抚顺新钢铁有限责任公司工业炉余热综合利用技术开发项目可行性研究报告

抚顺新钢铁有限责任公司工业炉余热综合利用技术开发项目可行性研究报告一、项目提出的目的及意义；抚顺新钢铁有限责任公司是耗电大户，每年的电费支出十分可观。今年夏季开始，电网开始对公司生产限电。在这种情况下，节电工作事在必行。另一方面，一些能源放散排空，污染环境，浪费资源。二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析；为落实《节能中长期专项规划》，实现规划目标，国家发展改革委启动规划提出的十大重点节能工程，并对实施工作进行了具体部署。通过实施十大重点节能工程，“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的节能目标。十大重点节能工程中包括余热余压利用工程。近日，国家出台了《钢铁产业发展政策》。《钢铁产业发展政策》对钢铁制造商提出了新的要求，包括生产规模和效率、专业技术、能源消耗及环境保护等方面。抚顺新钢铁实施的工业炉余热余压综合利用技术是国家提倡的新技术，符合国家产业政策。工业炉余热余压综合利用技术开发后，将减少环境污染，回收资源，改善公司的安全生产状况，提高经济和社会效益。三、主要攻关内容及技术路线（技术可行性分析）；近年来，公司不断进行技术改造，余热蒸汽量不断增加。虽然地处北方，冬季基本可消耗掉，但到夏季约30—60t/h的蒸汽被迫放散，造成大量能源浪费。另外，公司5座高炉生产时产生大量高炉煤气，除烧结厂、炼铁厂和炼钢厂使用高炉煤气外，有大量高炉煤气剩余。剩余的高炉煤气量最高达到140000Nm3/h,最小剩余量40000Nm3/h,平均剩余量将为100000Nm3/h。为了减少大气污染，节约宝贵资源，改善公司的安全生产状况，提高经济和社会效益，公司决定对放散蒸汽和高炉煤气回收利用。四、现有工作基础和条件；公司现有闲置冷却塔4个，单机工作能力为1700吨/时，可以满足发电的需要，附属设备可做厂房。同时原有的锅炉房及附属设施均可利用。以上设备为实施余热余压综合利用项目创造了有利条件，降低了开发费用，同时利用了闲置了设备，一举两得。五、申请人基础条件（包括主要研究成果）；王灵军，本科，钢铁冶金专业。在抚顺新钢铁工作期间担任过炼铁厂技术科长、技术厂长、总工、技术处副处长、技术处处长。在担任炼铁厂技术领导期间，负责了4座高炉的改造项目；喷煤系统的新建项目。在担任技术处领导期间，负责了180平烧结机的新建项目；检化验系统的规范；质量体系的建立；新品种的开发等。六、进度安排和实施方案；月份项目l2345678910111213141516可行性研究及审批初步设计及审批设备定货及制造施工图设计土建施工设备安装及调试投产运行七、预期成果和考核目标；抚顺新钢铁低压排空蒸汽余压余热发电项目，计算得出所得税后内部收益率为31.27%，投资回收期为4.29年（含建设期），财务净现值7114万元。高炉鼓风机电改汽节能改造项目，计算得出所得税后内部收益率为27.52收期为4.66年，财务净现值2218万元。八、推广及应用前景；余压余热发电项目是国家发展改革委提出的十大重点节能工程之一，也是国家《钢铁产业发展政策》鼓励的新上的项目，是钢铁企业“十一五”期间工作的重点内容。九、经费概算及来源；项目总投资6796万元，资金来源为企业自筹，申请资助100万元。我公司目前正在研究项目的可行性报告，如果能得到省财政资金的支持，将会加速快项目实施的进度。十、合作单位基本情况；抚顺新钢铁工业炉余热综合利用技术开发项目的合作单位杭州中能汽轮机动力有限公司、天津水泥工业设计研究院、辽宁省鞍山中小热电设计院等单位已经为本项目进行实地论证，编写了项目可行性报告。十一、申报资料附件清单；附件一、抚顺新钢铁有限责任公司11MW余热发电项目可行性研究报告附件二、抚顺新钢铁高炉鼓风机电改汽节能改造工程可行性研究报告十二、申请单位主管部门或市科技局意见。近年来，作为钢铁高耗能企业，抚顺新钢铁围绕提升企业竞争力的目标，全方位开展节能降耗工作，改变粗放经营模式，在降低成本、增加效益方面均取得了较大成效，采用了高炉混喷烟煤、炼钢连续浇铸、转炉煤气回收和小型材连续轧制技术等钢铁重点节能技术。虽然抚顺新钢铁在节能降耗管理方面取得了一定成效，但与国内先进水平相比，仍有巨大潜力可挖。我们将继续努力开展节能增效工作，这是我公司做大做强，并在经济全球化背景下立于不败之地的需要。企业能耗的高低，影响到企业运作成本的高低，决定着企业竞争力的强弱。因此，公司对节能降耗非常重视，对节能项目全力支持。附件一、抚顺新钢铁有限责任公司11MW余热发电项目可行性研究报告抚顺新钢铁有限责任公司11MW余热发电项目可行性研究报告杭州中天津水泥工业设计研究院二0O六年一月前言抚顺新钢铁有限责任公司，是国家重点大中型钢铁企业之一。始建于1958年6月。公司位于抚顺市望花区西部工业区，北临沈高速公路，南与国铁相接，交通十分便利。公司占地面积115万平方米，建筑面积60万平方米，至2004年底，资产总额43亿元，期末在岗职工人数5395人。2004年产铁136万吨，产钢140万吨，商品坯材139万吨，实现销售收入39亿元，利税总额15056万元。公司属集烧结、竖炉、炼铁、炼钢、轧钢为一体的钢铁联合企业，目前主导产品为建筑用螺纹钢筋、热轧超薄带钢、高速线材、钎具钢及其它型钢产品，产品畅销全国，远销韩国、日本、泰国、港澳等国家和地区，本企业于1999年通过IS09002质量体系认证，2001年螺纹钢产品被国家质量技术监督局批准为首批免检产品，并获冶金系统“金杯奖”。近几年，新钢铁在提高技术、工艺及装备水平上投入较大，而且发展很快。但在能源回收利用装备及工艺上仍不完善，部分装备能源利用率低，能源消耗占产品制造成本的40％以上。从可回收利用能源看，目前，厂内各主要生产装置产生的余热蒸汽已被收集引进蒸汽管网中。根据最近的统计，其余热蒸汽资源量平均约为136吨/时。在夏、秋两季(四至十月份)，厂内生产和生活用汽合计消耗约58吨／时，还有78吨／时的低压蒸汽富余。目前夏、秋两季这些富余蒸汽没有其他用途，只能排空放掉，浪费大量能源。利用这些排空放掉的蒸汽来发电，则每年可发电4000万度以上。经济效益和节能效益十分显著。该厂利用这些富余蒸汽发电的另一个有利条件是有闲置冷却塔四个，每个的工作能力是1700吨/时，只要使用两个冷却塔即可满足发电需要。在冷却塔附近空地可作为电站的厂房，建立余热电站具备一定有利条件。1．基本设计编制依据及范围1.1基本设计编制依据1）抚顺新钢铁有限责任公司与杭州中能汽轮机动力有限公司签订的《抚顺新钢铁11000kW余热发电项目初设方案协调会会议纪要》；2）杭州中能汽轮机动力有限公司提供的有关基础资料；3）国家有关法律、法规，技术规范、规定等。1.2设计范围抚顺新钢铁有限责任公司与杭州中能汽轮机动力有限公司签订的《抚顺新钢铁11000kW余热发电项目初设方案协调会会议纪要》确定的工作范围并综合考虑现场实际情况，本基本设计包括的设计范围如下：本项目由下列主要子项组成：汽轮发电机系统(电站厂房外3米内的土建设计、电气设计、设备布置没计、DCS控制系统、消防和照明系统)；电站循环水系统(利用原有水泵房，循环水泵、管道、配电与仪表的设计)。