利用高炉剩煤气发电厂工程可行性研究报告.doc

目 录一 总论 1页(一)项目研究的依据1页(二)项目提出的北景3页(三)本研究工作的主要任务4页(四)中小型钢铁厂利用放散炭气发电 概况及经漳效益4页二林钢基本情况电网现状用电量及负荷预测7页(一)基本情况7页 (二)林钢供电情况与接线方式8页 (三)林县电网现状与负荷予测9页 (四)林钢用电量及负荷予测12页三项目建设的条件14页 (一)燃料条件14页(一)水源条件18页(一) 厂址地质要件22页(一)水文气象条件24页(一)交通运输条件26页(一)其它27页(一)结语27页四项目设计方案(一)电厂规模27页(二)工艺流程31页(三)主要设备选型34页(四)主要工程项目37页(五)厂址选型40页(六)环境保护41页五对环境影响的评价42页六生产组织与劳动定员42页(一)机构设置42页(二)劳动定员43页(三)职工技术培训43页七项目实施计划与进度安排44页(一)实施计划44页(二)进度安排44页八工程总投资与资金筹措45页(一)投资估算45页(二)资金筹措46页(三)用款计划46页九财务与经济评价47页(一)关于财务计算的几点说明47页(二)放散煤气电成本估算48页(三)经济效益分析49页3.1静态分析49页3.2动态分析50页3.3敏感性分析51页3.4敏感性分析52页(三)主要技术经济指标61页十结论61页十一附件61页附表一林县30年气象资料统计表61页附表二5号机井水质分析结果表61页附表三冷却水水质评价表61页附表四林县(8588)4年平均61页 风频风速数据表61页附图一林县地质构造图61页附图二林钢厂区地层术状图61页附图三交通位置图61页附图四工艺流程示意图61页附图五电厂平而布置图61页附图六厂址平面位置图61页附图七林钢平面位置图61页附图八林县(8286)5年平均61页 风频风速玫瑰图61页附件一予冶建能(88)346号文件61页一总论(一)项目研究的依据1.根据国务院冶金工为都颁发的一系列节能文件规定,.进行本项目的可行性研究.1986年1月12日国务院颁发的节约能源暂行条件.第二十九条:发展热电联严,热用户用汽车达到一定规模并有常年稳定的热负荷时,电力部门和地方应当按照”以热琮产”的原则实行热电联产.鼓励企业利用余热余压发电,企业自备的热电站,以及地方建设的小型热电站通过电网售电时,电力部门应当按照国家规琮实和扶持政策.第二十一条:治金石油化工煤炭等企业放菜约可燃气体,应当积极回收,合理利用,1984年4月21日冶金工业部颁发的钢铁企业动力节约规定第58条:节能经济效益好的余热回收目应尽快实现”企业在积极 收利用余热(能)中,应进行可行性研究,能达到国家计委关于节约能源重点措施项目可生性研究暂行规定中节煤投资和投资效果两大指标要求而又落实利用的单位.,都应习快实现.第79条:钢铁企业消耗大量一次能源,时严生大量的二次能源,其中,副产煤气如高炉煤气,焦炉煤气,对减少一次能源消耗,具有重大意义.但是,在使用中仍然存在大量放散煤气,使用不够合理的问题,各企业必须采取措,将二次能源作为源平衡的基础.充分回收,避免放散.合理使用,节约能源.第8.2条:充分利用副产煤气.1.钢铁企业日产的燃气必须充分利用,.避免放散.凡是放散率高的企业,应限期采取措施.降低放散率,放散率指从放散管实际放散燃气流产除以燃气发生总量的百分数.2.钢铁企业煤气富浴时.可积极研空供外.或采取在23年内可以回收投资的临时回收措施,不允许带年放散.第83条:燃气的合理利用1.钢铁企来的副产燃气,.除供应本企业用户外,还应具备有足够吞吐容量的煤气缓冲用户.用以调节煤气平衡,可选择发电厂或供热锅炉为缓冲用户.煤气级冲用户.必须具备可以燃烧多种燃料的设施.以适应在必要时,.由一种燃料置换另一种燃料的条件,可采用自动置换装置.8.有铁无钢的铁厂.自产的高炉.焦炉煤气除供应本业外,尚有多余的煤气时,.高炉煤气还呆以供应动力锅炉房,.发电厂,焦炉煤气可供民用或化肥厂等。.第83条：钢铁企业必只极采取各种有效措施。力争在“七五”期中，作到高炉，焦炉的煤气基本不放檄。近年内煤气放散率应达到下述要求：高炉燃气：一等1.5%，二等3%，三等6%等外6%。焦炉煤气：一等0.5%，二等1.5%，三等2.5%，等外2.5%。.1986年9月1日冶金工业部颁发的冶金工业贯彻节约能源管理暂行条例实施细侧。第十九条：企业应当按照治金部发的钢铁企业动力节约规定。努力降低动力消耗。