电厂锅炉改造可研报告

xxxx 矿业有限责任公司 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能 改造工程 可行性研究报告 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 1 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 2 第一章 申报单位及项目概况 1.1 项目申报单位概况 1.1.1项目名称及性质 拟建 项目名称： 沈阳煤业 （ 集团 ） 鸡西盛隆矿业有限责任公司 煤矸石电厂2号 锅炉节能 改造 工程 拟建 项目 性质 ： 该项目属 燃煤工业锅炉 节能改造 1.1.2 项目申报单位 项目 申报 单位： 沈阳煤业 （ 集团 ） 鸡西盛隆矿业有限责任公司 煤矸石电厂 项目 申报 单位 隶属关系 ： 煤矸石电厂是沈阳煤业（集团）在鸡西投资十多亿的鸡西盛隆矿业有限责任公司下属“五矿二厂”其中的一个处级单位。 项目法人代表： 单忠凤 项目 申报单位地址 ： 鸡西市梨树区 碱场煤矿 1.1.3 项目 申报 单位 情况 沈煤集团鸡西盛隆公司煤矸石电厂，前身是黑龙江省碱场煤矿坑口 热电厂 ， 2006 年 3 月 29 日由沈煤集团收购 ,企业现有职工 170 人 。电厂燃料主要来源为碱场煤矿（该煤矿同样隶属于沈阳煤业集团鸡西盛隆矿业有限责任公司）生产的 煤和 煤矸石。 2007年 碱场煤矿已查明原煤储量约为 5000万 t，全矿有两对生产井口，现年产煤量为 130 万 t 左右 （可产 煤矸石 20万 t） ，可采年限约 为 40年。 碱场煤矿于 1989 年利用自身优势建设一座坑口 热电厂 ，设计装机容量12MW（三炉两机）， 1992 年一期工程建成投产了 2 台 35t/h中温中压 链条炉排蒸汽锅炉 +1 台 6MW 单抽冷凝式机组 ， 现 年发电量 3600 万 KWh，并承担梨树区 碱场矿区 4.6万 建筑物的供热 及 碱场矿的热风负荷 。 2001 年煤矸石电厂将 1 号锅炉由链条炉排蒸汽锅炉改造为循环流化床煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 3 蒸汽锅炉 ， 锅炉由原来燃烧 19.03MJ kg 的 原煤 改为燃烧 低位发热值小于10.74MJ kg的煤矸石。 当年企业 获得了原黑龙江省经济贸易委员会颁发的“资源综合利用发电 和热电联产企业 (机组 )认定证书”； 2003 年 12 月， 企业 又获得了原黑龙江省经济贸易委员会颁发的“资源综合利用发电和热电联产企业 (机组 )认定证书” (以煤矸石为燃料综合利用发电 )，并可享受减免税优惠政策。近几年来， 企业 对矿区的煤矸石资源综合利用，发挥了较大的作用。 1.2 项目概况 1.2.1项目提出 的必要性 鸡西市是我国重要的煤炭生产基地， 90 年代煤炭生产达到了开发高潮，现已发展成为以煤炭工业为主的工业体系。鸡西市总体规划中强调要进一步发展煤电化新型能源产业，同时加快煤炭资源精深加工业，提高煤炭生产的附加 值，改变能源城市单一生产原煤的局面，加快能源结构调整，大力发展新能源，提高能源资源利用效率。随着煤炭工业及煤炭精加工的发展，煤炭 废弃物 -煤矸石也大量产出，根据黑龙江省能源研究所编制的鸡西市煤矸石综合利用规划（ 2006 2020 年），到目前为止，除已利用的部分煤矸石，现有掘进矸约 12500 万 t；洗矸约 2000 万 t；洗矸泥约 300 万 t；而且今后每年仍将产生（ 600 700）万 t 的煤矸石。 仅隶属于沈煤集团鸡西盛隆有限责任公司的碱场煤矿已查明原煤储量约 5000 万 t，全矿有两对生产井口，现年产煤量为 130 万 t 左右，可采年限约为 40 年。每年 碱场矿 产煤矸石 20万 t， 而 鸡西盛隆公司煤矸石电厂 现在 每年 仅 可消耗 10万 t，还剩 10万 t急需处理，如 此大量的矸石因无法处理，露天堆积在洗煤厂和井口附近，并经常发生自燃，严重 污染 鸡西市环境。另外，煤矸石的露天堆放，给鸡西市的地表水和地下水造成污染，给人民生活带来极大损害。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 4 随着国家振兴东北老工业基地政策的实施，以及国家发展和改革委员会节能中长期专项规划、能源产业结构调整指导目录（ 2005 年版）、中国节能技术政策大纲 (2005 年修订征求意见稿 ) 和 关于印发“十一五”十大重 点节能工程实施意见的通知 (发改环资 20061457 号 的颁布，沈煤集团鸡西盛隆有限责任公司按照 “ 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 ” 、国家发展改革委、建设部关于印发热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设管理暂行规定的通知（发改办能源 2007141 号）和建设节约型社会的要求，该企业积极策划 实施“以煤为主、变废为宝、多业并举”的循环经济产业链，建设煤 矸石、供热、发电、建材综合开发利用一体化的“环保节能示范项目”。 