硫酸余热发电可行性研究报告.doc

xxxxxx 有限公司有限公司 硫酸余热发电硫酸余热发电节能技术改造节能技术改造项目项目 可行性研究报告可行性研究报告 xxxxxx 有限公司有限公司 二零一一年二零一一年 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 ii 目目 录录 第一章 概述.1 1.1 项目概况及编制依据范围.1 1.2 城市概况.2 1.3 项目建设的必要性.4 1.4 建设规模.5 1.5 主要技术原则.6 1.6 法人篇.6 1.7 工作简要过程.7 第二章 拟建项目情况和工艺方案.8 2.1 项目建设的原因.8 2.2 工艺流程.9 2.3 余热回收.13 第三章 电力系统.15 3.1 电力系统概述.15 3.2 接入系统.15 3.3 电气主接线.15 第四章 主机设备选型.16 4.1 机组选型.16 4.2 机组的运行方式.17 4.3 主要技术经济指标.17 第五章 建厂条件.18 5.1 厂址概述.18 5.2 交通运输.18 5.3 供水水源.18 5.4 工程地质及水文地质.19 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 iii 第六章 工程设想.20 6.1 厂区总平面布置.20 6.2 燃料的来源.21 6.3 高温炉气系统.21 6.4 热力系统.22 6.5 主厂房布置.23 6.6 供排水系统.24 6.7 化学水处理.28 6.8 电气部分.30 6.9 热力控制.33 6.10 土建部分.34 第七章 环境保护.37 7.1 环境现状.37 7.2 编制依据.38 7.3 执行标准.38 7.4 工程简介.39 7.5 项目污染源及污染物排放.40 7.6 污染防治措施.41 7.7 环保设施的投资估算.42 第八章 消防、劳动安全与工业卫生.43 8.1 消防.43 8.2 劳动安全与工业卫生.44 第九章 节约和合理利用能源.48 9.1 项目概况.48 9.2 项目节能的意义及工作重点.48 9.3 用能标准和节能规范.49 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 iv 9.4 用能标准和节能规范.49 9.5 节能措施和节能效果分析.51 第十章 劳动组织和定员.55 10.1 概述.55 10.2 人员定额原则.55 10.3 人员编制表.55 第十一章 工程实施条件和进度.56 11.1 项目施工实施.56 11.2 施工进度.56 第十二章投资估算与财务评价.57 12.1 投资估算.57 12.2 财务评价.59 第十三章 结论.63 13.1 主要结论.63 13.2 主要技术经济指标.63 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 v 图纸目录图纸目录 序号图 名图 号 1厂区总平面布置图gs-f444ik-z01 2主厂房零米平面布置图gs-f444ik-j01 3主厂房运转层平面布置图gs-f444ik-j02 4主厂房横断面布置图gs-f444ik-j03 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 1 第一章第一章 概述概述 1.1 项目概况及编制依据范围项目概况及编制依据范围 1.1.1 项目概况 项目名称、建设单位及建设规模 项目名称：xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目 项目法人：xxx 有限公司 法人代表： 建设规模：根据 xxx 有限公司现有 30 万吨/年硫酸装置制酸工艺所产生的余 热情况，确定本节能技术改造工程的建设规模为 140t 中温中压余热锅炉，配 1c123.43/0.49 的抽凝式汽轮发电机组。 1.1.2 编制内容 本可研报告主要对余热回收发电节能技术改造项目建设的必要性、原始条 件及可行性等几方面进行研究论证，并对发电厂内的各系统进行技术经济分析： 1通过对现有 30 万吨/年硫酸装置制酸工艺中余热发电技改项目的规模和 厂址的选择、建厂条件、厂区布置、工程实施以及对社会、环境的影响等方面 的研究，评价项目实施的可行性。 2本可研研究的范围包括项目规模的确定、机组选型、项目建设条件、工 程设想、环境保护、生产组织和定员、项目实施进度、投资估算和经济评价等 内容。 3本项目投资范围为余热综合利用范围内的主要生产工程的建设投资、厂 区附属生产和辅助设施的建设投资。 4进行项目的投资估算和经济评价，分析该项目的经济性，对项目的风险 因素进行风险分析，为项目的可行性决策提供依据。 5对余热发电节能技改项目的节能措施及可行性等方面进行了评价和研究。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 2 6属于本工程以下内容由建设单位另行委托有关部门完成 （1）接入电力系统的可行性研究报告 （2）工程地质及水文工程地质报告 （3）环境影响报告表。 