要求收利用可燃气体，减少放散损失。特别是十五吨以上转炉煤气，独立焦化厂，铁厂的副产品煤气。要采取措施，回收利用。第二十条：冶金企业要充分利用余热。余能资源，在技术上可行经济合理的条件下，应当充分利用体，液体，固定的余热余能。减少一次能源消耗。2.根据林钢申报，省冶金厅审核，列为河南省钢铁节能节重点指施上冶金工业部，省计经委审批的予冶建能（88）356号文件。356号文件中共列有6个节能措施项目，其中有林肥钢铁厂利用高炉剩余煤气发电一项。规模为3000KWI机组。总投资500万元。见附件。（二）项目提出的背景1.林县钢铁厂现有两座100m3高炉，总容积224m3，8#高炉1980年月开始进行改造性大修。高炉容积由100 m3扩大到124 m改造完毕后，高炉总容机为248 m3，利用系数按1.9计，年产生铁16.49万吨。焦比600公斤/吨计，每小时炉煤排放大气。大量煤气排放大气。大量燃气外排。既浪费能源，又污染空气。如果煤气发热值按800大卡/标米3计算煤气排放量为15162标米/时时，相当于第年浪费标煤14557吨，如能回收这部分能源，不仅可以降低工序能源消耗，提高经济效益。还可以消除煤气列环境的污染。这是项目提出的一个方面。2.另一方面我厂处于化中电网边缘年，每年在一、四季度的枯水季节，电网中水力电能减水，火力发电又难以保证全网用电。拉闸限电频繁。加之工农业的发展。供电十分紧张，我厂高炉生产产常常受到缺电的威胁，致使生铁产量和经济效益都受到很大的影响。仅80年上半年，我厂高炉就因缺电而数次减风，生产和休风产，矿山选矿和烧机长期因缺电不能正常生产，据不完全统计，89年元6月份供拉闸限电344条次，2798个小时，少产生铁2500吨，经济效益损失达50万元。尤其是铸管分厂，水泥分厂从80年9月开始到89年5月14日止，因限电没有生产，经济效益损失150万元以上。根据上述情况，厂部把利用剩余煤气发电的问题，既充分利用了二次能源，提供谦价电能，降低生儿成本，使企业获得效益，还可以缓解我厂电力供应紧张局面，有利于证生产和增强企业的均衡生产的可靠性，为此，特进行本项目的可行性研究。（三）本研究工作的主要任务1.对汔轮机耗汽量锅炉砂煤气量及全厂煤气平衡进行计算，籍以确定电厂建设规模；2.发电系统方案设计和论证设计方案的合理性；3.对技术关键与可行性进行研究;4.对环境影响作出评价；5.对第一期工程的劳动组织建设近度作出安排；6.对第一期工程总投备作出估算/外提出资金来源意见；7.对一期工程经济效果进行评价。（四）中小型钢铁厂利用放散煤气发电概况及经济效益1.发展概况七十年代以来，我国已呢不少中小钢铁厂对利用高炉煤气供给锅炉燃用产生蒸汽，再供给汽轮机带动发电进行了实践。如广西有灵川钢铁厂在100m2锰铁高炉上采用煤粉煤气式20T/H锅炉带动3000KW汽轮机发电机组；四川有威远钢铁厂在74m2高炉上采用天烯气煤气式AZD2025/400型风力机械抛煤。例转炉排型锅炉带动3000KW汽轮发电机组，四川万福青华钢铁厂分别在73 m2100 m2 高炉上采用燃煤煤气式26.5吨/时2KP10吨/时型锅炉带动1500KW，汽轮发电组；四川大渡河，江津钢铁厂分别在33 m275 m2高炉上采用全燃高炉燃气，使用SZD1025/400型锅炉带动1500KW汽轮发电机组；江苏有吴县钢铁厂在28 m2高炉上采用高炉煤气焦炉煤工10T/H锅炉带动1500汽轮发电机组；江苏镇江地区武进县钢铁厂在28 m2高炉上采用全燃气和补燃煤粉，使用SZP0.5/13250型锅炉带动750KW发电机组发电。河南省的云阳钢铁厂安阳水冶炼铁厂也均立顶，云阳钢铁厂已于1988年6月1日破土动工，计划1980年8月1日竣工投产，信阳钢铁厂采取本厂多余煤气输送给地方发电厂。并给电厂投一部分资金，进行扩建，然后电厂保证信钢用电。截止目前,利用转换能源发电，节能降耗，可大大提高经济效益。江苏省吴县钢铁厂，有28 m2高炉两卒，214孔焦炉，年产生铁3万吨，1979年利用外厂旧设备建成10吨锅炉和1500KW发电机 ，利用高炉煤气和焦炉煤气发电，投产不到两年半就回收了全部投资，由于发电成本低，每年可使企业增加收入44万元。四川威远钢铁厂有75 m2高炉一座，每天排放煤气有20多万米，1979年动工安装2000KW发电机组，投资247万元（其中包括煤气管道及变电站等配套设施），运行七个月共发电934万度，节煤3500余吨，获纯利46.5万元，三年半收回全部投资，并使吨铁成本下降11.5元。