事故照明屏，当厂用交流电源消失后，事故照明屏自动 将直流系统提供的直流电源投入。根据电站内不同岗位的重要性，在重要岗位及车间设有事故照明灯，

43、以满足可靠性和安全的要求。3）安全照明锅炉等金属体设备内检修采用安全照明电压 12VAC。照明灯具接至 局部照明变压器220V/36 24- 12V二次侧，灯具采用手提安全灯。2.10.3.7电站通讯系统为了使电站内部及站内与站外的行政调度通讯畅通，电站站设一套20门程控式小型调度交换机。2.1038系统通信及调度自动化与电网的系统通信及调度自动化应由 *水泥有限公司委托当地电 力部门设计，并以当地电力部门出具的“接入系统报告”的相关设计方 案为准。2.10.4热工自动化2.10.4.1编制原则及控制方案为了使纯低温余热电站处于最佳运行状态，节约能源，提高劳动生 产率，本工程拟采用技术先进、性

44、能可靠的集散型计算机控制系统（简 称DCS系统）对各车间（除化学水处理车间）进行分散控制、集中管理。 2.10.4.2控制设备及一次仪表选型为保证整个控制系统的先进性和可靠性，拟选用 DCS系统实现对 过程参数的采集、监视、报警与控制。对于关键性的检测和控制元件选用进口设备或国内引进技术生产的优质产品。选用的一次仪表设备有：智能化系列压力/差压变送器；温度检测仪表元件；锅炉汽包水位等电视监视系统。2.10.4.3系统配置及功能设置于电站的计算机系统（DCS）由现场级及中央控制级组成。计 算机系统配置详见“F10 6MW余热电站计算机系统配置方案图”及“F21 -7.5MW余热电站计算机系统配置

45、方案图”。1）现场级根据电站的特点，在位于汽轮机房运转层的电站中央控制室内设置 I/O模件机柜，采集所有来自现场的开关量和模拟量信号并输出驱动信 号。现场级完成电动机顺序逻辑控制、工艺过程参数的检测与监控，以 及PID串级、多变量复杂控制等。2）中央监控级每台机组的中央监控级均设1个工程师工作站和2个监控操作站， 分别由监控管理计算机、LCD和打印机等组成。监控操作站的功能包括:具有动态参数的热力系统及工艺流程图显示；电动机开/停操作和运行状态显示；棒形图显示；历史趋势曲线的显示；调节回路的详细显示及参数修正；报警状态的显示；报警状态及运行报告的打印等。2.10.4.4应用软件用于电站的DCS

46、系统应用软件是实现现场级和中央监控级功能的重 要文件。应用软件包括逻辑控制软件和过程控制软件。1）逻辑控制软件对电站所有电动机、电动阀，根据LCD显示的热力系统图，通过键盘操作，完成组启、组停、紧停复位、逻辑联锁等控制。2）过程控制软件为保证整个电站运行工况的稳定，6MW机组设有5个自动调节控 制回路，7.5MW机组设有3个自动调节控制回路。6MW汽机热井水位自动调节回路1000t/d窑头余热锅炉汽包水位自动调节回路1000t/d窑尾余热锅炉汽包水位自动调节回路2000t/d窑头余热锅炉汽包水位自动调节回路2000t/d窑尾余热锅炉汽包水位自动调节回路7.5MW汽机热井水位自动调节回路5000

47、t/d窑头余热锅炉汽包水位自动调节回路5000t/d窑头余热锅炉汽包水位自动调节回路2.10.4.5系统特点本系统是一个控制功能分散控制、集中监视和管理的控制系统，电 站中控室取消了常规模拟仪表盘和模拟流程图，代之以大屏幕彩色图形 显示器，更便于运行人员监视与操作，同时大大缩小了中控制室的建筑 面积。此外系统中还采用了面向过程的语言，硬件均为模块化，使整个 系统的操作与维护更加简便。为防止数据丢失和电源干扰，系统采用不 间断电源（UPS）供电，保证了运行的可靠性。2.1046自控线路和接地一次检测元件、变送器至现场站之间的连接导线及直流信号线均选 用对屏+总屏的计算机专用屏蔽电缆，热电偶至I/

48、O模件柜的连接导线选用补偿导线。开关量信号线选用交联控制电缆，DCS控制系统各设备之间的连接 电缆随设备成套供货。电缆线路均敷设在电缆沟或带顶盖的电缆桥架内，并尽可能与电力 电缆分开敷设。当由于条件所限信号电缆与动力电缆同架敷设时，必须 用分隔板隔开。引出电缆沟或电缆桥架后导线须穿钢管暗配或明配。接地系统的接地质量对计算机系统及自动化设备的防干扰能力至关 重要。现场站应设置屏蔽接地母线，用专设电缆与屏蔽接地母线相连接， 信号电缆屏蔽层在箱盘一端接至屏蔽接地母线。计算机系统的接地装置 及接地阻值按供货设备的要求设置。仪表箱盘金属外壳单独接至电气保 护接地母线上。2.11建筑及结构2.11.1建筑