2．主要设计原则总体技术方案要求遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，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产设备，但部分关键控制设备和和仪表考虑采用国外引进产品或引进技术国内生产的设备。5)余热电站的马达控制和过程控制采用计算机控制系统。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”。3.技术方案3.1电站总平面布置及交通运输3.1.1电站总平面布置1)联合厂房(主厂房)联合厂房由汽轮发电机房及电站控制室、高低压配电室等几部分组成。汽轮发电机房为l8×15m，双层布置，土0．000平面为辅机平面，布置有凝结水泵、汽轮机凝汽器等，7．000m平面为运转层，汽轮机及发电机布置在此平面。高、低压配电室、电站控制室布置在汽轮发电机房的南侧，占地面积为15×7．5m，分别在土O．000及7．000m平面。见附图一汽轮发电机房平、剖面布置图。2)循环水冷却塔及循环水泵房循环水冷却塔及循环水泵房利用现有建筑物。3.1.2交通运输电站所用药品由汽车运输进厂。电站内道路设计同水泥生产线为城市型道路，水泥混凝土路面，主要道路宽为7m，次要道路宽为4m，成环行布置，以利于消防、生产、检修及各种交通运输。整个发电设施布置在原有水泥生产线的场地内，电站道路均与原有道路相通。3.1.3竖向设计和雨水排除在竖向设计时，根据现有厂区已有的台段，在电站施工时统一考虑。电站区域雨水明沟布置在道路的单侧或两侧，最终汇入厂区雨水排除系统，将雨水排除厂外。3.1.4消防在主厂房周围均设有消防车道，主干道宽7米，次要道路宽4米；道路均与厂区生产道路相连，便于消防车出入。各建筑物、构筑物之间距离满足防火间距的要求；对建筑物无法满足防火间距要求的，在相应建筑中设置防火墙等规范要求的防火设施；本工程的工厂出入口仍利用现有厂区出入口。3.2热力系统及装机方案3.2.1装机方案的确定3.2.1.1确定装机方案的前提条件辽宁省抚顺市新钢铁有限公司利用生产过程中的低压排空蒸汽，进行余压余热发电，具有节约能源，改善环境，回收凝结水，增加电力供应等综合效益。是钢厂降低能耗，节约能源必然选择，同时也符合企业可持续发展战略。本工程的目的是在充分、合理利用低压排空蒸汽的前提下，保证电站安全、经济的运行，尽最大可能争取多发电。本工程热力系统及装机方案应考虑下述前提条件：1）充分利用钢厂生产过程中排出的低压排空蒸汽，低压蒸汽的参数0．49MPa—150℃夏季最大：110t／h；冬季最小：70t/h(冬季采暖用掉约40t／h蒸汽)分别具有约30234×104kJ/h和19240×104kJ/h的热量，全年平均为25652×104kJ/h(折合蒸汽约94t/h)；2）本纯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。3）凝结水100％回收，送入厂区总软化水总管，发电厂房不考虑软化水回收池。3.2.1.2装机方案的确定根据目前国内低温余热发电技术及装备现状，本工程汽轮发电机组采用杭州中能汽轮机动力有限公司生产的低温低压凝汽式汽轮机，汽轮机的主蒸汽参数为0.49MPa(A)一150℃，正常参数时机组汽耗率约为18.90kg/kW．h，结合生产线余压余热资源情况，年平均蒸汽供给量为94t/h，折合发电能力约为9．96MW，夏季最大蒸汽供给量约110t／h，折合发电能力为11．64MW，所以确定装机容量为11汽轮机组装机容量的确定是根据余热资源的蒸汽品位和蒸汽量的波动情况，保证电站最大的经济效益，尽可能争取多发电。本工程选用的低压凝汽式汽轮发电机组，主蒸汽参数为0．49MPa(A)一150℃、额定发电功率为113.2.2热力系统及设备选型1)热力系统方案确定根据上述装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热及凝结水的目的，结合生产工艺条件，热力系统方案确定如下：钢厂生产过程中排出的低压饱和蒸汽，通过蒸汽母管汇集后，进入汽轮发电机房内的汽水分离器，参数为0．49MPa一150℃(蒸汽流量平均为100t／h，2)设备选型本工程采用的主要设备如下序号设备名称及型号数量主要技术参数、性能、指标111MW低压凝汽式汽轮机1型号：N5.5—0.49型’额定功率：11MW额定转速：3000r／min主汽门前压力：0.49MPa主汽门前温度：150排汽压力：O．008MPa212MW发电机1型号：QFW-6-2型额定功率：12MW额定转速：3000r／min出线电压：6300V3凝汽器1型号：N一1200—1型式：双流程、二道式冷却面积：1200m冷却水量：3000t／h水侧压力：≤0.3MPa水阻：0.0265MPa4凝结水泵2型号：3N6*2A流量：50t/h扬程：59.5—63.5m电机功率：18.5kW电机电压：380V电机转速：2950r/min5空气冷却器．1散热能力：300kW冷却水量：85t／h6滤水器1型号：LS—1007射水抽气器2型号：CS一25—2抽气量：8kg／h工作水压：34m8射水泵2型号：ISl50一125—400A流量：200t/h扬程：50m转速：1450r／min9汽水分离器1容积：3m10集中供油装置1l油箱容积：4m双联冷油器冷却面积：25m冷却水量：50t／h辅助电动油泵80YL一100流量：25m3扬程：60m电动机Y200L2一2功率：37kW转速：2950r/min电源：380VAC直流事故油泵2CY一18／3.6—1流量：750L／min扬程：33m电动机Z2-61功率：5.5kW转速：1000r／min电源：220VDC排油烟机AYF2-250-0.75电动机Y801—2功率：0.75kW转速：1450r／min电源：380VAC双联滤油器(润滑油)38m3双联滤油器(控制油)15m3电动盘车装置电动机YIOOL1-4功率：2.2kW转速：1440r／min电源：380VAC蓄能器容积：40m11慢速桥式起重机1型号：QDl6／3.2—13.5慢速A5跨度：Lk—13.5m起重量：主钩16t，副钩3.2t工作级别：A5起升高度主16m，副28m起升速度主2.25m／min，副9.2m／min运行速度大车34.9m／min，小车17.9m／min最大轮压：154kN电源：380VAC主要检修3)主要技术参数发电装机：11MW年平均发电功率：9．96MW年运行：6000h年发电量：5976×104kW·h年供电量：5796×104kW·h厂年减少向电网购电量：6086×l04kW·h3.2.3主厂房布置主厂房由汽轮发电机房及电站控制室、高低压配电室等几部分组成。汽轮发电机房为18×15m，双层布置，±0.000平面为辅机平面，布置有凝结水泵、汽轮机凝汽器等，7.000m为运转层，汽轮机及发电机布置在此平面。高、低配电室、电站控制室布置在汽轮发电机房的南侧，占地面积为l5×7．5m，分别在+0．