四川省大渡河钢铁厂有两座33米3高炉，采用重力旋风布袋三级除尘系统净化煤气。1983年建成1500KW全燃高炉煤气余热电站，年发电量占厂总用电明珠暗投 401%，每年盈利50万元，四年收回了全部基建投资并九变了过去枯水因电所造成的半停产关态，掌握了生产主动权。四川峨嵋山市钢铁厂，把两座炼铁高炉剩余煤气回收起来供电站作燃料，他们自筹资金380万元，新建一座，1500KW的众热电站89年5月27日，正式并网发电，每年可发电1000万度以上，企业除了新增产值100万元外，还可获利50万余万元，这样做既回收了高炉煤气，消除了对空气的污，又使这个年生产生铁3万吨。水泥56万吨的联合企业用电达到70%以上的自给程度。南京第三钢铁厂年用电4150万度，而计划供电仅500万千瓦时左右，约占需用量的11%。为缓解供电矛盾，该厂积极开发二次能源。从1987年起，把原有的两台燃煤锅炉改造为燃煤气锅炉，把原来入散的高炉燃气回收用于发电。1988年回收利用的剩余煤气达4900万米3，总热量54200百万大卡，节约标准煤7000多吨，节约燃烧费用2.40万大卡，节约标准煤7000多吨，节约燃烧费用240万元，发电量达870万千瓦时，占全厂用电量的42.5%，而且节约发电成本支出145万元，不仅为解决能源供需矛盾找到了新路子，同时也提高了企业的经济效益。综上所述，利于高炉放散煤气供给锅炉燃烧，产生蒸汽，再供给汽轮机带动发电机民电，在技术上是可行的，机组安全可靠，社会综合效益和企业的经济效益都较高，是一项成熟的经验。其现实意放可概括为以下几点：节约能源。理论和实践都证明，每座100 m3高炉排放煤气的热值折合10160号标准，进行回收利用后每年可少用1250014250吨原煤。林钢两座100 m高炉，第年排放煤气的热值折合14557吨标煤，进行回收利用后，每年可少用20503吨原煤。降低炼铁工序能耗，充分回收利用高炉放散煤气，是降低炼铁工序能耗的重要措施。据计算约降低150公斤标煤，吨铁成本均可降低912元，这样，就可以增强企业的生机和竞争，能力，有利于发那有生产，实现增产生产，实现增产结能，提高经济效益。增强企业生产的可靠性。企业有了自备电厂，可以增强企业生产的可靠性，不致因网路压负荷或电网发生固障而影响生产。有了电，马达才能转，增产增利才有希望。减少污染，造福人发。一般高炉煤气含一氧化炭量平均为25%左右，一座100 m3 高炉生产时，第年一氧化碳排放量约1500万标米3，两座100 m高炉生产的一化碳量成倍增加。把这些有毒的可燃气体用于发电，变有毒为无毒，化害为利，既回二次能源，又改善了环境，有利于人民健康。二，林钢基本情况。电网现状，用电量及负荷予测（一）碁本情况林县钢铁厂位于安阳市林县郎垒村西，隶属濮阳市，有100 m高炉两座，为地方国营炼铁企业，现有职工3503人（凶括全民合同工378人。农民合同工308人。企来合同人348人）其中国家干部372人，以工代干副科级以上139人。专业技术人员559人，大专以上学历72人，中专主以上学历78人，原有职称90人（1986年以前）。现有高级职称6人，中级以下职称232人，企业评审合格，市未研究审查的中级以下职称327人，全厂现在设备603俣（套），下属矿山原料炼铁铸管水泥机修六个分厂，还有建筑运输服务冶金安装四个公司，公厂设21个处，102个科室，33个生产车间。林县钢铁厂始建于1970年，目1971年5月1日-号高炉投产以来逐渐形成了年产15万吨矿石，20万吨铁精粉，20万吨烧结矿，15万吨生铁的配套投施，共生产优质生铁183万吨，1988年，约成铸管分厂，年产200800万吨。铸铁管115万吨，同年风买民办水泥厂一座：年产水泥46万m3，全厂总占地面积38万吨面积5.99万吨，生活区占地面积8.23万m3，建筑面积7.34万m。林钢目1983年扭亏为盈后（过去为政策性亏损）。利税逐年增加，截止88年底共实现利税额4488万元 ，平均每年递增28.6%。88年底的一资 产净值已达到6005万元，比86年底增加80.2%。（二）林钢供电情况与接线方式林县钢铁厂在常建规划时，考虑到林钢用电是林县负荷最大和比较集中的大厂。团设置了从安阳直供的110千伏输电线路从水冶相村变电站搪线，并在广内负荷中心建110千伏总降压变电站。由两台俣二圈变压器分供（变压器总容量为51500KVA，即1315012000KVA）。35知伏出线分别供林县东关变电站林县水泥厂变电站林县分水岭太平庄发电厂变电站林县河川变电站，林钢石村铁矿变电站。