某公司循环水项目可行性研究报告.doc

1 概述 xx市xx电厂位于xx市高新技术开发区。现有5炉4机，机炉型号分别为：1、2号炉: ng-753.82-m53、4号炉: ug-753.82-m295号炉: ug-2203.82-m1号汽轮机： c6-3.430.981-12号汽轮机： b63号汽轮机： c12-3.43/0.981-2 4号汽轮机： c25-3.43/0.981 总的对外供汽能力为320t/h，现供汽总量已达235t/h，峰值达到269 t/h。由于xx电厂供热区域内在2006年以后将逐步行成200万平方米采暖供热面积，xx电厂现有剩余供汽能力不能满足供热要求。因此采用电厂循环冷却水供热是目前解决上述矛盾最有效和可行的方法。2 循环水冷却水供热原理及可行性循环水供热就是把采暖用户的散热器当作冷却设备使用，凝汽式汽轮机改为低真空运行。机组本体无需大的改造，只是将凝汽器出、入口管接入循环水供热系统。循环水经凝汽器加热后，由热网循环泵将加热后的热水送入热网。为加大供热的可靠性，并要保证汽轮机事故状态下，供热系统仍可以对用户供热，在系统设尖峰换热器，利用新蒸汽或其它汽源加热热网循环水。凝汽机组改低度真空运行供热，基本上消除了电厂的冷源损失，可使火力发电厂燃料利用率由原来的25提高到80。同时，由于低度真空运行只是汽轮机的特殊变工况。因此对汽轮机本体可不必改动，在低真空运行和正常额定凝汽工况运行之间，可以很方便的转换。疑汽式汽轮机改低真空动行，利用循环冷却水供热已是一项很成熟的节能技术，东北地区应用较广泛，设备安全稳定运行二十年，节能、经济效益显著。我省邯郸、承德、唐山、xx热电一厂、热电二厂、热电四厂等电厂都有应用，节能效果都很显著。3 热负荷 xx电厂总供汽能力为320t/h，按照2005年底的统计显示现供汽总量已达230t/h，峰值达到269 t/h，只有50 t/h的余量。根据开发区的用地规划，在今后的2至5年内长江大道南、北两侧的18#、19#、29#、30#、31#地及淮河道南北两侧的南庄、北庄将形成大约200万米2的居住住宅建筑面积。 2006年新增的xx泵业、博深工具、天山塑钢等一批工业及采暖用汽量为51.5t/h。4 循环水供热参数及供热负荷的确定4.1 xx电厂汽轮机参数（见表1） 表1序号项目单位1#汽轮机3#汽轮机4#汽轮机1型号c6-3.43/0.981-1c12-3.43/0.981-2c25-3.43/0.9812最大进汽量t/h751202253最大抽汽量t/h55801404排汽量t/h2040855凝汽器型号m-560-1n-1000-1n-22006凝汽器换热面积m2560100022007运行中循环水量t/h约1300约2600约55004.2 确定供回水温度及温差 要求用户供暖系统均为地板采暖，其供热参数为供水50，回水35。一次网供水温度与二网供水温度换热端差为10。确定供水温度twl=50+10=60 为保证机组安全，一般控制循环水回水温度 tw250 tw2取45循环水供回水温差t=twl-tw2=60-45=15凝汽器换热端差为8，则凝汽器中蒸汽温度为60+8=68。4.3 求循环水流量 根据凝汽器热平衡方程式 q=gc(hc-hc)=gw(hw2-hwl)=4.1868gwt式中：q凝汽器的传热量gjh gc凝汽器的进汽量th gw进入凝汽器的循环水量th hc凝汽器中凝结水的焓kjkg hc-凝汽器中蒸汽的焓gjkg由上式得循环水流量1#机： gw=gc(hchc)(4.1868 t) =202580(4.186815) =823 (th)3#机： gw=gc(hchc)(41868 t) =402580(4186815)=1646(th)4#机：gw=gc(hchc)(41868 t) =852580(4186815)=3498(th)4.4 机组功率 排汽压力的变化对机组效率的影响不大，可忽略不计，则可根据焓降来确定发电机功率的变化，见表2。 