自备电厂2X150MW机组供热改造工程供热改造工程可行性研究报告1.doc

霍煤鸿骏铝电公司自备电厂2X150MW机组供热改造工程可行性研究报告参加本报告编制的专业人员名单专业室专业专业主管主设人热机室热机化学室化学电气室一次二次照明通讯热控室热控土建室建筑结构总交室总图施工组织暖通室暖通水工室水工工艺技经机务电气土建目录1概述1.1项目概况、编制依据1.2研究范围1.3 主要技术设计原则1.4供热改造项目建设必要性和有利条件1.5工作简要过程2自然条件2.1地理环境条件2.2气象条件2.3工程水文2.4区域地质简况2.5工程地质条件2.6工程地质稳定3热负荷3.1供热区范围及供热现状3.2采暖热指标及采暖热负荷4机组改造方案、热平衡4.1机组改造方案4.2 热平衡4.3 主要技术经济指标4.4 供热可靠性分析4.5 主要工艺系统5热网补水处理系统5.1热网补充水量及水质5.2热网补水处理系统的选择5.3热网补水系统设备综合数据6 供水部分6.1 电厂水源6.2 本期供热改造工程水源6.3 本期供热改造工程用水量及取水设施情况6.4 给排水及消防7电气系统7.1 电气部分设计概况7.2 热网首站负荷预测及电气接线7.3 低压厂用电接线7.4 厂用配电装置布置7.5 二次线、继电保护及自动装置8 热控部分9 暖通部分9.1 设计范围9.2热网首站采暖9.3热网首站通风9.4热网首站空调10 总平面布置10.1热网首站站址条件10.2 站址选择意见10.3 站址总平面规划布置11 土建部分11.1供热首站位置11.2 建筑 结构设计范围11.3设计中采用的主要技术数据11.4地基及基础11.5主要建筑物建筑结构设计12节约和合理利用能源13 施工组织大纲13.1施工场区总平面规划布置13.2主要工程项目施工方案及大型机械配备13.3力能供应13.4交通运输条件及设备运输14运行组织与定员14.1定员14.2供热首站的启动、运行14.3启动试运行注意事项15投资估算、融资方案及财务分析15.1投资估算15.2 融资方案15.3 财务分析16 结论可研报告附图目录序 号图 纸 编 号图 纸 名 称1F383E6K-Z01总平面规划布置图（方案一）2F383E6K-Z02总平面规划布置图（方案二）3F383E6K-J01原则性热网系统图4F383E6K-J02热网首站0.000米层平面布置图5F383E6K-J03热网首站9.000米层平面布置图6F383E6K-J04热网首站横断面布置图7F383E6K-J05抽汽管道平面示意图8F383E6K-H01原则性化学软化水处理系统图9F383E6K -D02高低压厂用电原则接线图（方案一）10F383E6K -D03高低压厂用电原则接线图（方案二）11F383E6K -D04高低压厂用电原则接线图（方案三）12F383E6K-Q01施工场地规划布置图13F383E6K-K01热网控制系统网络配置示意图附 件：附件1 铝电公司2X150MW供热改造可行性报告编制协调会会议纪要；2008年12月28日。1 概述1.1 项目概况、编制依据1.1.1 项目概况霍林河煤业集团公司位于内蒙古自治区东部霍林格勒市境内，地处内蒙古自治区通辽市西北部，锡林郭勒盟东部，兴安盟西南部。该地区煤炭资源丰富，探明储量约131亿吨。此外，有色金属、稀土、硅土及建材资源也很丰富，是内蒙古自治区乃至东北地区重要的一次能源基地。为振兴区域经济，抓住西部大开发和发电用煤紧张的历史机遇，走多元化、可持续法发展的道路，霍林河煤业集团有限责任公司提出扩大煤炭生产、降低企业内部消耗、努力提高企业经济效益的战略构想。依托霍林河煤矿富存的煤炭资源，通过扩能改造的方式，提高霍林河煤矿产量，满足蒙东地区乃至东北地区发电用煤的需要，使企业获得更好的经济效益和社会效益。这个战略构想的实施将给霍林河煤矿的发展展现出更好的前景。对于促进地区经济发展，提高当地人民生活水平都具有重要的意义。内蒙古霍煤鸿骏铝电公司自备电厂属于企业内部的自备电厂，现有装机250MW机组和2100MW机组，分别于2004年、2005年正式投入运行，一期工程机组总装机容量达到300MW。由于霍林河煤业集团扩容改造、内蒙古霍煤鸿骏铝电公司电解铝项目等新增了电力负荷，2005年4月又扩建了2150MW机组， 2006年12月末第一台150MW投入运行，2007年初第二台150MW投入运行，一、二期工程总装机容量达到600MW。