35千伏铁城线（林风变东关变）走系统联络线，35千伏海太线（海军水泥厂太平庄变电站）为林钢备用保安线路。6千伏出线9回，即：炼铁分厂风机房2回水泵站2回烧结铸管水泥生活区矿山保安1回。矿山接线方式是：由厂区110千米变电站35千伏变站35千伏馈线引至矿山，再由矿山变电站降至6千伏配出（变压器总容量6350KVA即1315013200KVA）。矿山各用保安线是从110千伏变电站6千伏母线引至矿山变电站，这条各用线路由于周围农村抢行分接，现已失去了专线各用的特征。厂区炼铁烧结铸管水泥从管理角度看，由于受网属变电站控制，厂调管理不便，失去调荷节电主动权，造成单位之间纠纷，若在建设电厂时，由电厂变电站与110知伏变电站用12条联网主回路构通，厂均所有配电线路均由配电馈出。即可大大增加调度时主动性。林钢现有千伏级电力变压器两台，总容量6350KVA；6千伏级配电变压器30合，总容量15060KVA；高压电动机（6千伏级）16台，7400KW。其中166千伏配电变压器及6台高压电动机由110千伏变电站直供。，（三）林县电网现状与负荷予测1.电网现状（1）林县属安阳供电区，位于地区电网西端，县辖为35千伏网络。1986年前全县利用红旗渠，从南到北建成小水电90座，装机168台，容量2.62万千瓦，能够发电的71座。装机149台容量2.54万千瓦，年平均发电量约4500万度。主要在789三个月丰水时发电，其中接入35千伏电网较大些的水电站有5座南天门水岭村红英流河口）装机9台，容量0.987万。目前这些小水电站。因红渠渠首水源被山西，河北分流，使红旗渠流量逐年减少，加之村办小水电建设标准低，供水不正常和管理不善，因此发电机不正常，大部分已停止发电，仅较大的南天门水岭村红英流河口电站还继续发电，但生产也不正常，主要在丰水时发电。林县现有小火电厂三座，即林现电厂（装机2.6瓦）原康乡电厂（装机215010KW），城关乡席家凸电厂（装机1500KW）林县火电厂属县办企业。并网运行，为县内主要电源，原康乡电厂属联管集资办厂，未并网，主要用于乡办企业。现为亏损部分由用电企业补贴。城关席家凹村电厂属衬民集资办厂。1989年7月20日竣工投产，未并网，主要用于本村复合厂，烧碱厂，阀门厂，总用电量1100KW（凶括本村群众农业和生活肜电）。上电力不足部分由网供 不能全部满足需要。35千伏铁城线林钢变东关变是系统联络线，35千伏海太线(海军水泥厂变太平庄变)为系统备用联络线。为了缓解林县用电紧张局面，林县为电厂1980年集资扩建21.2万机组，目前进入轩安装阶段，估计1990年运行发电，但这次扩建未铁路专用线，仍靠汽车运输，这样很难保证4个机组全部运行，加之目前原燃料，资金紧张，价上涨，质量不稳 ，都将会给电厂正常生产带来极大困难。目前全县统调的35千伏变电所14座（含用户专用），主变25台，容量.975万千伏安，35千伏升压站6座（有直配或枯水期降压用），主变8台，容量2.895万千伏安（其中休县电厂2.6万千伏安）。35千伏东关变电站是一座枢纽站，现装2合主变，容量23200千伏安，供现城工矿企业及城关52个村用电，35千伏出线6回（电厂，化肥厂，林钢，太平庄，合润各一回）。转供合涧小店孔峪，横水，采桑，东姚等35千伏变电站。即南半是县8个乡的用电，该站已无扩建余地和出线地，走廊。北半县35千伏电网通过城东约35千伏太平庄变电站相联，。实际上也是由东关式变转供电。县电网历经二十多年逐步发展，建设标准低，小水电点多分散，造成电网结构和布局缺陷。现35千伏线路送电半径超规定，线号小负荷大，压差大，线损高， 故障多，T接点多，可靠性差。全县35千伏电网及城关10千伏电网由县电管所统一调度现35千伏网络中电容充电电流约22安。在林钢110千伏主变35千伏中性点安装 一合25A的消孤线圈。2.负荷予测近年采林县城县工矿企业发展较快，家业生产及城乡生活用电也逐年增加。“六五”期 间平均年增长率13.45，1986年全县工农业总产值达8.34亿元，用电量1.45亿度，用电负荷3万.“七五”期 间按年平均增长率105计算，到1990年用电约2.5亿度，发购电负荷5万。“八五”期间按年平均增长率7%计，到1995年用电量约3.5亿度，发购电负荷约7.3万。如前所述，林县火电厂现安装机组2.6戊和扩建的20.60.7万，在枯水季节只能发电0.1万。