利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告

冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 1 1总论 项目名称和建设单位 项目名称 利用余热饱和蒸汽发电 工程项目可行性研究报告 建设单位 建设性质和建设规模 建设性质 综合 利用余热饱和蒸汽发电 节能项目。 建设规模 1 套 3汽式汽轮发电机组 和 1 套 12汽式汽轮发电机组。 编制依据 本钢板材股份有限公司 委托冶金工业规划研究院编制 本钢板材股份有限公司 利用余热饱和蒸汽发电 工程项目可行性研究报告 的技术服务委托书。 设计原则和设计内容 设计原则 （ 1）贯彻执行国家节能减排政策，利用 回收的余热饱和蒸汽 ，建设 1套 3 1套 12避免这些 余热饱和蒸汽在夏季放散损失， 促进企业效益、环境效益和社会效益协调发展。 （ 2）贯彻执行国家有关建设项目的方针政策和规范。本着工艺布局合理、技术先进、运行安全可靠、操作方便、节约投资的原则进行设计。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 2 设计内容 包括 企业概况、 项目建设必要性、建设条件、 工艺方案 和 主要设备选型、 电气、过程检测和控制、给排水、采暖通风、土建、 总 图 布置 、能源利用、劳动安全 、 工业卫生 及消防 、环境保护、 劳动定员、项目实施计划 、 投资估算、技术经济分析与评价等。 企业概况 本钢板材股份有限公司 （以下简称“本钢”） 是 本溪钢铁（集团）有限责任公司 的上市公司。 本溪钢铁（集团）有限责任公司前身始建于 1905 年，是一个有着百年历史的国有特大型钢铁联合企业。经过多年的发展、 已 成为我国重 要的 精品板材生产基地之一 。 目前，拥有采矿、选矿、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢以及动力、运输、科研开发、机械加工制造、房地产开发、建筑、贸易、旅游等多个生产工序和公辅配套设施， 产品以优质生铁、热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板及合金钢材为主导。 2006 年生产生铁 739 万吨、钢 730 万吨、钢材 700 万吨。全年实现工业总产值 272 亿元、工业增加值 106 亿元、销售收入 312 亿元、利润总额 元。 项目背景和建设的必要性 项目背景 节能减排是钢铁工业发展过程中面临的重大战略性任务。在宏观层面上，要求对产业结构和布局进行调整，将节能减排的发展理念贯穿于钢铁生产的各环节，建立全行业的节能减排生产体系。在微观层面上，要求企业提高能源利用效率，节约能源，减少排放。 本钢 是能源消耗大户， 2006 年消耗能源 吨标准煤 ， 吨钢综合能耗 钢可比能耗 于 2006 年 全 行业 吨 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 3 钢综合能耗 645 平均水平 。其原因是多方面的。其中，余热蒸汽利用差。在冬季，余热蒸汽用于采暖得到较好利用。在夏季，余热蒸汽无用户，被迫大量放散，造成浪费。 为此，本钢将把节能减排作为调整优化结构，转变钢铁生产发展方式的突破口，大力采用节能减排先进工艺技术和节能措施，包括提出建设本工程项目，使企业的发展建立在节约能源和环境保护的基础上，真正实现协调和可持续发展 。 项目建设的必要性 本钢地处严寒地区。本钢现低压蒸汽热负荷主要分为工艺蒸汽负荷和采暖蒸汽负荷两类。根据蒸汽供需分析，目前， 全厂回收余热蒸汽量 271t/h，冬季全部用于生产工艺和采暖。夏季在缺少采暖用户的情况下，余热蒸汽放散量达到 165t/h。其中： 2 台 265 余热锅炉 放散 蒸汽 40t/h。 炼钢厂 1#4#转 炉烟道汽化冷却系统 放散 蒸汽 85t/h。 一热连轧厂加热炉汽化冷却系统 放散 蒸汽 40t/h。 另外，规划 建设的三热连轧厂加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量 40t/h，汽 化系统设计自耗汽量 5t/h，夏季蒸汽放散量将达 35t/h。本项目可研一并其饱和蒸汽发电利用问题。 以上合计， 本钢全厂有 200t/h 余热蒸汽在 夏季因缺少采暖用户，被迫放散 ，既浪费能源，又污染环境， 余热蒸汽资源利用很不合理。 