东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程初步设计说明书.doc

陕陕西西东东岭岭锌锌业业技技改改工工程程指指挥挥部部 饱饱和和蒸蒸汽汽余余热热发发电电工工程程 初初步步设设计计说说明明书书 目录目录 第一章第一章 总的部分总的部分.3 1.1 概述.3 1.2 厂址概况.5 1.3 电力负荷及发电厂容量.5 1.4 主要设计原则.5 1.5 环境保护部分.8 1.6 劳动安全与工业卫生.9 1.7 提高本工程技术水平和设计质量的措施.9 第二章第二章 电力系统部分电力系统部分.9 2.1 电力系统概况.9 2.2 电力负荷及电力平衡.10 2.3 电站接入系统方案.10 2.4 系统继电保护及安全自动装置.11 2.5 余热电站投入运行后整个电气系统的运行方案.11 2.6 厂内通信.11 第三章第三章 总图运输部分总图运输部分.13 3.1 厂址自然条件.13 3.2 总体规划.14 3.3 本工程厂区总平面.14 3.4 竖向布置.15 3.5 交通运输.15 3.6 管线及沟道布置.15 3.7 绿化.17 第四章第四章 热机部分热机部分.17 4.1 概述.17 4.2 热力系统及辅助设备选择.18 4.3 机组运行方式.21 4.4 主厂房布置.22 4.5 保温材料.23 第五章第五章 电气部分电气部分.24 5.1 电气主接线.24 5.2 短路电流计算.24 5.3 导体及设备选择.25 5.4 厂用电设备布置.25 5.5 发电机小间布置.26 5.6 发电机励磁系统.26 5.7 交流不停电电源系统.26 5.8 直流电系统.26 5.9 过电压保护及接地.28 5.10 照明及检修网络.28 5.11 二次线及继电保护.29 5.12 电缆设施.30 第六章第六章 水工部分水工部分.31 6.1 概述.31 6.2 区域自然条件.31 6.3 全厂水务管理及水量平衡 .32 6.4 供水系统选择及布置.34 6.5 生产、生活给排水.36 6.6 化学水处理系统.36 第七章第七章 热工自动化部分热工自动化部分.37 7.1 概述.37 7.2 热工自动化设计范围 .37 7.3 热工自动化功能 .40 7.4 热工自动化设备选型 .44 7.5 电源 .44 7.6 热工实验室.45 第八章第八章 建筑结构部分建筑结构部分.45 8.1 概述.45 8.2 厂址自然条件和设计主要技术数据.45 8.3 地基与基础.48 8.4 建筑结构设计.49 8.5 其他主要生产建（构）筑物.52 第九章第九章 采暖通风及空气调节部分采暖通风及空气调节部分.53 9.1 概述.53 9.2 采暖热源.54 9.3 主厂房采暖、通风及空调.54 9.4 循环水泵房采暖、通风.55 第十章第十章 消防部分消防部分.56 10.1 概述.56 10.2 总平面布置与消防通道.57 10.3 建筑物与构筑物设计原则.57 10.4 建筑物内灭火器的配置.58 10.5 电缆敷设及防火.58 10.6 消防给水及电厂各系统的消防措施.59 10.7 消防供电.60 10.8 采暖通风与空气调节的防火.60 第十一章第十一章 环境保护部分环境保护部分.61 11.1 概述.61 11.2 电厂概况.62 11.3 生活污水和生产废水处理.65 11.4 噪声治理.65 11.5 水量平衡及计量（详见第六章） .66 11.6 绿化 .66 第十二章第十二章 劳动安全与工业卫生部分劳动安全与工业卫生部分.67 12.1.