省电网供电指标为年供电量70000万度负荷，0.700.1万，由于近年来河南省缺电严重，网供指标难以增加，而县内工农业不断发展，用电负荷增长速度，缺电情况日趁严重，予计1990年将缺电2.53瓦.林县火电厂扩建投产后，面临困扰的外部条件和内部达产因素，也不能保证机组在经济负荷下运行，所以，林县电力紧张状况，不是短期内可以缓解的，设想林钢电力不足部分，可由县网补足，是不现实的。四.林钢用电量及负荷予测1.用电量林县钢铁厂全年总耗电量约5500万度，平均负荷6300KW最高负荷8500KW。见表1.表2.各分厂用电量用电荷表.全厂年用电量一临览表年份实用电量统配电量议价电量19864624.3399390060019874516.9061398870019884564.791841128001989（16月）2673.09174112（全年）1500（全年）根据目前电力紧张情况，林钢利用高炉放散煤气进行发电，对林钢的发展和缓解电力供应紧张局面。减少对省网的压力是积极的，必要的。林钢“八五”电力负荷予测总汇表表4项目 负荷平均电量矿山新增精矿过滤11064矿山选矿扩建320188原料上四辊破煤机3017原料张结冷却机改造4023炼铁新增喷煤工艺600352炼铁新增电除尘3526铸管安装3#主频炉1150168铸管安装一套液站225铸管安装2#除尘器3016铸管新增铸造车间15033水泥分厂扩建900580尾矿制砖10038小型轧材厂20001176合计54872687三，项目建设的条件（一.）燃料条件1.气体燃料高度散的煤气是发电厂的主要气体燃料。因此，必须有可供利用的放散煤气量。我厂现有100m3124 m3高炉各一座，1#1990年3月进行改造性大修，高炉容积由100 m3扩大到124 m3。改造完毕后，高炉总容量为248 m3其产气量及分配情况计算如下：（1.）.高炉生产指标高炉总容量 248 m3利用系数 1.9吨铁/（m3 天） 入炉焦比 600公斤/吨铁年产铁量 16.49万吨小时产铁量 19.63吨冶炼强度 1.15吨焦/（m3 天）（2）吨铁耗风量计算当焦炭灰分为16%时，每吨于焦耗风量为2600 m3两座高炉每小时总入炉风量。Vf（2481.152600）2430897标m3/时。每吨铁耗风量为：30897（2481.924）1574标m3/时。(3)煤气发生量计算Vm1.37157419.6342330标m3/时。(4)煤气支出量计算1.）热风炉耗煤气量 根据炼铁设计手册P62表266，当风温1000。C时，煤氯消耗量占高炉煤气发生量的38%；当风温1000。C时，煤气消耗量占高炉煤气发生量的42%我厂风温一般900。C1050。C，应取40%，但考虑到煤气净化质量和煤气管理等因素，固取45%，碳氯消耗量为：V煤4233045%19049标m3/时。2.）烧结杨耗煤气量 6000025.90V煤1943标m3/时。式中：60000每吨烧结矿点火耗热（大卡/吨） 25.9018m烧结机最大台时产量（吨/台时） 800煤气低发热值（大卡标m3）两台18m烧结机耗煤气量为：V煤194323886标m3/时烧结机点火消耗煤气量占高炉总煤气量百分数为：388642330100%9.18%3)煤气损失量根据炼铁设计手册p532，煤气损失按其总发生量的百分数考虑，小型高炉小时损失4%。我厂为中小型高炉，考虑煤气损失量按10%计。即。V损42330100%4233标m3/时。4.）煤氯剩余量V损42330190493886423315162标m3/时。剩余煤气占高炉工气量百分数为：1516242330100%35.82%5.）全厂煤气平衡见表5全厂煤气平衡表 表5项目年工作小时发热值大卡/标m3小时量/标m3/时年量万表m3发生量84008004233035557支出量烧风炉84008001904916001烧结机38863264损失42333556剩余量1516212736合计4233035557根据全厂煤氯平衡计算可行知，高炉煤气发生量除保证全厂所得耗用煤气设施用煤气外圾15162标m3/时剩煤气，第年有12736万m3 煤气可利用因此。单从煤气平行方面而言、在林钢建余热发电厂是可行的。2.固体燃料采有高炉入散煤气发电，也需要备有少量的动力煤。燃气锅炉的火种需要消耗动力煤，高炉中断呀减少煤气供应时，也需补燃动力煤，按每度电平均补燃动力煤0.0145公斤计，每年消耗动力煤335吨。林钢自己没有煤矿，动力煤来源有两个基地，其一是林县大众煤矿的无烟煤。