综上所述，为响应国家“节能减排”政策，实现“十一五”期间节能减排的总体目标，充分 利用当地资源，节约宝贵的能源，改善 鸡西 市生态环境质量， 沈煤集团鸡西盛隆有限责任公司 对 2 号链条炉排蒸汽 锅炉进行技术改造是非常必要的，这不仅 符合国家的 节能减排 政策， 而且也 是 企业提高经济效益的必然途径 。 1.2.2 项目主要建设内容 1)改造现有 2号 35t/h链条炉排 蒸汽 锅炉 为 CG-35/3.82-M循环流化床锅炉； 2)更换现有水膜文丘里除尘器为布袋除尘器； 1.2.3 项目主要设备选型 1.2.3.1锅炉参数 锅炉型号 CG-35/3.82-M 额定蒸发量 35t h 蒸汽压力 3.82MPa 蒸汽温度 450 给水温度 105 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 5 效 率 87 1.2.3.2布袋除尘器技术参数 布袋除尘器 型号 HJLM-2020 型 处理烟气量 120000m3/h 烟气温度 150 过滤面积 2020 过滤风速 1 1.19m/min 除尘器室数 6 个 滤袋规程 160 6050 滤袋数量 672 条 滤袋材质 聚本硫醚 (PPS)针刺毡，工作温度 150 ，短时间运行最高温度 190 ，克重 550g/ 出口排放浓度 50mg/nm3 设备阻力 1500Pa 1.2.5 项目主要技术经济指标 项目 总投资： 1257.97 万元 静态投资： 1157.19万元 其中：锅炉改造工程费用为 882.78 万元 其它费用为 269.21万元 基本 预备 费为 105.20 万元 建设期贷款利息为 92.18万元 流动资金为 2.60 万元 工程规模： 改造 1 35t/h 链条炉排蒸汽锅炉为 CG-35/3.82-M 循环流化床锅炉 年供热量 485100GJ 年均 标煤耗率 43.8kg/GJ 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 6 年节标煤量 1.16 万 t 总投资内部收益率 16.74% 资本金净利润率 62% 所得税后内部收益率 22.53% 所得税后财务 净现值 （ i=8%） 1065.34 万元 所得税后投资回收期 5.35 年 1.3 鸡西 市概况 1.3.1鸡西市区概况 鸡西市位于黑龙江省东南部 ， 地处寒冷地带，地理坐标东经13318 13356 北纬： 4451 4636 ，东北与鸡东县接壤，南与穆棱县毗邻，西与林口县相连 。辖密山市，虎林市，鸡东县和六个行政区，全市总面积 2.25 万平方公里 ，人口 194 万 。 鸡西 市 自然环境优越，资源丰富。改革开放以来，鸡西经济建设日新月异，各项社会事业全面发展，人民生活水平显著提高，城市建 设突飞猛进，处处呈现出兴旺发达的繁荣景象。 鸡西煤田是我国最大煤田之一，煤的储量达 140 亿吨，除蕴藏着丰富的煤炭资源外，还有磷、石墨、石灰石、铁、萤石等矿藏。现有滴道、恒山、小恒山、麻山、城子河、大通沟、正阳、东海、穆棱、平岗、二道河子、张新等十二个煤矿。 鸡西不仅是一个多种矿种、粮食、森工生产基地，旅游资源 也 十分丰富。 主要旅游景区有 中俄界湖 -兴凯湖，中俄界江 -乌苏里江 、 虎头军事要塞、关帝庙 、 珍宝岛等。 鸡西 市 是一座以煤炭生产为主的资源型城市，通过多年来的长足发展，鸡西 市 工业已形成以煤炭、冶金、电力、非金 属、建材、机械、化工、轻纺、森工、食品为主要行业，主导产业与后续产业、替代产业相衔接的新的工业格局 。 鸡西市共有行政区 6 个，有鸡冠、恒山、滴道、城子河、梨树和麻山煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 7 区，是按矿山的分布建区，其中滴道和城子河区与鸡冠区相邻，组成鸡西市中心城区。各城区规划城市职能为： 1） 鸡冠区城市职能：综合中心，鸡西市政治、经济、文化中心和交通枢纽 ,重点发展机械、发电、钢铁、食品、化工、医药工业，是鸡西市商贸、旅游服务中心和物资集散地。 2） 城子河区城市职能：综合副中心、工业中心，是以煤炭开采加工和建材工业为主，农副产品加工为辅 的城区。 3） 滴道区城市职能：农业生产服务中心，是以煤炭的开采加工、发电为主，机械制造、绿色食品加工为辅的城区。 4） 恒山区城市职能：交通枢纽、生态旅游、生态农业发展中心，以煤炭开采加工为主，同时发展石墨、建材、机械加工等工业。 5） 梨树区城市职能：交通枢纽、生态旅游、生态农业发展中心，是以绿色食品加工为主，煤炭产业为辅的城区。 6） 麻山区城市职能：工矿服务中心，是以非金属矿采选加工业为主的城区，同时发展建材和农副产品加工业。 1.3.2 气象资料 鸡西市 碱场矿区 地 处于中纬度和季风盛行地带，属北温带大陆性季 风气候，全年气候寒冷，四季分明， 冬长寒冷干燥，夏短温热多雨，春秋两季短暂，气温变化急剧，年温差较大 ，风向以西风及西南风为主导风向 。年平均气温 3.6 ， 年降水量 400 600毫米。 