陕西富平水泥有限公司纯低温余热电站工程项目可行性研究报告

1 陕西富平水泥有限公司纯低温余热电站工程项目 1. 总论 业简介 陕西富平水泥有限公司是国家大型民营企业浙江光宇集团投资兴建的现代化大型水泥生产企业之一，于 2003年在长三角经贸合作洽谈会上签约，规划投资 15 亿建设 3 条 5000t/d 新型干法水泥生产线，被列为陕西省重点工程和富平县一号工程 ,首条日产 5000 吨新型干法水泥生产线于 2006 年 6 月 1 日正式投产，年生产水泥能力达200 万吨。 公司地处富平县庄里工业园区，紧临 210 国道和庄里火车站，距西安、咸阳、渭南、铜川、阎良等大中城市均在 70 公里范围内 ，交通便利，地理位置优越。公司管理先进，机制灵活，拥有一支从事水泥生产管理多年、经验丰富的员工队伍，其中大中专生占 80%以上，中级以上职称达 60 余人。 公司自备石灰石矿山品位高、储量大。生产线采用国内最先进的新型窑外分解技术，进口具有世界一流技术的立式辊磨机、 X 射线荧光分析仪等；环保设备使用先进的高效电收尘和布袋收尘，全线由先进可靠的 散式计算机操作系统控制，高效、稳产、节能、环保，品质优秀。 目建设的必要性 陕西富平水泥有限公司 根据本公司的具体情况，在对国家资源综合利用的产业政策进行认真的学 习和研究，并 对国内现有的资源综合利用电站系统和 中信重机双压纯低温余热发电技术 进行了综合调研的基础上， 为了实施可持续发展战略和减少废气预热对环境的影响，执行资源综合利用政策，同时保证水泥生产线的正常运行，根据公司现有生产规模、技术条件，并综合考虑两条 5000t/d 新型干法水泥窑所产生的余热及场地布置等因素，拟利用两条 5000t/d 水泥熟料生产线窑头、窑尾废气余热资源，建设纯低温余热电站， 以达到综合利用水泥生产线排放的废热资源， 进一步降低水泥生产综合能耗， 降低生产成本， 保护环境、 提高企业经济效益 的目的 。 目建设的依据 家政策 国家发改委要求企业节能十条措施第三条规定： 回收利用余热、余压发电。如钢铁企业利用干法熄焦显热回收发电、高炉炉顶压差发电，回收高炉、焦炉、转炉煤气发电，水泥企业利用窑炉尾烟气余热发电等 。 在沿海经济发达同时能源极为短缺的地区， 对于已上马的日产 2000 吨及以上新型干法水泥企业，则鼓励其 开 展余热发电，推进能源的综合利用 。 余热发电符合国家资源综合利用的 “ 对生产过程中产生的余热等进行回收和合理利用 ” 条件，属于环保和国家鼓励发展的产业，而且所发电容量小，完全自用，不 返 供电，发出的电 与地区电网并网享受并网优惠政策 。 程名称 陕西富平水泥有限公司纯低温余热电站工程 设条件 址选择 电站 建设场地 坐落在水泥生产线厂区内，不另行征地。 工程地质条件 拟建厂址工程地质条件良好，具备建设条件。 通过地勘资料，水泥窑所在场地地质构造为稳定构造，建议在施工时对断泥层彻底挖除，并用砼进行回填。并适当加大基础宽度与基础刚度，必要时，可考虑相邻的基础连在一起。形成一个较大的整体基础。 2 厂区内基岩风化具有渐变性，故基坑开挖时，须挖至完整基岩，并进入适当的 深度。 一般建（构）筑物基础可采用天然地基，沉降敏感的、荷载特别大的建（构）筑物基础持力层可采用复合地基或桩基。 余热条件 1). 原始废气参数 陕西富平水泥有限公司 的水泥生产线为 5000t/d 的具有五级预热器和预分解炉的新型干法生产线。 2). 余热电站设计取值 窑尾 炉可利用的余热为：电站设计取值为 340， 000 h、 315。这部分废气利用余热后废气温度应保持在 210左右，以满足原料烘干的需要。 窑头 炉可利用的余热为：电站设计取值为 240， 000 h、 360，利用余热后按 95进电收尘器收尘后排放。 药品来源 本工程发电系统所需 消耗药品有工业 盐 酸、氢氧化钠、磷酸三钠 吗啉、联氨 等， 这些药品均为工业用品 ,由当地市场采购，汽车运输 。 废灰处理 余热锅炉的积灰清下后通过螺旋输送机送回到水泥生产线，做到了资源综合利用。 水源 本工程 采用地表水作为给水水源，该地区地表水资源丰富，能满足电站日耗 t/h（一期为 h）的要求。 电源 公司的总降压变电站（以下简 称总降），现安装有一台 40000110/变，预留一台主变位置；电源为双回路 110缆进线。总降 10统采用放射式供电系统，目前为单母线运行方式。 当电站启动投入运行时需要 10 启动电源，启动电源由总降 10 线提供。发电机组投入运行后与总降 10 线并网运行，运行方式为并网不上网。 