其二山西省陵川 县煤矿的无烟煤其质分析资料如下：大众煤质分析资料：WY5.13%；AY20.2%；SY.0.92%；VT%7.36%QYDW25.37MJ/Kg（6060KCae/kg）山西省陵川 煤分析资 料：R1520% WY58%；SY.0.250.45%VT%57%QYDW29.31MJ/Kg（7000KCae/kg）根据林县火力发电厂鑫年生产实践，使用陵川煤比使用大众煤好。陵川煤贮量丰富，系工业用煤，价格便宜，运输方便。为热值高，加之我厂补燃动力煤数量较少，因此，可以作为燃料供应地。（二）水源条件1.水文地质条件林钢在林县县城以北10公里处。位于侵蚀构造的中山太行山东的麓染剥蚀构造低山丘陵地带。太行山区洹浙小盆地东北侧。厂区南部约1.5公里处有一季节性洹河，发源于太行山麓。由西向东流入安阳河，最扣注入魏河，属海水系，洹最大峰流量30m3/S，一般流量0.2m3/S，红旗渠二干渠通过.设计流量6m3/S，但因渠首三省统坝分流,目前水量骤减,.一般流量2m3/S左右,厂区东部密布有二干渠支渠,厂区西部密布有红旗渠一干渠支渠,因此补给条件较好,属地下水的管水区.现有的勘探资料表明,林钢位于中国水文地质区划太行山中,低山裂,除岩溶,水文地质区内,厂区地下主要有两个含水层,第一层土状亚粘土,厚度一般2937米,下部为中细砂层,一般厚度1324米,含有少量水,水位埋深3.67.5米,涌水量一般5-10t/h,个别地段达20 t/h, ,属大气降雨和红旗渠渗水补给.水质污染严重. 第二层为陷伏岩溶含水层,主要是奥陶系中统马家沟组(032)石灰岩中含水,岩性为中厚层状质纯厂灰岩.总厚度157米,岩溶裂隙较发育,富含有裂隙溶洞承压水,含水层厚度72120米,水位标高256274米,涌水量430公升/秒,中等富水性含水性,透水性不均匀,渗透系数0.39523米/日.水化学类型属重炭酸钙型水.矿化度小于1克/升.属淡水.总硬度11.6213.3.(德国度).PH值7.47.6属弱碱性水,水源主要靠区域地下径流且.厂区6眼深井均取此层水. 本区地下水水径流方向由西向东,局部地段由北向南流动.补给区主要是西部的太行山区广 大地域,接收大气季雨的渗透补给,补给之间地域,径流区宽度20公里,厂区处于径流区段,地下水是由NE向SW流动,水冶时珍珠朱,天喜镇的小南海为本区域排汇排泄点.林钢新建余热发电厂仍采用第二层深层水作水源,不仅水源有保证,而且避免了和农业争水.2.厂区深井冰锥同料林钢6眼供水井资料见表 6.林钢深井资料一览表 表6供水系统#号 成 时井 间(米) 井深(米) 含 止 水 深 层 度起(米)含厚水层度(米)到达地层水埋位深(米)抽降水低时值的(米)降应低出值水相量(t/日)备注生活区1#1981122311138230235.96172#1981130361087230234.235.14601生产区3#1983.11189941899430218.020.48162.8R=50米K=28米/日4#1984.42548624315730224.3228.231516R=4.45米K=0.385米/日5#1984.52531452187330225.154.641697R=200米K=5米/日6#1988.62509021012012030219203.生产区水工概况林钢炼铁烧结机修供水系统采用洹河泵丫来水,矿山进下来水, 3#4# 深井来水做补充水,输入清水池.然扣用离心泵直供各用水点,除煤气清洗废水和部分冲渣水排部厂区外,其余的排水均排入清水池,循环使用.铸管独立设置秆环给水系统,采用6#深井来水做补充水.矿山水泥离厂部较远.各用独立设置供排水系统.4.电厂供水水源的保证条件林钢生产供水系统的供水能力有20352吨/日,见表7.目前实际用水量29720吨/日,补充新水量6900吨/日.见表8.除保证所有用水点消耗外,还有13452吨/日供水余能.13000KW发电机组每时需水量100吨,工业补充水502吨/时,加之其它用水.每日需补充新水1680吨. 综上所述,新建电厂用水120吨/时(包括其它用水),是有可靠保证的,若对高炉余热资源综合回收,再上一合3000KW发电机 ,有水也是有保证的.(供水系统能力表(吨/日) 表7供水设施供水量备注3#4#5#深#7200实际出水量4# 深#1920试验出水量洹河泵站11232合计20352各用户用水情况表 (吨/日) 表8用户名称设计数量实际数量补充水量备注炼铁13200144004000炼结264028801500铸管1135012000960机修240240食堂240200间断用水合计297206900工地食堂(三)厂址地质条件1.