000及7．000m平面。见附图一汽轮发电机房平、剖面布置图。3.2.4辅助设施1)机修加工能力钢厂生产线设有机修车间，设备齐全。本余热电站作为公司的一个车间不再新设机修车间，原机修车间的设备和人员可以满足余热电站的机修加工要求。2)保温材料的选择余热电站的室外汽水管道需要很好的保温，另外对室内表面温度高于50℃根据国家现行的《设备和管道技术通则》以及《设备和管道保温设计导则》的有关规定，本设计的保温材料按下列原则选取：a．对表面温度高于150℃b．密度不大于250kg／m3；c．经对各种保温材料的经济性、使用性、施工周期的考虑，本设计保温材料选用硅酸铝保温套管、硅酸铝保温浇料、岩棉套管；对管径较小的汽水管道选用硅酸铝纤维绳。d．外保护层选用施工方便、性能良好的镀锌薄钢板，其设计和施工执行国家有关的技术规定。3．3循环冷却水系统3.3.1整套发电机组冷却水量为：3500m33.3.2本工程冷却水系统采用循环供水系统。该系统包括循环冷却水泵、冷却设施(设备)、循环水池及循环水管网。系统运行时，循环冷却水泵从冷却塔下的循环水池抽水，将冷却水送至各发电车间生产设备，冷却水通过设备被加热后，利用循环水泵的余压，送至冷却塔，冷却后的水流入塔下的循环水池，：供循环水泵继续循环使用。3.3.3循环冷却水泵为便于循环水量的分配及循环水泵组合运行的经济性和可靠性，循环冷却水系统设有2台32SAP一12JB型水泵，一用一备，单台水泵的出水能力为3538m3／h，扬程26m循环水泵设在原有旧车间内，建设时对旧车间可能有必要的改造。3.3.4冷却设施：利用原有冷却设施。3.3.5循环冷却水系统损失水量与补充水量逆流式机械通风冷却塔的蒸发、风吹、渗漏等损失水量为87．5m3／h．即循环水系统日需补充新鲜水量为2100m33.4建筑及结构3.4.1设计依据1)根据国家及电力行业现行建筑、结构设计规范及有关资料。2)《岩土工程勘察报告》。3.4.2建设规模、工艺布置及土建设计特点．1)建设规模为11MW余热电站。2)工艺布置：主厂房为联合厂房，包括汽轮发电机房、动力控制中心。3)主厂房采用钢筋混凝土框架结构。建筑除满足工艺布置及规范外还要充分体现与原厂的协调统一。3．4．3主要结构建筑材料：1)主厂房等主要建筑物采用钢筋混凝土框架结构基础：C25混凝土梁、板、柱：C30混凝土屋面：混凝土现浇板2)其他附属建筑物采用砖混结构砖：承重墙视当地政府有关规定使用的承重砌块，强度相当于或高于MU7.5机制粘土砖（地上）MU10机制粘土砖（地下）。构造柱、圈梁：C25混凝土3)框架填充墙采用轻质砌块，有特殊需要的地方采用承重砌块。4)屋面：生产建筑采用无组织排水。钢筋混凝土屋面采用冷施防水材料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。钢结构棚项采用彩色压型钢板。5)厂房采用钢门窗，控制室、电力室局部采用塑钢门窗。6)建筑物繁荣安全等级建(构)筑物名称安全等级联合厂房一级循环水泵站及冷却塔一级3.4.4地基与基础3.4.4.1汽轮发电机房采用天然地基或桩基础。3.4.4.2其它建(构)筑物采用天然地基，条形基础或独立混凝土基础，特殊情况可采用级配沙石垫层。3.4.5主厂房建筑结构设计：3.4.5.1方案论述：汽轮发电机房、中央控制室、低压配电室集中布置，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故主厂房采用框架填充墙，内部隔间用普通烧结砖防火墙分隔，汽轮发电机房部分采用大面积塑钢窗，以满足防暴要求。中控室部分采用塑钢门窗。3.4.5.2建筑设计：1)房布置以工艺布置为主，建筑平剖面布置还应满足操作及维修的空间需要，变形逢设置、空间组合，除工艺要求外，均应符合建筑模数。2)内部交通组织，应保证出入口的数目，安全通道的畅通，以及起吊维修的空间，并考虑布置操作人员的生活卫生设施。3）厂房造型以工艺设备的设置为基础，满足其对空间的要求，主厂房的维护结构以框架填充墙形式，采用轻质砌块填充，建筑立面应与相邻建筑及老厂风格相协调。4）主厂房主要以自然通风采光为主，同时考虑保温、隔热、防水、排水及噪声的控制等。5)地下管沟或设施采用防水混凝土，并设排水沟及积水坑。。3.4.5.3结构设计主厂房采用现浇钢筋混凝土框架结构方案，各层楼面及屋面均采用现浇混凝土梁、板；汽轮机基础采用整体框支结构；吊车梁选用国家标准图。3．5接入系统及电量平衡3.5.1电站接入系统方案拟建的11MW余热电站采用6kV单母线接线方式。发电机机端电压均为6.3kV。发电机组由电站6kV母线经单回电缆线路与厂总降变电站6kV母线连接。11MW余热电站与现有电力系统实现并网运行，运行方式为并网电量不上网。在发电机出口开关处设置并网同期点。在不改变总降原有供电及运行方式的前提下，发电机发出的电量将全部用于全厂负荷。因此本接入系统方案，从现行的条件和技术要求来讲，对本电站工程是可行的。3.5.2电力负荷及电量平衡由于目前新钢铁有限责任公司用电设备负荷及其用电量暂不祥，故电力负荷及电量暂时难以叙述，待上述资料补齐后再做详细论述。电站的运行以并网电量不上网，自发自用为原则。3．5．3系统继电保护及安全自动装置电站6kV母线主结线为单母线接线方式。发电机组以单回电缆线路由电站6kV母线与厂总降压变电站6kV母线连接，从而实现电站与电力系统并网运行。电站6kV母线与主变6kV母线连接的电缆联络线路为重要联络线，当该线路出现短路故障时，所设置的保护装罱应保证快速、可靠地切除该线路。根据系统继电保护，、安全自动装置的设置现状，拟定系统继电保护设置方案如下：电站与总降的6kV电缆联络线路设置电缆短线路纵联差动保护作为主保护，方向限时过电流保护作为后备保护。此外在电站内设置低频、低压解列及高频、高压解列装置各1套。当系统发生故障导致电站母线低频、低压或高频、高压时切断发电机出口开关。电站6kV系统继电配置采用常规继保配置。3.5.4系统调度自动化系统调度自动化是指发电机及联络线的功率、电流等遥测信号和发电机及安全自动装置动作等遥信信号。此部分的设计工作由新钢铁有限责任公司委托当地电业部门完成。系统通讯设计内容主要包括：系统通信通道组织、通信和自动化系统通道组织、光缆线及光端设备的配置等。此部分一般由业主委托当地电力部门或当地的电力设计院设计。3.6电气部分3.6.1设计范围及设计依据3.6.1.1．设计范围1）电站的电气主结线，电站接入系统；2）站用电配电，站用辅机控制；3)车间照明、防雷及接地设计；4）电站调度通讯系统设计；3.6.1.2设计依据抚顺新钢铁有限责任公司提供的设计基础资料及有关附件。3.6.2电气主结线发电机组机端电压为6．3kV，该母线采用6kV单母线接线方式，发电机组以单回电缆线路与厂总降主变6kV母线连接，从而实现电站与电力系统并网运行。详见高压配电系统图。3.6.3主要电气设备及导体选择由于缺少短路电流计算，故电流互感器最小变比暂选择为75／5A，高压电力电缆(铜芯)最小截面暂选择为70mm2，其余高压开关电气设备及导体的选择校验暂按照31.5kA额定开断容量考虑，具体见高压配电系统图。