然条件 气象资料 年平均气温： 极端最高温度： 极端最低温度： 年 最大风速： 20 m/s 年主导风向： 东北 2. 地震烈度 建设场地区域 地震烈度为 。 3. 工程地质条件 拟建厂址工程地质条件良好，具备建设条件。 节约措施 本工程属于水泥厂的配套工程 ,采取以下节约措施 : 本工程生产后的机 ,电 ,仪表修理设施不再重复建设。 因本电站为公司的一个车间 ,一些专职机构如环保 ,职业安全卫生等 ,现有人员及装备已能满足要求 ,不需要重复建设。 投资匡算与资金筹措 3 项目总投资估算为 6040 万元。其中：自筹 资金（资本金） 1320 万元，银行货款 4700 万元。 主要设计原则及指导思想 体技术方案要求 电站设计遵循 “ 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)， 采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备。 (2)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)部分关键控制设备和仪表考虑国内采购的国外技术产品（含组装、原装）。 (4)动 、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到 “ 三同时 ” 。 程项目范围 本 工程 由下列主要子项组成： 水泥窑窑头冷却机废气余热锅炉（ ）； 水泥窑窑尾预热器废气余热锅炉（ ）； 锅炉给水处理系统； 汽轮机 及热力 系统； 发电机及电气系统； 电站循环水系统； 电站自动控制系统； 电站室外汽水系统； 电站室外给、排水管网及相关的通讯、照明等辅助系统。 2 节能和资源综合利用 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 严峻。所以 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 【 1996】 36 号）等文件的精神，国家经贸委于二年七月下发了 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 等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。该管理办法进一步明确指出： 申报资源综 合利用电厂，必须具备： 00以上，机组设备没有超期服役或淘汰； 染物实现达标排放 。 国务院总理温家宝 2005 年 6月 21 日主持召开国务院常务会议，研究建设节约型社会和发展循环经济问题。会议认为，随着我国工业化、城镇化和现代化建设的推进，资源需求将持续大幅度增加，资源供需矛盾日益突出，环境压力越来越大。必须从战略和全局的高度，把建设节约型社会和发展循环经济摆在更加突出的重要位置，进一步转变经济增长方式，以资源的高效和循环 利用，促进经济、社会的可持续发展。 会议指出，加快建设节约型社会，大力发展循环经济，必须按照落实科学发展观和走新型工业化道路的要求，坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针，以节约利用资源和提高资源综合利用效率为核心，推动体制创新、制度创新和管理创新，综合运用经济、法律、行政、科技和教育等多种手段，采取更加有力的措施，务求 4 使建设节约型社会和发展循环经济取得实质性进展和明显成效。 会议提出了加快建设节约型社会和发展循环经济的措施：（一）抓好规划编制和宏观指导，把加快建设节约型社会和发展循环经 济作为国民经济和社会发展中长期总体规划和其他各类专项规划的重要内容。（二）全面推进资源节约和综合利用，大力开展节能、节水、节材、节约用地工作。（三）依靠科技进步，加大对资源节约和循环利用关键技术的攻关力度，加快新技术、新产品、新材料推广应用，积极支持资源节约和发展循环经济的重大项目建设。（四）深化改革，建立节约资源和发展循环经济的体制机制和政策体系。充分发挥市场机制和经济杠杆的作用，逐步理顺资源性产品价格，完善有利于节约资源的财税政策。继续实行限制高耗能、高耗材、高污染产品出口的政策。（五）抓紧制定和修订促 进资源有效利用的法律法规，通过科学管理、严格管理，制止浪费行为。（六）加大宣传力度，增强全民节约意识，组织开展创建节约型城市、节约型政府、节约型企业、节约型社区活动。 