概述.67 12.2 防火、防爆.68 12.3 防电伤、防机械伤害及其它伤害.69 12.4 防暑、防寒、防潮.71 12.5 防噪声、防振动.71 12.6 其他安全措施.71 12.7 劳动安全与工业卫生机构及设施.72 第一章 总的部分 1.11.1 概述 1.1.11.1.1 设计依据设计依据 1）东岭集团与北京世纪源博科技有限公司的总包合同； 2）北京世纪源博科技有限责任公司的陕西东岭锌业技改工程指挥部饱和 蒸汽余热发电项目技术方案 3）东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程勘察报告； 4）水质分析报告； 5）汽轮机厂的设计资料； 6)火力发电厂初步设计文件内容深度规定DLGJ9-92； 7)小型火力发电厂设计规范等设计规程规范。 1.1.21.1.2 工程概况工程概况 1.1.2.11.1.2.1 项目名称项目名称 陕西东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程 1.1.2.21.1.2.2 公司概况公司概况 陕西东岭工贸集团股份有限公司是 2000 年 11 月组建的一家民营公司。是宝鸡市 唯一年总收入过百亿元企业，陕西省规模最大的民营企业。 东岭集团主营矿产开发，钢铁冶炼，钢材贸易，铅锌冶炼，焦炭生产，黑色金属 制品加工，房地产开发建设。2006 年实现总收入 122 亿元，上缴税金 3.8 亿元。截止 年末，拥有总资产 59 亿元，员工 1.2 万人，全资、控股及参股公司 40 多家。 陕西东岭锌业有限责任公司是陕西东岭集团响应西部大开发的号召，走黑色金属 贸易和有色金属冶炼并举之路，依托当地独特的铅锌矿产资源条件，于 2000 年 5 月对 面临破产的国营企业（凤县锌品厂）成功改制的基础上，投资 3.5 亿元，经过技术改 造与扩建建成的锌冶炼企业。该项目被列为陕西省“十五”计划重点建设项目，受到 省、市、县各级领导与党政部门的大力支持，系陕西东岭集团全资子公司。 公司采用国内成熟的火法竖罐炼锌生产工艺：锌精矿经氧化焙烧脱硫后生产的锌 焙砂与洗煤、粘合剂等配料制团，团矿经干燥、焦结后送竖罐蒸馏制得粗锌，粗锌精 镏后生产出精锌；脱硫后的 SO2 烟气采用绝热蒸发、冷却、稀酸喷淋、净化，两转两 吸接触法生产副产品工业硫酸。 主产品锌锭和副产品工业硫酸分别按照 GB/T470-1997（eqv ISO：752-1981）和 GB/T534-2002 标准组织生产。Zn99.995 锌锭(0#锌锭)含锌品位最高达到 99.997%，杂 质含量铅、镉、铁、铜、锡远低于国家标准。98.0%或 92.5%硫酸质量达到优等品。 2007 年 5 月份公司积极响应国家节能减排的产业政策，开始对原生产线进行技术改造 形成年产精锌 10 万吨、硫酸 20 万吨的生产规模。届时，东岭锌业的锌冶炼能力将进 一步提高。 冶炼锌的过程中汽化冷却系统和余热锅炉产生大量压力为 2.6-3.0MPa 的饱和蒸汽， 目前除一部分工艺用汽及生活用汽外，共有富余蒸汽 60t/h，最大流量可达 70t/h。因 此利用富余的余热蒸汽建设余热电站，是一项十分必要的技术改进措施，它可以显著 提高能源利用率，进一步降低产品能耗。本项目符合国家的节约能源、能源综合利用、 循环经济的政策导向，其社会效益和经济效益十分显著。 1.1.2.31.1.2.3 设计规模及规划容量设计规模及规划容量 根据业主提供的饱和蒸汽流量及参数，确定本工程建设规模为 1X13MW 补汽凝汽式 汽轮发电机组。 1.1.31.1.3 电厂性质及运行要求电厂性质及运行要求 本工程为新建能源综合利用项目，利用生产过程中产生的富余蒸汽来发电。