3.6.3.1主要电气设备的选型1)电站侧6kV高压配电设备选用KYN28A一12户内金属铠装中置式高压开关柜。总降侧6kV高压配电设备选型应与原有设备一致，便于母线连接。2)高压断路器均选用VSl一12型真空断路器，弹操机构。3)电气控制屏及热工控制屏选用KG系列自动化仪表盘。4)400V站用低压控制配电选用GCS系列低压配电屏。5)保护屏等选用PK—10／10F一800标准屏。6)可控硅静止励磁装置及干式励磁变压器由发电机厂成套供货。3.6.3.2电缆选型1)6kV高压电缆选用YJV一6／10铜芯交联电力电缆；2)低压配电线路采用YJV一0．6／l交联电力电缆；：3)控制电缆选用KYJV一450／750铜芯交联控制电缆。4)信号电缆选用KYJVP一450／750交联屏蔽电缆。5)计算机信号电缆选用DJYPVP一450／750双屏(分屏+总屏)屏蔽电缆。3.6.3.3电缆敷设：1)室外采用电缆桥架、电缆沟、电缆隧道敷设，局部采用穿钢管明配或直埋方式。2)室内采用电缆桥架和电缆沟的敷设方式，局部采用穿钢管暗配或明配。3.6.4站用电系统3.6.4.1站用电配电1.站用电配电发电机出现电压：6.3kV站用高压配电电压：6.3kV站用低压配电电压：0．4kV站用辅机电压：0.38kV／6kV站用照明电压：380V／220V操作电压：交流或直流：220V 检修照明电压：36V／12V2．站用电负荷及站用电率站用电计算负荷：100kVA电站年发电量：6600×104kW．h电站年自用电量：200×104kW．h电站年供电量：6400×104kW．h站用电率：3％3.6.4.2站用电容量的选择由于不专设站用变压器，根据电站低压负荷情况，由业主方提供2路约225A容量的供电回路，两路互为备用。3.6.4.3站用电设备的控制及启动根据电站发电的特点，将采用机电炉集中的DCS系统控制方式，设立电站中央控制室。(1)电站中央控制室集中控制汽轮发电机系统、以及循环水泵站的循环水泵、电动阀等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。选择“集中”控制方式时，电站中央控制室根据发电工艺流程和设备保护的要求，对电动机、电动阀以及其它用电设备通过操作站键盘操作，按顺序逻辑关系进行启动、停车控制，各用电设备的备妥、运行、故障等状态可在电站中央控制室操作站CRT上显示。各种故障报警等状态可由电站中央控制室打印机打印出报表。选择“机旁”控制方式时，仅在机旁进行单机的开／停控制，以满足单机试车的要求。选择“断开”控制方式时，电站中央控制室和机旁控制均无效，以保证检修人员的安全。故障时，电站中央控制室和机旁均能紧急停车。(2)站用辅机电动机的启动站用电系统的笼型电动机采用全压直接启动；大容量电动机采用软启动装置启动。3．6．5电气设备布置在汽轮发电机房4—5列设置配电楼，分有±O．000、4．000、7．000三层平面，±0．000平面设有高、低压配电室；4．000平面为电缆夹层；7．000平面设有电站中央控制室，具体的配电楼平面布置参见电站高低压配电室平、剖面图，电站控制室平面图。另外，发电机中性点配置的电气设备和发电机出线母排及电流互感器均布置在发电机出线小间±0．000平面，参见发电机出线小间平剖面图。3．6．6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、事故直流油泵和事故照明。直流供电的电压为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)1.035.59.5电流(A)4.513.6311059.1计算时间(h)ll1事故放电容量(Ah)4.513.63149.1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=1.40，容量换算系数Kc，根据lh放电时间终止电压为1.75V，查得Kc=O．47，由式Co≥KK*Cs／Kk(Cc一直流系统容量，Cs一事故放电容量)可得：CC≥1．40*49.1／0．47=146．3Ah经校验，150Ah的容量可以满足实际需要。由此，设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置l50Ah一套。3．6．7保护、计量及检测3．6．7．1高压部分继电保护电站采用常规继电器保护装置。具体要求如下：>高压电动机保护1)两相式电流速断保护；2)反时限过电流保护；3)过负荷保护；4)低电压保护；5)接地保护。．>发电机保护：1)发电机纵差保护；2)复合电压闭锁过电流保护；3)定子接地保护；4)过负荷保护；5)励磁回路两点接地保护；6)高电压解列保护；7)高频解列保护；8)低电压解列保护；9)低频解列保护。。>电站侧发电机联络线保护：1)电缆短线路导引线纵差保护；2)方向限时过电流保护；3)零序过流保护；>总降侧发电机联络线保护。1)电缆短线路导引线纵差保护；2)方向限时过电流保护；3．6．7．2低压回路保护1)电动机的保护：采用塑壳断路器的电磁脱扣器作为短路保护；三相热过载继电器作为过负荷保护；接触器作为失压保护。2)配电线路的保护：采用热-磁脱扣的塑壳断路器作为短路和过负荷保护。3)电焊机、电动葫芦、潜水泵回路保护：在配电柜上设具有短路和过负荷功能的漏电断路器(漏电动作电流30mA)，电焊机、电动葫芦机旁设铁壳开关。潜水泵附近设带接地极的插座。3．6．7.3电能计量及电量测量：11电站侧发电机联络线电压互感器回路：电压表、频率表；2)总降侧发电机联络线开关设：电流表3)电站侧发电机联络线开关设：全电子式多功能三相电能表、有功功率表(双向测量)、电流表；4)电站6kV母线电压互感器回路：电压表、母线绝缘检查电压表(3只)；5)6kV电动机回路：有功电能表、电流表；6)发电机回路：有功功率表、无功功率表、有功／无功一体式电能表、功率因数表、频率表、电压表、电流表(3只)、发电机绝缘检查电压表、励磁回路绝缘检查电压表、励磁电压表、励磁电流表、组合式三相同期表。7)电力室近线柜：三相四线有功电能表、电压表、三相电流表。8）单台设备容量在55kW及以上的电动机、电站重要辅机在中央控制室均有电流显示。3.6．8过电压保护及电力装置的接地3．6．8．1过电压保护抚顺新钢铁责任有限公司所在地属于中雷区，故11MW电站对高于15m的建筑物(如汽机房等)按三类防雷建筑物保护设计。发电机母线及发电机中性点均设有电站专用避雷器。3．6．8．2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。电站电气接地采用TN-S系统。在汽轮发电机房、发电机出线小间、高低压配电室及电站中央控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。3．6．9照明及维修3．6．9．1照明1)正常照明：电站的正常照明电源均引自电站中央控制室站用电屏，电源为三相四线制，电压为3-80／220V，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。