为了有效回收利用本钢在夏季放散的余热蒸汽，采用先进的饱和蒸汽发电技术，使放散的余热蒸汽得到合理利用是十分必要的，主要表现在以下三方面： （ 1）采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 4 （ 2）饱和蒸汽发电工程建成后，减 少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于本钢的可持续发展。 （ 3）综合利用本钢余热资源，实现能源梯级利用，增加企业自发电量，有利于本钢节能降耗和提升本钢整体经济运行质量， 而且通过能源循环利用， 可带来 可观的 节能效益、 经济效益 、环境效益 和社会效益 。 建设条件 本工程项目建于本钢厂区内，不需要征地。 主要建设内容 根据余热蒸汽放散现状及炼铁厂、炼钢厂、一热轧厂及三热轧厂的总图 布置情况，本项目拟分区域建设 2 座 余热 电站。 （ 1） 炼铁厂二烧车间 2 台 265热锅炉夏季 和蒸汽 放 散量 40t/h， 采用饱和蒸汽发电回收利用，建设 1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 3汽式汽轮发电机组。 （ 2） 炼钢厂 1#4#转炉烟道及一、三热轧厂加热炉汽化冷却系统夏季 和蒸汽 放散量 160t/h， 采用饱和蒸汽发电回收利用，建设 1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 12汽式汽轮发电机组。 能源利用 本工程 项目 建成 后， 能源利用 情况为： （ 1） 年回收电量 9750 万千瓦时，折 合标准煤 吨。 （ 2）年回收凝结水 100 万吨，折 合标准煤 吨。 （ 3） 工程 项目自身年消耗 电量 950 万千瓦时，折 合 标准煤 以上合计，本项目 年节省能源 项目节能效果显著。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 5 劳动安全、工业卫生及消防 本工程设计针对不安全因素和职业危害，结合项目特点，依据有关规程、规范、标准及条例，采取了防自然灾害和防生产过程中产生危害因素的措施。同时，各车间、工段及班组，设置了兼职安全卫生员，以形成网络，确保安全卫生。 本着“预防为主、消防结合”的方针，采取了 消防 措施。 环境保护 本项目是节能项目，也是环保项目。 （ 1）项目自身使用的能源为放散的余热饱和蒸汽，既利用了二 次能源，同时 也相当于减少了发同等电量燃煤产生的烟尘和 本钢厂区及其周边大气环境具有改善作用。 （ 2） 不使用新的燃料，因此无新增大气污染物产生；生产废水为净循环水系统的排污水，不含有害物，排水串接使用或送入污水处理厂处理后统一回用，少量生活污水排入污水处理厂处理后回用，本工程无废水直接排入水体，对水体不造成污染； 对产生的噪声采取了有效控制 ，噪声满足执行的国家标准。 因此，本项目建成后，不会增加环境污染，对本钢的整体环境质量将起到改善作用。 投资估算和 资金筹措 投资估算 本项目总投资估算 4000 万元。其中， 工程费用 3402 万元 、 工程建设其他费用 136 万元 、 基本预备费 283 万元 、建设期利息 77 万元、铺底流动资金 102 万元 。 资金筹措 本项目新增总投资 4000 万元中，企业自有资金（项目 资 本 金 ） 2000 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 6 万元，占总投资 50%；申请银行贷款 2000 万元，占总投资 50%。 本项目全部新增流动资金 340 万元 中， 30%为铺底流动资金 102万元，从企业自有资金 2000 万元中解决；其余 70%的流动资金 238万元，申请银行流动资金贷款解决。 经济效益分析 项目建成达产后，年 发电量 9750 万千瓦时 ， 回收凝结水 100 万吨，达产期年 营业收入 5375 万元 、 利润总额 928 万元 、净 利润 696 万元 。 经测算，项目 全部投资财务内部收益率 全部投资回收期（含建设期 1 年） ，建设贷款偿还期（含建设期 1 年） ，项目达产年的盈亏平衡点 敏感性分析表明：相对来说，投资 收益率 对 产量变化最敏感，售价和 成本 同时变化 较为敏感，投资 变化敏感度最小 。 如果项目投产后达不到设计能力的 80，项目全部投资财务内部收益率在 下，项目经济效益恶化，可能转化为不可行。因此，项目产量是影响经济效 益最关键的因素。 经济效益测算表明， 项目 有较好的经济效益， 经济上 可行。 