1.1.3 依据范围 本可研报告根据下列文件和资料进行编制： 12009 年 1 月 1 日起实施的循环经济促进法 22008 年 4 月 1 日起实施的中华人民共和国节约能源法 3 “十一五”十大重点节能工程实施意见 4国家发改委产业结构调整指导目录（2011 年本） 52006 年 1 月 1 日实施的中华人民共和国可再生能源法 6 热电联产项目可行性研究技术规定 7建设单位提供的相关资料 1.2 城市概况城市概况 1.3 项目建设的必要性项目建设的必要性 1.3.1 本项目是硫酸余热发电节能技术改造项目 xxx 有限公司通过扩产改造生产规模已达到 30 万吨/年硫酸，所需原料采用 有色金属尾砂，全部由莱州、安徽铜陵等地供给，对烧渣进行综合回收，使硫 酸产品与依靠进口硫磺的制酸企业、依靠进口硫铁矿原料的制酸企业相比，具 有更强的竞争力。 本项目利用现有 30 万吨/年硫酸装置制酸工艺中产生的余热回收后进行发电。 根据 30 万吨/年硫酸装置余热资源和国内硫酸装置中余热回收的发展现状和水平， 余热回收蒸汽系统为中压系统，充分回收系统中的高、中位热能。采用的技术 方案为：沸腾炉酸化焙烧、封闭酸洗净化、 “3+2”两转两吸、余热回收等工艺， xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 3 在沸腾炉出口设置一台中压自然循环式余热锅炉回收焙烧过程中的高温余热； 余热锅炉所产蒸汽约为 40t/h 的中温中压蒸汽。 根据 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目制酸工艺所产生的余热 情况并结合企业发展，设计一台 c123.43/0.49 抽凝式中温中压汽轮发电机组。 1.3.2 本项目的建成将会产生良好的经济效益 通过将制酸工艺中的余热进行综合利用发电，既节约了煤的资源，又给企 业带来了良好的经济效益。 每年利用余热锅炉蒸汽带动汽轮发电机组发电量为 6720 万 kw.h，供电量为 6249.6 万 kw.h，经计算则每年用于余热发电的热值总量折合标准煤约为 22781t/a。 1.3.3 本项目的实施，符合国家相关产业政策 1996 年 8 月，国务院批转发布了国家经贸委、财政部和国家税务总局关 于进一步开展综合利用的意见 ，将资源的综合利用开发作为了国家可持续性发 展的一步重要战略，并且明确了资源综合利用的内涵包括：在矿产资源开采过 程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用；对生产过程中产生的废渣、废 水、废气、余热、余压进行回收和合理利用；对社会生产和消费过程中产生的 各种废旧物资进行回收和再生利用；在中华人民共和国节约能源法的合理 使用与节约能源章节中也规定，国家鼓励余热余压利用等技术；符合国家 “十一五”十大重点节能工程实施意见中规定的余热余压利用工程；符合 循环经济促进法的要求；国家发改委在产业结构调整指导目录(2011 年本) 将“利用技术综合利用中尾矿、废渣等资源综合利用”列为“鼓励类” 。可见， 本技改项目实施余热综合利用发电工程，符合国家有关产业政策和法律规定， 具有显著的社会效益。 综上所述，xxx 有限公司利用现有 30 万吨/年资源综合利用尾矿渣制硫酸装 置的余热发电节能技术改造项目是一项节能、经济、社会效益均显著的项目。 它的建成实施对企业可持续发展及节约能源都具有十分重要的意义。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 4 本工程项目总投资 5344 万元，由建设单位自筹和银行贷款建设。 1.4 建设规模建设规模 根据 xxx 有限公司现有 30 万吨/年硫酸装置制酸工艺中产生的余热并结合企 业的发展情况，拟设计一台 12mw 抽凝式中温中压汽轮发电机组。项目建成后， 预计正常生产后年上网电量达 6249.6104kwh。 1.5 主要技术原则主要技术原则 （1）本着硫酸工艺中的余热能全部综合利用的原则来确定机组的装机规模。 （2）总图布置在公司厂区内作到既能满足生产及安全有关规定的要求，又 要紧凑，减少占地。 （3）主体工程与环保、安全和工业卫生同时考虑，尽量减少对环境的影响。 （4）公司现有装置能满足本工程的需要，不再重复建设。 （5）节约工程投资、降低工程造价、缩短建设周期，力求较好的经济效益。 1.6 法人法人篇篇 1.7 工作简要过程工作简要过程 2011 年 8 月，本院接到 xxx 有限公司的委托后，本单位成立了项目组，赴 工程实地进行勘察，收集了该工程可研及与本工程有关的资料，对建设方进行 了多方面的调查、咨询，在 2011 年 9 月完成了本项目的可研报告。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 5 第二章第二章 拟建项目情况和工艺方案拟建项目情况和工艺方案 2.1 项目建设的原因项目建设的原因 xxx 有限公司通过扩产改造生产规模已达到 30 万吨/年硫酸，所需原料采用 有色金属尾砂，全部由莱州、安徽铜陵等地供给。公司决定利用系统产生的余 热进行发电节能改造，既节约了煤的资源，又给企业带来了良好的经济效益。 目前世界上硫酸生产技术基本上都是采用接触法工艺，即是以含硫原料制 取二氧化硫气体，二氧化硫气体在催化剂的催化作用下氧化成三氧化硫，再将 三氧化硫吸收而生成硫酸。