随着城市现代化建设步伐的加快，霍林郭勒市的工农业生产和城市建设迅速发展，用热、用电负荷逐年增加。特别是老新城区的不断扩大，城市供热面积迅速扩大，供热负荷快速增长，热、电供需矛盾日益突出。城市现有供热能力已远远不能满足霍林郭勒市日益增长的热负荷需要。霍林郭勒市处于严寒地区，冬季寒冷漫长，分散的小锅炉房供热的可靠性较低，也无备用热源。加之霍煤鸿骏铝电公司自备电厂目前装机具备供热改造的条件，因此对内蒙古霍煤鸿骏铝电自备电厂进行供热改造，提高城市工业化、产业化水平，提高区域竞争力，节约能源，提高城市环保水平，逐步取替耗能、不符合环保要求的小锅炉房，更加充分地利用能源，是势在必行的。辽宁省城乡建设规划设计院编制的内蒙古霍林郭勒市集中供热工程可行性研究已经通过专家审查，内蒙古自治区发展和改革委员会以内发改投字2004688号文对供热工程进行了批复。1.1.2 城市概况霍林郭勒市位于东经1181746-1194612；北纬4516-4546，地处内蒙古科尔沁草原深处，总面积585平方公里。距蒙古国直线距离120公里。霍林郭勒市是内蒙古自治区直辖的一座新兴的草原煤炭城市。位于内蒙古自治区通辽市西北部，大兴安岭南麓。西北邻锡林郭勒盟的东乌旗，南接赤峰市的阿旗，西南与通辽市的扎旗相连，东北靠兴安盟的科右中旗及军马场，处于二盟一市五旗一场的交界处。处在科尔沁草原与锡林郭勒草原交汇地带，水草丰美，气候宜人，资源丰富，交通便利，是一块极富开发潜力的土地。从城市发展现状、资源、气候上分析，霍林郭勒市具备以下几个特点：1.1.2.1 煤炭城市。境内优质低硫褐煤储量131亿吨，高含量腐植酸5000万吨，全国闻名的五大露天煤矿之一的霍煤集团在本市境内，其生产能力已达到1000万吨。1.1.2.2 草原城市。霍林郭勒市位于科尔沁草原与锡林郭勒草原交汇处，是通辽市境内保持较为完好的原始草原，地上资源有野生动物30余种，野生植物20余种，荮材120余种，年储量300万公斤。1.1.2.3 避暑城市。霍林郭勒市属于典型的寒冷，半干旱大陆气候，冬季漫长寒冷，夏季短促凉爽，风景怡人，属于良好的避暑胜地。1.1.2.4 初具雏型的区域经济中心城市。经过建市十几年的开发建设，全市经济和社会事业取得了长足发展，城市基础设施初具规模，对周边地区具有较强的辐射和拉动作用，文化、教育、卫生等社会事业已形成体系，群众性娱乐设施齐备，有内蒙古自治区一流的体育馆，交通通讯相对便利，主要交通干线有304国道、呼霍公路、霍市乌兰浩特公路、霍市天山公路、霍市东乌旗公路和通霍铁路。多年来，霍市已发展成为周边地区的生产物质、生活用品的供应地，农畜产品集散地及文化娱乐中心，辐射周边农牧区的功能已初步显现出来，是内蒙古东部重要的能源基地。1.1.3 编制依据1）筹建单位的委托书和合同；2）业主确认的主要技术原则；3）国家颁发的有关规程、规定及相应的技术标准；4）业主提供的其它资料等。1.2 研究范围本项目设计范围如下：1） 落实供热改造的可行性；2） 提出合理的抽汽方式，并以技术经济比较为依据；3） 机组供热参数选择；4） 抽汽改造后的电力平衡；5） 投资框算；6） 热网首站的布置、厂内汽机房至首站的热网管架走向初步规划。1.3 主要技术设计原则根据可行性研究内容深度规定的要求，并遵照热电联产项目可行性研究技术规定，结合铝厂自备电厂负荷性质，初步论证该电厂的抽汽供热改造的可行性，经过与业主方多次协商，并与汽轮机厂就抽汽问题进行了多次交流，结合本工程特点确定了以下主要技术原则：13.1 本期改造按机组的最大供热能力考虑热负荷设计。13.2 按照主机厂打孔抽汽改造方案提供的抽汽参数，推算一次热网的供回水温度。13.3 采暖综合热指标110W/m2。13.4 新建热网首站的位置考虑靠近2X100MW首站布置和靠近2X150MW机组厂房布置两个方案，工艺专业进行两个方案的设计和比较。13.5 主厂房内抽汽管道的引出方案，由设计院和电厂方协商确定。13.6 新建热网首站内布置补水处理装置，处理能力同时能满足原2X100MW机组热网的补水。13.7生水的补水位置，在3号水塔补水管道上引接。13.13 新建首站建成后将原首站控制部分上位机采用通信方式移至新建首站，实现在新建首站内集中控制，与主机相关的系统控制及参数显示进入DCS，由设计院结合现场统一考虑。13.9 新建首站所需的电源容量确定后，由电厂方选定引接位置，原则上取自14号机6千伏厂用段。13.10 污水排放接至原热网首站排污管线。