具体的气象资料如下： 年平均气温 3.6 一月平均气温 -16.4 七月平均气温 21.9 极端最低气温 -38.0 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 8 极端最高气温 37 采暖室外计算温度 -23 采暖期日平均温度 -8.7 采暖天数 180 天 年平均降雨量 538mm 无霜期 139 天 全年主导风向 w 年平均风速 3.3m/s 最大冻土深度 255cm 抗震设防烈度为 6度 1.4 编制依据 及 原则 1.4.1 编制依据 1)关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知 (发改环资 20061457 号， 2006 年 7月 25 日 ) 2) 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（ 2007 年 6 月） 3)关于组织申报 2008 资源节约和环境保护备选项目的通知 (黑发改资 2007 989号 2007 年 10月 19日 ) 4) 中华人民共和国节约能源法 5) 中华人民共和国环境保护法 6) 小型火力发电厂设计规范 GB50049 7) 城市热力网设计规范（ CJJ34-2002） 8) 鸡西市城市发展总体规划（ 2003-2020） 9) 鸡西市城市供热规划 (2005-2020) 11) 鸡西市煤矸石综合利用规划 (2006 2020) 12) 沈煤集团鸡西盛隆有限责任公司提供的其它技术资料 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 9 1.4.2 编制原则 1.4.2.1 指导思想 以科学发展观为指导，落实节约资源基本国策，围绕实现“十一五”GDP 能耗降低 20%左右的目标，以提高能源利用效率为核心，以企业为实施主体，大力调整和优化结构，加快推进节能技术进步，建立严格的管理制度和有效的激励机制，加大政府资金的引导力度，充分 发挥市场配置资源的基础性作用，调动市场主体节约能源资源的自觉性，尽快形成稳定可靠的节能能力，为实现国家节能目标奠定坚实的基础。 1.4.2.2 编制原则 1） 项目要与本地区经济社会发展规划及各类专项规划相结合。 2） 在技术可行、经济合理的前提下 , 充分利用现有条件，采用新技术、新设备，贯彻节能方针，提高经济效益和社会效益。 达到节能、综合 利用和环保的统一。 3） 项目建设是在充分利用现有的房厂、公用基础设施基础上，从实际出发，合理确定项目建设规模，降低工程造价，尽快完成建设项目。 4） 基础数据详实，目标可行。数 据资料来源可靠，经实地勘测、调查、核实。 5） 执行 国 家对能源的 开 发和 利用 并重的方针，合理利用能源，提高经济 效益。执行国家有关政策、法规和条例的同时充分考虑城区现状及用户的具体情况。 6） 根据环保部门对热电厂主要污染物排放总量的控制指标 要求 ， 采用污染物排放控制的有效措施和设施 ； 7） 机 组设备年利用小时数： 根据电网负荷 和热负荷 实际， 机组 按 5500h考虑 。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 10 1.5 编制过程 2008年 02 月 初 我院 受 沈煤集团鸡西盛隆有限责任公司 正式委托， 承担本项目 的 可行性研究工作 。 同时 ， 向业主方提出了 编制节能改造工程 可行性研究 报告 所需的有关 设计 基础资料和 支持性 文件清单。 2008年 02月 底 我 院 有关 专业 人员 与 委托单位 有关 领导和专业人员 共同在 鸡西 市 调研和 踏勘现场， 研究和落实 改造锅炉 的 技术 改造 方案、环境 措施 、施工安装场地、施工工期等问题，经多次反复讨论和协商，对本工程建设中的诸多重大原则达成了共识。 2008 年 03月由院总工程师组织对可研方案 和主要设计技术原则 进行了 初步 评审。 其后 各专业按评审所确定的原则开展报告的编制工作。 2008年 03 月 20 日本报告草稿完成 ， 交 业主方进行内审，并按内审意见进行修改 。 2008年 03 月 30日 本 报告正式 交付 出版。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 11 第 二 章 发展规划、产业政策和行业准入分析 2.1 发展规划分析 鸡西 市 梨树区 燃煤工业锅炉 节能 改造 完全符合 鸡西 市总体规划目标，符合 鸡西 市长远期发展战略要求 ，能够与城市发展 和整体布局 相协调 。 拟建 项目的改造技术方案、采取的 节能 技术措施 和建设规模 均 与 鸡西市城市供热规划 (2005-2020)的要求 相吻合 ，达到资源优化配置 的目的 ，最大限度发挥投入资金 的环保效益、社会效益和经济效益 。 2.2 产业政策分析 中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出了“十一五”期间单位国内生产总值能 耗降低 20左右，主要污染物排放总量减少 10的约束性指标。 