49、设计2.11.1.1自然条件1）气象年平均气温156C年平均最高气温207C极端最咼气温405C极端最低气温-135C年平均相对湿度80%年平均降雨量1211mm年平均气压1012.9hPa年平均风速3.1m/s年最大风速18.0m/s全年主导风向ES2）抗震设防烈度据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），本场地建筑物抗震设 防烈度为6度，设计基本地震加速度值为 0.05g。2.11.1.2建筑设计原则1）建筑设计在满足防雨、防尘、防噪声、保温的前提下，建筑的围护 结构可适当开敞（窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉）；这样做的同时 也降低土建造价节省投资。在满足环保要求的条件下，应尽量与附 近

50、原有厂房的建筑形式相协调。同时建筑设计力求形体简洁明快、 造型美观，风格协调，努力创造良好的空间环境和具有现代特色的 建筑群体。2） 建筑设计中严格执行现行的国家设计规范、规定及 环境保护、火力 发电厂设计规范、规定”等行业标准，注意做好防火、防水、防潮、 通风、散热、劳动安全、工业卫生等技术措施。2.11.1.3建筑构造1）屋面：为了与周围水泥厂建筑物保持协调一致，本工程建筑屋面采用无组织排水。钢筋混凝土屋面采用冷施工防水材料 SBS卷材防水， 局部采用刚性防水。需要隔热的屋面采用水泥聚苯板保温层或架空 隔热层。2）墙体：框架填充墙采用当地轻质砌块，砖混结构的承重墙采用普通 烧结砖。主厂房（

51、包括汽轮发电机房、中央控制室）由于空间变化 比较大，体型复杂，各部分对防火、防暴、防噪音等有较高要求。 中央控制室与汽轮发电机房用普通烧结砖防火墙及中空防火玻璃隔 栅分隔。厂房设独立混凝土楼梯，用普通烧结砖防火墙分隔。3）地、楼面：生产建筑及辅助生产建筑采用水泥砂浆面层或混凝土地 面，水泥砂浆面层楼面。洁净度要求较高的建筑可采用地砖地、楼 面。4）门、窗：生产建筑一般采用钢门、窗。辅助生产建筑根据需要可采 用铝合金或塑钢门、窗。有隔声或防火要求的房间采用隔声或防火 门、窗。主厂房中汽轮发电机房采用大面积钢窗，以满足采光、防 暴、通风要求；中央控制室采用塑钢玻璃窗，门采用丙级防火门（0.6h）。

52、5）楼梯、栏杆：生产建筑和辅助生产建筑，根据其不同的使用要求采 用钢筋混凝土楼梯或钢梯。主厂房设独立混凝土楼梯间，中央控制 室设室外疏散钢梯。主厂房汽轮发电机层采用不锈钢防护栏杆，其 余各部位的防护栏杆均采用钢管栏杆。6）地坑防水：一般均为浅地坑，按防潮处理。7）内、外墙面粉刷：建筑物外墙面均做外粉刷。内墙面根据不同的使 用要求做粉刷或喷大白浆。2.11.2结构设计2.11.2.1工程地质本工程建设在已建好的水泥生产线中，根据水泥生产线建设情况看 该地区地质情况较好。2.11.2.2结构选型1） 多层厂房：主厂房（包括汽轮发电机房、中央控制室）、余热锅炉 采用钢筋混凝土框架结构。2）单层厂房：

53、水泵房采用砖混结构。3）发电机基础、气轮机基础米用钢筋混凝土框架结构。风机等设备基 础米用大块式钢筋混凝土基础。4）根据地质情况，汽轮发电机房、化学水处理、窑头余热锅炉、循环 水处理等厂房采用天然地基或桩基，窑尾余热锅炉采用桩基基础。2.12给排水2.12.1电站给水系统本工程的循环水系统补水取自画溪河， 经初步处理和沉淀后直接补 给循环冷却水系统；其他用水利用厂区现有的生活、消防给水系统，由现有生活、消防管网接入。（见F11、F22 -给排水系统流程图）6MW机组：循环系统补水量：60 m3/h化学水用水量：1.7 m3/h杂用水及辅助生产用水量：0.4 m3/h余热锅炉用水量：1 m3/h

54、消防用水量：180 m3/次本工程总用水量为：63.1 m3/h7.5MW机组：循环系统补水量：81 m3/h化学水用水量：2.7 m3/h杂用水及辅助生产用水量：0.4 m3/h余热锅炉用水量：1m3/h消防用水量：180 m3/次本工程总用水量为：85.1 m3/h根据电站汽轮发电机房火灾危险分类为丁类，耐火等级为一级；化水车间和冷却塔火灾危险分类为戊类，耐火等级为三级。电站按同一时 间内发生一次火灾、灭火历时两小时计，电站消防流量要求达到25I/S,即180m3/次。水泥厂消防按同一时间内发生一次火灾、灭火历时三小时 计算，其消防用水量为486 m3/次，由于本工程电站设在水泥厂内，消防