xxx 有限公司 30 万吨/年硫酸生产装置采用的工艺为： 沸腾炉酸化焙烧、封闭酸洗净化、 “3+2”两转两吸等工艺，并采用 dcs 系 统进行自动控制。主要特点如下： （1）采用沸腾炉酸化焙烧技术，提高硫的烧出率。 （2）采用封闭酸洗净化，以减少稀酸产出。 （3）采用“3+2”五段转化，使 so2总转化率大于 99.9%，保证尾气中 so2 的达标排放。 （4）采用 93%酸干燥炉气，98%酸吸收 so3。 （5）采用中温吸收，以抑制雾粒的形成并增大雾粒粒径以便除雾。 国际上，随着能源价格的提高，越来越重视硫酸装置的热能利用效率。不 仅注重硫酸生产过程中的高、中温位余热的回收利用，而且关注低温位余热的 回收。美国孟山都环境化学公司近年来开发的热量回收系统hrs，利用吸收 酸的低温位热量产生 0.51.0mpa 蒸汽，每吨酸可产低压蒸汽 0.6t 左右。一般流 程仅回收了焙烧、转化的高、中温热量，即使回收了部分酸热，也是加热锅炉 给水或产生 90以下的热水。到目前为止，hrs 技术已在国外几十套装置上运 行。 我国自 60 年代开始使用中压余热锅炉，目前在生产规模大于或等于年产 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 6 40kt 硫酸装置，基本上都回收了高温位余热。低温位余热的回收利用也已经起 步。南化公司磷肥厂 200kt/年硫酸装置利用干吸系统的低温位热预热锅炉给水和 供职工浴室等用。大连化学工业公司以管壳式冷却器回收酸的低温位余热用于 采暖已获得成功。铜陵磷铵厂 200kt/年硫酸装置利用吸收系统的部分低温位余热 加热锅炉给水。大峪口化工厂 56kt/年硫酸装置利用干吸系统的低温位余热同时 加热锅炉给水、工业用水以及生活用水。鹿寨化肥总厂 40kt/年硫酸装置利用省 煤器回收转化系统的低温位余热加热锅炉给水。 根据硫酸装置余热资源和国内硫酸装置中余热回收的发展现状和水平，余 热回收蒸汽系统为中压系统，充分回收系统中的高、中位热能。 焙烧工段沸腾炉内设置 810 组冷却管组，回收沸腾炉内热量； 在沸腾炉出口设置一台中压自然循环式余热锅炉回收焙烧过程中的高温余 热； 本设计由一台 40t/h 中压余热锅炉和 810 组冷却管组共同组成本制酸装置 余热回收系统。 为了提高资源利用率，xxx 有限公司决定建设余热回收装置，其无论从经济 效益角度还是从环境效益方面，不仅是可行的，而且是必要的。 2.2 工艺流程工艺流程 2.2.1 硫酸工艺 xxx 有限公司尾矿渣制硫酸装置生产能力为 30 万吨/年（以 100%硫酸计） 。 2.2.2 产品品种、规格及质量指标 产品： 98%工业硫酸30.612 万吨/年 副产品：中温中压过热蒸汽 40t/h，压力 3.82mpa，温度 450，全部进入一 台 12mw 抽凝式发电机组，拖动 12mw 发电机运行发电，年新上网电量约 6249.6 万 kw.h。 副产品：铁精砂 273.8kt/a。 副产品：15%稀硫酸 29.25 kt/a。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 7 产品质量符合 gb534-2002 国家标准。 硫酸质量符合下表要求： 序号指标名称浓硫酸 1硫酸%98 2灰分%0.03 3铁（fe）含量%0.01 4砷（as）含量%0.005 5透明度 mm50 6色度 ml20 7 hg % 0.01 2.2.3 装置组成 30 万吨/年硫酸装置主要由原料工段、焙烧工段、净化工段、转化工段、干 吸及成品工段等组成，配套的公用工程由循环水站、配电所和控制室等组成。 项目工艺部分由以下六个工段组成：原料工段、焙烧工段、净化工段、转 化工段、干吸及成品工段。 装置工艺流程方框图如下： 尾气排放 尾渣矿 焙烧 净化 转化 干吸 成品酸 矿渣 稀酸 （1）在焙烧工段，合格的尾渣矿经调速定量加料皮带机均匀加入沸腾炉。 沸腾炉采用温度可调的扩大式沸腾焙烧，炉气经旋风分离器、电除尘器等设备 除下矿尘。渣、尘采用机械运输，渣、尘经冷却、增湿后送入矿渣堆场。在沸 腾炉中，尾渣矿与炉前空气风机送来的空气在 850880左右以沸腾状态进行 焙烧。由沸腾炉顶部出来的含 so2高温炉气920进入炉内蒸发管束。炉气通 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 8 过除尘降温至360，经旋风除尘器、电除尘器除尘后使尘含量降至 0.2g/nm3，温度降至约 330进入净化工段。 沸腾炉排渣，由溢流口溢出流入浸没式圆筒冷却机，旋风除尘器、电除尘 器收集下来的尘，也送入圆筒冷却机 ，经冷却、增湿后，由胶带输送机送至矿 渣堆场堆放，用汽车运出外售，或进一步加工成球团作为钢铁冶炼的原料等。 系统开车采用点火风机鼓风，用齿轮油泵从油罐抽油经加压后送至燃油喷 嘴，与空气混合充分后燃烧，将沸腾炉预热。 （2）净化工段 采用高效、成熟可靠的“空动填电电”的绝热蒸发封闭稀酸洗涤 净化工艺流程，配置为空冷塔、动力波洗涤器（即高效逆喷洗涤器） 、填料洗涤 塔、一级电除雾器、二级电除雾器流程。 烟气330进入空冷塔与喷射出的15%稀酸相接触，经绝热增湿洗涤， 洗去其中的大部分三氧化硫等杂质后，炉气中大部分矿尘被洗涤进入稀酸中。 