为此， 2006 年以来国家相继出台了“十一五”十大重点节能工程实施意见、节能减排综合性工作方案、“十一五”资源综合利用指导意见、加快环保产业发展的意见等有关政策，国家加大了对节能减排工作的力度。国务院成立节能减排工作领导小组，部署节能减排工作，协调解决工作中的重大问题。领导小组办公室设在发展改革委，负责承担领导小组的日常工作，其中有关污染减排方面的工作由环保总局负责。 申报单位 积极响应国家节能减排产业政策，对 企业 现有燃煤 工业 锅炉进行 节能技术改造， 以 实现节能减排任务，为实现 鸡西 市 “十一五”节能减排目标 作出企业应负的责任 。 企业现有 2 号链条炉排蒸汽锅炉已安装运行达 15 年，锅炉效率非常低 下 （ 仅为 53%） ， 另外，受 2 号炉体设计煤种的限制，只能燃烧 40005000kcal/kg 的原煤，不能燃烧低位发热值较低的劣质煤或煤矸石，与此同时碱场矿区每年产生 大量 煤矸石无法 消耗 ，常年堆积 成山 ， 极 易自燃，污煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 12 染大气和地下水环境。 针对现有锅炉 主辅机不匹配 、自动化程度、系统效率低和锅炉燃料不匹配等问题，集成现有先进技术，改造现有锅炉系统，提高锅炉 整体运行效率 和 对劣质燃料的适应性。 综上所述， 拟建项目 不仅 可以 增加企业的经济效益 ，而且 还可以 达到节能减排、保护环境的 目的 ， 达到 企业和社会双赢的效果 。 项目的定位、改造技术方案、采取的技术场所均 符合 当前 国家 所 提倡的 节能减排、降 低单 耗的产业政策，是一项利国、利民的环保型项目 。 2.3 行业准入分析 沈阳煤业 （ 集团 ） 鸡西盛隆矿业有限责任公司 煤矸石电厂 是拟建项目的承办单位， 2006 年 企业 统计 数据 显示 ， 现有 2 号 炉 年耗原煤 5.06 万 吨 （折合标煤 3.28 万吨 ） 。 主要原因是 2 号 锅炉 运行时间 已达 15 年 ， 设备陈旧老化 ， 导致 锅炉年 均 热效率 只 有 53%。另外 该企业 还存在以下几方面的问题：锅炉自动控制水平低；燃烧设备和辅机质量低 ； 污染控制设施简陋， 未安装脱硫装置，污染排放严重；节能监督和管理缺位等。 由于 企业现有 2号 锅炉 运行 效率低 下 ，污染 较为 严 重， 所以，对 2 号锅炉进行技术改造 节能潜力巨大。 拟建项目 采用新型高效锅炉房系统更新、替代低效锅炉，提高锅炉热效率。 符合国家 “十一五”十大重点节能工程 -燃煤工业 （窑炉） 锅炉改造工程 的要求 。 因此，拟建项目及其申报 单位满足节能减排行业准入标准，也 符合国家相关法律、法规文件要求的。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 13 第三 章 拟建项目情况 3.1 项目改造范围 本项目在原 沈阳煤业 （ 集团 ） 鸡西盛隆矿业有限责任公司 煤矸石电厂 基础上将 2号中压 35t/h链条炉排锅炉更换为 CG-35/3.82-M 循环流化床锅炉。 同时将 2 号 炉配套的 水膜文丘里除尘器 更换为 布袋 除尘器 ， 其他附属设备填平补齐 。 3.2 项目建设规模和产品方案 该项目改造完成后， 煤矸石电厂 规模为 2 35t/h 循环流化床锅炉和 1 6MW 发电 机组 。 2 号 锅炉 改造后 最大小时供 汽 量 为 35t， 按设备利用小时数 5500h计算， 2 号 锅炉 改造后 年 供热量为 485100GJ。 3.3 项目建设 条件 3.3.1厂址 及地理位置 碱场矿区位于东经 135 34，北纬 45 6，在鸡西市梨树区西 南 9km处。南临穆棱河，西接穆棱县连河村，北靠麻山区。矿区占地面积 19.9 平方公里 。地势由北向南倾斜，地表为丘陵地带。平均海拔高度为 300 350m。 拟建项目位于鸡西市梨树区 沈煤集团鸡西盛隆公司煤矸石电厂 内，该厂区地势平坦 。 3.3.2交通运输 条件 碱场矿区位于鸡西市梨树区西 南 9km 处。南临穆棱河，西接穆棱县连河村，北靠麻山区。公路四通八达，交通便利，矿区有铁路专用线。 拟建项目位于 碱场矿区 内，厂址所处环境良好，交通便利，外部协作条件、建设 用水及用电充足。 3.3.3燃料的 供应 情况 项目 改造后 2 号锅炉 年供热量为 485100GJ， 主要 消耗 原材 料为煤 矸石 。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 14 燃煤采用碱矿生产的煤矸石，燃煤运输采用公路运输。据煤质分析报告， Qnet,v,ar=10.74MJ/kg，灰分 Aar=61.99，全硫含量 Sar=0。矿井距电厂选定厂址 8.5 km ，决定采用汽车运输 ， 利用社会运力。 申报单位 锅炉 原来 燃用的煤为 II 类烟煤， 改造 前 年消耗原煤量 5.06 万吨 （折合标煤 3.28 万吨 ） ； 改造后 锅炉 燃用 低位发热值为 10.74MJ/kg 的煤矸石 ， 年消耗 煤 矸石 5.80 万吨 （ 折合标煤 2.12 万吨 ） ，则 改造后比改造前 2号锅炉可节约标煤 1.16 万吨。 