主要技术经济指标 本项目设计的主要技术经济指标如下： 序号 名 称 单位 指 标 3热电站 12热电站 1 装机容量 12 2 发电功率 5 3 年运转小时 h 5000 5000 4 年发电量 104a 2250 7500 5 年自耗电量 104a 200 750 6 年外供电量 104a 2025 6750 7 年回收凝结水量 104 m3/a 20 80 8 年 利用余热 蒸汽量 （ 104t/a 20 80 9 年补充新水量 104 m3/a 18 70 10 年耗压缩空气量 104 m3/a 150 150 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 7 结论 本溪钢铁（集团）有限责任公司 在发展过程中，利用夏季放散的余热饱和蒸汽 ，建设 1 套 3汽式汽轮发电机组 和 1 套 12汽式汽轮发电机组 ，在节能、环保和经济三方面均取得明显效益， 符合 钢铁 产业 发展 政策和 节能减排循环经济的 发展方向。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 8 2 蒸汽平衡及饱和蒸汽综合利用 蒸汽平衡 余热资源现状 目前，本钢部分工序利用生产过程中产生的高温烟气回收低压饱和蒸汽，主要汽源有一热轧厂加热炉、炼钢厂转炉、炼铁厂烧结、特钢 800/650 轧机加热炉以及规划建设的三热轧加热炉，各系统饱和蒸汽回收情况如下： 炼铁厂二烧车间 2 台 2655t/h，压力 炼钢厂 4 座转炉烟道汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 95t/h， 一热连轧厂 4 台加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 45t/h， 800/650 轧 机加热炉 汽化冷却系统技术改造后 ，余热蒸汽回收量20t/h，压力 规划建设的三热连轧厂 4 台加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量 40t/h，压力 低压蒸汽热负荷现状 目前，本钢厂区内低压热负荷主要分为两类： 工艺蒸汽负荷：主要用于焦化、炼铁、炼钢、冷轧等工序生产性用汽，平均热负荷为 343t/h，压力 采暖蒸汽负荷：全厂各生产车间及办公楼等辅助设施冬季采暖热负荷约 500t/h，压力 蒸汽平衡 根据蒸汽用户热负荷需求现状，厂区低压蒸汽供需情况如下表。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 9 低 压蒸汽供需平衡量表 序号 项 目 单位 夏季 冬季 备 注 蒸汽供应 1 余热回收蒸汽 t/h 40 205 中： 炼铁厂 2 台 265t/h 5 45 夏季 40t/h 放散 钢厂 4 座转炉 t/h 10 95 夏季 85t/h 放散 热连轧 t/h 5 45 夏季 40t/h 放散 钢厂 800/650轧机 t/h 20 20 供 炼系统 2 热电厂 t/h 303 638 小计 t/h 343 843 蒸汽用户 1 车间生产用汽 t/h 343 343 余热蒸汽及热电厂供应 中：焦化厂 t/h 104 104 铁厂 t/h 63 63 电厂 t/h 43 43 钢厂 t/h 76 76 轧厂 t/h 5 5 钢厂 t/h 20 20 气厂 t/h 7 7 输部 t/h 5 5 气厂 t/h 5 5 他厂矿 t/h 15 15 2 采暖用汽 t/h 0 500 余热蒸汽及热电厂供应 小计 t/h 343 843 供需比较 t/h 0 0 由上表数据可知，全厂各工序回收余热蒸汽量 205t/h（未含 规划建设 的三热轧），冬季全部用于采暖，夏季在缺少采暖用户的情况下，仅有特钢厂 800/650 轧机的余热蒸汽可用于生产，而 2 台 265 座转炉及一热连轧工序余热蒸汽因压力低，含水量大，供汽波动大等原因，无法并网长距离输送，除少部分自用后，其 余均被放散，各工序余热蒸汽放散量总计达 165t/h。