经过气液分离后的68气体进入高效逆喷洗涤器再次洗涤，炉气温度降 至62，经空冷塔、高效逆喷洗涤器两级洗涤，然后再进入填料洗涤塔移走 热量冷却。从填料洗涤塔出来的烟气绝大部分杂质已被清除，同时烟气温度降 到 40左右。经过两级高效塑料电除雾器除去酸雾，使烟气中的酸雾含量降至 0.005g/nm3。净化后的烟气送往干燥塔。 空冷塔稀酸循环泵出口的浓度15%、温度62稀酸少量送至脱吸塔(塔 槽一体)以脱除其中溶解除的 so2，大量的稀酸被打到空冷塔顶部用于喷淋洗涤， 从空冷塔流出的稀酸进入斜管沉降器进行液固分离，清液返回稀酸系统以便循 环使用。为降低循环稀酸中的酸浓和含尘、as、f 等有害杂质，从斜管沉淀器底 部放出少量带泥浆的污酸用渣浆泵送至污水处理系统，同样经脱吸后的稀酸流 入稀酸槽经稀酸输送泵也送至污水处理系统，一并经石灰乳中和处理后达标排 放。 净化工段三级洗涤均有各自相对独立的稀酸循环系统。一级高效洗涤器下 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 9 部稀酸循环槽的稀酸约 51，用稀酸循环泵送出，通过稀酸板式换热器与 30 循环水进行热交换，约 38稀酸进二级高效洗涤器，将气体温度降至40进 二级高效塑料电除雾器。 （3）转化工段 采用普遍的“3+2”式两次转化工艺，换热系统采用高效低阻力换热器，换 热流程采用适宜的、（） 、流程，全转化系统采用应力消除设计和 装配，总转化率99.9%，尾气中 so2含量320 mg/m ，低于国家环保标准排放。 干燥后的 so2气体经 so2鼓风机加压后，依次经第换热器壳程、第换 热器壳程预热至 420进入转化器第一段催化剂层进行转化，经反应后，温度升 至约 582通过第换热器管程进行热交换。冷却后的反应气温度降至 460进 入转化器第二段催化剂层进行氧化反应，温度升高至约 507.5后，通过第换 热器管程降温至 440，进入转化器第三段催化剂层进行氧化反应，温度升高到 约 452后，通过第换热器管程和热管省媒器后温度降至约 168，送至第一 吸收塔。第一吸收塔内用 98浓硫酸吸收其中 so3，未被吸收的气体通过塔顶 的丝网除沫器，再依次经第、第（管程） 、第换热器壳程换热，气体被加 热至 430进入转化器第四段催化剂层进行氧化反应。温度升至约 447.5通过 第换热器壳程，反应气被降温至 420后进入转化器第五段催化剂层进行氧化 反应。温度升至约 422通过第换热器管程，反应气被降温至约 155进入第 二吸收塔，塔内用 98硫酸吸收炉气中 so3后由尾气烟囱放空。 （4） 干吸工段 流程采用“塔槽泵器塔”的循环流程。 经净化后的烟气入干燥塔内，用 93%硫酸喷淋干燥，使炉气中的水分降至 0.1g/nm3以下，经金属丝网除沫器除沫后，用 so2鼓风机送入转化工段。 从转化器三段出来的转化气经换热降温后进入第一吸收塔，用 98.3%h2so4 吸收 so3后，经金属丝网除沫器除沫后再进入转化器四段、五段进行第二次转 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 10 化。 从五段出来的二次转化气进入第二吸收塔，用 98.3%h2so4吸收 so3后，通 过金属丝网除沫器除沫后直接送入由总标高 60m 的尾气烟囱排放，排放尾气低 于国家规定的排放标准。 在二吸塔出口至尾气烟囱之间的管线上增设旁路即尾气吸收处理系统,若制 酸系统尾排指标不好时，尾气吸收设备运行，尾吸采用碱吸收，吸收效率高， 应付能力强，原料用量少，吸收液便于处理。 （5）成品工段 来自干吸工段的经计量的 98%成品酸送入贮酸罐贮存。成品酸从贮酸罐经 成品输送泵送入装酸高位槽直接装汽车运出。 （6）污水处理工段 本装置使用的硫铁矿含有害杂质较低，且有电除尘器，正常生产时可以只 从净化工段斜管沉淀器底部排放少量含泥浆稀酸2m3/h，可作为增湿液直接掺 入硫铁矿渣中，称为“零”排放。 本装置设置处理能力10 m3/h 的污水处理系统。当含泥浆稀酸污水不能作 为增湿液直接掺入硫铁矿渣中时，或系统停车需处理稀酸，或环保要求特别严 格时使用。采用一级石灰乳中和、絮凝沉淀、压滤的方法。 污水处理流程： 石灰乳反应剂 清净污水 污水中和反应槽 浓密机沉淀 压滤 滤饼 2.3 余热回收余热回收 2.3.1 余热回收产生蒸汽 根据硫酸装置余热资源和国内硫酸装置中余热回收的发展现状和水平，余 热回收蒸汽系统为中压系统，充分回收系统中的高、中位热能。 焙烧工段沸腾炉内设置 810 组冷却管组，回收沸腾炉内热量； xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 11 在沸腾炉出口设置一台 40t/h 中压自然循环式余热锅炉回收焙烧过程中的高 温余热。 本设计由一台 40t/h 中压余热锅炉和 810 组冷却管组共同组成本制酸装置 余热回收系统。 从脱盐水站送来的除盐水（正常运行时，还有一路从汽轮机冷凝器返回的 冷凝水）送入除氧器热力除氧，除氧后的 104除氧水再经锅炉给水泵送入省煤 器加热至 150后送入余热锅炉汽包，另一路给水送减温器作为降温喷水，还有 一路作为减温减压装置的减温喷水。 锅炉炉水从汽包沿下降管分两路：一路进入锅炉本体受热面，各蒸发受热 面由各自独立的上升管与汽包相接；一路经沸腾冷却管吸热后生成汽水混合物 沿上升管向上流动回到汽包进行汽水分离，分离出来的饱和蒸汽进入过热器， 分离出来的炉水再继续循环。 