13.11 设计中要贯彻国家有关控制工程造价文件，认真执行现行的设计标准，投资估算应力求准确。13.12 按火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（报批稿）修改版）的规定完成可行性研究。1.4 供热改造项目建设必要性和有利条件1.4.1 城市发展条件霍林郭勒市是内蒙古自治区东部的重要城市，以发展煤炭、电力以及铝业、化工、建材、畜牧产品加工为主，同时第三产业协调发展，构筑了内蒙古东部新兴区域能源工业城市。霍林郭勒市有极好的天然矿产资源优势，已探明煤炭储量131亿吨。仅霍林河沙尔呼热露天矿就已形成年产1000万吨原煤的生产能力。霍林郭勒市因煤而建，缘煤而兴，霍林河露天煤矿是全国五大露天煤矿之一，座落在市区，素有“塞北城”之称，是一座新兴的绿色能源工业旅游城市。随着改革开放的不断深入，霍林郭勒市的城市和经济发生了高速发展，取得了巨大成就。目前，正在向以工业化为主体的现代化城市发展。经过近二十年的开发建设，现已形成辖区585平方公里，建城区22平方公里的规模，按照城市总体规划中城市定位和城市产业发展方向，建设成为“现代能源密集型工业城市”和“草原生态城市”。充分利用当地山形水系和原始草原特点，做好宏观层次城市景观，挖掘城市民族历史和现代文化内涵，建成绿色能源工业旅游城市。霍林河新型能源化工新技术工业园区已被内蒙古列为20个重点工业园区之一，园区已入驻项目包括霍煤鸿骏铝电项目60万千瓦电厂，年产40万吨铝厂，以及中电霍煤集团规划的660万千瓦机组大型坑口电厂。随着电厂的建设和冶金化工等开发产业集聚，人口增加，霍林郭勒市的发展将进一步加快。“十五”末期，霍林郭勒市形成了跳跃式发展，规划和在建设目越来越多，建设投资非常活跃，工业区、商业区、住宅区的建设速度猛增，已突破了该区域原有的规划规模，热、电负荷需求剧增。根据热负荷调查，新区内现有热源已远远满足不了热负荷的增长要求。此外，由于现有部分建筑采暖仍采用分散小锅炉和大型集中供热锅炉房供热，导致能耗高，除尘及脱硫效率低、燃煤及灰渣运输对城市造成污染和阻碍城市交通、占用大量城市用地等问题。因此，霍林郭勒市政府已将霍煤鸿骏铝电公司自备电厂热电联产技术改造作为重要的城市基础设施列入城市热电发展规划和城市建设规划。1.4.2 符合国家能源产业政策霍煤鸿骏铝电公司自备电厂热电联产技术改造项目具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益，是城区治理大气污染和提高能源综合利用率的必要手段之一，是提高市区居民生活质量的公益性基础设施，符合国家发展循环经济及可持续发展战略。该项目的建设符合城市发展的总体规划，也符合国家发展热电联产等有关能源建设方针、政策，不仅保证了城市集中供热和供电的需求，也是煤耗低、排放少、节水、节能的环保项目，符合建设资源节约型、环境友好型社会要求。1.4.3 满足霍林郭勒城市供热发展的剧增需求，提高供热质量随着霍林郭勒市的发展，规划和在建设项目越来越多，建设投资非常活跃，工业区、商业区、住宅区的建设速度猛增，供热需求剧增。现阶段开发区的集中供热建设规模已明显滞后于城市建设发展的需要，造成一些用户的用热需求得不到满足，越来越多的热用户都采用自建小锅炉房和小油炉自行供热，致使能源浪费、环境污染严重，这不但影响的城市形象，也在一定程度上阻碍了经济的发展。为改善霍林郭勒市的环境质量，有效的控制和减少该区域的大气及水质污染，提高当地人民生活水平，只有采用热电联产作为热源的支撑，变分散供热为集中供热，取消众多的采暖小锅炉，才能满足霍林郭勒市日益发展的热负荷需要。因此，霍煤鸿骏铝电公司自备电厂热电联产技术改造的建设显得尤为迫切和重要。根据内蒙古霍林郭勒市集中供热工程可行性研究，热电联产技术改造后的霍煤鸿骏铝电公司自备电厂成为整个城市供热区域的供热热源，近期可供采暖面积150万平方米，中期（2009年）可达到260万平方米，远期（2015年）可达到400万平方米。1.4.4 霍林郭勒市具有丰富的煤炭资源，又在鸿骏铝业集团自备电厂附近具有充分的工业蒸汽余力，与其它城市相比，该市发展集中供热具有独一无二的优势。在北方地区，靠近城市的自备电厂有责任向附近地区或城市供热，满足周边用户的供暖需求，这对提高投资的社会收益、经济效益和环境效益都是极其有利的。1.4.5 寒冷地区搞城市集中供热是城市重要的基础设施之一，有利于提高城市工业化、产业化的水平，提高区域的竞争能力。