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 10 余热利用分析 根据上述蒸汽供需平衡表数据可看出，目前全厂烧结、转炉及轧钢工序余热蒸汽利用情况如下： 炼铁厂 2 台 2655t/h， 夏季 5t/余 40t/h 放散，冬季全部用于采暖 ； 炼钢厂 4 座转炉烟道汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 95t/h，夏季10t/h 用于汽化系统自耗汽，其余 85t/h 放散，冬季全部用于采暖 ； 一热连轧厂加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 45t/h， 夏季 5t/ 余 40t/h 放散，冬季全部用于采暖 ； 特钢厂 800/650 轧 机加热炉 汽化冷却系统余热蒸汽回收量 20t/h，全部用于电炉 空装置用汽； 规划建设的三热连轧厂加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量40t/h，汽化系统设计自耗汽量 5t/h，按设计指标无法并网，夏季蒸汽放散量将达 35t/h。 综上所述，本钢余热蒸汽放散现象比较严重，除冬季用于采暖用户外，夏季因品质较低、无法并网而大量放散，预计在三热连轧建成后 夏季 平均蒸汽放散量可达 200t/h，既造成了环境污染又浪费了大量宝贵能源。 建设饱和蒸汽发电 机组的必要性 采用先进的饱和蒸汽发电技术，可有效回收利用本钢夏季放散的饱和余热蒸汽，减少资源浪费，提升本钢整体经济运行质量， 而且通过能源的循环利用， 可带来 可观的经济效益和社会效益 ，主要表现在以下三方面： （ 1）采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 11 （ 2）饱和蒸汽发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于本钢的可持续发展。 （ 3）综合利用本钢余热资源，实现能源梯级利用，增加厂自发电量，有利于本钢的节能降耗，同时增 加了企业的经济效益和社会效益。 饱和蒸汽综合利用 利用原则 严格执行小型火力发电厂设计规范（ 贯彻以热定电、节约能源、节省投资、综合利用、保护环境的基本建设原则。 采用成熟技术，配备可靠设备，参考实用经验，在保证使用安全、操作方便的同时，提高系统运行效率。 合理布置，优化设计，从而达到缩短建设周期、提高投资效率，减少占地面积的目的。 装机方案 由于本钢大部分余热蒸汽汽源比较分散，并且含水量较大，长距离输送将使蒸汽的含水率进一步增大，易造成管道的汽水冲 击，不利于汽轮机的运行，同时也使余热蒸汽的做功能力下降，管道敷设投资也将增大。因此，设计对余热资源采用“先自用，再就近集中利用”的原则。 根据余热蒸汽放散现状及炼铁厂、炼钢厂、一热轧厂及三热轧厂的总图 布置情况，本项目拟分区域建设 2 座 余热 电站。 （ 1） 炼铁厂二烧车间 2 台 265热锅炉夏季 和蒸汽 放散量 40t/h， 采用饱和蒸汽发电回收利用，建设 1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 3汽式汽轮发电机组。 （ 2） 炼钢厂 4 座转炉烟道及一、三热轧厂加热炉汽化冷却系统 夏季 和蒸汽 放散量 160t/h， 采用饱和蒸汽发电回收利用，建设 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 12 1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 12汽式汽轮发电机组。 饱和蒸汽发电项目建成后，本钢厂区低压蒸汽供需平衡情况如下表。 低压蒸汽供需平衡表 序 号 项 目 单位 夏季 冬季 备 注 蒸汽供应 1 余热回收蒸汽 t/h 245 245 中： 炼铁厂 2 台 265t/h 5 45 供生产、采暖 40 0 回收发电 钢厂 4 座转炉 t/h 10 95 供生产、采暖 85 0 回收发电 热连 轧 t/h 5 45 供生产、采暖 40 0 回收发电 钢厂 800/650轧机 t/h 20 20 并网外供生产 热连轧 t/h 5 40 供生产、采暖 35 0 回收发电 2 热电厂 t/h 303 603 小计 t/h 548 848 蒸汽用户 1 车间生产用汽 t/h 348 348 余热蒸汽及热电厂供应 中：焦化厂 t/h 104 104 铁厂 t/h 63 63 电厂 t/h 43 43 钢厂 t/h 76 76 轧厂 t/h 5 5 钢厂 t/h 20 20 气厂 t/h 7 7 输部 t/h 5 5 气厂 t/h 5 5 他厂矿 t/h 15 15 2 采暖用汽 t/h 0 500 余热蒸汽及热电厂供应 3 新建 3和蒸汽发电机组 t/h 40 0 利用烧结余热蒸汽驱动 4 新建 12t/h 160 0 利用 4#6#转炉及一、三连轧余热蒸汽驱动 小计 t/h 548 848 供需比较 t/h 0 0 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 13 由上表可看出，三热连轧建成后，全厂各工序回收余热蒸汽量可达 245t/h，冬季全部用于采暖，夏季仅有 45t/h 可用于烧结、炼钢、连轧等生产用户用汽，其余 200t/h 蒸汽如不采取有效利用措施均将被放散。 