厂区自然条件厂区位于北纬36。73030。830,东经113。4845113。5230之间.厂址区内为一黄土岗地,地势东高西低, 北高南低,海拔292296米,相对高差小,属平坦地带.2.地质构造 (1)地层厂区四周出露大面积奥淘系石灰岩,西部太行山从山底往上依次出露有震旦系乍麻岩,震旦系石英岩,寒武奥 陶系石灰岩,白云岩.厂区内为大面积冲洪积黄土夹砂层.(2)构造本区位于祁吕贺山字形构造 东翼,太行山复式背斜东侧中南部,即新华夏系第三区形隆起带,太行陆梁南段,页部秦岭区形纬向构造带东段.厂区内以断裂构造为主褶皱次之.主要构造 线方向北北东,次为北西向,主要断裂构造西部有林县大断层,(即任村上八里大断层),北部有磊口上陶断层,以及派生听一些小断层,见附图1林县地质构造图.地层结构及岩性(1)厂区范转围内地表为第四系黄土层,属冲洪积层,部厚度50米左右,.岩性上部为黄土状亚粘土,厚度一般2437米,稍湿可塑,抗压强度25-30吨/m2.下部为中细砂层,厚度13-24米,含 有少量的孔隙潜水,水位埋深3.6-7.5米,涌水量0.1-0.15公升/秒.(2)第四纪洪积层下面是中奥 陶系石灰岩层,总厚度100-200米,岩容裂隙发育不均匀,岩层产状平缓,较稳定.(3)中奥陶系石灰岩下面为燕山期闪长岩岩床侵入体,厚度100-200米,岩岩性完整稳定.厂区地层结构见附图2地层柱状图.4.地震烈度根据中国科学院地球物理所1977年地震区划,本区位于体北地震区,华北平原地震局武汉地震大队编绘的”河南省地震烈度区划图”标示,林县五级六度区.林县境内工业建筑,如电厂主厂房,水塔一般按七度烈度设防.据林县地震记载,1975年4月22日林县曲山(距厂10公里)发生地震.震级33.5级,1980年8月2日林县采桑(距厂25公里)发生地震,震级4.6级,这里近30年中,林县境内两次最大地震.5.水文地质条件变化厂区范围内和四周打了许多机井,并距较近,由长期抽水,形成降落漏斗,可能会引起局部地段塌陷,影响工程的稳定性.综上所述.厂区范围内,复盖层厚而压实性好,岩层性质碁本均一,产状平缓,没有发现什么断层痕象,主工程地质条件简单,属相对稳定区.(四)水文气象条件本区属暖温带大陆气候,光热条件好,日照总数多年平均为2469.3小时.年日照 万佞率56%,冬季多受西北利亚或蒙古高原控制,天气干燥.夏季则由附热带高压控制,当与南下的冷空气相遇时,又易形成暴雨,但历时短,强度大.1.月平均气象值,见表91985-1988年历年月平均气象值-览表 表9月份气温(。C)气压(mb) 风速(m/s)相对温度(%)备注1-2.1989.30.9622-0.2988.21.26035.3984.51.662414.6978.52.255519.6974.91.768625.0970.71.760725.9969.21.276814.1971.90.883919.4980.10.9771013.8984.81.172115.2988.11.06412-0.6990.20.866全年平均12.5980.41.26672.频率P=10%的气象值.见表10频率P=10%的气象值-览表 表10干球温度温球温度相对温度气压28.6。C25.6。C80%746.6mmHg3.历年气象值气温:历年极端最高气温40.8。C(86.7.14)历年平均气温12.7。C历年极端最低气温-23.6。C(76.12.26)-5。C的最长期67天(70年)风速:历年最大风速32 m/s(75.4.5) 历年平均风速1.7 m/s年8级以上大风(平均)11次(4月份居多)风向,多为南风次为东风基本风压值343.23 N/ m2(35kgJ/C m2)氯压,历年平均气压980.4mb相对温度,历年平均相对温度65%降雨量:历年最大降水量1081.0 mm(1982) 历年最小降水量319.4 mm(1965) 历年平均降水量697.7 mm最大连续量668.8 mm(82.7.27-8月5日)一次最急雨量(5分钏最急)10.4 mm(84.6.5日7时零5分开始)降雪量:年降雪平均总量46 mm(按雨量计算)基本雪压40kg/m2冰期:一般初冰期11月份 一般终冰期4月份平均结冰期149天最大冻土深度:420 mm(80.2.10)林钢工程设计参考冻土深度:700 mm4.