某化工有限公司硫铁矿制酸余热发电工程可行性研究报告(硫酸生产过程中的余热余压利用项目)doc

1 XXXXXXX 化工有限公司硫铁矿制酸余热发电工程 可行性研究报告 XX 省 工程咨询 院 二 00 九 年 2 月 2 目 录 1 总论 .1 1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 . 1 1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 . 1 1.3 企业概况 . 2 1.4 项目提出的背景 . 3 1.5 项目实施的必要性和重大意义 . 5 1.6 研究范围 . 5 1.7 工作过程简述 . 6 1.8 研究项目的简要结论 . 6 2 热负荷 .8 2.1 供热现状 . 8 2.2 工业生产热负荷 . 8 2.3 采暖热负荷 . 9 2.4 设计热负荷 . 10 3 电力系统 .16 3.1 营口地区电力系统现状 . 16 3.2 余热电站接入系统方案设想 . 16 4 建设条件和厂址方案 .17 4.1 建厂条件 . 17 4.2 当地气象条件 . 17 5 装机方案选择 .18 5.1 供热机组的配置原 则 . 18 5.2 装机规模 . 18 5.3 装机方案 . 18 5.4 主要设备技术参数 . 22 5.5 机组运行方式 . 23 5.6 机组安全保护 . 23 6 厂址条件 .24 6.1 厂址选择 . 24 6.2 当地气候条件 . 25 6.3 交通运输 . 26 6.4 水源 . 27 6.5 结论 . 27 7 工程设想 .27 3 7.1 总图运输 . 27 7.2 热力系统 . 30 7.3 主厂房布置 . 32 7.4 供、排水系统 . 33 7.5 化学水处理系统 . 36 7.6 电气部分 . 38 7.7 热工自动化 . 43 7.8 土建工程 . 46 7.9 采暖通风空调 . 50 8 节能 .52 8.1 项目概况 . 52 8.2 项目用能状况 . 52 8.3 节能措施综述 . 53 9. 环境保护 .54 9 .1 编制依据 . 54 9 .2 设计采用的环境质量标准和排放标准 . 54 9.3 拟建工程概况 . 55 9.4 厂址与 环境现状 . 55 9.5 污染物排放及治理措施 . 57 9.6 环境保护及综合利用 . 59 9.7 环保管理机构及定员 . 59 9.8 环境保护费用 . 59 10 消 防 .60 10.1 编制原则 . 60 10.2 编制依据 . 60 10.3 设计范围 . 61 10.4 工程概况 . 61 10.5 总图布置与交通运输 . 61 10.6 建筑物防火、防爆 . 62 10.7 消防给水 . 64 10.8 通风 . 64 10.9 电气 . 64 10.10 消防报警及控制系统 . 65 10.11 移动式灭火系统 . 66 a）在汽机油箱和油管道附近设低倍率泡沫灭火系统 .66 11 劳动保护与安全卫生 .66 4 11.1 编制原则 . 66 11.2 编制依据 . 67 11.3 建设地区劳动安全卫生状况 . 68 11.4 生产过程的职业危害因素分析 . 68 11.5 职业安全卫生防护措施 . 71 11.6 安全卫生管理及监测机构 . 73 11.7 安全卫生投资 . 74 12 工厂组织和劳动定员 .74 12.1 工厂体制及组织机构 . 74 12.2 生产班制与定员 . 75 12.3 人员的来源和培训 . 75 13 项目实施规划 .76 13.1 建设工期初步规划 . 76 13.2 项目实施初步进度表 . 76 14 投资估算和资金筹措 .77 14.1 投资估算 . 77 14.2 资金筹措 . 78 14.3 资金运筹计划 . 79 15 财务评价 .80 15.1 产品成本费用估算 . 80 15.2 余热发电效益及税金估算 . 82 15.3 财务评价 . 