新蒸汽参数 p0=343mpa t0=435 h0=33076kjkg 表2 排汽温度()336568737580排汽压力(mpa)0004900250029003500330047凝汽器真空度(mpa)00951007300713006240059400506排汽焓(kjkg)242225632580260526102618蒸汽焓降(kjkg)885.6744.6727.6702.6697.6589.6热网供水温度()5760656772热网回水温度()4245505257发电机功率减少比例16%17.8%20%21%33.4% 表2 中数据显示，当排汽温度提高到68时发电机发电量将平均减小17.8%。4.5 循环水的供热能力（取用建筑采暖综合热指标q=50w/m2）1#机： w=(gwt)/(0.86q) =(82300015）/(0.8650)=287093(m2)3#机： w=(gwt)/(0.86q) =(164600015)/(0.8650)=574186(m2)4#机： w=(gwt)/(0.86q) =(349800015)/(0.8650)=1220236(m2)三台机组改造后合计供面积约为208.1万米2。5 电厂循环冷却水系统改造 电厂循环水系统的改动极小，首先将凝汽器的水侧管道由双管流程改为单管流程，并将其水侧入口管与热网的回水管道连接，将其出口管与热网供水管连接，并设必要的切换阀门。 6 尖峰换热站6.1 站址 由于该热力站与常规换热站略有不同，其管路系统要与电厂循环冷却水系统并联，为了便于运行维护、负荷调度、协调管理，将热力站设在厂内双曲线冷却塔附近。由于1#、3#机冷却塔在汽机房的北侧，4#机冷却塔在汽机房西南侧。而本工程的供热面积较大，不能同时投入使用，所以建议设置1#、2#两个尖峰换热站，分期建设。1#站作为1#、3#机的尖峰换热站，2#站作为4#机的尖峰换热站。6.2 热力站系统 系统流程：循环水经电厂凝汽器加热、热力站循环泵增压后，由热水管网送至采暖热用户的二级换热站。 在系统中设尖峰换热器，当汽轮机组发生故障时，尖峰换热器可单独供全部采暖热负荷的70%。 系统采用补水泵定压、补水，由于本项目均设有二级换热站,并且凝汽器设计工作压力不得大于0.3mpa，因此定压点压力设为0.2mpa。6.3 主要设备选型6.3.1 #站、汽水热交换器1#3#机的供热能力为86.1万米2，热交换器只在事故状态时使用,其供热能力按1#3#机总供热能力的70%选取。交换器分别选用供20万米2和40万米2的间接式换热器各一台。根据公式：f=(1.051.1)qkt 米2式中：f热交换器的传热面积 米2 q采暖热负荷 w t平均对数温差 k换热器传热系数 w/m2选dnl000、dnl400波节管式汽水换热器各一台。2、热水循环泵循环水流量已确定g=823+1646=2469th扬程计算公式：p=(h1+h2+h3)0.0098+0.049 m式中：h1-供回干管阻力 h2-最不利用户内系统阻力 h3设备内部阻力 选g=1000th，p=0.45m，n=220kw循环水泵四台，三用备。 3、补水泵 补水泵流量按系统总流量的4考虑,扬程按以下公式: p=(hb+hx+hy)0.0098+0.049 mpa式中：hb系统中补水点压力 hx泵的吸水管程的阻力 hy泵的出水管程的阻力 选g=100th，p=0.32m，n=15kw补水泵两台，一用一备。6.3.2 #站1、汽水热交换器4# 由于机的供热能力为122万米2，交换器选用供40万米2的间接式换热器两台。根据公式：f=(1.051.1)qkt 米2式中：f热交换器的传热面积 米2 q采暖热负荷 w t平均对数温差 k换热器传系数热 w/m2 选dnl400波节管式汽水换热器两台。 2、热水循环泵循环水流量已确定g=3498th扬程计算公式：p=(h1+h2+h3)0.0098+0.049 m式中：h1-供回干管阻力 h2-最不利用户内系统阻力 h3设备内部阻力 选g=2500th，p=0.5mpa，n=450kw循环水泵三台，两用备。 3、补水泵 补水泵流量按系统总流量的4考虑,扬程按以下公式: p=(hb+hx+hy)0.0098+0.049 m式中：hb系统中补水点压力 hx泵的吸水管程的阻力 hy泵的出水管程的阻力 选g=150th，p=0.32m，n=15kw补水泵两台，一用一备。7 热力网7.1 热力网路由（方案一） 方案一按1#3#4#机改造后全部的供热负荷考虑管径和管道路由为：从xx电厂东南角向南沿峨眉街向南穿越黄河大道、淮河道、长江大道至18#、19#、29#、30#、31#地，沿长江大道向东至南庄，沿太行街向北穿越长江大道、淮河道至北庄，管长约4.5千米。