3.3.4灰渣处理 电厂排出的灰 渣全部综合利用，用自卸翻斗车将灰渣送至砖厂 ，剩余灰渣运至原灰场 ， 除尘器排出的细灰落入除尘器 的贮灰斗，定时由灰罐汽车运出做水泥辅 料 。 3.3.5 工程 地质 碱场矿区属低山丘陵地形，地势北高南低，最高西大山海拔高度 620m。厂址建在由侏罗系沙岩、泥岩、煤层构成的丘陵地层上。 厂址 工程地质 特征如下： 1)腐植土：厚度 0.10-0.45m。黑 浅黄色，主要由粉质粘土、碎石组成，含少量的植物根。 2)粉质粘土：层位 稳定，埋深 0.10-0.45m，厚度 0.20-1.90m。呈黄褐色，稍湿，可塑 硬塑状态。能搓成 2mm 左右的土条，具粘性，碎石颗粒含量约占 10%。粒径一般在 20 100mm；大者可达 150mm。呈棱角状，成份多由粉、细沙岩组成。 3)泥岩、粉、细沙岩、煤：埋深 0.40-2.35m，且具有东深西浅的特点，控制厚度 12.10m。 4)根据 工程地质 报告，本次设计地耐力采用 200kPa。 5）厂区基本地震裂度为 6 度。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 15 3.4 项目节能 技改 方案 3.4.1 锅 炉 选 型 该项目 2号锅炉燃用的为 II 类烟煤，低位发热值为 19.03MJ/Kg。 链条炉排锅炉 用于 低位发热值为 18.84MJ/Kg 20.94 MJ/Kg 以上、煤的水份15%、灰熔点 1250 的弱粘度或粘度适中的贫煤和烟煤，一般把该炉型称为吃细粮的锅炉，即要烧好煤，才能正常启动。 由于该企业隶属于碱场煤矿，而碱场煤矿每年又可产生大量洗煤的废弃物 -煤矸石，因此，在资源十分紧缺的形式下，原 2 号锅炉改造后再继续燃烧低位发热值较高的煤 即 为 能源的浪费 ， 也 违背 了 国家当前节能减排降耗的 产业 政策。 循环流化床锅炉是上世纪八十年代后期发展起来的炉型，作为一种清洁燃烧技术 ，近几年已经广泛的应用于生产蒸汽、电力和热电联产。 循环流化床锅炉工作特性决定其具有如下优点： 1） 燃料适应性广 循环流化床锅炉不仅可以燃用煤粉炉、链条炉排炉等的燃料，还可以燃用这些燃烧方式不能燃烧的劣质燃料，如煤矸石、油母页岩等。这些劣质燃料的可燃物少，热值比较低。另外还具有适应煤种多变和多种燃料混烧的优点。这对于充分利用闲散能源（如含有一定可燃物的炉渣、土焦屑、各种低热值可燃气体，节约能源效果十分显著。 2） 燃烧效率高 循环流化床锅炉燃料粒度在 8 10mm 以下，在空气的吹托下，上下翻滚着火燃烧，在上下翻 腾的料层中，炽热的灰渣占 90% 95%，新进入的煤粒占 5% 10%，因此新煤着火条件好，能燃烧各种劣质的燃料，其燃烧效率可达 97%以上。 3） 环保性能好 循环流化床锅炉的床温一般控制在 850上下，炉膛温度在 800 900煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 16 之间，均属于低温燃烧，氮氧化物生成量很少。另外可掺烧石灰石进行烟气脱硫，能很好的控制 SO2的生成和排放，脱硫效率可达 90%以上。 4） 适应负荷调节的性能好 循环流化床锅炉适应负荷调节的比例很大，运行操作灵活，一般低负荷到 30%，仍能保证蒸汽设计参数。还能像链条炉排锅炉那样压火，压火可达 48小时，启动 0.5 1小时，即可达到满负荷，冷态启动需 3-6小时。 5） 灰渣利用好 由于循环流化床锅炉是低温燃烧，灰渣化学活性好，呈片状结构。另外当掺烧石灰石，灰渣中石膏含量高，因此，可以作为硅酸盐水泥的熟料，作为火山灰粘合剂等建筑材料。 从锅炉运行负荷率看，中温中压 35t/h 循环流化床锅炉比链条炉排锅炉高 29 个百分点。 改造前 2号锅炉燃用 低位发热值 为 19.03MJ/Kg的原 煤，当 热负荷为 35t/h时， 35t/h 链条炉排锅炉耗煤量为 9.21t/h（锅炉年均热效率按 53%计算），折合标煤耗量为 5.98t/h。 而 改造后锅炉燃用 低位发热值 为 10.74MJ/Kg 的煤矸石 ,35t/h 循环流化床锅炉耗煤 矸石 量为 10.54t/h（锅炉年均热效率按 82%计算），折合标煤耗量为 3.86t/h。 即改造前 35t/h链条炉排锅炉 比 循环流化床锅炉多耗 标煤 2.12t/h，按 设备年利用小时 数5500h， 35t/h 循环流化床锅炉耗 标 煤量比链条炉排锅炉节 约 1.16 万 吨 /年。 综上所述，拟建 项目 在原 电厂主厂房 2号锅炉 基础上 改造成 1 台 35t/h中温中压的循环流化床锅炉。 锅炉型号及规格 如下： 锅炉型号： CG-35/3.82-MX 额定蒸发量： 35t/h 额定出口蒸汽压力： 3.82Mpa 额定出口蒸汽温度： 450 给水温度： 105 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 17 设计效率： 87% 适用燃料： 煤矸石 主要设备选型见表 3-1。设备布置平面图见 K-01，剖面图见 K-02。 