余热锅炉发电项目可行性研究报告.doc

江苏xx生物化工股份有限公司余热锅炉发电项目可行性研究报告xx大学建筑设计研究院热电工程设计研究所二一一年三月目录 7.3 主厂房布置.21 7.4 供、排水系统.22 7.5 电气部分.25 7.6 热控部分.27 7.7 土建部分. 30 7.8 热力网. 35 7.8.1 管道热补偿及疏水. 35 8 环境保护. 37 8.1 概述. 37 8.2 厂址地区环境现状. 37 8.3 环保设计标准. 39 8.4 污染防治措施.40 8.5 与普通热电联产的环境效益相比较.41 8.6 环保投资估算.41 8.7 结论与建议.41 9 消防、劳动安全与工业卫生.43 9.1 设计依据.43 9.2 消防.44 9.3 防爆措施.45 9.4 防尘、防毒、防化学伤害.46 9.5 防电伤、防机械伤害.46 9.6 防暑与防寒.46 9.7 防噪声、防振动.46 9.8 抗震.47 9.9 其它.47 10 节约和合理利用能源.48 10.1 年节标煤量计算.48 10.2 主要节能措施.48 11 劳动组织及定员. 50 11.1 劳动组织及管理. 50 11.2 定员分配. 50 12 工程实施条件和进度. 51 12.1 施工条件. 51 12.2 施工进度. 51 13 投资估算及财务评价. 53 13.1 概述. 53 13.2 投资估算编制原则及依据. 54 13.3 项目投资估算. 54 13.4 财务评价. 54 13.5 财务评价明细. 55 14 工程招标. 58 14.1 编制依据. 58 14.2 招标初步方案. 58 14.3 招标的组织和工作. 60 15 结论. 61 附图目录 序号 图 名 图 号 1 站区总平面布置图 2010-9r128k -01 2 原则性热力系统图 2010-9r128k -02 3 主厂房底层平面布置图 2010-9r128k -03 4 主厂房运转层布置图 2010-9r128k -04 5 主厂房横断面布置图 2010-9r128k -05 6 原则性电气主接线图 2010-9r128k -06 1 概述 1.1 项目概况及编制依据 1.1.1 项目概况 项目名称：江苏xx生物化工股份有限公司余热锅炉发电项目 项目投资人：江苏xx生物化工股份有限公司 建设地址：江苏省xx市江苏xx生物化工股份有限公司厂区内 企业性质：股份制有限责任公司 法人代表： 1.1.2 企业概况 江苏xx生物化工股份有限公司是国家批准的农药生产企业，江苏省高新技术企业。其前身最早是 1976 年经原国家计委批准建设的江苏省xx农药厂，1997 年进行改制成为江苏省xx农药有限公司，2004 年与江苏苏化集团强强联合成立江苏苏化集团xx农化有限公司，2007 年更名为江苏xx生物化工股份有限公司。公司 1994 年获得化工自营进出口权，2001年公司技术开发中心被江苏省经贸委认定为省级技术中心。2008年公司实现销售收入90409 万元，实现利润11608万元；2009 年实现销售收入62754 万元，利润11673万元。 公司初建时位于江苏省xx市城市西郊，远离城市中心区，周边是农田和少量散户居民。近年来随着城乡经济和社会的快速发展，以城市为中心的经济圈不断建设，城市规模迅速扩大，功能日趋完善，现在企业所处的地理位置已经属于主城区，周边居民日益增多。与此同时，企业也有了长足发展，有力促进地方经济和社会的发展和进步，随着企业规模的扩大，达标排放的污染物也有所增加，危险源点不断增多，对周边居民和城市环境产生严重影响，对周围群众的生命财产安全也构成了潜在的巨大威胁，也阻碍了城市的建设发展。企业经过 30 余年的不断投入发展，为地方经济建设起过积极的作用，就目前城市发展和企业所处的位置现状看，处于城市中心限制了企业生存空间的扩大，制约了企业的可持续发展。 