82 15.4 评价结论 . 83 16 结论 .85 16.1 综合评价 . 85 16.2 研究报告的结论 . 86 1 1 总论 1.1 项目名 称、主办单位名称、企业性质及法人 （ 1）项目名称：硫铁矿制酸余热发电工程 （ 2）主办单位： XXXXXXX 化工有限公司 （ 3）企业性质：外商独资企业 1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 1.2.1 编制依据 （ 1）营开发改局发 2008148 号文营口市经济技术开发区发展和改革局关于 XXXXXXX 化工有限公司 15 万吨 /年硫铁矿制酸项目核准的批复及项目可行性研究报告 （ 2） XXXXXXX 化工有限公司的可行性研究委托合同 （ 3） XXXXXXX 化工有限公司提供的相关 基础资料 （ 4）国家及地方有关法规、标准和规范 1.2.2 编制原则 本可行性研究报告的编制将遵循下述原则： （ 1）力求全面、客观地反映情况 本报告是供项目法人和领导机关决策、审批使用，因此在编制过程中按照国家、行业和地区的发展规划，以及国家的产业政策、技术政策的要求，对本项目的建设条件、技术路线、经济效益、工程建设、生产管理以及对环境的影响等各个方面，力求全面地、客观地反映实际情况，多方面的分析对比，为项目法人和领导机关决策提供依据。 2 （ 2）充分利用企业生产工艺余热，力求装机方案高效合理 本项目为 XXXXXXX 化工有限公司硫铁矿制酸生产的余热发电项目，在确定装机方案时，根据企业余热资源条件和生产用汽及企业用热的特点和热负荷情况，力求装机方案合理、高效，充分利用生产工艺与热、实现汽电共生、热电联产。 （ 3）以人为本，保护环境、安全生产 遵循循环经济发展、可持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，完善“三废”处理设施，控制对环境的污染，建设清洁生产装置。 （ 4）充分依托现有企业生产设施条件，做到布局合理 本项目是在 XXXXXXX 化工有限公司硫铁矿制酸生产配套的余热发电项目。在建设中要充分考虑现有生产装置的布局、做到节省场地、尽量缩短汽水管道、电力电缆的敷设，充分利用现有交通运输、供水、供汽、供电条件，充分发挥已有设施和机构的作用，以节省基建投资，加快工程建设进度，提高企业的经济效益。 1.3 企业概况 XXXXXXX 化工有限公司隶属于 XXX 集团公司， XXX 集团公司是在香港注册的外商独资企业，以优质钾肥为主导产品的大型化工企业，并自营和代理各类商品及技术的进出口业务。在十年的创业中， XXX 集团公司立足于国内市场的需求，并借助公司诚信第一的经营准则，不断的发展壮大，在我国 的进出口领域占有一席之地，获得了良好的声誉。 2006 年 5 月 25日 XXX 集团公司在加拿大多伦多成功上市，跨入了国际资本运营的领域。 公司以贸易为依托，以化工为产业发展方向，以高档钾肥 农用硝 3 酸钾、硫酸钾为主导产品。目前集团旗下拥有四川 XXX 化工有限公司、广东 XXX 化工有限公司、 XXXXXXX 化工有限公司、长春 XXX 化肥有限公司和上海 XXX化工有限公司。集团公司目前正在筹划 40 万吨 /年聚氯乙烯及其相关生产装置项目的建设，拟定在宁夏回族自治区石嘴山市河滨工业园设立宁夏 XXX化工有限公司，在此建设聚氯乙烯及其相 关系列项目。 XXXXXXX 化工有限公司成立于 2005年 1 月，位于营口市经济技术开发区冶金化工工业园。园区距鲅鱼圈港 5.9 公里。距沈大高速公路 2公里，地理位置优越，物流畅通，是发展冶金化工行业的理想之地。 XXXXXXX 化工有限公司 2005 年 12 月建成，并一次试车成功。现有生产能力为：年产 4 万吨硫酸钾、 1.8 万吨硫酸钾造粒、 1.6 万吨氯化钾造粒及 4.8万吨盐酸的生产能力的农用钾肥化工企业。 2008年建设硫铁矿制酸工程，从而完成了从源头制酸开始到高效硫酸钾的生产，并拟于 2009年建设聚氯乙烯及其相关系列项目 。 