会议对今明两年建设节约型社会的重点工作作了部署。一是节约能源。抓好重点耗能行业和企业节能，发展节能型交通运输工具， 推动建筑节能，引导商业和民用节能，开发利用可再生能源，强化电力需求侧管理，加快节能技术服务体系建设。二是节约用水。大力推进城市节水工作，积极推广农业节水灌溉和旱作节水农业，加大重点耗水行业节水技术改造的力度，搞好海水和再生 水利用。三是节约原材料。加强重点行业原材料消耗管理，提高材料强度和使用寿命，推进木材节约和代用工作，制定禁止过度包装的政策措施。四是节约和集约利用土地。继续实行严格的土地保护制度，开展农村集体建设用地整理试点，进一步限制毁田烧砖。五是推进矿产资源、工业废物的综合利用和再生资源的回收利用。 进入上个世纪九十年代中后期， 按照 国家倡导的资源综合利用政策， 我国的科研机构 自主开发了符合国家资源综合利用政策的资源综合利用电站的发电技术及相应配套的系统， 充分回收利用水泥生产线中、低温废气余热 ，不仅可为企业带来可观的经济效 益，同时还具有显著的社会和环境效益 ， 随着我国市场经济的深入发展，国家对资源综合利用工作十分重视，相继出台了一系列鼓励政策。在国家政策的鼓励和引导下，我国资源综合利用取得一定的成绩。 目前 水泥行业已有部分厂家利用余热发电技术建设资源综合利用电站 。 水泥工业，首先是能源的消耗大户，其次还是浪费大户。节能降耗的任务很艰巨。即使在大型干法水泥生产线中，由于水泥煅烧技术和生产工艺流程的限制，大量的 360以下中、低温废气余热不能被充分利用，仍有占水泥熟料烧成系统总热耗量的 30%被排放掉，如何有效地回收这部分余热，一直是 困扰水泥行业节能降耗，提高经济效益的难题之一。 开展资源综合利用，是我国的一项长期的重大技术政策，合理地利用资源是可持续发展的关键。 述 工程为利用 陕西富平水泥有限公司 的 5000t/d 熟料生产线窑尾预热器及窑头熟料冷却机废气余热建设的纯低温余热 电站，发电装机为 2 9一期建设一台， 是典型的节能工程。 本工程设计指标如下： 发电装机： 9均发电功率： 8 发电量： 6000 万 供电量： 5520 万 热利用及节能 由于对上述 两 部分废气余热的综合利用的节能效应，本工程的建设投产，相当于年节约标准煤 约 2 万吨 。 大量废气余热的回收利用节约了煤炭资源，使本工程达到了资源综合利用的目的。 水 由于本工程在水泥生产线窑尾增设余热锅炉后，使进入水泥生产线增湿塔的烟气温度降至 210 左右 ，大大减少了增湿塔的喷水量，相当于为工厂节约了水 资 源。 3电站总平面布置及交通运输 5 要设备放置地点及面积 由于本厂址处在厂区之内，因此主厂房和辅助厂房可根据现场位置而定，不一定要 在一个平面上，这样就可以减少施工中的土石方量，以节约投资。以下对该项目各部分所需的占地面积做一统计。 （ 1）汽机房（二台）： 48m 21m （ 2）锅炉（四台）： 2 14m 8m， 2 14m 10m （ 3）化水间： 21m 15m （ 4）逆流玻璃钢冷却塔 :50m 17m 本次电站工程包括：汽轮机厂房、化学水处理、机械通风冷却塔、窑头余热锅炉（ 炉） ,建设场地主要集中在本厂水泥生产线附近。 根据 陕西富平水泥有限公司 的总图位置，余热发电的布置分三部分：第一部分是锅炉布置， 炉布置在窑尾高温风机之上，节省 占地面积；窑头 炉布置在窑头篦式冷却机和煤磨中间。第二部分为主厂房，在预留二线与现有一线中间的一片空地上，布置在主厂房西边。第三部分为循环水冷却塔及泵房，布置在化学水处理间西边的空地上。 竖向设计和雨水排放 根据厂区现有建筑标高和电站排水的要求，汽轮机房标高要根据要求布置 ,高度为 20m。 炉和 炉由于是钢架式，标高与摆放地标高相同即可。雨水用明沟就近排入附近的雨水明沟里。 4发电工艺系统 电站系统配置特点 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废气管道，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。 余热锅炉均采用立式锅炉，可以解决余热炉漏风、堵灰等问题并减少占地面积，提高余热回收率。 热力系统 设有汽、水解列旁通措施， 汽轮机组等 可退出发电系统 。 电量计算（一条水泥生产线配发电机组） 陕西富平水泥有限公司 5000t/d 新型干法水泥熟料生产线 ， 在正常生产情况下， 窑尾预热器废气量为340,000h， 废气温度 315 。