初步确定供回水干管管径为dn900。7.2 方案二按1#3#4#机改造后全部供热负荷的一半考虑管径，并设置两个出口。管道路由为：南线从xx电厂东南角向南沿峨眉街向南穿越黄河大道、淮河道、长江大道至18#、19#、29#、30#、31#地，沿长江大道向东至南庄，沿太行街向北穿越长江大道、淮河道至北庄。北线从xx电厂西北角向西沿307国道向西至太行大街后沿太行大街向至北庄与南线对接形成环网。初步确定供回水干管管径为dn700。 由于上述负荷将在今后35年逐步行成，所以推荐采用方案二。一次网只敷设南线，厂内只改造1#3#机，待负荷逐步行成后再敷设北线并改造4#机，行成最终规模。7.3 管线敷设方案 管网布置为了不影响城市道路美观，尽量少占地，采用无补偿直埋敷设，管道穿越马路采用隧道敷设。7.4 保温防腐 聚氨脂泡沫塑料导热系数低，容量小，闭孔率高，被广泛应用于直埋管道中。本工程采用聚氨脂泡沫塑料保温，保温厚度为50毫米，由管道加工厂预制成管中管。8 运行方式冬季采暖期间，将汽轮机组的循环冷却水与冷却塔系统解列，循环水泵停运，运行热网循环供热系统。夏季恢复原循环水系统。8.1 #站运行方式、当室外供热面积只满足1# 机单独运行时，且1#凝汽器的供水温度满足供热要求时，换热器不运行。此时关闭 1、2、3、4、6、7、8、9、10、11、13、15、16号电动阀门。打开5、12、14、17 号电动阀门。此时只运行一台循环水泵。、当室外供热面积只满足3# 机单独运行时，且 3# 凝汽器的供水温度满足供热要求时，换热器不运行。此时关闭1、2、3、4、5、7、8、9、10、12、14、15、16 号电动阀门，打开5、6、11、12、13、14、17 号电动阀门。此时只运行两台循环水泵。、当室外供热面积满足1#和3#机运行时，且两组凝汽器的供水温度均满足供热要求时，换热器不运行。此时关闭1、2、3、4、7、8、9、10、15、16 号电动阀门。打开 1、2、3、4、7、8、9、10、15、16号电动阀门，运行三台循环泵。、当发生下列任一情况： 电厂任一机组发生故障时, 凝汽器的回水温度高于60时,关闭 5、6、11、12、13、14、17 号电动阀门，打开1、2、3、4、7、8、9、10、15、16 号电动阀门。本方案中循环水泵三用一备，设计四台水泵联锁自动投运，当发生 这样的情况时，除关闭和开启相应阀门外，还需启动原有循环水泵，以保证汽轮机组正常运行。、当凝汽器的供水温度不能满足供热要求时，可启动换热器投入微量蒸汽提高供水温度，根据所供采暖面积的不同，分别在第一、二、三种运行状态下，开启换热器进出口阀门及蒸汽阀门即可。8.2 #站运行方式1、当室外供热面积只满足4# 机单独运行时，且 4# 凝汽器的供水温度满足供热要求时，换热器不运行。此时关闭1、2、6、7、8、9号电动阀门。打开3、4、5、10号电动阀门。此时只运行两台循环水泵。2、当发生下列任一情况： 4#机组发生故障时。 凝汽器的回水温度高于60时。 需启动换热器运行，此时关闭3、4、5、10号电动阀门，打开1、2、6、7、8、9号电动阀门。本站循环水泵两用一备，设计三台水泵联锁自动投运，当发生 这样的情况时，除关闭和开启相应阀门外，还需启动原有循环水泵，以保证汽轮机组正常运行。3、当凝汽器的供水温度不能满足供热要求时，可启动换热器投入微量蒸汽提高供水温度，根据所供采暖面积的不同，在第一种运行状态下，开启换热器进出口阀门及蒸汽阀门即可。9 供配电9.1 1#站1、电压等级、电源概况依工艺提供条件，本热力站循环泵电机电压等级为10kv、补水泵电机电压等级为380/220v。10kv侧电力负荷约为660kw，380/220v侧电力负荷约为50kw。本热力站的电力负荷为二级，四台循环泵高压开关柜分别安装在厂主10kv i、ii母线段，380/220v两路电源分别引自厂用变压器（10/0.4kv）低压i、ii母线段。2、设备控制站内循环泵为三用一备，互为备用且备用自投。循环泵采用三地控制，即高压开关柜、3#汽机控制室plc柜、机旁就地控制。补水泵采用恒压给水变频调速控制，两泵间可自动切换，补水泵采用两地控制，即就地及3#汽机控制室plc柜。