XXX 集团现已在全国形成高档钾肥的产业布局，是国内处于主导地位的大型钾肥化工龙头企业，并致力于开拓更广泛的化工产品市场。充分利用企业对外贸易的资源和优势，联合海内外的投资者，共同开发中国的化肥、化工市场，把 XXX 集团公司做大做强，共享中国经济快速发展的成果。 1.4 项目提出的背景 硫酸钾化肥是 XXX 集团的主要产品，目前除 XXXXXXX 化工有限公司的4 万吨 /年生产能力外，在全国其他厂区还有 14 万吨 /年的生产能力；集团公司规划 XX、长春厂区最终各要达到 10 万吨 /年的产能，上海厂区建设 8万吨 /年硫酸钾装 置，并且正在考察筹划在遵义建设 10 万吨 /年硫酸钾装 4 置。届时， XXX集团将拥有 48 万吨 /年的硫酸钾生产能力。 自 2007 年以来，硫磺价格一路走高，硫酸的价格也步步攀升。硫磺、硫酸价格的暴涨已直接影响到我国磷肥、硫酸钾复合肥等行业的生产，造成部分企业减产或停产。目前硫磺价格已涨到 5500 元 /吨，且仍有上涨的趋势。 目前国内硫酸下游市场需求继续呈现快速增长势头。去年 18 月硫酸累计产量 34479 万吨，同比增长 10.3%，但与同期化学工业增幅 30.2%、农药增幅 22.4%等相比，硫酸增长幅度还存在较大的滞后性。 特别是硫酸的主要下游产品化肥行业仍保持 11.7%的快速增长，高出硫酸工业 1.4%。由于硫酸下游需求的快速增长，去年以来，硫酸价格一路上涨，目前已达到 1700元 /吨。 硫酸价格的上涨使硫酸钾化肥的生产成本大幅增长，对硫酸钾复合肥的生产企业带来了巨大的影响。 XXX 集团硫酸钾生产对硫酸的需用量是很大的，是一种主要生产原料，因此硫酸市场价格的波动对集团经济效益的影响是十分明显的。针对硫酸市场的供应状况及今后市场形势分析，硫酸价格将继续上涨并可能在部分地区出现供应短缺的情况。 基于上述情况，集团董事会研究决定启动 XXXXXXX化工有限公司建厂规划中的建设一套 15 万吨 /年硫铁矿制酸装置，以满足 XXXXXXX和长春 XXX的硫酸供应，余量可在周边地区销售，也可对集团内其他硫酸钾装置在原料短缺时应急供应。本项目为 15 万吨 /年硫铁矿制酸装置的余热利用项目，在焙烧工段沸腾炉出口拟安装一台 20t/h 中压蒸汽废热锅炉，在转化工段设置一台热管省煤器。匹配一台 3MW汽轮发电机组。 5 1.5 项目实施的必要性和重大意义 本项目为高效硫酸钾肥硫铁矿制酸余热发电工程，符合国家中长期节能专项规划和资源综合利用的产业政策，对于节约资源、改善环 境、提高经济效益、促进企业经济增长方式由单一生产向循环经济发展转变，实现资源优化配置和可持续发展都具有重要的意义。该项目符合国务院（国发 1999 36 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精神，合理回收利用硫铁矿制酸工艺余热余压发电是公司提高能效水平、建设节约型社会的一个重要方面。按照（国经贸资 1996 809号）国家经贸委等部门公布的（资源综合利用目录（ 1996 年修订），利用硫铁矿制酸工艺余热生产蒸汽和电力，可根据（国发 1999 36 号）文和电力工业部关于对综合利用电厂不收 取上网配套费有关问题的通知（电计 1997 731 号）精神，享受国家现行的有关资源综合利用税收优惠政策和允许并网及免交上网配套费等优惠政策。 该项目通过综合利用硫铁矿制酸的尾气余热实现汽电共生、热电联产，不仅回收利用了生产废气、而且解决了企业生产用汽和供热问题，项目具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益，也是企业提高能源综合利用水平、降低生产成本、增强竞争力的重要途径之一。对国家、地区和企业都有着十分重要的意义。 1.6 研究范围 15 万吨 /年硫铁矿制酸余热发电项目研究范围包括： 1）厂内热负荷调查。 2）装机方案的选择。 