这部分废气还要用于生料粉磨的烘干用风，其用风温度要求随生料入磨水分而变化，通常在 210左右 波动； 考虑到上述生产工艺要求，窑尾废气余热可利用的热量 范围 如下： 废气量： 340,000h 进 /出口废气温度： 315 /210 可利用的余热量： 4900 10 4 kJ/h 窑头篦式冷却机废气在生产中没有利用，其排出的废气经电收尘后排放，其参数及余热可利用量如下 : 废气量： 340,000h 6 出口废气温度： 210 篦冷机经过改造后，可利用余热量如下： 入 炉废气量 ： 240,0000h ; 锅炉进 /出口温度 : 360 /95 ; 可利用的余热量： 8200 10 4kJ/h 上述窑头、窑尾两部分 被利用的 废气余热量 为 1310010 4kJ/h。 术方案概述 汽轮发电机房、锅炉及废气处理、电站控制室、站用电力室、发电机及站用电高压系统 等 合建一主厂房，其中：汽轮机采用 补汽凝汽式 机组，容量为 9作蒸汽参数为 320 。发电机采用 10冷式发电机组； 电站用电设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站正常运行后，站用电 既 可由电网供 电，也可由发电机直接供电； 电站运行方式为并网不上网； 电站设独立调度通讯系统，与电站生产有关的各岗位均设直通调度电话，电站与电网调度管理部门间按要求设置调度通信设施。 汽机循环冷却水 设施 采用 机械通风冷却塔 ； 锅炉用水处理采用 “ 反渗析 + 一级 混 床除盐系统 ” ； 电站的控制采用 算机控制系统。 主要 设备选型 主要设备选型一览表（按两条线设计） 名称 型号规格 技术条件 数量 备注 头双压余热锅炉 入口废气量： 240,000h 入口废气温度： 360 入口废气含尘浓度： 88 % 头排出的废气成分： 2 2O % / 热力系统及装机方案设计 前提 本工程实施后电站应尽量避免向电网返送电 ； 资源综合利用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 ； 资源综合利用电站的系统及设备应成熟可靠，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平 。 力系统方案及装机容量 根据目前国内资源综合利用技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机方案采用资源综合利用的 双压锅炉 +补汽凝汽式汽轮机余热发电 技术。 头双压余热锅炉和 尾余热锅炉选用杭州锅炉集团有限公司的产品，杭州锅炉集团有限公司是专业生产余热锅炉的著名公司， 其产品享誉全国各地。 汽轮 发电 机组 及系统 汽轮机为补汽凝汽式汽轮机 装机容量： 9定转速： 3000r/10 进汽压力： 汽温度： 320 4020 进汽量： 40t/h 补汽压力： 汽温度： 155 2010 补汽量： h。 排气压力： 气温度： 39 2) 汽轮发电机 型号： 额定功率： 9000 定电压： 10500 V 频 率： 50 速： 3000 r/磁方式： 可控硅励磁系统 取的措施 整个余热发电系统的热力系统由锅炉的汽水系统和汽轮发电机组及轴封加热器 、 凝结水泵 、 除氧器、给水泵等相关设备组成。 余热锅炉系统 炉和 炉将水泥生产过程中 的 废气 余热 吸收，产生的过热蒸汽及低压 补 汽进入汽轮机， 进行能量转换，拖动发电机向电网输送电力。 炉设计为立式自然循环锅炉，带汽包，烟气自上而下通过锅炉。锅炉自上而下布置 高压 过热器、 高压蒸发器 ，低压 过热器、 低压 蒸发器和 公共加热 器， 55左右的给水经给水泵进入公共加热 器 后 ,被加热成为饱和水后，分成三路分别进入 炉 低压 汽包 、 炉 高压 汽包 和 炉 加热器。进入 压 锅炉汽包 和 热器的饱和水经过锅炉内部循环被加热成过热蒸汽，进入 压 锅炉汽包 的饱和水被加热成低压补汽 ，两台锅炉的过热蒸汽混合后和低压补汽分别进入汽轮机高压端和低压端做功 发电。 在 炉 中， 由于废气粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，除尘方式采用自然沉降；另外为增大换热面积，强化换热效果， 炉的传热管设计为螺旋翅片管。 炉带汽包，设蒸发器和过热器，烟气在管外流动，受热面为蛇 形 光管，设置机械振打装置来解决废气的粉尘附着问题。 过热蒸汽进入汽轮机作功后排入凝汽器，凝结水经凝结水泵送入轴封加热器 、 再由给水泵升压进入锅炉公共加热器，形成闭式循环。 