3、接地系统低压系统接地采用tn-s系统，站区设置公共接地网，接地电阻不大于4。380/220v侧电源系统设置过电压保护器，防止雷电流侵入。所有进出建筑物的金属管道，电气设备外露可导电部分、建筑物的金属门窗等均做等电位连结。4、继电保护及控制：10kv高压开关柜采用微机综合保护，电动机设过流、速断、零序、低电压保护。控制电源采用直流操作，直流电源引自厂用直流系统。5、设备选择高压开关柜选用铠装移开式交流金属封闭开关柜kyn28a 4面恒压给水装置rhy- 1面动力配电箱xl-21- 2面照明配电箱pxtr- 1面9.2 2#站1、电压等级、电源概况依工艺提供条件，本热力站循环泵电机电压等级为10kv、补水泵电机电压等级为380/220v。10kv侧电力负荷约为900kw，380/220v侧电力负荷约为50kw。本热力站的电力负荷为二级，三台循环泵高压开关柜分别安装在厂主10kv i、ii母线段，380/220v两路电源分别引自厂用变压器（10/0.4kv）低压i、ii母线段。2、设备控制站内循环泵为两用一备，互为备用且备用自投。循环泵采用三地控制，即高压开关柜、4#汽机控制室plc柜、机旁就地控制。补水泵采用恒压给水变频调速控制，两泵间可自动切换，补水泵采用两地控制，即就地及4#汽机控制室plc柜。3、接地系统低压系统接地采用tn-s系统，站区设置公共接地网，接地电阻不大于4。380/220v侧电源系统设置过电压保护器，防止雷电流侵入。所有进出建筑物的金属管道，电气设备外露可导电部分、建筑物的金属门窗等均做等电位连结。4、继电保护及控制：10kv高压开关柜采用微机综合保护，电动机设置过流、速断、零序、低电压保护。控制电源采用直流操作，直流电源引自厂用直流系统。5、设备选择高压开关柜选用铠装移开式交流金属封闭开关柜kyn28a 3面恒压给水装置rhy- 1面动力配电箱xl-21- 2面照明配电箱pxtr- 1面10 循环水控制系统根据工艺提供的条件，设置1#、2#两个尖峰换热站，分期建设。其中1#站作为1#、3#机的尖峰换热站，2#站作为4#机的尖峰换热站。为了提高循环水系统的运行水平、完善联锁保护控制功能、提高运行人员工作效率、实现现代化生产和管理水平的高标准高要求，对循环水供热采用循环水控制系统。由于是两座换热站设两套循环水控制系统，一套为1#、3#机的循环水控制系统，一套为4#机的循环水控制系统。两套系统均采用可编程控制器（plc）带crt显示方式。两套可编程控制器（plc）分别安装在3#、4#汽机控制室。可编程控制器（plc）对各工艺参数进行显示。在各种运行工况下重要参数超限或系统设备故障时，都发出声光报警，并自动切断相应阀门。同时对两套系统的凝汽器进口流量通过调节阀进行自动调节。控制系统详见1#、2#检测点工艺控制系统图。可编程控制器（plc）按工艺提出的要求在不同运行状况下自动开启或闭合相应的电动阀门，分别在两个换热站的运行工况下实现工艺的三种、五种工作状态的自动切换，满足用户要求。同时工作状态在crt上进行动态显示，操作人员能清楚的看到目前的运行状态。可编程控制器（plc）根据温度差自动调节每台换热器进口调节阀的开度，以达到节能的目的。每座尖峰换热站计量间内设仪表柜，站内蒸汽管道、高温水管道的温度、压力、流量、热量等参数由仪表柜上的二次表进行显示，并由rs-485接口分别传至3#、4#汽机控制室的可编程控制器（plc）进行显示。这样既提高了系统的自动化水平，又保障了系统的安全性。可编程控制器（plc）对各站内循环水泵的电流进行显示，且控制循环水泵的启动、停止；控制补水泵的启动、停止。可编程控制器（plc）是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机，它不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序成立时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小、编程简单、能构成不同要求的工业监控网络。它提供了与各类“智能”设备的现场总线接口，将参数检测、程序控制、显示报警、监控管理等融为一体，通过计算机处理、网络数据共享等技术手段，实现系统的集中管理，以满足系统运行现代化的要求，提高其安全性和效率。