部分插座回路在照明配电箱内装设漏电开关(漏电动作电流30mA)。2)事故照明：电站内设有事故照明屏，当全部的交流电源消失后，事故照明屏自动将直流系统提供的DC220V电源投入。根据电站内不同岗位的重要性，在汽机房的出入口，通道、楼梯问、中央控制室等重要岗位设事故照明灯，以满足安全可靠的要求。正常照明、事故照明线路分开敷设。3)安全照明：锅炉或金属体设备内的检修照明采用安全照明电压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。3.6.9.2维修电站属水泥公司的一部分，水泥公司已有电气及仪表维修车间，因此本工程不再专设电仪维修工段。3．7热工自动化部分’3．7．1设计原则及控制方案为了使电站处于最佳运行状态，节约能源，提高劳动生产率，本工程采用技术先进、性能可靠的集散型计算机控制系统对各车间进行分散控制、集中管理。3．7．2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，拟选用集散型控制系统(简称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。选用的主要一次仪表及设备有：·智能化系列压力／差压变送器；·温度检测仪表；·锅炉汽包水位工业电视监视系统。3．7．3系统配置及功能设置于电站的计算机系统(DCS)子站由现场级及中央控制级组成。3．7．3．1现场级根据本电站的特点，在主厂房中控室内设I／O模块机柜，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及PID串级、多变量复杂控制等。3．7.3．2中央监控级中央监控级分别由监控管理计算机、两台监控操作站(OS)、一台工程帅工作站(ES)和打印机等组成。其功能为：·具有动态参数的热力系统及工艺流程图显示；·电动机开停和运行状态显示·棒型图显示；·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；·报警状态及生产报表的打印。3．7．4应用软件DCS系统的应用软件是实现现场级和中央监控级功能的重要文件，需在清楚了解系统软件和硬件性能的基础上投入较大力量进行开发和调试。应用软件包括逻辑控制软件和过程控制软件。3．7．4．1逻辑控制软件对余热电站所有电动机、电磁阀，根据CRT显示的的热力系统图，通过键盘操作，完成组起组停、紧停复位、逻辑联锁等。3．7．4．2过程控制软件为了保证整个余热电站运行工况的稳定，共设有如下调节控制回路：(1)除氧器水箱水位调节回路(2)冷凝器热水井水位调节回路3．7．5系统特点：本系统是一个控制功能分散、监视管理集中的控制系统，主要生产车间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和操作，同时大大缩小了电站中央控制室的建筑面积。此外系统中采用了面向过程的语言，硬件均为模块化，使整个系统的操作和维护更加简便。系统采用不间断电源供电，防止数据丢失和电源干扰，保证了运行的安全可靠性。3．7．6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均选用DJYPVP一450／750型多芯带护套屏蔽电缆、热电偶选用补偿导线。开关量信号线选用KYJV一450／750型多芯控制电缆。DCS控制系统各设备之间的连接电缆随设备成套供货。电缆线路尽量设在电缆沟或有盖板的电缆桥架内，尽可能与电力电缆分开敷设，当条件不具备必须靠近电力电缆敷设时要用隔板分开，引出电缆沟或电缆桥架后应穿钢管暗配或明配。接地系统的质量对自动化设施的抗干扰性能至关重要，现场站应设置屏蔽接地母线，用专设电缆与中央控制室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。3．8采暖通风及空调3.8.1口署通设计气象条件室外计算温度：采暖-2冬季通风-14夏季通风28冬季空气调节-24夏季空气调节31.8夏季空气调节日平均27℃夏季室外平均每年不保证50小时湿球温度25.2日平均温度≤5℃的天数室外计算相对湿度：冬季空气调节72％最热月月平均79％夏季通风64％室外风速：冬季2.2m/s夏季2.0m/s大气压力冬季100.9KPa夏季99.5KPa3.8.2采暖新钢铁有限责任公司位于辽宁省抚顺市，该地区日平均温度≤5℃的天数本工程采暖热负荷主要为汽轮发电机房、控制室及辅助用房的采暖。采暖热源利用钢厂原有采暖供热系统管道，采暖热媒为95～70℃热水，总采暖面积约为900m2，采暖热指标按120W／m2。，总采暖热负荷为108kW。采暖散热器选型：选用大60型散热器。3．8.3通风及空调汽轮发电机房内对散热、散湿比较严重的汽轮机房采用天窗自然通风，建筑设计考虑设置进、排风窗。对配电室、变压器室等电气车间采用机械通风。电站配电室考虑不少于10次／小时换气的事故通风，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。对集中控制室、计算机房设置空调，选用分体柜式空调器，以满足电气设备及劳动保护要求，其它房间均采用自然通风方式通风。4．环境保护本项目是利用富余热量发电，不需要任保燃料，因此，在生产过程中就没有废气、废渣、废水三废产生，是属于能量再利用的节能环保型项目。仅有少量生活污水产生。本工程噪声的处理：噪声污染的三要素足声源、传播途径，接受者。据此本工程的治理措施有：在厂房建筑设计中，尽量使工作和休息场所远离强噪声源，设置值班隔声小室：对集控室等要求较严的地方保持密封，门窗设双层，并选用有隔声性能的门帘和有吸声性能的墙面材料。在厂区总体布置中将厂区内建筑物统筹规划，合理布置，注意防燥间距，加强植树绿化，以衰减降低噪声。5．劳动安全及工业卫生5．1概述余热发电生产过程中可能对职业安全卫生产生危害的主要危害源是汽轮发电机组油系统、主辅机噪音、电气设备及电缆等，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。在本工程设计中，根据国家当前的技术水平，采取各种有效措施，以提高劳动安全与工业卫生设计水平，设计中采取的具体防治措施下面分章节详述。5．2防治措施5．2．1建(构)筑物防火设计原则及措施余热发电站内各主要建筑物为电站厂房，最低耐火等级为二级，主厂房从其整体性来看，火灾危险性属于丁类，但其中布置有汽轮机上油箱、冷油器、润滑油贮油箱、油净化器等，这些部位火灾危险性应属于丙类。故设计中对这些部位另外采取相应措施，以确保安全。厂房的建筑构造，如防火墙、梁、柱、楼板、吊顶、屋顶、栈桥等构造设计‘厂房采暖通风安全措施及安全疏散等各方面防火要求，均按《建筑设计防火规范》(BJ16一87)，(200l年版)和《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB50229—96进行。厂房内设置有必要的纵横通道，同时设疏散楼梯。5．2．2防电伤和其他伤害5．2．2．1防电伤l、全厂防雷接地的设计原则及防护安全措施电厂为防止直击雷，在主厂房等建筑物顶装设避雷带，构成防护网。