了保证电站事故 时 不影响水泥窑生产，余热锅炉均设有旁通废气管道，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。 热锅炉均采用膜式受热面立式锅炉，解决余热锅炉漏风、磨损、堵灰等问题并减少占地面积，提高余热回收率。 氧器 采用化学除氧。 热炉均设有汽、水解列旁通措施，一旦 汽轮机紧急停机时，余热锅炉所产蒸汽可经减温减压后，排至凝汽器，不再排大气，造成环境污染，还可不浪费凝结除盐水。 车间布置 轮发电机 房（主厂房） 11 汽轮发电机 房 布置在回转窑的旁边， 由汽轮发电机房及高低压配电室、 值班室 等几部分组成。 汽轮发电机房为 48 21m，双层布置， 面为辅机平面，布置有给水泵、汽轮机凝汽器 、冷凝水泵、冷油器 等， 面为运转层，汽轮机及发电机布置在此平面。 汽轮发电机 房的配电室为 48 6m， 面布置高、低压配电室等。控制 柜及休息室 布置在 面，局部三层平面即 面，主要布置 除氧设备等 。 尾 热锅炉 窑尾余热锅炉布置于 5000t/d 水泥生产线窑尾 高温风机上方 ，采用露天布置，运行平面为 21m 的平台 。 排污扩容器、汽水取样器等 布置在 0. 000 平面。 头 热锅炉 窑头余热锅炉布置于 5000t/d 水泥生产线窑头 篦冷机 旁，占地 约 为 14 8=112用露天布置，运行平面为 平台 。 排污扩容器 、 汽水取样器等布置 在 面 。 充水、循环水系统： 补充水系统：根据计算，本工程需要补充水 t/h（一期为 h） 。 循环水系统：根据该水泥厂的建设场地条件，循环冷却水泵站建设在玻璃钢冷却塔附近，循环水泵直接从冷却塔水池吸水。根据发电机组冷却水用量及水压要求，在循环冷 却水泵站内设 3 台循环冷却水泵，同时为保持水质的稳定，在泵站内设置了加药装置。 本工程设备冷却水量为： 7500t/h (1) 循环水量 单位： m3/h 项目 机组类型 凝汽量 （ t/h） 凝汽量冷却用水（ m3/h） 辅机用水量（ m3/h） 总循环水量（ m3/h） 夏 m=75 冬 m=70 夏 m=75 冬 m=70 2 9 47 2 3525 2 3290 2 222 7494 7024 设 3 台循环水泵 , 每台泵流量 Q=2515m3/h, 扬程 H=27m, 配电动机 280 3 台泵通过循环水管道向汽机房2 9汽轮发电机组供水 , 从汽机房冷凝器出来的循环水仍有余压 , 被送至 3 台逆流式机力通风冷却塔 , 每台塔循环水能力为 2500m3/h, 温差为 10 , 降温后自流回到循环水池。 （ 2）补给水量 为了达到机组冷却效果，同时还要节约投资。因此本工程汽机循环水系统拟采用逆流型玻璃钢冷却塔的循环供水系统。补给水量的计算见下表： 补给水量计算表 单位： m3/h 12 项目 机组台数 冷却塔 补水 其它 用水 化学处理用水 合计 2 90 6 学水 处理 系统 该工程拟新建一套反渗透除盐水装置，采用反渗透加混床方式以保证除盐水水质。 学 水处理方式的选择 本工程电站属于中温 低 压 余 热发电范畴，对锅炉给水水质要求较为严格。 从有利于环境保护和降低酸碱耗量、降低成本，保证 锅炉给水水质 ，提高供水安全可靠性考虑， 该工程新建一条一级反渗透 +一级 混床 除盐 的除盐水系统。 由于纯低温 余热发电工程属于凝汽式电厂形式，补充水量较低，经过计算正常运行时每小时补水量为 考虑采用一级反渗透 +混床水处理系统的原因为： 1 用一级反渗透 +混床制除盐水，与用软化水相比较： 而降低热量的损失，提高了余热的利用效率。用一级反渗透 +混床制除盐水的排污率为 用软化水的排污率为 决了中低压锅炉中常用软化水作补给水而引起的硅酸盐结垢的问题。有利于锅炉的长期稳定运行，延长了锅炉的使用寿命。 ，温差波动较大，造成锅炉负荷变化大，因此蒸汽中携带的盐分较多，在过热器及汽轮机中造成盐类的积聚，引起过热器堵塞及汽轮机故障，选用纯度较高的除盐水，能在负荷不稳的情况下保证蒸汽的品质，提高系统运行的可靠性。 2 用一级反渗透 +混床制除盐水与用一级除盐水相比较： 级反渗透 +混床的再生酸碱耗量为一级除盐水的 5，从而减少了酸碱废水的排放量，有利于环境保护。 系统的运行操作更简单， 系统的出水水质更易得到保证，且大大提高了出水水质。 采用 一级反渗透 +混床水处理系统符合系统及现场的条件，有利于系统的稳定运行。 化学水处理车间的供水由原厂区生活、消防给水管网供给 。 