饱和蒸汽自汽包上部引出，经低温和高温两级过热器加热后变成为 3.82mpa，450的过热蒸汽。中压过热蒸汽自余热锅炉集汽联箱引出，经管道 送至发电厂房汽轮机进口驱动汽轮发电机组发电。 2.3.2 汽轮发电机组 制酸装置余热回收系统可产生 3.82mpa，450的中压过热蒸汽约 40t/h。全 部新蒸汽进入一台 12mw 抽凝式发电机组，拖动 12mw 发电机运行发电，来自 发电机组水送入锅炉给水系统。 根据机组的热效率及 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目制酸工 艺所产生的余热并结合企业发展情况，确定采用一台 12mw 的抽凝式汽轮发电 机组。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 12 第三章第三章 电力系统电力系统 3.1 电力系统概述电力系统概述 xxx 有限公司硫酸余热发电项目采用一台 40t/h 中温中压余热锅炉，配 1 台 12mw 凝汽式汽轮发电机组。 3.2 接入系统接入系统 根据当地及公司的实际情况，本项目以一回路 10kv 输电线路送入公司内部 35/10kv 变电所 10kv 母线侧，最终的并网方案应以省电力集团总公司批复的并 网方案为准。 3.3 电气主接线电气主接线 本项目安装 1 台 12mw 抽凝式汽轮发电机出口电压为 10.5 kv，直接接入 10.5 kv 母线，采用单母线接线方式，以一回 10 kv 线路接入系统。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 13 第四章第四章 主机设备选型主机设备选型 4.1 机组选型机组选型 根据机组的热效率及 xxx 有限公司硫酸装置制酸工艺所产生的余热并结合 企业发展情况，设计一台 12mw 抽凝式中温中压汽轮发电机组。 4.1.1 锅炉的选型 采用适合硫铁矿焙烧烟气使用的，操作管理方便的自然循环式锅炉。为防 烟尘粘结，烟道为空室，四壁采用 管水冷壁，其它烟道管间隙放大到 300mm 等。炉气从 920冷到 380，炉堂内布置汽化冷却管，保证炉床温度 920，提高蒸汽产量。材质采用 20 g 锅炉钢。每小时可产 3.82mpa、450 过热蒸汽约 40t，集中送发电厂房用于汽轮机发电。 4.1.2 锅炉的主要技术参数 型 号： qcf90/930-40-3.82/450 额定蒸发量： 40t/h 额定蒸汽压力： 3.82mpa 额定蒸汽温度： 450c 给水温度： 150c 排 污 率： 2% 数 量： 1 台 4.1.3 汽轮发电机组 根据余热锅炉的有关参数同时根据本项目无热负荷的情况，根据以与热量 定机组规模的原则，选用凝汽式汽轮发电机组，配置的汽轮发电机组具体参数 如下： 4.1.4 汽轮的主要技术参数 型 号： c12-3.43/0.49 进 汽 量： 56.6t/h xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 14 额定进汽温度： 435 额定进汽压力： 3.43mpa 最大功率： 12mw 数 量: 1 台 4.1.5 发电机的主要技术参数 型 号: qf-12-1 额定功率: 12mw 功率因素: 0.8 转 速: 3000r/min 额定电压: 10.5kv 数 量: 1 台 4.2 机组的运行方式机组的运行方式 余热锅炉在额定工况下运行；一台余热锅炉产生的 40t/h 过热蒸汽送往 12mw 汽轮发电机组，发电功率为 8.4 mw。汽轮机一级抽汽除氧器加热给水； 二级抽汽供给低压加热器。 4.3 主要技术经济指标主要技术经济指标 经计算经济指标如下： 表表 4-1 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 序号工 况单 位年 平 均 1锅炉蒸发量t/h40 2发电功率kw/h8400 3发电标煤耗率g/kwh339 4综合厂用电率%7 5年发电量kwh/a 6720104 6年供电量kwh/a 6249.6104 7折年节标煤量t/a22781 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 15 8机组年运行小时数h8000 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 16 第五章第五章 建厂条件建厂条件 5.1 厂址概述厂址概述 本项目厂址选择一般应符合下述基本条件： 1尽量靠近热烟气输送位置，以减少输送管道敷设的费用，以便尽量减少 占地及给其它厂内管道敷设带来的影响。 2尽量靠近并网变电站，以减少接入系统投资和建设用地。 3具有良好的水源条件，便于取水，以满足本项目的用水需要。 4工程地质较好，地质上能满足发电厂厂房设施对地基的要求。在考虑一 般抗震措施后可避免地震的影响。 5厂址不处于低凹位置，以免受洪水灾害。 xxx 有限公司硫酸余热发电项目，为节能技术改造项目，厂址位于 xxx 有限 公司厂内原有预留空地，厂区占地面积约为 46620，其中建构筑物占地面积 1362。