化工园区建设是近年来国际化工发展的主流，也是我国化学工业发展的新型模式。国家支持化工园区的建设，许多园区取得了显著成绩。化工是我省传统优势产业，结合自身实际情况，江苏大力实施化工园区的建设，以产业空间集聚合理配置生产要素，实现化学工业的集中化和可持续发展。对现有化工生产企业进行布局调整，特别是分散在主城区的化工企业加快向化工园区集中，这样既符合城市总体规划的要求，也符合企业发展和安全生产的需要。为了积极响应省市号召，大力配合化工企业入园进区整治工作，同时也从企业自身发展考虑，公司决定将原有的农药产品及其他产品搬迁到江苏省环保厅批准建设的xx市化工产业集聚区苏化片区。 苏化片区位于市区以西11km 的新戴河西岸，新戴河是xx市主要河流之一，水源充足，园区北依323省道，毗邻新戴河瓦窑港，交通十分便捷。园区所处的位置地势平坦，土地开阔，远离居民区，周围生态良好，外部环境优越。园区规划起点高，视野宽，纵深长，有超前性，符合国家化工产业政策，行业发展方向，园区准确定位，总体把握，思路清晰，措施得当，既有近期建设目标，又有远期发展空间，使园区特色鲜明，规模适度，有助于形成核心竞争力。 目前苏化片区生产基地水、电、汽、道路、通讯、办公、分析、消防设施、环保设施及部分公用设施已完成一期规模。江苏xx生物化工股份有限公司为了企业自身对蒸汽的需要，计划在苏化片区新建400kt/a硫磺制酸项目。 硫酸是基本化工原料之一，大量的用于生产化学肥料，如磷肥、硫酸铵等。在化工领域广泛应用于生产各种硫酸盐的原料，还应用于塑料、人造纤维、燃料、油漆、制药等的生产。在石油精练、钢铁酸洗、有色金属的冶炼及纺织印染、制革、炼焦等行业也大量需用硫酸。在国防工业中制取硝化甘油、硝化纤维、三硝基甲苯等炸药及原子能工业、火箭工业等都需要硫酸。 随着我国国民经济和各行各业的快速发展，硫酸作为基本化工原料，将具有稳定的国内外市场。目前由于使用硫酸的主要行业对硫酸的需求都比较平稳，因此预计硫酸市场仍将继续保持平稳。 近年来，我国硫酸企业与科研设计及设备制造企业密切合作，一面积极消化吸收国外先进技术的同时，在新工艺、新技术、新材料、新设备、提高余热回收率、强化环保措施等方面都取得了很大成绩，有的技术、设备已经接近或达到世界先进水平。本项目将力争使工艺技术先进、可靠，使装置建成后在工艺技术上处于较先进的水平。 同时，硫磺制酸项目可以配套建设余热回收系统副产蒸汽，用以满足公司生产、生活蒸汽的用量。 本项目将为xx生物化工股份有限公司改善产品结构、扩大企业规模、扩展市场提供了有利条件；同时，也能为公司形成新的经济增长点，同时还可以解决地方部分人员的就业问题，因此本项目不但对于企业的发展既具有积极的经济意义，同时也具有一定的社会意义。 1.2 项目建设必要性 该项目的实施理论上可为硫酸生产线提供最高约 50%用电，可减少从电力系统受电，又可节能利废，降低生产（用电）成本，减少有害气体的排放，美化周边环境，是一项利国利民，符合国家能源和环保政策的好项目，其建设十分必要。 1.3 研究范围 本项目为余热发电扩建工程，设计范围从余热锅炉出口蒸汽管道及汽机房内的汽水管道。除氧、高压给水及排污、脱盐水等系统属于余热锅炉范围，不在此工程研究范围 项目接入系统方案、环境评价报告、水资源论证等由业主另行委托有资质单位进行专门论证。 1.4 主要设计技术原则 本可行性研究报告贯彻执行以下主要设计技术原则： 1、报告内容及深度符合国务院（国发,199936 号）文批转国家经贸委等部门*关于进一步开展资源综合利用的意见及附件的要求。 2、在余热利用车间总体布局设计上，既要满足本期工程的要求又要兼顾到规划容量时的合理性。 3、采用效率高、运行可靠的汽轮机。 4、发电机出口电压10kv，并入厂用10kv母线，接入硫酸厂全厂总变电站。 5、工业水为闭式循环，采用公司现有系统。 