设备 年利用小时数为 7200 小时。 1.1.41.1.4 设计内容、范围及外部设计分界设计内容、范围及外部设计分界 1.1.4.11.1.4.1 本公司负责设计的范围本公司负责设计的范围 建设规模为 1X13MW 补汽凝汽式汽轮发电机组及其配套的辅助设备，包括相关的水 工、电气、热工控制、消防、暖通等工艺系统及其附属生产系统的设施和建（构）筑 物设计。 1.1.4.21.1.4.2 本设计范围及外部设计分工界限本设计范围及外部设计分工界限 本工程水工补水管线为机力通风塔水池外一米。 电气部分 6KV 电压系统，主厂房电气间外一米为界。 1.1.4.31.1.4.3 本设计不包括的项目本设计不包括的项目 1) 电站范围外供水系统设计； 2) 电厂接入系统及送出项目设计（包括送变电工程、系统保护、远动、通信等）； 3) 工程勘测； 4) 施工用水、用电、通信； 5）与地区联络的通讯设施，微波、光纤通讯和其它通讯设施； 1.21.2 厂址概况厂址概况 1.2.11.2.1 地理位置地理位置 东岭锌业有限责任公司地处陕西省凤县，凤县北倚秦岭山脊，南接紫柏山，扼川 陕、秦陇要冲，素有“川陕咽喉，秦陇锁钥”之称，宝成铁路穿境而过，县内铁路总长 90 公里，设有七个火车站，316 国道、212 省道以及眉凤公路等国道、省道与地方道路 相会其中，四通八达。各乡镇也有公路相通，交通条件较为便利。 1.2.31.2.3 工程地质工程地质 余热电站厂址位于东岭锌业有限责任公司厂区内，依据勘察结果该厂址地基土自 上而下共分 3 层，各层强度指标值详见第八章建筑结构部分。 地震烈度：本设计抗震设防烈度为 7 度。设计基本地震加速度为 0.15g。 1.31.3 电力负荷及发电厂容量电力负荷及发电厂容量 东岭锌业有限责任公司厂区内，有 35KV 变电站一座，变电站容量为 2X12500KVA, 厂区内共有电负荷 10000KW。 本工程建设 1X13MW 补汽凝汽式汽轮发电机组及其配套的辅助设备。工程建设进度 初步安排如下： 2008 年 12 月开工，2009 年 9 月机组投产。 1.41.4 主要设计原则主要设计原则 1.4.11.4.1 主要设计原则和指导思想主要设计原则和指导思想 1）本工程设计工作，充分体现“安全可靠，经济适用,”的建设原则。 2）坚持以经济效益为中心，降低工程造价，优化设计方案，节能、节水、节电、 节约土地，节省投资。 3）总结工程设计和运行的有益经验，采用先进的设计手段和先进成熟的技术和设 备，适度提高自动化水平和科学管理功能。 4）建设标准要符合有关规程、规定、达到安全、经济、稳定运行的主要目标。 1.4.21.4.2 总平面布置总平面布置 1）布置原则 本着满足生产工艺流程、布置合理、节约占地、方便管理、因地制宜的原则，结 合现场具体条件及业主意见，确定总平面布置。 2）布置方案： 本工程利用回收的饱和蒸汽发电，根据场地条件，总平面布置由西向东依次为主 厂房区、水工区。 3）厂区竖向布置：厂区竖向布置采用平坡式布置方式。 4）电气出线：本工程 6kV 按一回出线， 接至东岭集团厂内 35KV 总降变电站 6KV 总配 I 段。 5）厂区道路：本工程坐落于东岭锌业有限责任公司总厂厂区内，进厂道路、人 流入口、货流入口由总厂总平面布置统一规划。 1.4.31.4.3 主厂房布置主厂房布置 主厂房由南向北依次布置汽机房和电气间，汽机房 A 列向南。主厂房采用优化设 计，减少用地面积，其长为 30m，汽机房与电气间跨度分别为：15m 和 5m。 