综上，作为霍林郭勒市重要的热电联产项目，电厂热电联产技术改造将对霍林郭勒市的供热及改善区域环境质量、平衡地区供电缺口将起到重要的作用。同时，对带动地区经济协调发展起到积极的推动作用。本项目建设是非常迫切和必要的。1.5 工作简要过程2008年12月内蒙古霍煤鸿骏铝电公司与东北电力设计院就本工程项目的可行性研究工作进行了初步磋商，与我院签订了设计咨询委托合同。2008年12月28日东北院专业人员到现场收资，双方就供热改造可行性报告编制的主要技术原则在现场召开了协调会，并形成了会议纪要。东北电力设计院于2009年1月4日正式启动了可行性研究报告的编制工作，在霍煤鸿骏公司的大力支持下，于1月18日取得了主机厂初步热平衡资料，东北院根据设计咨询合同、会议纪要，依据行业有关规程规定以及本工程区域的实际条件，于2009年2月，编制完成本工程可行性研究报告。在此对给与东北电力设计院工作大力支持的霍煤鸿骏铝电公司的相关部门领导和同志表示诚挚谢意。2 自然条件2.1 地理环境条件电厂厂址位于内蒙古自治区东部霍林格勒市境内。霍林格勒市隶属内蒙古自治区通辽市，在通辽市西北部，锡林郭勒盟东部，兴安盟西南部。距通辽市约310km。霍林河煤业集团公司总部就设在此地。该市以煤炭及副产品的生产为支柱工业，城市人口为近10万人。霍林河煤业集团公司自备电厂工程项目厂址位于内蒙古自治区霍林郭勒市南侧，距市中心约2.8km。电厂厂址处于霍林河西岸一级阶地与丘陵接触部位，南面和西面是丘陵，北面临近市区，东面是霍林河。厂址自然地面高程在835.00m848.00m之间，地面自然坡度约为2.2。厂址地下水属基岩裂隙水，分布不连续，钻进中可见水位约9m，稳定后水位在8m左右，具微承压性。2.2 气象条件霍林河煤业集团公司自备电厂2100MW机组工程厂址地处大兴安岭余脉山地，大兴安岭西坡。为山地向内蒙古平原的过渡地带，属于寒温带大陆季风气候，其特点是：冬季严寒漫长，春季干旱多大风，夏季短暂凉爽，昼夜温差大，秋季降温迅速。一般68月炎热，11月末到次年3月寒冷，5月中至9月底为雨季，10月到次年5月上旬是雪季。全年日最低气温等于或低于0的日数为220天左右，无霜期仅70天左右。大风日数多，5级及8级以上大风天数年平均为173天和59天。霍林河气象站历年实测气象资料统计如下：多年平均气温0.1C极端最高气温35.4 C极端最低气温-37.6 C多年平均降水量373.7 mm年降水量最大值为648.8 mm(1998)年降水量最小值为193.1 mm(1999)一日最大降水量为111.8 mm(1998.8)多年平均蒸发量1547.0 mm多年平均风速4.5 m/s极端风速30 m/s多年平均相对湿度68 %历年最大绝对湿度26.8 mb历年绝对湿度5.7 mb多年平均气压911.1 hPa最大积雪深度150 mm最大冻土深度268 cm主导风向为：全年主导风向C(18%)，WNW(14%)夏季主导风向C(19%)，WNW(10%)冬季主导风向C(14%)，WNW(13%)气象要素统计成果见表2.2-1。霍林河气象站气象要素统计表表2.2-11月2月3月4月5月6月平均气压(hpa)919.2918.5916.4911.4910.0908.5平均气温(C)-20.3-16.8-7.62.911.116.5相对湿度(%)7573624947637月8月9月10月11月12月年均平均气压(hpa)908.6911.7915.5918.3918.9918.9911.1平均气温(C)17.517.410.72.3-9.2-15.30.1相对湿度(%)75756659677268频率为P=10%的干球温度为23.5C，与之相应的相对湿度65%，气压914.5hPa。2.3 工程水文本区河流有三条：霍林河为本区的主要河流，发源于煤田南部的罕山北麓，流经矿区东缘；和热木特河为季节性河流，位于沙尔呼热区北部，流程不到16km，注入霍林河；在沙尔呼热区南部边缘有查格达布拉格河，流程约9km，同样汇入霍林河。霍林河煤业集团公司自备电厂厂址位于霍林郭勒市南侧，距市中心约2.8km。厂址处于霍林河西岸一级阶地与丘陵接触部位，南面和西面是丘陵，北面临近市区，东面是霍林河。厂址自然地面高程在839.55m848.46m之间，地面自然坡度约为2.2%。百年一遇的洪水位为835.00m。