主要设备 选型 表 3-1 序号 名 称 型号与规格 单位 数量 1 循环流化床 锅炉 CG-35/3.82-M 台 1 2 一次送 风机 G9-19No.14D N=132KW 台 1 3 二次送 风机 G9-19No.11.2D N=75KW 台 1 4 引风机 Y4-73-11No.14D N=110KW 台 1 5 布袋 除尘器 HJLM-2020 =99.9% 台 1 3.4.2 燃 烧系统 3.4.2.1燃料 本项目 改造后燃用的 煤质分析如下： 硫分： Sar 0 灰分： Aar 61.99 挥发份： Vdaf 43.82 低位发热量 : Qnet， ar 10.74MJ/kg(2568kcal kg) 3.4.2.2燃烧系统 本 工程 改造后， 1 台 3 5t/h 循环流化床锅炉额定负荷耗煤矸石量为10.54t h。 锅炉燃煤由皮带机经破碎转运至炉前钢煤仓，然后经落煤管进入炉前 煤斗随螺旋给煤机进入炉内。 由于本工程燃烧的煤矸石不含硫份，所以，燃料进入锅炉炉堂前不需要添加石灰石。 锅炉一次送风机从锅炉间室外吸风送到一级空气预热器，预热后的一部份热风送入锅炉底部风室，通过风帽将燃料托起燃烧，其余分别送入旋风分离器和惯性分离器 的回料煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 18 阀 ；二次送风机从锅炉间室内吸风送至锅炉二级空气预热器后，均匀送至炉膛燃烧区助燃，以保证燃料燃尽。 锅炉配置的一、二次风机均设 变频，以便调节风量。 根据环保要求及循环流化床锅炉的特殊性，本工程采 用 布袋除尘器，布袋除尘器除尘效率可达 99.9。锅炉尾部烟气由除尘器净化后由引风机进入烟囱，然后排入大气。除尘器收集下来的细灰贮存在除尘器下部的灰斗内， 用灰罐汽车运到综合利用场地或贮灰场。 原则性燃烧系统图见 K-03。 3.4.3 输煤系统 3.4.3.1 燃料消耗量计算 本项目改造 后形成规模为 2 炉 1 机 ， 锅炉 设计燃料为煤矸石。该矿煤矸石低位发热量为 10.74MJ/kg（ 2568cal/kg），灰分 61.99%。 锅炉额定负荷时煤矸石消耗量计算见 表 3-2。 锅炉额定负荷时煤矸石消耗量 计算见表 单位： t 表 3-2 锅炉容量 煤矸石耗量 小时耗量 日耗量 年耗量 2 35t/h 21.08 505.92 11.6 104 3.4.3.2原有输煤系统 1） 煤场 储煤场设在电厂区内西北角，占地约 2800 ，储量可达 1.1 万 t，可满足 约 20 天 最大负荷 运行的储煤 矸石 量。 煤场配备一台推煤机和一台装载机，进行堆煤、上煤等辅助作业。 2） 输煤系统 原输煤系统采用单路三段皮带输送燃料，由地下受煤斗、电机振动给煤机，皮带输送机、环锤式碎煤机、犁 式卸煤器等组成。第一段皮带机从煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 19 地下受煤斗引出，与碎煤机相连，提升角度 16；第二段与主厂房输煤层的水平皮带相接，提升角度 18；第三段设在主厂房输煤层，为水平面布置。 经校核， 原储煤场 及 输煤系统 均可 满足 项目改造后的 需要。 3.4.4 热力系统 主蒸汽管道仍采用原母管制系统， 改造后 锅炉的主蒸汽管路 仍 接至主蒸汽母管向汽轮机供主蒸汽。 经校核计算，原电厂的 除氧给水系统 、 工业水系统 及 疏水系统 均不用改造，即可满足改造后工程的需要 。 原则性热力系统图见 K-03。 3.4.5 除灰系统 锅炉排的灰渣落入新更换的重板除渣机内 ，由其倒入贮渣间中的贮渣斗内，定时由汽车将渣运出锅炉房外，做制砖源料。 3.4.6 化学水处理系统 由于改造前后锅炉的容量没有发生变化， 即改造后锅炉给水的用量与改造前相同，因此锅炉给水处理系统及设备维持原状态不变。 3.4.7热 工 控 制 3.4.7.1主要监测项目 锅炉系统的给水、饱和蒸汽、过热蒸汽、母管蒸汽、送风机出口、预热器出口、炉膛、省煤器出 /入口、除尘器出 /入口等处压力检测；给水、减温器出 /入口蒸汽、锅炉出口蒸汽、预热器出 /入口空气、炉膛、排烟等处温度检测；给水、减温水、过热蒸汽处流量监测及积算，汽包液 位检测；烟气含氧量检测等。汽机系统的主汽门前 /后蒸汽、各调速器门后蒸汽、排汽、调速油、润滑油、凝结水用管等处压力。 主汽门前 /后蒸汽、排汽、凝结水、汽油器出 /入口、轴承等处温度检测；主蒸汽、凝结水流量检测及积算； 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 20 除氧器系统主要设置蒸汽及给水泵出口和给水母管压力检测；水箱水位及温度检测。 3.4.7.2主要控制系统 1)锅炉给水自动调节系统 给水自动调节系统的任务是改变给水量，使之适应锅炉的蒸发量。将汽包水位保持在一定的范围内。给水自动调节系统的汽包水位为主信号。反馈信号对蒸汽流量变化以补偿负荷的波动、取给 水压力变化以补偿给水母管的压力波动，系统在大偏差时将自动分离积分作用。 2)主蒸汽温度自动调节系统 主蒸汽温度自动调节系统的任务是维持过量蒸汽和蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热器使其管壁温度不超过允许的温度。 