为防止留电袭入，在各级电压母线、发电机和变压器进线或出线上均装避雷器。2、防止电气误操作采取的技术措施为防止电气误操作，电气高压开关柜选用带五防，即防误分、合断路器，防带负荷拉合隔离开关，防带电挂接地线或合接地开关，防带接地线合断路器，防误入带电间隔的设施及带闭锁装置的设备：对高压开关采取隔窝保护措施，在电气设备之间或设备燥动机构间加装电气和机械联锁装置。配电间均设加锁门。同时要求运行单位能严格执行电气安全操作规程及工作制度，防止非工作人员进入，避免误操作。3、带电设备与操作人员间的隔离防护措施以及高电压对人身安全影响的防范措施。发电厂内所有带电设备的安全净距不小于各有关规程规定的最小值。电气所有开关柜采用全封闭式，并配有带电显示装置。为保证人身安全，电气设备外壳可靠接地或接零，其接地电阻满足接地规程规范的要求值。4、紧急事故信号显示采用声光显示及联锁自动装置。紧急事故信号显示采用芦光显示及必要的其他指示信号，并按照《继电保护和安全自动装置技术规程》(DUT623—1997)规定设置自动联锁和自动跳闸、熔断保护装置。5、发生事故时为安全撤离现场，土建和工艺所采取的安全措施。电厂为事故时安全撤离现场通道及安全出口均按《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)(200年修订版)、《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229—96)、《小型火力发电厂设计规范》B50049-94)及《火力发电厂设计技术规程》（DL50000-2000）的有关规定进行设计。(1)对主厂房出入口及各层楼梯、通道的要求：。主厂房内每个车间的安全出口均不少于两个。车间的安全出口可利用通向相邻车间的门作为第二安全出口，但每个车间必须有一个直通室外的出口。主厂房内最远工作地点到外部出口或楼梯的距离不超过50m。主厂房疏散楼梯净宽不小于1．1m，疏散走道的净宽不少于1.4m疏散门的净宽不少于0.9m。主厂房的疏散楼梯不少于两个，其中一个楼梯直接通向室外出入口，另一个可为室外楼梯。上述楼梯应能通至主厂房各层和屋面。其工作梯可为钢梯，其净宽不少于O.8m、坡度不大于45°。(2)其他厂房的安全疏散：6kV开关室的安全出口不少于两个。其中一个安全出口可通往室外楼梯平台。当配电装置室长度超过7m时，设两个安全出口。配电装置室的门应为向外开的防火门，并应在门内侧装设不用钥匙开启的弹簧锁，严禁使用门门。相邻配电装置室之间如有门时，门应能向两个方向开启。配电装置室内通道为保证畅通无阻，不得设置门槛，并不应有与配电装置无关的管道通过。所有安全通道中和安全出口处均装设有供人员疏散用的事故照明，照明电压均采用安全电压。在安全通道和安全出口的入口处均设有明显的灯光指示标志。其他建筑物的安全疏散，应符合现行国家标准建筑设计防火规范》(GBJl6—87)(2001年修订版)的有关规定。5．2．2．2其他伤害5．2．2．2．1防坠落伤害为了防止人员和物件从高处坠落，设训一中注意了设备、阀门等检修条件，并采取有效的措施防止高空坠落。l、为防止高空坠落，平台、吊物孔与扶梯按固家标准设计，配置可靠的栏杆和踏脚板，阀门、孔盖板、防爆门、采样孔等有维护、操作的部位均设贯检修继护工作平台与通道。各类孔、坑、井、沟等隐蔽设施的出口，均设有盖板或围栏，以防人员误入。2、主厂房中设备、汽水管道及其阀门、风门等布置为发电厂的安全运行和搬作维护创造良好的工作环境，不妨碍通行，不影响邻近没存、管通的操作和维修。3、汽水管道的阀门需要操作和维修的零部件尽量布置在便下操作、维护和检修的地方。4、当阀门不能在地面或楼面进行操作时，装设传动装置或操作维护平台(如布置在离地面2米以上的操作阀门，将设有运行维护平台)。传动装置的操作手轮座布置在不妨碍通行且便于操作的地方。5、阀门等操作维护平台与阀门之间的跑离设置和扶梯上方管道布置距离均应方便于人员的操作。6、凡离地面或楼面高1m以上的高架平台，均设置栏杆。7、建筑物中设置的吊物孔等四周设计有防护栏杆。8、电厂所有防护栏杆高度均按《固定式工业防护栏杆》1GB4053—3—83)的规定进行设计。9、发电厂内的所有楼梯，钢梯。平台、走台均采取防滑措施。5．2．2．3防噪声噪声防治是职工劳动保护的重要组成部分。本项目发电厂主厂房高强声源的设备少于火力发电厂，其噪声防治有如下源点。l、电站噪声源的分析电站的噪声为高、中、低频率，主要由汽轮机、发电机、各种泵等主辅机设备产生。构成电厂作业环境噪声的声源，主要有以下几类：2、机械动力噪声各中机械在运转过程中由振动、摩擦、碰撞所产生的噪声，以低中频为主。电厂各主要机械的噪声水平如下：汽轮机90Db（A）发电机小于90dB(A)给水泵小于85dB(A)3、所体动力噪声由备蒸汽管道中的气体或蒸汽的流动、扩容、漏气、排汽等所产生的气体动力噪声，具有高、中、低各类频谱，其中成以排汽为高强噪声，对周围环境影响最大。安装排汽消音器后的可降低噪声约35dB(A)，离排汽口100m处噪声则可降至80dB(A)5．2．2．4设备噪声防治措施1、设备订货时，向主、辅机制造厂家提出限制噪声的要求，并作为设备考核的一项重要指标。2、要求制造厂配套供应的汽轮发电机组的隔热罩壳，内部同时衬垫吸音板，发电机励磁机的滑环，外设隔音罩。3、管道设计，特别给水再循环等具两相流动可能的管道设计，注意合理选择节流件等管件与支吊架的位置与型式，降低气流与振动噪声。4、在考核和选择设备技术性能时，执行下列噪音控制标准：(1)发电机距外壳1m处的噪声不大于90dB(A)，且运行中加装隔音罩。(2)厂用变压器散热器风扇全开时距外壳2m处不大于75dB(A)。5．2．2．5防振动措施l、发电厂的主设备。辅助设备的基础及平台的防振动设计，符合《作业场所局部振动卫生标准》GBl0434—59和《动力机器基础设计规范》(GB50040—96)的规定。2、单元控制室、电子设备间的通风管道与围护结构及楼板间的连接，采取减振措施；其空调系统也采取减振措施。3、对易产生振动的汽、水及油管道的设计，也采取防振措施。5．2．2．6其它安全措施5.2.2.6.1照明措施照明设计按《工业企业照明设计标准》(GB50034-92)和《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》(DLG,]56-95)执行。设正常照明和事故照明两个分开的供电网络。事故电源则由保安电源及蓄电池组供给。在主厂房主要出入口、通道等处另配备应急灯。5．2．2．6．2过电压保护和接地措施本工程过电压保护和接地的设计，按现行的《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(D／T620-1997)和《交流电气装置的接地》(D、L／T621-1997)规定执行。在主厂房设置避雷器，以防止侵入波过电压及采用避雷带进行直击雷保护。5．2．2．7劳动安全及工业卫生机构与设施5．2．2．7．1劳动保护基层监测站与安全教育室根据劳动部《关于生产性建设工程项目职业安全卫生监察的暂行规定》的要求，在工矿企业内应设置职业安全卫生机构，并配备专职人员，检测手段及安全教育装备等。