2.4 区域地质简况厂址一带位于大兴安岭两翼中生代形成的霍林河煤田断陷盆地之东南边缘，地层主要有上侏罗系底部的火山碎屑岩，和上侏罗系或下白垩系的砂泥岩等。地层走向北东，微倾向北西，第四系松散堆积物不整合覆盖于其上。本区位于新华夏系大兴安岭褶皱隆起带西缘的二级槽地中，燕山运动早期构造运动强烈，出现了一系列北北东，北西向断层，形成山间断陷盆地，燕山晚期构造运动趋缓和，盆地内建造了上侏罗系或下白垩系地层。本区主要断裂有北东向和北西向两组，经物探查证，这两组断裂派生的次一级的三条断层通过厂址区，其中两条大致平行，走向呈北西，倾向北东，倾角70左右，为正断层，另一条正交于这两条断层，呈北东走向。这三条断层之破碎带宽度约2030m。更新世晚期厂址一带处于新构造运动的平静时期，接受第四纪沉积，形成厚度8m左右的砂砾石及粘性土层，强烈进行着夷平作用和流水堆积作用。2.5 工程地质条件厂址地表平坦，略向东倾斜，标高多在839847m之间，地貌上段处于山前与河流之间的冲洪积台地上，地基土主要由第四系松散堆积物和侏罗系或白垩系软质泥砂岩构成，一般基岩面起伏较稳定，多在地表下78m左右，钻探结果地基土主要层位及力学性质如下：粘性土层：以粉质粘土为主，黄褐色，硬塑状态，厚度在23m，一般为季节性冻土，不宜做建筑物持力层。砂砾石层：以砾石、砾砂为主，间接少许中、细砂，一般厚度在24m，厚度由山前向河流方向增大，稍密到密，承载力为220250kPa。残积土：由泥岩和砂岩风化而成，多以泥岩形成为主，从塑性指数段属粉质粘土，褐黑、灰色为主，可塑坚硬状态，很湿，饱和度多在80%以上，不均匀，厚度变化大，一般约1.56m，承载力为150170kPa。强风化泥、砂岩：以泥岩居多，黑褐、灰色，泥岩风化成块体状，裂隙发育，砂岩体颗粒强度降低，手感稍有塑性，承载力为220230kPa。本工程主要建筑物地基暂按天然地基考虑。2.6 工程地质稳定从区域构造运动和新构造运动及地震地质分析，本区断裂均不属活动断裂。霍林河地区地震基本裂度为VI度。地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。3 热负荷3.1 供热区范围及供热现状霍林郭勒市目前供热区范围相对比较集中。据2004年的统计，大致以哲里木大街为界，北区现有供热面积58.1万，热源有五台20T/h锅炉；以哲里木大街以南的南区现有供热面积22.6万，也有五台20T/h锅炉；另有东机修厂供热面积2.0万，设有四台4T/h锅炉；西机修厂供热面积2.3万，设有三台6T/h锅炉。由供热现状可知现有供热面积与其相配的锅炉吨位很不相符，不是预留锅炉吨位太大就是锅炉燃烧效率很差。根据一般框算，一吨锅炉可带1万采暖面积，由此可见分散供热的浪费相当可观，不但造成能源的浪费，同时也造成城市污染的增加。3.2 采暖热指标及采暖热负荷3.2.1 采暖热指标根据城市热力网设计规范（CJJ34-2002）推荐的居住区热指标（未采用节能措施）为6067W/，结合当地的实际情况，当地供热公司提供的热指标为110w/，与规范差距较大，经过建设方与当地供热公司了解沟通，供热公司明确当地以及相近地区（如伊敏等地）均按照110w/进行设计，本项目可研阶段暂按照110W/设计，由于今后新建筑将按节能措施进行，所以取此热指标，从发展的眼光看是有富余的。3.2.2 采暖热负荷近期采暖热负荷详见“采暖热负荷一览表”（表3.2-1）。中期采暖热负荷根据霍政函发200626号文确定2009年供热面积为260万m2，远期至2015年供热规划暂按照400万m2。热负荷汇总见表3.2-2。采暖负荷一览表表3.2-1序号项 站 名2005年2007年面积 （万）热负荷（MW）面积 （万）热负荷（MW）1机修厂7.31610.242第三土建公司11.2138.323煤业股份12138.324矿物局公安处10138.325东方汽修10138.326活动中心10148.967市建设局10138.328配件服务站10.5138.329旱冰场11138.3210第一幼儿园10138.3211印刷厂131610.2412合计11515096供热热负荷汇总表表3.2-2年度最大热负荷（GJ/h）实现供热面积(万平方米)折算到电厂出口最大热负荷（t/h）当前6001502822009104026049020151600400753 说明：电厂出口供热蒸汽参数为0.245MPa，130. 供热介质为高温热水，供回水温度为120-80.