2 座饱和蒸汽发电工程建成后，在维持全厂冬、夏季低压蒸汽供需平衡的同时，现有转炉、一热连轧、三热连轧工序夏季 200t/h 富余余热蒸汽全部被回收利用，在减少蒸汽放散损失、节约能源的同时，还增加了全厂 的自发电量。 饱和蒸汽发电机组运行方案 本钢地处严寒地区，冬季需大量采暖热负荷，因采暖用蒸汽品质要求较低，为更合理的利用能源，减少热电厂采暖热负荷供应量， 200t/在夏季用于驱动汽轮发电机组，进行发电。 根据采暖设计气象参数，本钢冬季采暖小时数 3624h，同时考虑汽轮发电机组必要的检修，因此，本项目 2 套饱和蒸汽发电机组年运行时间按 5000h 设计。 3热电站 （ 1）主要设备技术参数 汽轮机 (机内除湿再热饱和蒸汽凝汽式汽轮机 ) 汽轮机型号 ： 定功率： 3速： 3000r/定进汽量： 40t/h 额定进汽压力： 定进汽温度： 160180 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 14 发电机 额定功率： 定电压： 定转速： 3000r/率因数： 2）热力系统 主蒸汽系统 烧结机余热锅炉产生的 和蒸汽经过管道送至机内除湿再热饱和蒸汽汽轮发电机组，主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门分二路进入汽轮 机蒸汽室两侧。蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器凝结成水。凝结水通过凝结水泵到除氧器除氧后经给水泵到余热锅炉系统循环使用。 凝结水系统 凝结水系统设置 2 台容量为 100最大凝结水量的凝结水泵，一运一备。 凝汽器抽真空系统 凝汽器抽真空系统中设置 1 台射水抽气器及 2 台射水泵。机组正常运行时，射水泵一台运行，一台备用。 （ 3）主要辅助设备选择 热力系统主要辅助设备按机组最大连续工况设计选型，并能适应机组变工况运行，主要辅助设备参数如下表所示： 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 15 主要辅助设备参数表 序号 辅机设备名称 型号及技术要求 1. 凝汽器 1 台 =1000m 2. 凝结水泵 2 台 4=40m/h P=. 汽轮机机内除湿再热装置 4. 直流润滑油泵 1 台 65=20m/h P=. 交流润滑油泵 1 台 65=20m/h P=. 交流高压油泵 1 台 80=40m/h P=. 冷油器 2 台 8. 射水抽气器 1 台 9. 射水泵 2 台 =90m/h P=0. 射水箱 1 只 砼结构 V=8m 11. 胶球清洗装置 1 套 12. 电动双梁桥式起重机 1 台 16/吊重量 16/ 4）汽机房布置 汽机房布置设计原则 汽机房布置尽可能做到布局合理，工艺流程顺畅，并设有必要的检修设备及检修场地，考虑了主厂房内的通风、采光及排水设施，为设备的安全运行维护提供良好的工作环境。 主厂房布置采用汽机房、电控楼联合布置的顺序排列。这种布置有利于对汽轮发电机组的运行控制。 汽机房为钢筋混凝土结构。 汽机房布置方案 汽轮发电机厂房占地 为 20m 24m。汽轮发电机小岛采用纵向布置。主厂房设一台 16/动双钩桥式起重机，屋架下弦标高 18m。 汽机间 0m 层布置有凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、高压 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 16 油泵及润滑油泵等。 汽机间设有一 台，用于布置汽、水、油管道及化验站等。 运转层标高为 7m，安装汽轮发电机组、控制室和休息室等。 12热电站 （ 1）主要设备技术参数 汽轮机 (机内除湿再热饱和蒸汽凝汽式汽轮机 ) 汽轮机型号： 定功率： 12速： 3000r/定 进汽量： 160t/h 额定进汽压力： 定进汽温度： 180 发电机 额定功率： 15定电压： 定转速： 3000r/率因数： 2）热力系统 主蒸汽系统 转炉汽化冷却系统产生的饱和蒸汽经蓄热器调节为 续饱和蒸汽，与轧钢加热炉产生的 和蒸汽混合经过管道送至余热发电饱和蒸汽汽轮发电机组，主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门分二路进入汽轮机蒸汽室两侧。