本项目厂址位于 xxx 有限公司厂内。 5.2 交通运输交通运输 本项目厂址位于 xxx 有限公司厂内，交通条件非常便利。 5.3 供水水源供水水源 本工程生产给水来自公司内部的给水管网，生活用水采用市政自来水，由 自来水公司供给 xxx 有限公司，再由公司直接供给，满足各用水点压力要求。 装置界区给水管材为：焊接钢管，采用焊接或法兰连接。室内给水管材采用镀 锌钢管，丝扣连接。 5.4 工程地质及水文地质工程地质及水文地质 根据厂址附近的勘察资料得知，该厂址处地质情况良好，该场区地形平坦， 地貌类型单一，地层结构简单，分布连续，厚度稳定，物理力学性质均匀, 地下 水对混凝土及混凝土中的钢筋存在弱腐蚀作用。该场区经处理后，适宜该建筑 物的建设。根据厂址附近的勘察资料得知，该厂址处地质情况良好，主要地质 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 17 构造为中生界侏罗系，地质分布较为稳定。地基土承载力标准值为： fk=140kpa。厂区内地层主要为粉土、粉质粘土和粘土组成，地层共可划分为五 层。由上至下为： 1、素填土层，厚度 0.401.20m； 2、粉质粘土层，厚度为 4.515.5m：fk=250kpa； 3、强风化石灰岩层，厚度为 113.5m，：fk=500kpa； 4、中风化石灰岩层，：fk=1300kpa。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 18 第六章第六章 工程设想工程设想 6.1 厂区总平面布置厂区总平面布置 6.1.1 厂区总平面布置 厂区总平面布置的原则是根据生产工艺的要求，结合厂址现有的具体情况， 在满足防火、卫生、环保、交通运输和未来发展的前提下，力求减少占地，节 约投资，经济合理，有利生产。本着上述原则，对本项目的总平面布置进行了 设计，叙述如下： 生产区采用集中布置的形式，余热锅炉间位于硫酸生产装置的沸腾炉和旋 风除尘器之间，汽机间、除氧间布置在余热锅炉一侧，配电室位于主厂房中央 框架的零米层，主控制室位于主厂房中央框架的运转层。具体位置见 30 万吨硫 酸总平面图 。 综合水泵房及两座机力通风冷却塔位于厂区西侧的循环水装置一侧。 该方案交通组织顺畅，经营管理方便。管线敷设短捷、合理可以节省部分 投资。 6.1.2 主要技术经济指标表见下表 表表 6-1 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 序号项 目单 位数量备注 1厂区占地面积m246620 2建构筑物占地面积m21362 3单位容量占地面积m2/kw0.388 4建筑系数%29.3 5道路广场占地面积m2960 6绿化系数%15 7绿化面积m2697 厂区总平面布置详见 gs-f444ik-z01。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 19 6.2 燃料的燃料的来源来源 在硫酸生产线沸腾炉出口设置一台余热锅炉，回收余热产中压过热蒸汽用 于发电。 6.3 高温炉气系统高温炉气系统 在硫酸工艺的沸腾炉中，有色金属尾砂与炉前空气风机送来的空气在 850880左右以沸腾状态进行焙烧。由沸腾炉顶部出来的含 so2高温炉 气920进入余热锅炉，与沸腾炉内蒸发管束一并移热副产中压过热蒸汽。炉 气通过余热锅炉除尘降温至360，经旋风除尘器、电除尘器除尘后使尘含量 降至0.2g/nm3，温度降至约 330进入硫酸工艺的净化工段。 沸腾炉、旋风除尘器、静电除尘器均为硫酸工艺装置，本项目只设计一台 余热锅炉。 （1）沸腾炉：沸腾炉炉体为钢壳圆筒（上部扩大）内衬保温砖和耐火砖结 构。炉子的最下部是风室，设有空气进口管，其上部是空气分布板，空气分布 板上是耐火烧注料炉床，炉床上埋设有许多侧向开小孔风帽。炉膛中部为向上 扩大的截头锥体，上部炉膛的截面积比沸腾层的截面积大，以降低炉气的上升 速度，减少固体粒子的带出。沸腾床是装有冷却管束，以移走沸腾床的余热， 它们与锅炉汽包联结，是余热锅炉蒸发受热面的一部分。此外，沸腾炉上还设 置有加料口、矿渣溢流管（口） 、炉气出口、点火孔等接管。为防止 so3露点腐 蚀，沸腾炉壳体外部设有保温。 （2）余热锅炉：采用适合硫铁矿焙烧烟气使用的，操作管理方便的强自然 循环式锅炉。为防烟尘粘结，烟道为空室，四壁采用 管水冷壁，其它烟道 管间隙放大到 300mm 等。炉气从 920冷到 380，炉堂内布置汽化冷却管， 保证炉床温度920，提高蒸汽产量。材质采用 20#锅炉钢。每小时可产 3.82mpa、450过热蒸汽约 40 吨，集中送发电厂房用于汽轮机发电。 （3）旋风除尘器：两台并联旋风组除尘器。该旋风除尘器，采用阻力较适 中，效率又高的 h15 型。以保证进电除尘器入口炉气含尘量20g/m3。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 20 （4）电除尘器：ld 型 80电除尘器，采用冷却密封灰斗、振打装置调节 幅度很宽，用于铜精矿焙烧除尘是一种实际运行效果很好的新型电除尘器。三 电场、单独供电，设计气速0.65m/s，进口气温 320380，出口300，除 尘效率99%，漏气率3%。 