处理流程为：自 原厂区生活、消防水池 送来的自来水 依次 进入车间机械过滤器 、活性碳过滤器及 精密过滤器， 然 后 由高压 泵将水送至 反渗透 装置，除去大部分 13 盐分后 进入 中间 水箱，再由 中间 水泵将水送至 混合 离子交换器，出水为除盐水，进入除盐水箱 ，再 通过除盐水泵供至 汽轮发电机房。处理后水质达到：电导率小于 ，二氧化硅小于 20g/l 。 为满足锅炉给水 、溶解氧 的要求，采用加 吗啉、联氨 处 理，加 吗啉、联氨 装置设置在主厂房内。 锅炉汽包水质调整，采用药液直接投放的方式由专设加药泵向锅炉汽包内投加 药装置设置在主厂房内。 化学水处理车间布置 化学水处理车间的建筑形式为单层布置方式，处理间为单层厂房，车间 外 部设地下酸碱中和池，车间内所有排水均经中和池排出。 技术指标 根据该 水泥厂 的 供水情况 和锅炉给水水质要求，化学水处理系统主要技术指标如下： 年消耗原水量： 0 4t 年产除盐水量： 0 4t 年消耗 31% 消耗 31% 工程电站属于 余 热发电范畴，对锅炉给水水质要求较为严格。根据锅炉制造厂提供的资料，水处理出水指标应满足火力发电厂水汽质量标准中压锅炉汽、水品质标准要求。 水量的确定 本设计按 2 9站规模确定生产能力。 电站正常运行时，工艺需系统补水量 （除盐水） 为 2 h， 故障时最大 2 4.9 t/h。因此，化学水处理系统生产能力拟按 2 8t/h 进行设计 。 生产工艺系统改造 尾 炉 在窑尾预热器与高温风机之间设置 炉，在原有的出预热器的下行管道上引出废气管道与余热锅炉相连，锅炉排出的积灰由输送机送回生料库。锅炉烟气阻力 850高温风机能力允许范围内，通过对高温风机操作参数的调整，可使系统完全正常工作。在引出管道与原下行管道上均增设阀门，对气流进行控制和切换。当 流可不通过锅炉而流向旁通烟道，既满足了水泥生产的稳定运行，又保证了 炉的安全。通过旁通烟道的调节作用还可使水泥生产及余热锅炉的运 行均达到理想的运行工况。 头 炉 在熟料冷却机与窑头电收尘器之间设一台 热锅炉，由废气管道连接。由于出冷却机的余气温度只有200250，因此需对冷却机进行改造，可从冷却机中部去煤磨的热风出口处，引出管道，抽出 350左右的废气送至沉降室，滤去大颗粒粉尘后再由管道引向 炉，出锅炉的 95左右的废气进入窑头电收尘器收尘后，由风机排放。冷却机剩余的低温余风仍由原管路进电收尘器。为了保证水泥生产工况稳定，在进锅炉前的管路上设旁通管路，以防锅炉故障或水泥生产不正常时气流可不经锅炉而由旁 路排出。在冷却机原余风管路上、新设的去锅炉管路上和旁通管路上均增设阀门，以实现对气流的控制和切换。锅炉和沉降室的烟气总阻力控制小于 850造后的流量和压力在排风机的能力允许范围内，窑头排风机可以不更换。 14 6. 电气自动化控制系统 目前一条 5000t/d 水泥生产线已投产，将建第二条 5000t/d 水泥生产线，配套建设 2 9低温余热自备电站，该电站的电气控制系统采用分散控制系统。 站电气系统工程概况 该自备电站装备 2 9冷发电机组，机端出线电压为 磁方式为交流可控硅 自动调整励磁。 该自备电站设计出线 10线两条，在机组启动时作为厂用电源；在机组同期并网后由该线路将电负荷送至水泥厂总降配电室 10线。 该电站设计三台 8000/用变压器，型号为 0/站所有的 源均由该变压器提供。 该自备电站控制系统采用电气综合自动化控制系统，集中安装在主控室内。主控室主要设备有控制站（微机）及网络设备、微机综合保护测控柜、同期柜、自动励磁屏、直流控制系统等设备。 7. 热控系统 在热工自动控制系统中，为 保证机组的安全经济和合理的运行，实现较高程度的自动化，设置了比较完整的热工检测、自动调节、联锁保护及热工信号的报警装置等。其自动化水平将使操作人员在中央控制室内能够完成正常运行工况下的全部热工参数的监控和一些主要设备在事故状态的紧急停车操作，并且可以对机组的热力系统及主辅设备进行热工参数的控制，监视和调整，对机组的异常工况及时报警和进行事故记录，对有关参数进行数据处理。能够在最大程度上实现减员增效，提高劳动效率的目的。 工自动化功能 统的基本功能包括：数据采集系统、模拟量控制、顺序控制功 能和主辅机连锁保护功能构成。 其中数据采集系统能连续采集和处理所有有关的测点信号和设备状态信号，及时向操作人员提供有关具体运行信息，实现机组的安全经济运行。一旦机组发生任何异常情况，可以向操作人员发出报警，以便及时进行处理，以提高机组的可利用率。