，但是由于本工程的建设规模不算大，职工人数少，拟不在电站内专设职业安全卫生机构，其安全检查，教育工作可由公司有关的生产管理部门负责，职业安全、卫生检测项目可由地方劳动、卫生部门来承担。5．2．2．7．2卫生辅助用室医务室和浴室等卫生设施依托公司现有设施。电站设更衣室，并配各急救包。主厂房运行人员集中处设洗手池。6．投资估算编制说明6．1工程概况利用企业富余的热量建立余热电站，一来可以减少能源浪费，其次可以增加经济效益。本估算是为余热发电项目编制的，工程主要内容：机务、电气、给排水、消防、总图、土建等。主要设备为一台5000kw低压饱和蒸汽凝汽式汽轮发电机组及配套设施(土建厂房、设备基础、配电系统)、一套DCS集散控制系统等。6.2工程投资本估算热电工程静态投资：4712万元。6.3估算编制依据：6.3.1本估算价格基准年：2005年5月。6.3.2项目划分：项目划分依据《电力工业建设基本建设预算项目及费用性质划分办法》。6.3.3工程量按照各专业提供的设计资料为依据。6.3.4取费标准：参照国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部(计基础[2001]26号文)颁发的“关于印发《热电联产项目可行性研究技术规定》的通知”。6.3.5设备价格：1、主设备价格按市场价计列2、主要辅机及其他设备价格按照制造厂商询价及现有价格水平资料予以计列。3、设备运杂费按(2001)26号文《热电联产项目可行性研究技术规定》运杂费系数为4.56％。6.3.6估算采用定额：1、安装工程采用国家经济贸易委员会颁发的《电力工程建设概算定额》(2001年修订本)的热力设备安装工程分册和电气设备安装工程分册，并按规定调整。2、建筑工程采用国家经济贸易委员会颁发的《电力工程建设概算定额》(2001年修订本)的建筑工程分册，并按规定调整。6.3.7人工费：1、人工工资为建筑工程19.5元／工日，安装工程2l.00元／工日。2、工资性津贴补差执行原东北电力集团公司电建定字[1996]1-7号文，工资性津贴补差1.36元／工日。6.4投资构成及资金来源按上述投资估算固定资产投资总计为2356万元，本项回不需流动资金。资金来源为企业自筹。投资构成如下：序号名称费用(万元)l土建费用4922设备费用29363安装费用7364其它费用548合计4712由于该项目是新钢铁公司“十五"规划的重点项目，是解决本公司环保节能问题的关键，为此工程期定为1.5年。7.经济效益分析7．1销售收入本项目属加强环保、节能降耗改造，无主要产品。因此，效益分析销售收入将节约能源量计算为销售收入。年余热蒸汽发电5796万kwh，节约电费2608万元；年回收冷凝水52.4万吨，回收额为210万元，总计正常年度销售收入为2818万元。7.2成本及费用小时电耗为100KWh，年电费2.04万元，人员20人，人工工资为30万元／年；备品配件费用为72万元／年；补充新水费用为77.6万元。年折旧lO年计算，5％残值，年折旧额为447.8万元，总成本费用为931.2万元。7.3税金本公司增值税率按17％计算，估算增值税为428万元，城建教育及附加按增增值税10％计算为42万元。7.4利涧总额经计算销售收入、成本费用及附加费，正常年利润总额为1944万元，所得税642万元。7.5财务盈利能力分析根据全部投资现金流量表(附表)的计算得出所得税后内部收益率为31.27％，投资回收期为4．29年(含建设期)，财务净现值为7114万元。8．综合评价通过以上分析，本项目不但具有一定的赢利能力，而且可以大幅度降低能源消耗。因此，本项目是可行的。附件二、抚顺新钢铁高炉鼓风机电改汽节能改造工程可行性研究报告辽宁省抚顺新钢铁高炉鼓风机电改汽节能改造工程可行性研究说明书副院长：赵乃晶总工程师王总设计师刘库号W2621辽宁省鞍山中小热电设计院主要设计人员名单专业姓名热机高景洲鲍丽电气郭宇殊总图许均为给排水毛大可暖通陆善伟热控宋仁义化学水鲍丽工程经济王成林技术经济杨庆华目录1．概述………………32．工艺流程及机组选型……………63．厂址概述及总平面布置…………1l4．燃料运输…………135．燃烧系统……………………．．156．热力系统…………177．主厂房布置………198．除灰渣系统………209．供排水部分………2110．化学水处理系统………………2811．电气部分………3412．热工控制………4013．土建部分………4414．环境保护………4815．安全与工业卫生………………5216．劳动组织与定员………………5317．工程实施的条件及轮廓进度…………………5418．投资估算………5619．技术经济………6220．结论……………721概述1．1企业概况抚顺新钢铁是一个中型钢铁联合企业，目前拥有一座300m3高炉、两座420m3高炉，两座450m3高炉。此外，还有烧结、炼钢、半连轧、全连轧、带钢、高速线材等生产线，2001年钢产量达100万t，2003年钢产量将达200万t，届时将有大量剩余高炉煤气。据测算，到2002年底，除炼铁厂和轧钢厂自用外，剩余高炉煤气量最高将达到140000Nm3／h，平均剩余量将达100000Nm3／h，最小剩余量将达40000Nm3／h。明年，新钢铁还将新建一座焦炉，建成后将有大量剩余焦炉煤气。为了减少大气污染，节约宝贵资源，改善公司的安全生产状况，提高经济和社会效益，有必要对剩余高炉煤气进行回收利用，对高炉鼓风机进行电改汽技术改造。1．2供热现状抚顺新钢铁公司现有一座2x20t／h煤一煤气混烧蒸汽锅炉房、一座2x10t／h燃气蒸汽锅炉房和一座3x10t／h燃煤蒸汽锅炉房，近年随着企业的发展壮大，又相继建设了烧结、炼钢、轧钢等余热利用装置，可产饱和蒸汽48t／h。配套的管网已建成。锅炉房和余热利用装置不仅可以满足生产和生活供热需求，而且有富裕供热能力。1．3高炉鼓风机电改汽技术改造方案高炉鼓风机由电驱动改为汽轮机驱动。锅炉燃烧剩余的高炉煤气和烟煤，产生的中温中压蒸汽驱动汽轮机，汽轮机带动高炉鼓风机向高炉送风。1．4高炉鼓风机电改汽技术改造的必要性高炉鼓风机电改汽技术改造工程具有利用剩余高炉煤气、变废为宝、改善环境、节省电力、改善安全生产状况等综合效益。抚顺新钢铁公司年底剩余高炉煤气将达140000Nm。／h，如不合理利用，势必将其对空放散，不仅造成能源浪费，而且严重污染环境。实施高炉鼓风机电改汽技术改造工程，能全部利用剩余高炉煤气，减少空气污染，有效地提高二次能源的综合利用率，社会效益十分显著。新钢铁公司是耗电大户，每年的电费支出十分可观，高炉鼓风机电改汽技术改造工程建成后，可减少购电量，电费支出大幅减少，企业生产成本大幅降低，经济效益十分显著。国内钢铁公司目前由于大量放散煤气引发的煤气中毒事件时有发生，高炉鼓风机电改汽技术改造工程建成后，能彻底杜绝煤气中毒事故，提高安全生产水平。综上所述，高炉鼓风机电改汽技术改造工程是非常必要的，符合国家的有关政策，符合企业的发展需要，具有很好的经济和社会效益。1．5方案的编制原则1)遵照国家有关政策，符合国家现行标准、规范和规程要求。2)尽量将剩余的高炉煤气全部用掉。