循环水控制系统测量精度高、功能全，达到循环水系统安全、节能运行的目的。11 采用循环冷却水供热的经济效益分析（按改造1#3#机计算）按排汽温度68，冬季采暖热费18.4元m2,采暖期120天计算：1、每年可多收热费：(18.4-1.00)0.8586.1=1273.42(万元)2、少发电减少收入： (6000+12000)17.8%241200.37510000=346(万元)3、循环水供热电费新增循环泵功率为660kw，新增补水泵功率为15kw，合计新增功率为675 kw。原有循环泵功率为330kw，补水泵功率30kw，合计360 kw。工程改造后多支出电费：（675-360）241200.37510000=34.02(万元) 4、循环水供热可节约水费 (39003)- (24691) =92.31(th) 按运行120天，水价按6元吨计算，可节水费： 92.3124120610000=159.5(万元) 以上各项合计每个采暖季可创造经济效益： 1273.42-346-34.02+159.5=1052.9(万元)12 分析结论 通过以上数据分析可以得出以下结论：该项目技术上可行，经济效益良好，可以很好的解决目前热xx电厂供热能力不足，而供热荷在不断增加的供需矛盾，不仅可以创造良好的经济效益还可创造优良的社会效益。13 生产组织和定员 厂内原设有热管会，负责对供热站、热网进行运行维护、巡检、仪表检查各校检，由热管会与汽机车间共同对负荷进行调度、协调管理等。 新增定员如下： 运行： 6 人 维修： 2 人 巡检： 2 人 合计： 10 人14 投资估算及经济分析14.1投资估算14.1.1 编制说明本估算为xxxx电厂循环水供热工程可行性研究中的投资估算，其中包括直埋敷设热水管道6公里、过路锚喷或顶管6处，换热站1个，还包括其它费用、基本预备费。固定资产投资为3211万元。14.1.2 编制依据市政工程可行性研究投资估算编制办法，建标1996628号河北省市政工程预算定额 (2003年)河北省市政工程费用定额（2003年）河北省建筑工程概算定额（2006年）河北省建设项目概算费用定额（2000年）河北省安装工程预算定额（2003年）河北省安装工程费用定额（2003年）河北省工程造价信息2006年2期工程量：根据工艺设计提供资料年内 热电厂已建外网工程结算建设项目经济评价方法与参数（第二版）14.1.3 投资估算 投 资 估 算 表 单位：万元序号项目名称设备费安 装工程费建 筑工程费其它合计一工程费用1高温水直埋管道6km180018002换热站65万米21个300150805303过路开挖3003004设备运杂费18185备品备件购置336工器具及生产家具购置33小 计32419503802654二、其它费用 小计2652919三预备费10%292292合计321114.1.4 基础数据 1、建设规模本工程为xx热电厂循环水供热工程，其中包括输配管网6公里、1个换热站。 2006年建设，拟5个月建成，全部建成后即投入运营。供热面积86.1万米2 ，达项目的设计能力。生产期为20年。 2、实施进度本工程2006年5月开始建设， 6公里管网与1个换热站同时建设，5个月全部建成，建成后10月份即可入运营。供热面积为86.1万米2 。经营期为20年。 3、资金来源与运用本项目固定资产投资3211万元，全部为自筹资金，2006年全部投入并建成。流动资金145.8万元，全部为自本金。见资金来源与运用表 4、成本费用估算 原材料及能源消耗 a、耗电：本项目为废热利用， 年耗电量为108万kwh， 电价为0.375元/kwh，年耗电40.5万元。 b、耗水：年耗水量为7.11万吨， 水价按2元/吨计，年耗水14.22万元。 c、年发电量减少：年发电量减少为922.75万 kwh，电厂上网电价为0.375元/ kwh，年发电减少346万元。 d、多耗电：每年多耗电90.72万kw.h，电价为0.375元/ kwh，每年多耗电34.02万元。 c、节水：每年节水26.59万吨，水价按2元/吨计，每年节水53.17万元。e、减少发电+多耗电-节水： 346万元+34.02万元-53.17万元=326.85万元。 工资及福利本工程人员配备按10人计算，年人均工资福利总额为2万元