为减少温度测量的惰性，设计以主蒸汽为主信号，取减温器前蒸汽温度和减温水流量为反馈 信号，通过改变减温水流量达到调节主蒸汽温度的目的。 3)燃烧过程自动调节系统 燃烧过程自动调节系统的任务是使燃料所提供的热量适应蒸汽负荷的需要，同时还要保证燃烧的经济性和锅炉的安全运行。为此，除要求维持过热器出口蒸汽压 力恒定外，还要求保持一定的炉膛负荷及合理的空气过剩系数。因此，燃烧过程自动调节一个多变参数、多变量的自动调节系统、送风自动调节系统和炉膛负压自动调节系统。 4)主蒸汽压力自动调节系统 主蒸汽压力自动调节系统的任务是使锅炉的燃料消耗与蒸发量相适应，以维持主蒸汽压力稳定。 5)送风自动调节系统 送风调节的任务是保持送风量与燃料量相适应，以维持最佳的空气过剩系数，使燃料在炉膛内充分燃烧，保证锅炉具有较高的经济性。燃料量煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 21 调节的同时，相应改变一、二次风量并采用烟气含氧量校正空气过剩系数，使不安全燃烧损失和排烟损失之和 为最小，以提高热效率。 6)炉膛负压自动调节系统 炉膛负压调节的任务是使锅炉炉膛内压维持在 -20-40Pa，以稳定锅炉燃烧及安全运行，达到既不使炉内烟灰喷出炉外，又不使冷空气漏入炉内影响锅炉热效率。设计采用调节引风机风门开度来实现，为防止风门开得过大或过小造成锅炉熄火，系统引入高值、低值选择器进行限制，并以送风量作为前馈信号。 设计中还设置了热工信号及保护和联销系统、汽机与主控室之间生产联络信号系统等。 3.4.7.3控制系统的构成 各工序均采用分布式控制方式实施检测和控制。即在锅炉间、汽机间分别设立控制 室。每一锅炉分别设置一台操作站，汽机也设置一台操作站。锅炉、汽机及除氧器之间组成网络，以便通过通讯网络互相调用其他系统得信息并达到互为备用的目的。本系统采用 DCS 控制系统。 3.4.8 土建施工 本项目在原锅炉房基础上进行改造，除了除尘间需要将屋面抬高， 将布袋 除尘器布置在室 外 ，主厂房基本不变。更新的锅炉及附属设备基础按新设备要求进行重新施工。 其他均为原有设施。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 22 第 四 章 节能方案分析 4.1 编制依据 1） 中华人民共和国节约能源法； 2） 设备及管道保温技术通则； 3） 国家有关能源的法规和文件。 4.2 能耗现状 分析 4.2.1能耗现状 申报单位 锅炉 原 来燃用的煤为 II 类烟煤，低位发热值为 19.03MJ/kg，改造前年消耗原煤量 5.06 万吨（折合标煤 3.28 万吨） ， 即 锅炉 标煤 耗率 为67.8kg/GJ。 4.2.2改造前 能耗 指标 拟建项目改造前 能耗指标如下 : 年供热量 485100GJ 锅炉 标煤耗率 67.8kg/GJ 锅炉年均热效率 53% 4.3 节能 技术 措施 我国解决能源问题的方针是开发与节约并举，把节约放在首位。节能工作是一种特定形式的“能源开发”，是解决我国能源供应 紧张、保护能源资源、保护环境的有效途径。项目的建设方案设计要体现合理利用和节约能源的方针，节能是我国发展经济的一项长远战略方针。 节约能源、保护环境，是我国的基本国策，又是重大的战略任务。国家为了节约能源，制定切实可行的节能措施。 拟建 项目 采取的节能技术 具体措施如下： 1)工艺流程 采取节能新技术、新工艺和新设备，不得选用已公布淘汰煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 23 的机电产品，以及产业政策限制的规模容量。 拟建项目 在设计和设备选择时，按照目前国家推荐的节能新技术、新工艺、新设备进行系统和设备选择： a.采用先进高效的 锅炉和 供热系统； b.选用国 家近年推荐的低耗能设备； 鼓、引风机、 循环水泵、补水泵选择变频调速装置，节约 电能。 c.建筑、照明采用先进的节能技术、材料和器具； d.热力管道全部采用保温性能好的聚胺酯泡沫塑料预制保温管敷设 。 2)合理安排能量，尽可能避免生产工艺中能量的不合理转换 。 以往的设计规范与现代节能要求有一定的差距，特别是在机电设备的负荷率上，设计指标往往高于实际运行值很多。根据近几年对风机、水泵等机电设备的调查，负荷率在 50% 60%，大大低于设计值。在 拟建项目 设计中，充分考虑了实际运行，因此，合理地选择设备容量和负荷率，降低了 机电设备的能耗，降低了设计单耗。 在采暖方面，充分考虑了东北地区的气候特点，在符合国家规定的前提下，合理地选择供热指标，同时又考虑了负荷的波动性，降低设计单耗。 3)能源计量 措施 对锅炉及风 机等配备完善的热工仪表，加强温度压力、流量等参数的计量、测试和记录，为节约能源和 经济 校 核提供依据。 4)加强工业水的重复 利用。工业废水能重复利用的，一定要重复利用，以便节约水资源，达 了节约水资源的目的。 5)节能管理机构 节能工作分为两个方面，一是技术途径，二是管理途径，在重视技术途径的前提下，搞好能源管理工作也是十分重 要的。 