6.4 热力系统热力系统 6.4.1 原则性热力系统 本工程主机设备采用的是一台 40t/h 中温中压余热锅炉配一台 12mw 的抽凝 式汽轮发电机。 6.4.2 主蒸汽系统 主蒸汽系统采用母管制系统。 6.4.3 给水系统 给水系统采用母管制。 主给水经除氧器升温、除氧加热后，由锅炉给水泵送入锅炉汽包中。本期 工程设两台 50t/h 的给水泵，其中一台备用。给水泵型号为 dg45-807，电动 机 185kw。设置一台 50t/h 旋膜式除氧器，除氧水箱 20m3。经过除氧器除氧后 的水再经转化工段的热管省煤器加热至 150后，由锅炉给水泵送入余热锅炉汽 包。 6.4.4 回热系统 c12 机组设有一台低压加热器。 6.4.5 疏放水系统 疏水采用逐级自流，低加疏水正常情况下到凝汽器，启动疏水和检修放水 到疏水扩容器，入疏水箱，然后通过疏水泵回收至凝汽器。 6.4.6 锅炉排污系统 本工程余热锅炉设一台 3.5m3的定期排污扩容器和一台 1.5m3的连续排污扩 容器，接纳锅炉运行时的定期排污和连续排污水。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 21 6.4.7 热力系统主要辅机设备 序号设备名称型号及规范单位数量 1凝结器c-1000-2，冷却水量 3600t/h台1 2凝结水泵4n6，流量 40-50m3/h，扬程：0.65-0.75mpa台2 3发电机空冷器360kw台1 4交流电动油泵100y-120，电机功率：75kw台1 5交流润滑油泵80y-100b，电机功率：22kw台1 6直流润滑油泵80y-100b，电机功率：22kw台1 7冷油器ly-20，冷却面积：20m2台2 8电动给水泵 dg45807，流量 50m3/h，扬程：6.0mpa 电机功率：185kw 台2 9除氧器及水箱 50t/h，水箱体积：20m3，工作压力： 0.12mpa，工作温度：104c 台1 10低压加热器dj-50，换热面积：50m2台1 12电动双钩式起重机20t/5t，跨度 16.5m台1 13射水泵 is150-125-315，流量 240m3/h，扬程： 0.3mpa 电机功率：30kw 台2 14射水抽气器cs-25-2台2 15汽封加热器换热面积：40m2台1 6.5 主厂房布置主厂房布置 主厂房采用二列式布置，即汽机房一除氧间。 6.5.1 汽机房布置 1汽机房：a、b 跨跨度 18m，检修场地设在两台汽轮机之间，可满足汽 轮机组检修的需要。屋架下弦标高 17.4m，汽机间装设 20/5t 的电动双钩桥式起 重机一台，以备安装和检修用。行车轨顶标高 14.4m。汽机房 0m 层布置有冷凝 器、空冷器、射水箱、射水泵、凝结水泵、润滑油泵及冷油器等设备，靠近 b 列柱侧布置 2 台电动给水泵。汽机房 3.4m 平台为加热器平台，布置有高、低压 加热器、汽封加热器、均压箱及油箱等设备。汽机房运转层标高为 7m。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 22 6.5.2 除氧间布置 除氧间采用单框架结构，跨距 9m，0m 层布置有厂用 380v 配电室，4.2m 层为管道夹层，运转层标高为 7m，锅炉汽机控制室布置在运转层；14m 层为除 氧层，布置有除氧器和连排装置。 6.6 供排水系统供排水系统 6.6.1 供水水源 本工程生活用水采用市政自来水，由自来水公司供给化工集团有限公司再 由公司满足各用水点压力要求，循环冷却水系统的补充水、锅炉补给水、消防 用水等生产给水来自公司内部的给水管网。 6.6.2 循环水系统 根据水源条件，本工程新建 1 台 40t/h 的余热锅炉，1 台 c12 中温中压机组， 其凝汽器、冷油器、空冷器的冷却水采用二次循环供水方式，其冷却设备选用 机力通风冷却塔。 根据当地的气象条件，循环倍率夏季采用 65 倍，冬季采用 45 倍，凝汽量 为 40t/h，则机组的循环水量见表 6.6-1。 表表 6.6-1 循环水量表循环水量表 凝汽量 (t/h) 凝汽器用水量 （m3/h） 其它用水量 （m3/h) 总 计 （m3/h） 夏季冬季夏季冬季冷油器空冷器夏季冬季 1c12 4040260018008810026881900 工业水5050 合 计4040260018008810027381950 6.6.3 供水方式及系统设备选择 本工程设计配置 2 台机力通风冷却塔、2 条 dn800 循环水钢管和 3 台卧式 循环水泵。循环水泵安装在综合水泵房内，综合水泵房设在冷却塔旁，冷却塔 置于吸水池上。循环水泵夏季 3 台同时运行，冬季 2 用 1 备。 本系统的工艺流程为经冷却塔冷却后的水流入吸水池，经循环水泵加压后 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 23 送入凝汽器、空气冷却器、冷油器，用过的热水沿压力钢管输送至冷却塔进行 冷却，从而进行下一次的再循环。 1. 循环水泵 本工程配置 3 台卧式循环水泵，2 用一备，每台流量为 1450m3/h，循环水泵 房位于冷却塔旁。 自凝汽器至冷却塔采用 1 条 dn800 钢管，自循环水泵房至凝汽器采用 1 条 dn500 钢管，管内流速为 1.94m/s。 