6、汽轮机热工控制采用dcs分散控制系统。 7、主设备年利用率按6500小时计算。 8、项目建设规模： 本项目拟建设1 台c6mw抽凝机组，暂不考虑预留扩建。公用系统由硫酸厂配套，本项目不再重复考虑。 2 余热锅炉介绍 2.1 余热锅炉设计范围 1 ）硫磺制酸系统内余热锅炉管道配置设计。 2 ）40t/h 脱盐水站配置设计。 2.2 余热利用方案 根据硫酸工艺要求，焚硫炉出口炉气温度从 960冷却到430；转化器一段出口炉气温度从598冷却至460；一吸塔进口炉气温度从276冷却至175；转化器四段出口炉气温度从423冷却至155，再进第二吸收塔。为此在焚硫炉出口设置一台火管式余热锅炉（一锅），在转化器一段出口设置一台高温过热器，在一吸塔进口设置一台省煤器 （省煤器），在转化器四段出口设置一台低温过热器，低温过热器后设置一台低温省煤器（省煤器），整个系统可回收热量3.82mpa、450中压过热蒸汽约60t/h。 2.3 热力系统 除氧器除氧后的锅炉给水（104），经热管省煤器、加热后送到汽包内，由汽包下降管引入焚硫炉后的火管余热锅炉中，火管余热锅炉产生的饱和蒸汽再经过低温过热器、高温过热器加热到450。 1 ）脱盐水系统 由于厂方未提供水质全分析资料，现锅炉水处理暂按以下设计：为满足中压锅炉给水水质标准（gb12145 ），拟采用两级反渗透加一级脱盐流程，水处理能力为40t/h。具体制水流程如下： 原水原水箱原水泵机械过滤器两级反渗透中间水箱中间水泵混床脱盐水箱脱盐水泵除氧器给水泵汽包。 再生系统为： 酸、碱槽车卸酸、碱罐酸、碱泵酸、碱贮槽酸、碱计量器 xx大学建筑设计研究院 热电工程设计研究所 6 江苏xx生物化工股份有限公司余热锅炉发电项目 可行性研究报告酸、碱喷射器混床。 再生采用31%盐碱和30%氢氧化钠。再生污水进入中和池，处理合格后，再由污水泵经管道送出厂后排放。 为保证水的ph 在8.5 9.2 范围内，在脱盐水站内设有一套自动加氨装置。 2 ）给水系统 除氧合格的104给水，由给水泵打出，经外管，一路进入设于转化四段出口低温过热器后的低温省煤器，经换热后进入设于一吸塔进口的高温省煤器换热后，此时给水温度大约在225 左右，最后进入火管式余热锅炉的汽包内。另一路给水供过热蒸汽喷水减温用。 3 ）汽水系统 余锅汽包之炉水经下降管进入锅壳式蒸发器内，经换热后，炉水部分蒸发，汽水混合物经上升管进入汽包内，在汽包内经二级汽水分离，饱和蒸汽从汽包顶部导出，分离下的炉水再进入下降管继续进行循环，饱和蒸汽经管道进入设于转化器四段出口的低温过热器内，蒸汽经加热后再依次进入转化器一段出口的高温过热器内，为保证出口之过热蒸汽温度450，低温过热器和高温过热器及高温过热器两级之间设有喷水减温自动调节装置。所产3.82mpa、450、60t/h 过热蒸汽经133 10 蒸汽外管送至汽轮机进口，蒸汽经汽机抽汽口排出低压蒸汽管，排汽通过凝汽器由循环冷却水冷却至凝结水，最后送入除氧器。 2.4 主要设备选型 1 ）锅炉部分 序号 名 称 规 格 数量（台/套） 1 余热锅炉 汽包工作压力：4.21mpa(g) 1 饱和蒸汽温度：255 2 高温过热器 过热蒸汽压力：3.82 mpa(g) 过热蒸汽温度：450 1 过热蒸汽量：60t/h 3 低温过热器 过热蒸汽压力：4.0 mpa(g) 过热蒸汽温度：350 1 过热蒸汽量：60t/h 4 省煤器（高温）进/出口气体温度：276/175 1 5 省煤器（低温）进/出口气体温度：350/165 1 2）脱水盐部分 序号 名称 规格 数量（台/套） 1 机械过滤器 1500 （衬胶） 3 2 反渗透装置 26t/h 2 3 混床 1000 （衬胶） 2 2.5 设备装置 1）锅炉部分 锅炉部分设备包括锅壳式余热锅炉、高温过热器、低温过热器以及热管省煤器、，均与工艺设备布置在工艺装置区内。 