拟建项目 建成后拟设置专门的能源管理部门，作好检测仪表的维护管理工作，作好能源消耗的监督工作，定期对设备的能耗情况进行监测，为企业降低能源消耗作出有煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 24 益的工作。 4.4 项目改造后 节能效益 4.4.1年节煤量 拟建项目 节能改造完成后 年供热量仍为 485100GJ。 改造完成后燃煤锅炉的 全年平均 热效率取 82%，标准煤耗率 43.8kg/GJ，而改造前 锅炉房 的 年均标 煤耗率为 67.8kg/GJ。 全年节约标煤量计算公式： Bj=Qa (df-dq) 10-3（ t/a） 式中 Bj 年节约标煤量 （ t/a） Qa 全年供热量 （ GJ） df 改造前 锅炉 标 煤耗率 （ kg/GJ） dq 改造后 锅炉 标 煤耗率 （ kg/GJ） 改造后锅炉 年节约标煤量 Bj=485100 (67.8-43.8) 10-3=1.16 万 t/a 项目改造完成 后 因锅炉效率提高而 节约标煤量 1.16 万 t/a。 4.5 项目 改造后能耗分析 4.5.1 能耗指标 拟建项目 改造完 成 后 能耗指标如下 : 年供热量 485100GJ 供热标煤耗率 43.8kg/GJ 锅炉年均热效率 82% 4.5.2节能效果 分析 拟建项目 通过 改造现有 低效链条炉排锅炉 ， 采用新型高效 的循环流化煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 25 床锅炉替代低效现有 2 号锅炉，同时优化锅炉的热力系统、燃煤系统及控制系统，从而达到 提高锅炉 的 热 能利用 效率。 使 锅炉的 能耗指标由原来 的67.8kg/GJ 降低 到 43.8 kg/GJ， 达到国内同行业先进水平 。 总 之 ，拟建 项目 符合国家 节约 能源 的产业政策 ， 项目 制定的 工程技术方案 及 设备选型科学合理， 达到 国内先进 水平 ，取得 了良 好的节能效果。本工程 节能改造完成后， 不但节约了大量 燃煤、水电等能源，而且取消了运煤、运灰车辆，节约大量人力物力。 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 26 第 五 章 环境及 社会效益 拟建 项目 改造完成 后， 2号锅炉 年 供热量 为 485100GJ， 锅炉效率提高 29个百分点， 每年可 节约标煤 1.16万 t/a。 5.1 环境效益 5.1.1 项目 改造 后减少的烟尘量 计算公式： MA=Ba（ C1- C2） /100 Ay/100+q4/100 QnDW/（ 8100 4.1868） fh 式中 ： MA 减少的 烟尘排放总量 t/a Ba 采暖期节约 原 煤总量 t/a c1 改造后 除尘器效率 %，取 98% c2 改造前 除尘器效率 %，取 60% Ay 燃煤应用基灰份 % q4 锅炉机械未燃烧的热损失 % Qndw 燃煤的低位发热量 kJ/kg fh 锅炉烟气带出的飞灰份额 % 年减少烟尘量 ： MA=Ba（ C1- C2） /100 Ay/100+q4/100 QnDW/（ 8100 4.1868） fh =11600 29308/19030 (99.8-65)/100 30.80/100+10/100 19030/(8100 4.1868) 0.2 =494（ t/a） 5.1.2 项目 改造 后减少的二氧化硫量 计算公式： MSO2=2 Ba（ SO1- SO2） /100 （ 1-q4/100） Sy/100 k 式中 ： MSO2 减少 二氧化硫排放量 t/a 煤矸石电厂 2 号 锅炉节能改造工程可行性研究报告 27 2 SO 分子量与含硫分子量的比值 64/32 Bg 采暖期节约 原 煤总量 t/a SO1 改造后除尘器的脱硫效率 %，取 80% SO2 改造前 除尘器的脱硫效率 %，取 0 Sy 燃煤的应用基硫份 % K 燃煤中的含硫量燃烧后氧化成 SO 的份额 年减少二氧化硫量 ： MSO2=2 Ba（ SO1- SO2） /100 （ 1-q4/100） Sy/100 k =2 11600 29308/19030 （ 100-0） /100 （ 1-10/100） 0.33/100 0.75 =64(t/a) 5.1.3 项目 改造 后减少的灰渣 量 计算公式 ： MA=1.63 Ba ( Nar+10-6 Vy NOx) 式中 ： MA NOx排放总量 t/a Ba 采暖期节约 原 煤总量 t/a N份向 NO的转化率 % Nar 燃煤应用基 N份 % Vy 每千克煤生成的标态下烟气量 ， m3/kg NOx NOx的质量浓度 ， 取 93.8 mg/m3 年减少 NOx量 ： MA=1.63 Ba ( Nar+10-6 Vy NOx) =1.63 11600 29308/19030 （ 25/100 0.63/100+10-6 6 93.8) =62（ t/a） 5.1.4 项目 改造后 减少的 灰渣量 计算公式： MA= Ba Ay/100+q4/