林县30年气象资料见附表)1(五)交通运输条件林钢交通比较方便,公路四八达,厂铺设有林钢至林县站专用标准轨距铁路,经石林线与京广线相接,有利于原材料,燃料等运输,见附表林钢交通位置图.(六)其它1.自备电厂全部占地面积11000 m2,总建筑面积4000 m2.我厂有两处可供选用,不需另购地.2.本省有设计,施工专业队伍.项目所需主要设备除锅炉外,其余汽机,发电机等均为标准机电产品.4.利用高炉放散煤气发电,在国内冶金行业已有成熟的经验可借鉴,加之目前电力供应紧张,为确保生产和解决环境污染.林钢上下思想认识一致,要求紧迫.企业有积极性.5.有各级部门的积极支持.(七)结语1.林钢有15162标m2/时放散煤气可供发电利用,既解决余热余能利用,有效地提高能原利用率,同时保护了环境.一年放散煤氯折合标煤14557吨,折合原煤20503吨,2.林钢水源充足,供水系统的供水能力除保证全厂生产用水外还有13452吨/日供水余能.目前5#机井基本没有抽水,电厂可以利用.因此,电厂用水保证,不需另打开.厂区地质条件可靠光热条件好,场地宽广,交通方便. 4.利用高炉放散煤气发电有放熟经验可借览技术上可行,机组安全可靠.节能效果和经济效果显著.5.本省有设计部门,企业有积极性,各级部门支持.综上所述,在林钢新建余热发电厂,条件具备.技术上可行,是形势,发展的需要.四.项目设计方案(一)电厂规模我厂2124 m3高炉,配用400风机,所产生的煤气量,除保证全厂所有耗用煤气设施用煤气外,还有15162标m3/时剩余煤气,根据高炉剩余煤气量,电厂选容存在于个方案.即13000KW机组和21500KW机组,现以13000KW机组为基础与21500KW机组进行分析对比.然后确定电厂规模.电厂规模简要计算如下:1.煤气的化学成份煤气分析见表11煤气分析原始数据表 表11成份COCO2N2O2H4CH2%24.412.460.22.00.60.4100.0调整后的煤气成份见表12(扣除02及带入的N2.调整后的煤气分析表 表12成份COCO2N2H4CH2%26.9613.7058.240.660.44100.02. 煤气发热值(Q)Q=30.2 CO+25.7 H2+85.8 H4 =30.226.96+25.70.66+85.80.44 =868.9千卡/标m33. N3-24型汽轮机耗汽量(D)D=(30005.3+200)(1+0.042+0.04)=17420公斤/时式中:3000-汽轮机额定负荷(千瓦); 5.3-单位汽耗量(公斤/千瓦时); 0.042-锅炉排污率;0.04-管道损失系数4.锅炉耗汽量(B)B=17420 (774-105)+748(231-105)- 0.85868.9=15907标m3/时式中:17420-锅炉蒸发量(公斤/时) 744-蒸汽热焓(千卡/公斤) 231-排污水热焓(千卡/公斤) 105-给水热焓(千卡/公斤) 748-排污量(公斤/时)0.85-锅炉热效率:868.9-煤气发热值(千卡/公斤) m3 5.电厂规模 根据上述计算, N3-24型汽轮机,带3000KW额定负荷时,煤气耗用量为15907标m3/时,而两座高炉剩余煤气量仅有15162标m3/时,所以,供应汽轮发电机带额定负荷时,煤气量有所不足.经计算N3-24型汽轮机带经济负荷时,耗用煤气量为10278标m3/时的富余.如果对高炉其它余热源回收利用,可望选择纲组总容量为4500KW)3000KW1.1500KW1 ),这样可使机组一保持在经济负荷下运行.若采用第二方案,即选用21500 KW发电机组(N1.5-24 型汽轮发电机组).带11500KW型汽轮发电机组),带1500KW额定负荷时,单机煤气耗用量3584 标m3/时,双机煤气耗用量17168标m3/时,这样高炉剩余煤气也不能确保两台1500KW发电机组带额定负荷运行. 而且1500KW机组功能传动效率低,经济效益相对较差,如选用11500KW发电机组,煤气还将放散一部分.综上所述,选 用13000KW发电机组是合适的.6.建设方案对比根据以上选 容结果表明,装机总容量为3000KW时.高炉煤气回收可达100%,装机总容量为1500KW时,煤气还将放散一部分.现以13000KW机组为基础与21500KW机组进行分析对比:优点: 13000KW机组投资总额比21500KW机组减少约180万元左右.采用300