2）脱盐水站 厂房 1022m，室内布置机械过滤器、混床、反渗透装置以及各种水泵等，厂房外布置酸碱贮槽、计量器、水箱以及中和池等。 3 热负荷 3.1 供热现状 随着本公司的快速发展，供热需求也日益增加。 3.2 热负荷 3.2.1 现状热负荷 热负荷详见下表2-1 表2-1 现状热负荷 用汽参数 热负荷序 热用户名称 生产班制 号 压力(mpa) (a) 温度() 最大 平均 最小 1 akd 3 0.6 170 7 5 4.5 2 乙酰甲胺磷 3 0.6 170 5 3 2.5 3 硬脂 3 0.6 170 5 3 2.5 4 菊酯 3 0.6 170 3 2 1.5 5 多菌灵 3 0.6 170 5 4 3.5 6 林草净 3 0.6 170 5 3 2.5 7 甲基硫菌灵 3 0.6 170 6 5 4 8 甲、乙酯 3 0.6 170 7 5 4.5 9 一甲胺、二甲胺 3 0.6 170 7 5 4.5 合 计 0.6 170 50 35 30 3.3 设计热负荷 根据热负荷用汽量折算到热电厂出口供汽参数0.98mpa 300汽量，再考虑热负荷同时率和热网汽水损失后，得到设计热负荷如下： 由于此热电厂属于余热利用，设计热负荷仅考虑现状热负荷情况，设计热负荷如下： 参数 0.98mpa 300 热负荷 最大 平均 最小 流量 43 30 25.8 设计热负荷为0.98mpa 300蒸汽30t/h 3.4 年持续热负荷曲线绘制 近期年持续热负荷曲线是按年 8760 小时内的最大、平均和最小设计热负荷绘制而成，如下图2-1 图2-1 近期年持续热负荷曲线 3.5 凝结水回收 热用户主要是化工工艺用汽，均为直接用汽，而且凝结水水质较差，故本设计不考虑凝结水的回收。 4 电力系统 4.1 硫酸厂电力系统及供电现状 根据中国化工中蓝连海设计研究院2010 年5 月版的*江苏xx生物化工股份有限公司400kt/a硫磺制酸项目可行性研究报告中关于电气系统的描述，园区新建35kv 变电所一座，设置两台35kv/10kv 主变压器。10kv单母线分段，分别供给硫酸生产线用电。 4.2 余热电站接入系统 本工程发电机出口电压选用10kv，经过电缆接入35kv 变电所10kv母线，所发电在硫酸生产线配电母线段全部用完。 5 汽机选型及供热方案 5.1 主要参数的确定 初参数 利用硫璜制酸工艺余热产生的蒸汽压力为 3.82mpa(a)、温度为 450，额定蒸发量60 t/h 5.2 机组选型 方案一 本期工程汽机房进汽参数及流量均为确定值，进汽初参数p=3.43mpa t=435，蒸汽量60t/h，抽汽参数p=0.98mpa t=300,30 t/h;根据以上数据，可选择的抽凝机组c6mw 的发电机组。 1）汽轮机 型 号 c6mw-3.43/0.98型 额定功率 6000 kw 转 速 3000 r./min 额定进汽量 56 t/h 进汽压力 3.43 mpa 进汽温度 435 抽汽压力 0.98 mpa 抽汽温度 300 2）发电机 型 号 qf-7.5-2 额定功率 7500 kw 额定电压 10500 v 额定转速 3000 r/min 功率因素 0.8 3）一级减温减压器进口参数3.43mpa、450，出口参数0.98mpa、 300，流量60 t/h 方案二 本期工程汽机房进汽参数及流量均为确定值，进汽初参数p=3.43mpa t=435，蒸汽量 60t/h；背压机排汽参数 p=0.98mpat=305,55 t/h;根据以上数据，选择的背压机组b3mw 的发电机组。 