根据工业水管布置和设计循环水量，经系统水力计算，最不利需水点的系 统损失约 0.30mpa。 循环水泵型号及规格如下： flg350-410 型，q=1450m3/h， h=43mh2o 配电机 n=1450r/min n=220kw 3 台(2 用 1 备) 2. 冷却塔选型： 根据本地区气象条件，进行热力计算，选用 lbcm-ln-900 型圆形逆流玻璃 钢机力通风冷却塔 2 台，单台冷却水量为 1750 m3/h。 6.6.4 补充水系统 本工程循环补充水采用 xxx 有限公司内的生产给水管网出水，夏季用水量 为 67m3/h，冬季用水量为 57m3/h，化学水处理用水由公司本次新建除盐水系统 供给，年生产用水为 64 万 m3。生活用水为市政自来水，年用水量为 2409m3/a， 由自来水公司供给。补充水管以 dn150 的钢管送至蓄水池。自来水以 dn50 pp- r 管接入工程界区。 全厂水量平衡详见水量平衡图。 补充水量表见表 6.6-2、6.6-3。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 24 表表 6.6-2 循环水系统水力计算表循环水系统水力计算表 序号项 目单 位夏 季冬 季 1循环水量m3/h34882488 2冷却塔出口滤网允许水位差m0.30.3 3回水沟阻力m0.10.1 4进水管道阻力m0.80.4 5凝汽器阻力m3.51.5 6胶球清洗装置阻力m1.01.0 7水塔供水高度m8.78.7 8备用水头m1.02.0 合 计m15.414 表表 6.6-3 循环水系统水力计算表循环水系统水力计算表 需水量 （m3/h） 经常回收 （m3/h） 实际耗水量 （m3/h） 序 号 项 目 夏季冬季夏季冬季夏季冬季 备注 1冷却塔蒸发损失3528003528 2冷却塔风吹损失430043 3冷却塔排污损失1513001513 4除盐水550055 5工业用水554411 6汽水取样用水10109911 7生活用水330033自来水 8未预计用水330033 330033自来水 总计 807013136757 6.6.5 工业消防水系统 公司现有完善的消防水系统，可以满足本工程消防水量及水压要求，所以 本工程消防水直接由公司原有消防水管网引入。 消防管网沿道路敷设，呈环状布置，厂内每一消防点均在 4 个消防栓的服 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 25 务范围内。主厂房内的室内消防水系统呈环状布置，厂房内每一消防点均在 2 个消防栓的服务范围内。室内设计消防水量为 25l/s，室外消防水量设计为 60l/s。 发电机组周围设有喷水管，水源自室内消防管网接出。 厂房内另外还设置有其它消防器材，包括灭火器等。 设 100 m3工业水池 1 座，工业水泵安装在综合水泵房内。工业水泵规格、 型号如下： is80-65-160a 型，q=60m3/h，h=29mh2o 配电机，n=2900r/min n=7.5kw 数量：2 台。 6.6.6 排水系统 xxx 有限公司厂区排水体制采用清、污分流制，装置界区的生产污水用管线 送至本硫酸装置污水处理站处理，处理合格后排放。生产清净下水、雨水就近 直排现有的雨水、清净下水合流排水管网。因此余热发电项目的排水系统如下： 生活污水经化粪池初级处理发酵沉淀后排入厂区污水管网。 锅炉排污水首先排入定期排污扩容器降温至 40c 以下时，方可排入厂区污 水管网。 其它工业废水直接排入厂区污水管网。 全厂雨水通过雨水口收集后排入厂区雨水排水系统。 6.6.7 节水措施 为了节约用水，保护环境，提高电厂经济效益，生产废水加以回收利用。 设计上采取以下措施： 1. 辅机冷却回水及主厂房工业水回水作为循环水补充水； 2. 各专业用水接口安装水表，以控制水量。 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 26 6.7 化学水处理化学水处理 6.7.1 化学水出水水质 化学水水质需满足 1 台 40t/h 的余热锅炉的生产要求。 汽水标准参考 gb12145-99 1. 蒸汽质量标准 ph 8.59.5 总含盐量 2.0mg/l 二氧化硅 0.2mg/l 氯离子 0.5mg/l 2. 锅炉给水质量标准 硬度 3.0mol/l 溶解氧 15g/l 铁 50g/l 铜 10g/l ph(25) 8.99.2 油 1.0mg/l 3. 汽轮机凝结水质量标准 硬度 3mol/l 溶解氧 50g/l 4. 锅炉炉水质量标准 磷酸根 515mg/l ph(25) 911 含盐量 100mg/l 二氧化硅 2.00mg/l 5. 化学除盐水 xxx 有限公司硫酸余热发电节能技术改造项目可行性研究报告 xxx 有限责任公司编制 27 硬度 0mol/l 二氧化硅 20g/l 电导率(25) 0.2s/cm 为满足中压锅炉给水水质标准，拟采用脱盐水流程，具体流程为： 自来水自来水箱加压泵反渗透阳床中间水箱中间水泵阴床 除盐水箱除盐水泵（脱盐水加热器除氧器给水泵锅炉给水） 。 再生系统为； 酸、碱槽车卸酸、碱酸、碱泵酸、碱贮槽酸、碱计量器酸、碱 喷射器阳床、阴床。 再生采用盐酸和氢氧化钠。再生污水进入中和池，处理合格后，再同污水 泵管道送出厂后