3)根据剩余高炉煤气量选择锅炉和汽轮机型号。4)鼓风机的工作制度与高炉的工作制度相同。5)充分利用公司现有生产辅助设施和生活设施，减少建设投资。6)工艺布置及工艺流程合理，技术先进，自动化程度高。1．6推荐方案本工程的规模为4台35t／h煤一煤气混烧锅炉及6台4．5MW凝汽式工业拖动汽轮机。汽轮机驱动高炉鼓风机向高炉送风。锅炉：额定蒸发量35t／h，蒸汽压力3．82MPa。汽轮机：进汽量22t／h，额定功率4500Kw。高炉鼓风机：风量1400m3／min，风压0．34MPa，功率4500Kw。2工艺流程及机组选型新钢铁公司现有300m3高炉一座、420m3高炉二座，450m3高炉二座。根据高炉配风需要，需配备风量1400m3／min、风压0．34Mpa高炉鼓风机六台，每台电机功率4500kW。目前，厂内高炉煤气除部分利用外，其余全部对空排放，为节省能源，保护环境，拟将这部分剩余煤气加以利用，对高炉鼓风机进行电改汽节能技术改造。本工程设计规模为4台35t／h煤一煤气混烧锅炉及6台4．5MW凝汽式工业拖动汽轮机，分别拖动六台高炉鼓风机，以满足高炉配风需求，同时降低能源消耗，保护环境。2．1工艺流程剩余高炉煤气经管道输送到锅炉房，进入炉膛燃烧，生产出3．82MPa、450℃的蒸汽，经(Ф273×7管道送至汽机间，驱动汽轮机运转；汽轮机驱动高炉鼓风机向高炉送风。做功后的蒸汽经凝汽器冷却后，由凝结水泵打回锅炉间除氧器，重复利用。锅炉排出的烟气经除尘器除尘后，通过烟囱高空排放。高炉煤气不足时，可掺烧部分烟煤。2．2机炉选型锅炉形式：煤一煤气混烧蒸汽锅炉额定蒸发量：35t／h蒸汽压力：3．82MPa蒸汽温度：450℃给水温度：104℃排烟温度：150~C煤掺烧比例：30％煤气掺烧比例：70％锅炉效率：86％汽轮机型号：N4．5-35进汽量：22t／h额定功率：4500kW进汽压力：3．42MPa进汽温度：435℃排汽压力：0．005Mpa高炉鼓风机风量：1400m3／minj风压：0．34MPa功率：4500kW2．3蒸汽平衡及运行方式本工程共六台汽轮机，需蒸汽66t／h。锅炉产生的蒸汽全部进入汽轮机。根据锅炉和汽轮机的技术性能，绘制了原则性热力系统图，进行了热平衡和技术经济指标计算，编制了蒸汽平衡表和技术经济指标表，计算结果如下：蒸汽平衡表项目汽量(t／h)备注一、3.82MPa新蒸汽锅炉供汽67.054×35t／h汽轮机进汽666×4.5N-35主汽损失1.05二、0.3Mpa蒸汽汽机非调整抽汽7.56×4.5N-35供除氧器7.5三、0.005MPa蒸汽汽机排汽58.176×4.5N-35进凝汽器58.17四、轴封漏汽0.336×4.5N．351相当年发电量228096000kWh2综合厂用电率15％3发电标煤耗率573g／kWh4锅炉年标煤耗量130694t5锅炉年原煤耗量(煤30％)64946t6锅炉年耗煤气量(煤气70％)78098万Nm3运行方式从原则性热力系统图可以看出锅炉接近满负荷运行负荷率达943％汽轮机在纯冷凝工况下满负荷运行机炉匹配合理机组的工作制度与高炉相同年运行352天当高炉日常检修或煤气量降低时可掺烧部分烟煤机组仍保持正常运行机组大修可安排与高炉大修同时进行。3厂址概述及总平面布置31厂址概述辽宁省抚顺新钢铁高炉鼓风机电改汽节能改造工程位于新钢炼铁铁厂区内，厂区内道路已形成网络，交通十分便利。3．2气象条件年平均气温6．6~C年平均降水量760mm年主导风向：NE3．3交通运输新钢铁公司位于沈抚高速公路的南侧公司的主干道与该高速公路连接厂内道路已形成路网公司拥有铁路专用线交通运输十分便利本工程所需的燃煤等原材料均采用铁路及公路运输煤渣及原材料的运输均由公司现有运输设备承担。3．4总平面布置本工程的规模为4台35t／h煤一煤气混烧蒸汽锅炉6台45MW凝汽式汽轮机和6台高炉鼓风机。总平面布置是在现有厂区总体规划布局的基础上根据工艺布置要求及场地条件并考虑了各建构筑物对安全防火卫生的要求进行的锅炉间利用原有的20t／h锅炉房烟气净化系统的电除尘器风机房及烟囱布置在锅炉间北侧汽机间利用原有的10t／h锅炉房新建的循环水泵站及自然通风冷却塔布置在煤气柜西侧原钢厂的沉渣池位置4燃料运输本工程设计规模为4台35t／h煤一煤气混烧蒸汽锅炉6台45MW凝汽式汽轮机和6台高炉鼓风机。锅炉燃料为剩余高炉煤气和II类烟煤。4．1燃料来源抚顺新钢铁公司高炉煤气量约40万Nm3／h除掉铁厂及加热炉烧结厂需要的量外最多140000Nm3／h平均剩余100000Nm3／h最少剩余40000Nm3／h高炉煤气用架空管道从煤气柜输送到锅炉房作为锅炉的主要燃料锅炉的另一种燃料为II类烟煤原煤用汽车运输至锅炉房4．2燃料成分421高炉煤气CO=25％C02=17％02=0．8％N2=56．2％低位发热值：Q=3245kJ／kg4．2．2Ⅱ类烟煤含碳量：Car=46．55％含氢量：Har=3．06％含氧量：Oar=6．11％含氮量：Nar=0．86％含硫量：Sar=1．94％灰份：Aar=32．48％挥发份：Var=38．5％水份：War=9．0％低位发热值：Q=17693kJ／kg4．3燃料耗量按煤气占70％，煤占30％的运行工况计算，燃料消耗量如下：单台炉耗煤量为2t／h，耗煤气量为2．4万Nm3／h。4台炉耗煤量为8t／h，耗煤气量为9.6万Nm3／h。年耗煤量为64946t，年耗煤气量78098万Nm3。4．4燃料运输高炉煤气用架空管道丛煤气柜输送到锅炉燃烧器进入炉膛与煤混合后燃烧II类烟煤用汽车从公司煤场运至锅炉房煤场通过锅炉房现有的上煤设施转运至炉前煤斗，进入炉膛与煤气混合后燃烧。现有的20t／h锅炉房有完善的上煤系统因本工程采用的是II类烟煤与高炉煤气混烧锅炉耗煤量较原有锅炉房小故上煤设施可以满足本工程的需求，旧有煤场、输煤通廊及上煤设施均利用旧有设备。5燃烧系统本工程采用的是II类烟煤与高炉煤气混烧锅炉每台锅炉配一台鼓风机和一台引风机原煤经原有的带式输送给煤机送至给煤仓经溜煤槽送入炉膛燃烧空气经鼓风机后进入空气预热器热风进入锅炉二侧配风母管然后进入炉排下风室高炉煤气燃烧配风也引自配风母管与高炉煤气一起经燃烧器进入炉膛燃烧燃烧后的烟气经过锅炉过热器尾部受热面后进入烟道随烟气排走的微细颗粒由锅炉后部的电除尘器收集。烟气经电除尘器除尘后经引风机、烟囱排向大气。5．2点火方式将木材放入炉膛内后投入火点火。5．3燃烧系统辅助设备鼓风机4台G4-7312N09D型风量24000m3／h风压2500Pa配电机4台：Y200L-4N=30kW。锅炉引风机4台：Y4—73—12N014D型，风机流量135000m。／h；风压3669Pa；转数1450r／min。配用电机Y355—4型，功率N=220KW。5．4烟气净化锅炉燃烧后产生的烟气含有较高浓度的粉尘及二氧化硫，因此必须采取有效的处理措施，使之达到国家排放标准后排放。54锅炉煤质资料：AY=32．48％SY=1．94％锅炉耗煤量：2t／h／台(按煤气70％、煤30％计算)锅炉排灰量：0．207t／11／台(按煤气70％、煤30％计算)锅炉排烟量：79627Nm3／h／台(按煤气70％、煤30％计算)排烟温度：150℃