1）汽轮机 型 号 b3mw-3.43/0.98型 额定功率 3000 kw 转 速 3000 r./min 额定进汽量 55 t/h 进汽压力 3.43 mpa 进汽温度 435 排汽压力 0.98 mpa 排汽温度 305 2）发电机 型 号 qf-3-2 额定功率 3000 kw 额定电压 10500 v 额定转速 3000 r/min 功率因素 0.8 3）一级减温减压器进口参数3.43 mpa、450，出口参数0.98mpa、 305，流量60 t/h 综上所述，由于热负荷波动比较大，本工程供热机组采用方案一抽凝式供热机组，即c6mw 抽凝式汽轮机配qf-7.5-2 发电机（上网按6mw考虑）热负荷调节更灵活些，更能满足主体工程的要求。 5.3 主机技术规范 1）汽轮机 型 号 c6mw-3.43/0.98型 额定功率 6000 kw 转 速 3000 r./min 额定进汽量 56 t/h 进汽压力 3.43 mpa 进汽温度 435 抽汽压力 0.98 mpa 抽汽温度 300 2）发电机 型 号 qf-7.5-2 额定功率 7500 kw 额定电压 10500 v 额定转速 3000 r/min 功率因素 0.8 5.4 供热方案 本期工程规模为一台抽凝式汽轮发电机组，为保证余热的安全利用及热网的正常安全运行，需配置一台旁路减温减压器作为汽轮机检修时备用。 在机组正常运行的情况下，汽轮机的抽汽经流量计排入供热蒸汽管网；在机组故障及检修的情况下，锅炉来蒸汽通过减温减压器继续对热网供汽，这样即不影响硫璜制酸工艺中锅炉的运行，也不影响对外供热。 5.5 热经济指标及汽平衡 推荐方案热经济指标见表5-1。 5-1 热经济指标表 序号 项目 单位 1c6mw 热量 gj/h 91.56 1 热负荷 汽量 t/h 30 2 汽机进汽量 t/h 56 3 发电功率 kw 6000 4 供单位热量耗厂用电量 kwh/ gj 6.875 5 发电厂用电率 % 6 6 供热厂用电率 % 8.4 7 综合厂用电率 % 14.4 8 发电年均标准煤耗 g/kwh 380 9 供电年均标准煤耗 g/kwh 452 10 供热年均标准煤耗 kg/gj 41.3 11 年利用小时 h 6500 12 年供热量 gj/ a 5.95105 13 年发电量 kwh/a 3.9107 14 年供电量 kwh/a 3.276107 15 全年耗标煤量 t/a 32010 16 全年节标煤量 t/a 10556 17 热电比 % 424 18 全厂热效率 % 78.4 通过以上计算可以看出： 热效率大于45%，“热电比”大于100%，高于国家认定的标准，装机方案是可行的。 表5-3 汽平衡表 类别 项 目 单位 平均数据 锅炉 锅炉蒸发量 t/h 60 新蒸汽 汽轮机进汽量 t/h 56 3.82mpa 450 汽水损失 t/h 4 工业抽汽量 t/h 30 工业 用汽 汽轮机凝汽量 t/h 20 0.98mpa 自用汽量 t/h 6 300 减温减压汽量 t/h 0 6 厂址条件 6.1 厂址 xx市位于江苏省北部、徐州市东部，地处北纬34?06?-34?26?、东经117?59?-118?39?之间，其北接山东省郯城县，西界邳州市，东连东海县和沭阳县，南隔骆马湖与宿迁市相望。它既是我国东部沿海开放带与陇海、兰新经济带双向开放的交汇点，也是江苏省徐、连经济带，沿海经济带，运河经济带“三带”交汇之地。 xx经济开发区位于xx市城区的周边地区，其中：中心区位于城区的西面，东区位于城区的xx面，南区位于城区的西南面。xx化工产业集聚区隶属于xx经济开发区，其中苏化片区位于开发区中心区的西北部，唐店片区位于开发区南区的中南部。 本项目拟选厂址位于xx化工产业集聚区苏化片区内，其周边现为农田，均属规划中的工业用地。 6.2 气象条件 xx市地处中纬度，境内为北温带季风性气候，四季分明，夏季多雨，雨量充足，其主要气象特征见表6-1。 