它能够实现各种显示（包括工艺流程显示、操作显示、成组显示、趋势显示、报警显示等），制表记录（定期记录、报警记录、事故追忆记录、事故顺序记录、跳闸记录、操作记录等），历史数据存储和检索，性能计算。 模拟量控制系统是 一部分，通过数据高速公路与 他部分进 行通讯。控制系统包括由处理器模件按 1： 1 冗余配置构成的各个子系统组成，这些子系统可实现以下各项调节控制： 炉高压汽包水位调节 炉低压汽包水位调节 炉汽包水位调节 凝汽器热井水位调节 15 炉烟道入口挡板控制 炉烟道旁路挡板控制 炉烟道入口挡板控制 炉烟道旁路挡板控制 汽轮机进汽压力调节 汽轮机补汽压力调节 均压箱压力调节 给水泵出口母管压力调节 源水箱水位调节等 模拟量控制系统划分为若干子系统，子系统设计遵守“独立完整”的原则，以保证数据通讯总线上的信息交换量最少。冗余配置，在控制局部系统故障时，不引起机组的危急状态，并将这一影响降到最小。在自动控制范围内，控制系统能处于自动方式而不需任何性质的人工干预。系统监视设定值与被控变量之间的偏差和输出信号与被控阀门之间的偏差，当偏差超过预定范围时，系统将控制切换为手动并报警。 顺序控制及连锁保护功能 此次设计中由软件程序来实现的所有逻辑运算和自动控制顺序。包括给水泵、凝结水泵、射水泵、循环水泵、润滑油泵以及各相关设备的启、停和连锁均可实现自动。系统通过联锁、联跳和保持跳闸功能来保证被控对象的安全。机 组的联锁及保护跳闸功能，包括紧急跳闸均采取硬线连接。用于保护的接点是“动合型”的，以免发生误动作。对成对的被控设备如给水泵、凝结水泵、射水泵、循环水泵、润滑油泵，控制系统采用不同的分散处理单元或控制组件，以防系统故障时两个被控设备同时失去控制。顺序控制是按命令的逻辑顺序进行的，每步都有检查。在正常运行时，顺序一旦启动就直至结束。设备的连锁、保护指令具有最高优先级，手动指令比自动指令优先。被控设备的“启动”、“停止”或“开”、“关”指令将相互闭锁，且使被控设备向安全方向动作 。 热工保护实现以下项目及功能： 锅炉系统的热工保护 锅炉主蒸汽压力高保护 炉高压汽包断水保护 炉低压汽包断水保护 炉汽包断水保护 炉高压汽包压力高保护 炉低压汽包压力高保护 炉汽包压力高保护等 16 汽机系统的热工保护 汽机超速保护 紧急停机保护 发电机故障保护 轴向位移超限保护 凝汽机真空保护 润滑油压低保护 汽机轴承温度高保护 报警信号系统等 统结构 系统结构及特点 统硬件由过程控制站、两个操作员站和工程师站组成； 应用软件根据系统要求进行组态编制。 系统结构 系 统由 1 个工程师站、 2 个操作站构成一套 统。： 统可靠性 系统有较高的可靠性，平均无故障时间 10 万小时，平均故障维修时间 5 分钟。 系统性能指标： （ 1）系统可靠性指标： （ 2）系统精度： 输入信号： （高电平） 低电平） 输出信号： 精度高于 （ 3）系统抗干扰能力： 共模电压： 250V 共模抑制比： 120 差模电压： 60V 差模抑制比： 60 （ 4）系统实时性和响应速度： 数据库刷新周期，模拟量不大于采样周期，开关量不大于 1秒。 面对键盘操作指令的相应时间：一般画面 1 秒 复杂画面 2 秒 面上数据的刷新周 期 1秒 从键盘发出操作指令到通道板输出和返回信号从通道板输入至 17 显示的总时间 事件顺序分辨力： 1 毫秒 采样和控制周期： 50 毫秒 （逻辑控制） 50 毫秒 （回路控制） 双机切换时间： 冗余速度： 10控制用 I/O 的采样周期与上述周期相协调。 变送器、执行器采用和其他仪器仪表的选用均以可靠性为原则。 水系统 本工程生产、生活和消防给水系统 采用地表水作为给水水源，该地区地表水源丰富，能满足电站日耗水量的要求。 本工程生产 用水量为 16t/h（ 其中：化学水处理用水 6t/h； 其它 用水 10t/h。）。 循环冷却水系统补水量为 h。 因此，本工程总耗水量为 h。 水系统 本工程生产及生活排水量为 h，生产污水主要来自化学水处理车间、锅炉及冷却塔排污，h；生活污水排水为 h。上述污废水均不含有毒物质，经中和池、沉砂池、化粪池等设施预处理后，排入工厂现有排水系统。 建筑物及构筑物要求 主厂房的火灾危险性为丁类，耐火等级为二级，主厂房主体结 构及维护结构采用阻燃材料，主厂房楼梯为独立的封闭结构，通至各层平面门采用防火门，主厂房内各个控制室采用阻燃材料，耐火极限不小于 1 小时。 辅助及附属生产建筑物除其本身满足消防要求外，在建筑物室外设通至屋面的消防钢梯。 