依据上述热负荷需要，为满足2015年最大供热热负荷1600GJ/h，实现供热面积400万平方米，确定电厂出口供热参数如下：表3.2-3项目单位400万平方米年平均供热量GJ5913600小时最大供热量GJ/h1600小时平均供热量GJ/h1120供水温度120回水温度80热网循环水量t/h9510热网补水率1.5采暖小时数h52804 机组改造方案、热平衡4.1 机组改造方案根据热负荷需求，考虑各阶段的具体供热要求，电厂分阶段进行改造，即可满足当地供热的需求，又可保证自备电厂电负荷的要求。根据当前供热面积确定为150万m2，已经首先改造了一期2x100MW机组，到2009年供热面积需求为260万m2，继续改造了一期2x50MW机组，远期至2015年供热规划面积为400万m2，本期继续改造二期2x150MW机组，以满足当地供热热负荷的规划。 本期供热改造工程通过对霍煤鸿骏自备电厂二期工程2X150MW纯凝汽轮机经打孔抽汽改造成可调整抽汽式供热机组。从经改造后安装了调节阀的汽机中压缸至低压缸的连通管上抽汽，作为本供热工程的汽源。150MW汽轮机额定进汽量为450t/h，最大进汽量为480t/h。在联通管上进行打孔抽汽，通过安装在联通管上的调节蝶阀将抽汽压力调整在0.20.3MPa，温度241，单台机组额定抽汽量为150t/h，最大抽汽量为200t/h。两台机组同时供热最大可抽出400t/h蒸汽用于供热。每台机组的抽汽管道从主厂房A排引出，连接到A排外的供汽管道，去往供热首站。4.1.1 150MW汽轮机改造前的型式及参数1）锅炉 型号：WGZ-480/13.7-5型型式：超高压一次中间再热、自然循环燃褐煤煤粉炉最大连续蒸发量（BMCR）： 480t/h 过热器出口蒸汽压力： 13.73 MPa 过热器出口蒸汽温度： 540 再热器出口蒸汽流量： 394.404t/h 再热器入口蒸汽压力： 2.8028 MPa 再热器出口蒸汽压力： 2.654 MPa 再热器入口蒸汽温度： 331.5 再热器出口蒸汽温度： 540 给水温度： 250.7 空气预热器出口烟气温度 160 锅炉保证效率(低位发热量)： 90 %2）汽轮机型号：N150-13.24/535/535型式：超高压、一次中间再热、双缸双排汽凝汽式汽轮机.主要参数铭牌工况 额定功率： 150 MW 主蒸汽流量： 474.8 t/h 主汽门前额定蒸汽压力： 13.24 MPa 主汽门前额定蒸汽温度： 535 再热蒸汽流量： 388.18 t/h 再热蒸汽进汽阀前压力： 2.623 MPa 再热蒸汽进汽阀前温度： 535 热耗率(保证值)： 8518 KJ/kWh 额定背压： 11.8 KPa 额定转速： 3000 r/min3）发电机型号： QF-165-2-15.75 额定容量： 176.5 MVA 额定功率： 150 MW 额定功率因数： 0.85 (滞后) 额定电压： 15.75 kV 额定电流： 6468.5 A 额定转速： 3000r/min 额定频率： 50Hz 发电机效率(保证值)： 98.6% 冷却方式： 密闭循环空气空冷，转子空内冷 励磁型式： 自并激静止可控硅励磁4.1.2 150MW汽轮机改造后的参数 可调整抽汽供热压力范围：0.20.3MPa 最大抽汽工况 功率 128.077MW 进汽量 480t/h 进汽温度 535 进汽压力 13.24MPa 采暖抽汽压力 0.27MPa 采暖抽汽温度 241 最大采暖抽汽量 200t/h4.1.3 机组供热方案一热网首站布置位置为方案一，根据东方汽轮机有限责任公司提供的机组改造后的热平衡图资料，经过计算，由于汽机抽汽口到热网首站抽汽管道长度约300米左右，考虑供热管道压降温降损失后，按每台机组最大抽汽能力200t/h,本方案2x150MW机组可以供出最大热负荷922GJ/h，实现供热面积约233万平方米。热网供回水温度为12080。方案一热网首站出口供热参数见表4.1-1。方案一热网首站出口供热参数表4.1-1项 目单位数值加热蒸汽压力MPa0.235加热蒸汽温度224.5加热蒸汽焓值 kj/kg2918热网疏水焓值 kj/kg527最大采暖抽汽量t/h2X200热网加热器及管道效率0.97供热量MW256供水温度120回水温度80热网循环水量t/h5800采暖小时数h5280说明：电厂出口供热蒸汽参数为：0.27MPa，241。