1.4.41.4.4 热机部分热机部分 1.4.4.11.4.4.1 主机主要技术参数主机主要技术参数 1） 汽轮机： 制造厂： 青岛捷能 型式：补汽凝汽式 型号：RBN13-2.6/0.35/0.35 主要参数 额定功率： 13 MW 最大功率： 15 MW 主汽门前主蒸汽额定温度： 224 主汽门前主蒸汽额定压力： 2.6 MPa(a) 主蒸汽额定流量： 65 t/h 额定给水温度： 45 额定工况背压： 10 kPa(a) 额定转速： 3000r/min 转向： 顺时针（从汽轮机向发电机看） 3) 发电机 制造厂： 杭州发电机厂 型号： QF-15-2 额定功率： 15MW 额定电压：6.3kV 额定电流：1718.3A 额定转速：3000 r/min 额定功率因素：0.8 发电机效率：97% 额定频率：50Hz 冷却方式：空气冷却 1.4.4.21.4.4.2 主要系统主要系统 1）主汽系统 余热锅炉来的 2.6MPa 饱和蒸汽经过电动主汽门、自动主汽门进入汽轮机内做功。 另有 0.35MPa 饱和蒸汽作为补汽进入汽轮机做功。主蒸汽管道材质为 20钢。电动主 汽门之前设启动疏水管路至疏水箱，供机组启动主蒸汽管道暖管疏水用。 1.4.51.4.5 电气部分电气部分 1）电气主接线 发电机出口通过一台真空断路器与站内高压配电装置 6KV 母线相连接，6KV 段为单 母线接线。6KV 母线出一回电缆联络线，接至东岭锌业总厂内 35KV 总降变电站 6KV 总 配 I 段。 2）启动电源 余热电站启动电源通过 6KV 电缆联络线倒送电起动。 1.4.71.4.7 热工自动化部分热工自动化部分 1）控制方式 为适应机组的控制要求，主设备、主系统统一协调管理，采用集中控制方式，在 B-C 列运转层设集中控制室及电子设备间。 2）热工自动化水平 本设计拟按一体化配置分散控制系统（DCS），实现全 LCD 监控。其自动化水平 可使运行值班员在控制室内，通过 LCD 和键盘（鼠标）即能完成对机组正常运行工况 的监视操作、紧急情况事故处理及停机，在少量现场操作人员配合下，完成机组的启、 停。 1.4.81.4.8 采暖通风及空气调节部分采暖通风及空气调节部分 1）采暖热媒 本工程位于集中采暖区，因此本期汽机主厂房、循环水泵房均设计采暖。采暖所 用热媒为热水，热源接自锌厂供暖系统。 2）主厂房采暖、通风及空调 （1）汽机主厂房采暖按冷态计算，按停机时室内温度不低于5设计。 （2）主厂房通风：汽机房通风采用自然进风、机械排风的通风方式。 （3）集中控制室（包括电子设备间、控制设备间）等各房间均设室内空调设备。 1.4.91.4.9 水工部分水工部分 1）主要设计原则 （1）本工程循环补给水、工业水水源均由东岭锌业有限公司现有水源供给，补给水 管由主厂房固定端侧接入，干管管径为 DN200。 （2）供水系统采用二次循环供水系统，设两座 3500m3的逆流式机械通风冷却塔和一 座循环水泵房，循环水泵房布置在冷却塔附近，循环水管为两条 DN1200 的螺旋缝焊接 钢管。 （3）本工程消防系统给水由东岭锌业有限公司厂区原消防水管网供给，厂区内不再 另设消防泵房和消防水池。 （4）本工程生活用水由东岭锌业有限公司原厂区生活给水系统供水，生活污水生产 废水排水管道和雨水排水管道接入原厂区的生活排水和雨水管网，由东岭集团统一处 理。 1.4.101.4.10 消防部分消防部分 消防设计要确保安全生产，财产安全和生产人员的人身安全。贯彻“预防为主， 防消结合”的原则。立足于火灾自救。 由于本工程位于东岭集团原厂区内，故不重复设置消防泵房及蓄水池，本工程所 需消防水量及水压均由工业区原有的消防水系统提供。在厂区内设有消防给水管网和 室外消火栓，消防给水管干管管径 DN200。 