55、 水量能够满足本工程消防用水的要求，不增加消防用水量。6MW机组电站总耗水量为63.1m3/h （未含消防水用量），考虑管网 漏损和不可预见水量，电站总耗水量为：63.1m3/hx 1.2= 75.72m3/h。由于余热电站的投入，窑头窑尾烟气温度降低，增湿塔、原料磨喷水减少 约25 m3/h （原喷水40 m3/h）。电站循环水系统排水（11m3/h）水质相对 较好，可用作增湿塔喷水除尘用。因此，6MW电站建成后，全厂需新增 用水量为：75.72-25-11 = 39.72m3/h。7.5MW机组电站总耗水量为85.1m3/h （未含消防水用量），考虑管 网漏损和不可预见水量，电站总耗水量为

56、：85.1m3/hx 1.2= 102.12m3/h。由于余热电站的投入，窑头窑尾烟气温度降低，增湿塔喷水减少约40m3/h （原喷水60 m3/h）。电站循环水系统排水（16m3/h）水质相对较好， 可用作增湿塔喷水除尘用。因此，7.5MW电站建成后，全厂需新增用水 量为：102.12-40 -16=46.12m3/h。因此，6MW和7.5MW机组建成后，全厂新增用水量为：39.72+ 46.12 =85.84 m3/h。2.12.2排水系统余热电站排水包括循环水系统排水、余热锅炉、化学水处理车间等 生产废水、雨水等。6MW机组：循环系统排水：11 m3/h窑头窑尾余热锅炉冷却器排污：1 m

57、3/h热力系统排污：1.1 m3/h化学水排污：0.3 m3/h辅助生产排水：0.2 m3/h本工程总排水量为：13.6 m3/h7.5MW机组：循环系统排水：16 m3/h窑头窑尾余热锅炉冷却器排污：1 m3/h热力系统排污：1.8 m3/h化学水排污：0.4 m3/h辅助生产排水：0.2 m3/h本工程总排水量为：19.4 m3/h本工程生产过程中产生的污、废水不含有毒物质。循环水系统排水 直接进入熟料生产线增湿塔泵站，经过滤处理后供增湿塔喷水用；其他 生产排污就近排入厂区现有排水系统，经处理达标后排放。雨水采用道 路边沟排放，汇入水泥线现有雨水沟。2.12.3供水水源及输水管线本工程用水

58、源为紧临厂区的画溪河水，经初步处理和沉淀后直接补给循环冷却水系统，电站其他用水利用厂区现有的生活、 消防给水系统, 由水泥线现有生活、消防管网接入。6MW和7.5MW余热电站建成后， 全厂共新增水量为85.84 m3/h （含不可预见水量），公司现有取水设施 取水能力为600m3/h，可以满足电站建成后水泥线和电站的全部用水 量。2.13通风及空气调节2.13. 1主要气象资料年平均气温156C年平均最高气温207C极端最咼气温405C极端最低气温-135C年平均相对湿度80%年平均降雨量1211mm年平均气压1012.9hPa年平均风速3.1m/s年最大风速18.0m/s全年主导风向ES冬季

59、通风室外计算温度1C夏季通风室外计算温度32 C冬季空气调节室外计算温度4C夏季空气调节室外计算温度34.1 C2.13.2通风2.13.2.1主要散热、散湿设备两个主厂房都包括汽轮机房、高低压配电室及控制室，主厂房为双 层布置。主要散热散湿设备为汽轮机、发电机、疏水器、各种母管、各 种变压器、配电设备及各种电动机等。2.13.2.2通风方式高、低压配电室考虑不少于10次/小时换气的事故通风，设置防爆 型事故排风机，兼做夏季排除室内余热用，通风方式为机械排风、自然 进风。考虑到水泥厂的环境，汽轮发电机房不开设天窗，其通风、排湿、 排热采用机械通风。2.13.3空气调节电站中央控制室要求室内温度

60、 20TC，故夏季设空调器各二台，以 满足电气设备要求。2.14组织机构及劳动定员2.14.1组织机构本项目为利用1000t/d及2000t/d水泥熟料生产线的余热建设一座 6MW的低温余热电站；同时利用 5000t/d水泥熟料生产线的余热建设一 座7.5MW的低温余热电站。电站建成后，6MW机组年发电量3960万 kWh ; 7.5MW 机组年发电量 5832万kWh。由于公司现有机构较健全，本次设计的余热电站是水泥厂的一个车水泥有限公司低温余热电站工程（+7.5M）可行性研究报告TCDRI天津水泥工业设计研究院 水泥有限公司低温余热电站工程(+7.5M)可行性研究报告TCDRI天津水泥工业