气设施防火要求 控室及高低压配电室的防火要求 该余热电站中控室 设在水泥控制室内，作为水泥生产的辅助设施，配合水泥的生产，尽可能多的利用水泥生产过程中产生的余热。 在高、低压配电室及站用变压器室设有火灾事故排烟通风机，在电缆竖井、电缆夹层等电缆密集的区域敷设定温电缆 。 电线路的敷设及保护 配电线路的敷设应采用穿钢管敷设（包括吊顶层），禁止与燃油管路、热力管路一起或在同沟内敷设。 明灯具选型要求 普通车间照明灯具按常规要求设计。在有可燃易爆的场所（如：电站点火油库、电站燃煤制备等车间），选用隔爆灯具及隔爆开关。 火灾危险和易爆场所的电气设备选型 有火灾危险和易爆场所，其电气设备均为隔爆型或将控制开关设在室外。 考虑电气设备的安全运行，将按照电气防火规范的要求进行设计。如高压开关柜、低压配电屏及控制保护屏等底部的电缆孔洞 ，在电缆敷设完毕后，采用防火堵料将孔洞进行封堵。在穿越室内外的电缆沟设置防火隔墙。在易发生火灾事故的场所，电缆选型采用 18 阻燃型电缆。 防水 由于本工程是水泥厂的一部分，消防水系统采用与原水泥厂消防水系统连接，本工程不再单独设置消防水系统。 并在各建筑物内设置建筑灭火器材。 故照明及疏散指示标志的设置 在电站主厂房、中控室、高低压配电室等主要场所设置有火灾事故照明。 在电站主厂房内的楼梯间及太平门等疏散走道上均设置疏散指示标志（安全标志灯）。 在电缆施工安装时，为减小火灾范围，电缆桥架或 电缆穿越楼板、墙壁的孔洞应在电缆敷设完毕后，采用防火堵料进行封堵。 10. 采暖 通风及空调 象条件 年平均温度： 最高极限温度： 最低极限温度： 最热月最低湿球温度： 年平均 5的天数： 99 d 年平均湿度： 66 % 年平均降水量： 522.2 最大降水量： 788.7 平均蒸发量： 1802.3 平均风 速： m/s 年最大风速： 20 m/s 当地海拔高度： 534 546 m 年平均大气压力： 季平均大气压力： 季平均大气压力： 主导风向及频率： 东北风 现场海拔高度： 538 m 热 该厂所在地区属于采暖地区。 风 对散发有害气体的化学水处理车间 、 化学分析室等采用机械通风换气。考虑到水泥厂的环 境，汽轮发电机房不开设天窗，其通风、排热也采用机械通风，对有余热发生的车间如高低压配电室、车间高压变电所等均采用机械通风，其它车间采用自然通风。 气调节 汽轮机房控制室要求室内温度 203 ，故夏季设空调器，以满足电气设备及劳动保护要求；化学水处理分析室也加设空调设施。 11 建筑及结构 19 筑设计 筑设计原则 本工程位于 暖 温带气候地区，夏季炎热、冬季不冷。建筑设计主要考虑夏季通风、隔热要求。本工程为余热发电工程，新建生产建筑的建筑形式，应尽量与附近原有厂房的建筑形式相协 调。 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、隔热、劳动安全、工业卫生等技术措施。 充分利用水泥厂设施，本工程不考虑增建行政、生活福利性建筑。 筑构造 屋面 ：生产建筑采用无组织排水。钢筋混凝土屋面采用冷施工防水材料 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。钢结构棚顶采用彩色压型钢板。 墙体 ：框架填充墙采用当地轻质砌块，混合结构的承重墙视当地政府有关规定使用的承 重砌块。 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。 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。 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。各部位的防护栏杆均采用钢管栏杆。 地坑防水 ：一般均为浅地坑，可按防潮处理。 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。 构设计 （ 1） 设计原则 结构设计做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量。 根据中国地震动参数区划图（ 址区的地震基本烈度为 度，本期建（构）筑物 均按 度设防。 （ 2） 工程地质 通过地勘资料，水泥窑所在场地地质构造为稳定构造，建议在施工时对断泥层彻底挖除，并用砼进行回填。并适当加大基础宽度与基础刚度，必要时，可考虑相邻的基础连在一起。形成一个较