表6-1 主要气象气候特征 编号 项 目 单位 数值 年平均气温 13.7 1 气温 极端最高气温 39.9 （66.7.19） 极端最低气温 -22.4 （69.2.5） 年平均风速 m/s 2.33 2 风速 最大风速 m/s 18 3 气压 年均大气压 hpa 1012.9 4 空气湿度 年平均相对湿度 % 72 年平均降雨量 mm 910.5 5 降雨量 年最大降雨量 mm 1215.5 年最小降雨量 mm 487.3 6 霜期 年平均霜期 d 163 7 风向 全年主导风向 e、ne 6.3 地质条件 xx市以平原为主，地面海拔标高29m左右,既有广阔的冲积平原,也有起伏的剥蚀岗和交错的湖荡洼池。总的地貌特点东北高、xx低、由高及低呈现出丘陵岗地缓岗地倾斜平原的规律性分布。土层上部为粘土,中部砂土，地耐力一般为16-20t/m ，地下水17m，含水层深 80m，最深120m。境内有五条灾害性的地质分布线,其中郯庐断层从郯城码头经境内草桥、窑湾到宿迁的皂河，境内长78km。最高地震烈度为8度。 6.4 供水及水源 xx市经济技术开发区规划在徐连高速公路以南、新戴运河xx侧 新建1座工业水厂，设计规模为44 万m /d，占地15公顷，近期建设规模为5 万m /d，水源为新戴运河（引自骆马湖）；在市区城南建设1 座 区域水厂，水源为骆马湖，近期建设规模15 万m /d。给水主干管管径dn600dn1200mm；给水支管，管径dn200dn400mm。给水管网环状布置，以确保开发区生产、生活和消防等用水安全。 公司正建设一座日供水能力为30000m/d 的地表水厂，分两期建设，其中一期建设规模为 10000m/d，取水水源为新戴运河。目前，公司生产和生活用水均使用地下水。地表水厂建成后供应全厂生产用水，近期生活用水仍使用地下水，远期由开发区生活给水系统供给。厂区现有两 眼深井水，其供水量为300m/h，供水压力0.30mpa。 7 工程设想 7.1 厂区总平面布置 7.1.1 总平面布置原则 1）按*小型火力发电厂设计规范(gb 50049-94)、*火力发电厂设计技术规程（dl 5000-2000）、*火力发电厂总图运输设计技术规程 （dl/t 5032-2005）、*建筑设计防火规范（gb 50016-2006）和国家有关规定、规程进行设计。 2）按生产流程合理布局，功能分区明确，生产运行管理方便，布置相对集中紧凑，节约用地。 3）满足安全卫生、防火和运输等方面的要求。 4）人流、物流分开，减少环境污染。 5）在满足工艺要求的前提下，尽可能使整体布局美观、整齐，并布置绿化带以美化环境，符合现代化企业人文环境的要求。 7.1.2 总平面方案概述 江苏xx生物化工股份有限公司年产量4万吨硫磺制酸配套余热发电项目位于xx化工产业集聚区苏化片区内，厂址交通便利。本工程总平面方案如下： 汽机房和汽机房配电室靠近江苏xx生物化工股份有限公司 400kt/a 硫磺制酸项目锅炉房南侧布置，管线短捷。水工设施布置凉水塔的西侧，区域合理。 7.1.3 竖向布置 本工程建(构)筑物室内外地坪设计标高同江苏xx生物化工股份有限公司400kt/a硫磺制酸项目建（构）筑物室内地坪设计标高。 7.1.4 道路布置 本项目建(构)筑物只占江苏xx生物化工股份有限公司400kt/a硫磺制酸项目厂区的部分区域，延用硫磺制酸项目厂区道路等公共设施。 7.1.5 管线布置 厂区各种工艺管线，按不同介质的输送特点及要求，分别采用架空（蒸汽管道等）、直埋（循环水供排水管、生产生活上水管、雨水排水管、生活污水排水管等）、沟道（室外电缆等）三种不同敷设方式。 7.2 热力系统 原则性热力系统图详见附图。 7.2.1 主蒸汽系统 在确定热力系统时，必须符合安全、经济的要求，要操作灵活、检修方便。同时要考虑全厂各种运行工况，包括起动、低负荷运行、工况变动，停车及事故处理方式。热力系统拟定如下： 余热锅炉来一根蒸汽管道（2199）进入汽机房，后分三路管线分别