1.51.5 环境保护部分环境保护部分 1）电厂的主要污染源和主要污染物 （1）环境空气污染源及主要污染物： 本工程直接利用制锌厂富余饱和蒸汽发电，在生产过程中不产生烟尘、SO2等污染 物，对空气环境没有污染。 （2）水污染源及主要污染物 电厂为用水大户,为了节约用水,尽量节约用水和尽量减少废水排放，仅产生少量 循环排污水和生活污水。 （3）固体污染源 本工程直接利用制锌厂富余饱和蒸汽发电，无固体污染物。 1.6 劳动安全与工业卫生 根据国家的法律、法规、文件以及行业标准、规程、规范和规定。为了保证安全 生产和职工的人身安全，设计结合实际情况对高温管道、高速转动机械、高压电等均 采取相应的防范措施。并对生产安全、高空作业安全等采取相应措施。 1.71.7 提高本工程技术水平和设计质量的措施 本工程是节能减排工程，要求尽快见效，因此设计标准要适当，不宜过高，控制 工程造价，投资省，工期短。首先要求设计做到高速度、高质量完成高水平的设计。 为了确保工程设计质量，必须认真贯彻执行我公司的质量管理体系文件，本工程机组 容量虽小，但也要按质量体系文件要求开展设计工作，在保证质量的前提下，适当简 化手续，节省人力，加快设计进度，突出体现小型机组高速、高效和保证质量的综合 效益。 第二章 电力系统部分 2.12.1 电力系统概况电力系统概况 2.1.12.1.1 东岭锌业内部现有系统概况东岭锌业内部现有系统概况 东岭锌业有限公司内部有一座已运行的 3532.5%/6.3KV、2*12500KVA、Yn,d11 的总降变电站。35KV 为单母线分段接线，每段各有一回 35KV 进线，其进线分别由 35KV 向阳变线路和双石铺线路引来；各段再通过一台：SFZ9- 12500/35KV，3532.5%/6.3KV，Uk=7.65%,Yn,d11 三相有载调压变压器（两台变压 器互为备用），降至 6KV 后分别接至总降变电站内部的 6KV 总配室 I 段和 II 段。6KV 为单母线分段接线，其中 I 段馈出线分别接有：6KV 一配 I 段、旋涡炉变、#1 风机新 焦结、旋涡锅炉#3 风机、旋涡锅炉#1 风机、#1 变新蒸馏、#1 变新煤气站、6KV 二配 I 段；II 段分别接有：6KV 一配 II 段、#2 风机旋涡炉、原有 1 万吨配电室升压变、#2 风机新焦结、#2 变新蒸馏、#2 变新煤气站、6KV 二配 II 段以及部分备用回路。 2.1.12.1.1 工程规划容量及特点工程规划容量及特点 本电站为东岭锌业有限公司余热回收再利用项目，本期上一台额定容量为 13MW 补汽凝汽式汽轮机（RBN13-2.6/0.35/0.35）及一台额定功率为 15MW 的气轮发电机 （QF-15-2）。 2.1.22.1.2 电站在系统中的作用和地位电站在系统中的作用和地位 本电站为余热发电项目，容量较小，同时东岭锌业有限公司目前正常需求负荷较 大，约为 10MW 左右，因此余热电站所发电量宜作为企业自身发展用，不向公网输送电 能，其所发电量在企业内部平衡。 2.22.2 电力负荷及电力平衡电力负荷及电力平衡 东岭锌业有限责任公司为铅锌冶炼企业，目前企业内部各负荷配电电压以 6KV 为主， 以 10KV 及 380/220V 电压等级为辅。企业负荷主要以旋涡炉、风机新焦结、新蒸馏、 煤气站等为主，东岭锌业有限公司目前正常有功需求负荷约为 10MW 左右，无功负荷约 为 5MVA 左右。 电站额定发电量为 13MW，考虑去除站用电 1MW 左右，既送出电量在 12MW 左右。可 见，电站所发电量基本能在企业内部平衡。 2.32.3 电站接入