蒸汽 在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器凝结成水。凝结水通过凝结水泵到冷凝水池，然后经泵到转炉及加热炉汽化冷却系统。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 17 凝结水系统 凝结水系统设置 2 台容量为 100最大凝结水量的凝结水泵，一运一备。 凝汽器抽真空系统 凝汽器抽真空系统中设置 1 台射水抽气器及 2 台射水泵。机组正常运行时，射水泵一台运行，一台备用。 （ 3）主要辅助设备选择 热力系统主要辅助设备按机组最大连续工况设计选型，并能适应机组变工况运行，主要辅助设备参数如下表所示： 主要辅助设备参数表 序号 辅机设备名称 型号及技术要求 1 凝汽器 1 台 =3000m 2 凝结水泵 2 台 6=160m/h P= 汽轮机机内除湿再热装置 4 直流润滑油泵 1 台 80=45m/h P= 交流润滑油泵 1 台 80=45m/h P= 交流高压油泵 1 台 100=86m/h P= 冷油器 2 台 8 射水抽气器 1 台 I)型 9 射水泵 2 台 =162m/h P=10 射水箱 1 只 砼结构 V=8m 11 电动输水泵 3 台 12 胶球清洗装置 1 套 13 电动双梁桥式起重机 1 台 32/5t 起吊重量 32/5t （ 4） 汽机房布置 汽机房布置设计原则 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 18 汽机房布置尽可能做到布局合理，工艺流程顺畅，并设有必要的检修设备及检修场地，考虑了主厂房内的通风、采光及排水设施，为设备的安全运行维护提供良好的工作环境。 主厂房布置采用汽机房、电控楼联合布置的顺序排列。这种布置有利于对汽轮发电机组的运行控制。 汽机房为钢筋混凝土结构。 汽机房布置方案 汽轮发电机厂房占地为 20m 28m。汽轮发电机小岛采用纵向布置。主厂房设一台 32/5t 电动双钩桥式起重机，屋架下弦标高 18m。 汽机间 0m 层布置有凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、高压油泵及润滑油泵等。 汽机间设有一 台，用于布置汽、水、油管道及化验站等。 运转层标高为 7m，安装汽轮发电机组和控制室、休息室等，运转层还安排了约 70满足汽轮机组检修之用。 主要技术经济指标 饱和蒸汽电站主要技术经济指标表 序号 技术 名称 单位 指 标 3热电站 12热电站 1 装机容量 12 2 发电功率 5 3 设计 年运转小时 h 5000 5000 4 年发电量 104250 7500 5 年自耗电量 10400 750 6 年外供电量 104025 6750 7 年回收凝结水量 万 t 20 80 8 年 利用余热 蒸汽量 （ 万 t 20 80 9 年补充新水量 万 t 18 70 10 年耗压缩空气量 万 50 150 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 19 3供电 项目概述 本钢在此次拟增建的利用饱和蒸汽发电工程项目中，除热能动力部分即汽机主体设备外，电力系统方面将对应 烧结饱和蒸汽余热资源安装 1 套 3电机组、对应转炉及热轧 饱和蒸汽 余热资源 安装 1套 12电机组，同时 建设相关厂内电力系统接入及其仪电控制、给排水、采暖通风、电信等设施。 外部电网基本情况 本钢地处本溪电网供电覆盖区，目前本溪电网骨干电压等级为 500 220 66 迄今为止，本溪电网已建成至少 1 座 500家变电所、 9 座220域变电所，总容量在 2000 上，其中东风 220电所一次变在近期新增 2 240变后，容量已达 720东北地区最大容量的 220电所。 本溪电网除通过东风变电所、卧龙变电所 220域变电所以66本钢冶金工厂供电外，还由本溪变电所以 220本溪冶金工厂供电； 本钢通过三个企业总降压变电所与本溪电网连接，全部受电主变压器总和容量为 270 厂内电源点 本钢此次新增 2 台饱和蒸汽发电机之前，已有新热电厂、第二发电厂及第三发电厂三处厂内电源点，系热电联产或对富裕的冶金过程燃气 、余热蒸汽等进行余能综合利用所建设的自发电机组；此外，还包括高炉煤气余压发电装置。 