4.1.4 机组供热方案二热网首站布置位置为方案二，根据东方汽轮机有限责任公司提供的机组改造后的热平衡图资料，经过计算，由于汽机抽汽口到热网首站抽汽管道长度约800米左右，考虑供热管道压降温降损失后，按每台机组最大抽汽能力200t/h,本方案2x150MW机组可以供出最大热负荷898GJ/h，实现供热面积约227万平方米。热网供回水温度为11070。方案二热网首站出口供热参数见表4.1-2。方案二热网首站出口供热参数表4.1-2项 目单位数值加热蒸汽压力MPa0.18加热蒸汽温度190加热蒸汽焓值 kj/kg2851热网疏水焓值 kj/kg491最大采暖抽汽量t/h2X200热网加热器及管道效率0.97供热量MW250供水温度110回水温度70热网循环水量t/h5600采暖小时数h5280说明：电厂出口供热蒸汽参数为：0.27MPa，241。4.2 热平衡冬季平均供热工况和冬季最大供热工况蒸汽平衡表分别见表4.2-1和表4.2-2。冬季平均供热工况蒸汽平衡表表4.2-1汽源用汽锅炉 2x480t/h 2x459t/h 合计918t/h汽轮机 2x450t/h 汽水损失 2x9t/h 合计918 t/h0.27MPa汽轮机抽汽 2x150t/h 合计300t/h热网加热器用汽 2x150t/h 合计300t/h冬季最大供热工况蒸汽平衡表表4.2-2汽源用汽锅炉 2x480t/h 2x480t/h 合计960t/h汽轮机 2x470t/h 汽水损失 2x10t/h 合计960 t/h0.27MPa汽轮机抽汽 2x200t/h 合计400(t/h)热网加热器用汽 2x200t/h 合计400(t/h)4.3 主要技术经济指标主要热经济指标见表4.3-1。热经济指标计算结果序号项 目单位方案一方案二冬季平均夏季平均冬季平均夏季平均1采暖热负荷t/h2x1502x150-2汽机进汽量t/h2x4502x4502x4502x4503发电功率kW2x1265882x1500002x1265882x1500004全年供热量GJ/a3.651x10123.560x1012-5锅炉蒸发量GJ/h2x4502x4502x4502x4506发电年均标准煤耗率g/kWh293.3295.27综合厂用电率%8.1738.1448供单位热量耗厂用电量kWh/GJ5.735.739供电年均标准煤耗率g/kWh314.7316.810供热年均标准煤耗率kg/GJ40.1540.1611年发电量kWh/a1.8031091.80310912年供电量kWh/a1.6561091.65710913发电设备利用小时h6011601114锅炉设备利用小时h6761676115全年耗标煤量t/a67549267538316年均全厂热效率%49.148.617全年热电比%61.2459.6918全年节约标煤量t/a253317247459表4.3-14.4 供热可靠性分析 上述指标计算是基于铝电公司用电的特殊需要，在全年扣除大小修后设备年运行小时数按6835小时计算，可以看出，两个方案全厂热效率满足热电联产供热指标规定大于45，全厂热电比大于50，符合规定要求。从上述经济指标比较看出在两个方案发电量相同，供电量非常接近的情况下，方案一在供热量、发电标准煤耗、供电标准煤耗、全厂热效率及热电比方面均优于方案二，所以推荐方案一。以下就方案一进行供热可靠性分析：4.4.1 根据机组热平衡分析，改造二期2x150MW机组，按每台机组最大抽汽能力200t/h计算，可以供出最大热负荷922GJ/h，按业主提供的采暖综合热指标110W/m计算，可实现供热面积约233万平方米。当其中一台锅炉出现事故停机时，可以考虑由当地调峰备用锅炉承担230GJ/h供热量，以保证最大供热负荷75的热量，满足规程规定的要求。 4.5 主要工艺系统按推荐方案方案一，热力系统按供热量256MW，可实现最大供热面积233万平方米设计。4.5.1 蒸汽系统汽轮机抽汽系统为单元制每台机组抽汽系统为“双-单-双”制，即将汽轮机的两根汽缸联络管连通，引出一根抽汽母管，从汽机房内引出去往热网首站，到首站处再分成两根分别接至两台热网加热器。系统设置4台热网加热器，每台汽机对应2台。蒸汽在热网加热器内凝结放热，疏水进入疏水罐，由疏水泵送回主厂房内的除氧器。系统设置2台疏水罐，每台机对应1台。系统设置4台变频调速疏水泵，每台机对应2台，一台运行，一台备用。4.1.2热网水系统热网水经过过滤器过滤后，由热网水泵泵至热网加热器换热后供至市区热网。