新热电厂、第二发电厂、 第三发电厂及 高炉 部机组共 15 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 20 台（套），总装机容量 383具有年发电 108能力。 按照 标系数计算，已有全部机组发电相当于节约（回收）104a。 本次新增 2 台饱和蒸汽发电机 年发电 108104a， 将同已有子发电及外网购电一道， 缓解本溪钢铁冶金工厂生产过程中电力供应的紧张局面。 发电机选型 根 据本工程性质， 本项目拟选发电机组合为 1 3+1 12同参数如下： 额定输出电压： 定转数： 3000定 频率： 50率因数： 并网及所用电 并网原则及方案 本次 1 3+1 12电机所发电直接就近送往 10线，10线带若干直馈线，供钢铁工艺及公辅用户使用。 对于增设的 1 3+1 12组而言，对现有对应的主变压器设备能力影响不大，在扣除 10馈负荷后，现有对应的主变压器完全能够满足并网需要。 本次工程增设的 2 台机组出线拟在 各自对应主变压器 10线并网，但必须分别增设消弧线圈对 10统电容性电流进行补偿。 10压系统采用单母线结线，母线上连接发电机进线回路，联络线回路、厂用电回路和测量 。 为操作方便，在发电机进线开关和联络开关点均设同期操作控制。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 21 主要设备选择 10电装置选用 中置式开关柜，柜内断路器选用真空断路器；低压配电屏选用 抽屉式开关柜。 所用变压器 为保证两机组低压设备用电，在两机组各设所用变压器。厂用电系统为 380/220V 三相五 线制，用镀锌扁钢作 。 厂用电变压器采用带外罩干式电力变压器，容量 1250号为 0，电压为 10/ 由于厂用电高压侧接在本工程 10母线段上，因此需另从附近的变电所引一路 380/220V 电源作为厂用电系统的备用电源，当主电源失电时，备用电源自动投入。 此备用电源亦兼作机组启动、投运辅机电源。 直流励磁系统及操作系统 本次新增 2 台发电机均采用直流无刷励磁方式。 通过设在机端的励磁变压器，向发电机励磁调节器供电，从而提供给发电机励磁直流电 源。 本次新增 2 台发电机各设置 1 套 20V 智能高频开关直流电源装置，作为操作、保护、信号电源和半小时事故照明、直流油泵电源。 控制及同步 在两机组各自的炉、机、电集中控制室，设置同步控制，新增 2台发电机各有一个同期点，原有同期装置满足不了要求，通过选线开关与微机监控系统相连，实现相互通讯。 本次工程两机组各自采用微机自动保护装置，控制采用后台机方式，通过通讯总线与各保护装置进行通讯，并实时采集断路器、刀闸 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 22 位置信号以及设备运行状态等开关量以及电量、发电机、励磁系统、主变压器、厂用 变有关参数等模拟量。 保护接地 为防止雷电侵入波对电气设备造成危害，在 10络线上装设一组氧化锌避雷器，此外，在发电机出口装设氧化锌避雷器，在发电机中性点装设避雷器，以防止中性点反射引起的过电压。 在侵入波过电压保护之外，各配电柜内均设过电压保护器，所有电气设备均应可靠接地，接地电阻不大于 4 欧姆。 汽机车间设避雷带，烟囱上设避雷针，防雷接地电阻小于 10 欧姆。 其余管道等均应可靠接地，所有管道入户处设等电位连接，接地电阻小于 10 欧姆作为防静电装置。 其他 本项目拟建场址在本钢厂区内， 2 台发电机组各自就近安装。 本项目各设炉机电集中控制室及电气室，按照统一安排布置在各自主车间适当位置。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 23 4过程检测和控制 设计范围 本项目过程检测和控制将涵盖 2 台由饱和蒸汽作为动力的汽轮机、对应的 2 台发电机组及其辅助系统的热工参数的测量、控制、报警等设计。 2 台汽机测控范围包括蒸汽系统、凝结水系统、凝汽器抽真空系统、润滑油系统、循环冷却水系统及汽机本体系统温度、压力、流量、液位等热工参数的检测，对润滑油压、汽机转速、轴承温度、热井水位等设越限报警，并对凝汽器热井水位将进行自动监控。 2 台发电机测 控范围包括本体电机转速、其他机械量及过程量、空气冷却系统的温度、压力等参数的检测。 给排水等辅助系统的测控包含在各自工艺设备中。 过程检测和控制设备 本工程自动化水着重以保证装置安全、可靠、经济适用的原则出发，在确实可行的基础上采用已经鉴定的新设备和新技术全高效运行。 过程检测控制采用 算机控制系统，完成工艺过程检测控制、数据采集、顺序控制、安全监控、逻辑连锁等。 根据本项目要求，本次选用 2 套霍尼韦尔（ 散系统设备，每套汽轮机 套。 控制系统的人机 接口、控制网络及控制器冗余配置，当部分显示设备故障时，不会因部分设备的故障而影响机组的运行。 当控制系统发生失控故障时（如断电断气等），控制回路的设计可保证被控对象的系统处于安全状态。 控制系统具有自诊断功能，故障时及时发出报警信号，防止事态扩大，以致影响本机组正常运行。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 24 为保证各机组的安全经济运行，对于重要信号采取冗余措施。 控制系统的电源，采用热备 源。设置独立于集散控制系统的后备操作手段，以确保当集散控制系统发生全局性或重大故障时实现机组的紧急停运，并满足锅炉的安全运行。 控制系统的特性参数如下 ：最忙时，每个控制器 负荷率不大于 50%，操作员站服务器 荷率不大于 40%；内部存储器占用容量不大于 50%，外部存储器占有容量不大于 40%；以太网通讯总线的负荷率不大于 20%，令牌网通讯总线负荷率不大于 30%；整个控制系统的可利用率大于 蒸汽系统及油系统测控 饱和蒸汽压力测量、饱和蒸汽流量测量、饱和蒸汽温度测量及有关分析测量、物位测量 油系统压力测量 主油泵进口和出口压力 主汽门控制油压力 保安油压力 润滑油压力 安全油压 油系统温度测量 汽轮机前、 后轴承回油温度 发电机前、后轴承回油温度 汽轮机数字电液控制系统 汽轮机数字电液控制系统（ 要功能包括自动 /手动启动、同期、并网和初期负荷控制、功率控制、入口压力控制、功频控制器、甩负荷功能、超速试验。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 25 发电机系统仪控及电控 温度测量 发电机定子线圈温度和定子铁芯温度 发电机进风和出风温度 汽轮机和发电机轴承瓦温度 位移和振动测量 汽轮机轴向位移、轴向振动 轴承振动 汽轮机转速 对重要或有关安全的参数均设置声光报警，确保安全生产。 发电机电控保护包括： 发电机差动保护、差动 线发信号 发电机复合电压闭锁过电流保护 发电机对称过负荷保护 发电机定子接地保护 发电机励磁回路接地保护（在励磁柜中） 发电机、励磁、汽机事故联动保护（跳闸） 10络线路保护包括： 定时限过流保护 方向电流速断保护 低周保护 低电压保护 单相接地保护 过负荷保护 厂用电变压器保护包括 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 26 定时限过流保护 电流速断保护 超温保护 主要仪表选型 本系统过程检测选用将包括变送器、测温元件、调节阀等。 变送器：各主要 参数测量选用智能型差压、压力变送器 , 其中煤气及烟气介质测量采用防爆型；变送器采用进口或合资两线制智能式变送器，拟采用 横河 产品。 测温元件：一般选用热电偶或热电阻，其中煤气及烟气温度测量 采用防爆型； 流量测量：水和各种汽体选用喷嘴及相应类型流量测量装置； 调节阀：调节阀选用电子式电动调节阀、蝶阀或座阀。 执行机构选用 H&B 等产品；国产电动执行机构选用重庆川仪、天津二通、扬州电力修造厂等产品。 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 27 5. 给排水 概 述 本钢饱和蒸汽发电项目根据烧结、转炉及轧钢工序余热资源，建设 2 座余热蒸汽电站。利用 2 台 265 平米烧结机现有余热锅炉所产饱和蒸汽建设 1 座余热电站，内设 1 套 3汽式汽轮发电机组，年发电量 2250 万 用 4 台转炉及一连轧、三连轧现有余热回收装置所产饱和蒸汽建设 1 座余热电站，内设 1 套 12汽式汽轮发电机组，年发电量 7500 万 给排水专业遵照节约用水，减少废水排放，保护环境，提高新水使用效率等原则进行设计。 设计依据为国家有关规程规定、建设条件基础资料和主体工艺用水设计条件等。 设计 范围和内容 给排水设计范围包括本工程的给排水系统、循环水处理设施等部分的设计。 工程所需生产新水、生活水、消防用水均由本钢现有厂区统一供给。 设计条件 水源条件 本钢生产水源为太子河，设有一、三、四、五个水源地。总取水能力日取水量 75 万立方米。生活水由自建的生活水源地和市自来水公司联合供水。 本工程所需生产新水和生活水均由本钢现有生产、消防给水管网和生活水给水管网供给。 排水条件 冶金工业规划研究院 未经允许不得翻印 28 本工程产生的少量生产废水、生活污水通过本钢现有烧结区、炼钢区、轧钢区的排水管网排入本钢污水 处理厂处理，处理后统一回用，