系统设置5台热网水泵，4台运行，1台备用。热网水系统的定压采用化学补水管路上的调节阀定压。4.1.3 热网首站布置热网首站厂房暂按25x37.5米的供热设备热网首站厂房及18x24米的热网补水软化处理车间设计，供热设备热网首站主厂房分2层。零米层及中间层布置5台热网水泵、4台疏水泵、2台疏水罐、电气配电间等辅助设备。9米层布置4台热网加热器、一台检修用的电动单梁桥式起重机、控制室及电气控制间等。5 热网补水处理系统5.1 热网补充水量及水质5.1.1 热网补充水水源热网补充水水源为疏干水，疏干水水质分析报告见表5.1-1,水质分析资料为计算原始数据。北矿二采区坑下疏干水水质分析报告日期：2003年5月19日表5.1-1序号项目数量序号项目数量1色微黄23钾（mg/l）5.442浑浊度轻微浑浊24钠（mg/l）46.63嗅和味明显嗅味25砷（mg/l）0.0044肉眼可见物少量黄色颗粒物26汞（mg/l）0.00055水温C927六价铬（mg/l）0.0026电导率（s/cm）94428硒（mg/l）-7pH值6.7229总磷(mg/l)0.0688总固体(mg/l)63230总氮(mg/l)1.509悬浮物(mg/l)1231化学需氧量(mg/l)17.010溶固体(mg/l)62032氨氮(mg/l)0.40711总硬度(mg/l)47433亚硝酸盐氨(mg/l)0.01812钙(mg/l)12834硝酸盐氨(mg/l)0.25313镁(mg/l)37.635挥发酚(mg/l)0.000514氯化物(mg/l)13.236氰化物(mg/l)0.00215铅(mg/l)0.00537氟化物(mg/l)0.6016锌(mg/l)0.01338硫酸盐(mg/l)10617铜(mg/l)0.00239细菌总数(个/ml)118镉(mg/l)0.00140大肠菌群数(个/l)319铁(mg/l)5.6041总酸度(mg/l)18520锰(mg/l)0.76242碳酸氢盐碱度(mg/l)52021银(mg/l)-43硫化物(mg/l)0.03222总碱度(mg/l)426-5.1.2 热网补充水水质：溶解氧：100mg/L总硬度：700umol/L悬浮物：5mg/L5.1.3 热网补充水处理系统容量由于现有一期热网补水是采用一期循环水处理系统供水，根据现有电厂实际运行状况，一期循环水处理系统仅能满足自身用水量，无法满足一期热网补水，因此新建热网首站补水处理系统的容量应同时满足原2X100MW机组热网的补水和本期热网补水。所以本期工程热网补充水量为：一期热网循环水量：3800t/h；本期热网循环水量：7000t/h；3800x1%+7000x1%=108t/h（按照规程规定热网补充水量为热网循环水量的12%，本工程取1%）,需生水量为120t/h。5.2热网补水处理系统的选择根据原水水质及热网补水要求，本工程拟采用过滤及钠离子软化方案。具体流程如下： 冷却塔进水管多介质过滤器钠离子交换器 软化水箱软化水泵热网补水。本工程设置3台多介质过滤器(2用1备)及其配套的反洗水泵及反洗风机；3台钠离子逆流再生交换器(2用1备)、1台树脂清洗罐及其配套的食盐贮存及再生系统，1台300m3的软化水箱及3台补水泵。此外，设置3台生水泵，以提升生水压力。5.3热网补水系统设备综合数据热网补水系统设备综合数据见表5.3-1。热网补水系统设备综合数据表表5.3-1序号设 备 名 称数量设 备 规 范备 注 1生水泵3台Q=4896m3/h P=0.550.42MPa2反洗水泵1台Q=300m3/h P=0.25MPa 3多介质过滤器3台3000 HR=400/8004钠离子交换器3台2000 HR=25006树脂捕捉器3台DN1507软化水箱1台V=300m3 =77168补水泵3台Q=5096m3/h P=0.550.42MPa9食盐再生装置1套10再生水泵1台Q=40m3/h P=0.30MPa11盐池1座V=80m312罗茨风机1台9.72m3/min 78.4kPa13树脂贮存罐1台2000 HR=25006 供水部分6.1 电厂水源霍煤鸿竣铝电公司自备电厂：一期工程为2台50MW机组，二期工程为2台100MW机组，三期工程为2台150MW机组，电厂一、二期及三期工程已全部建成投产。霍煤鸿竣铝电公司自备电厂水源由煤矿疏干水、厂外工业排水和地下水三部分组成。为节约地下水，在设计时电厂水源以煤矿疏干水、厂外工业排水为主，不足部分由地下