6 3）推荐方案的工程设想：包括厂址选择、主厂房布置、热力系统、电气部分、热工控制、循环冷却系统等。 4）公用工程设施：环境保护、节能与合理用能、工业安全卫生、消防等。 5）余热发电工程的投资估算和财务评价 本可行性研究的目的是论证 XXXXXXX集团硫铁矿制酸余热发电项目的必要性，技术的可靠性、适用性以及经济上的合理性、可行性，并做出评价。 1.7 工作过程简述 XXXXXXX 化工有限公司高效钾肥配套 15 万吨 /年硫铁矿制酸工程于2008年 7 月经营口经济技 术开发区发改局核准并已投产建设。本项目为该项目的余热发电工程。 2008年 9 月 XXXXXXX化工有限公司委托本院对余热发电工程进行可行性研究论证。我们对项目建设单位和建设场地进行了现场调研，对该项目的建设条件、企业的热负荷和供电部分进行了调查，认为该项目符合国家的产业政策，建设条件较好。 1.8 研究项目的简要结论 1.8.1 研究的简要结论 （ 1）本项目为 XXXXXXX 化工有限公司硫铁矿制酸余热发电项目，高效硫酸钾肥配套的年产 15 万吨硫铁矿制酸工程，现匹配一台 35t/h 中压蒸汽余热锅炉，经装机方案论证 推荐安装一台 3MW汽轮发电机组。项目投产后年发电量可达 2280万 kWh，余热发电节能量折标煤 19608吨。 （ 2）项目投产后企业可减少网上用电 2280 万 kWh，降低了生产成本， 7 企业经济效益十分明显。 （ 3）该项目充分利用硫铁矿制酸工艺焙烧及转化过程中产生的高、中温位热能副产中压蒸汽，是企业变废为宝，进行资源综合利用、发展循环经济，实现节能减排的具体措施。 综上所述，本项目符合国家资源节约综合利用的产业政策，是保证生产工艺高效节能必不可少的措施，经济效益显著，同时环境效益和社会效益是巨大的，在技术上和经 济上都是可行的。 1.8.2 项目的主要技术经济指标 项目的主要技术经济指标详见表 1-1主要技术经济指标表 表 1-1 主要技术经济指标表 序号 项目名称 单位 数量 备注 一 装机方案 1.1 C3-3.5/0.49 台套 1 1.2 F3-2 台 1 1.3 额定发电量 MW 3 二 生产指标 1 年运行时间 H 8000 2 年发电量 万 kWh 2280 3 0.49 MPa 低压蒸汽 万吨 5.2 三 动力消耗 1 蒸 汽 2 水 3 电 四 生产定员 1 运行人员 2 管理人员 五 厂区占地面积 六 主厂房建筑面积 8 七 项目总投资 八 销售收入 1 减少网上用电效益 2 上网售电收入 九 年平均成本 十 项目财务评价指标 1 年平均利润 2 投资利润率 3 投资利税率 4 内部收益率 5 财务净现值 6 投资回收期 十一 盈亏平衡点 2 热负荷 2.1 供热现状 现有厂内供热主要是冬季采暖热负荷。厂内现有采暖面积 8466 ，采暖供热由一台 4 吨 /小时的热水锅炉提供，待供热机组安装后，冬季采暖由汽轮发电机组提供。现有锅炉情况详见表 2-1现有供热锅炉一览表 表 2-1 现有供热锅炉一览表 编号 型号 温度 出力t/h 台数 上年度耗煤量t 低位发热量kJ/kg 锅炉 效率 % 年运行时间 h 年用 电量 万 kWh 1 DIL-7.8-0.7/9570-A 95 7.8 1 480 18837 55 3600 6.45 2.2 工业生产热负荷 现有厂内生产主要为硫酸钾和硫铁矿制酸工艺，生产工艺没有生产用 9 汽负荷。但从 XXX 集团近期发展考虑 2009 年准备在该厂区投资建设聚氯乙烯项目，生产用汽负荷为 15t/h。详见表 2-2近期发展工业生产用汽负荷一览表 表 2-2 近期发展工业生产用汽负荷一览表 序号 用 户 冬季热负荷 (t/h) 夏季热负荷 (t/h) 备注 最大 平均 平均 最小 1 聚氯乙烯 14 13 13 12 2 厂内生活 1 0.8 0.8 0.6 3 合 计 15 13.8 13.8 12.6 2.3 采暖热负荷 厂内现有采暖建筑面积 8466 ，近期发展采暖建筑面积 8123 （已建成）。采暖热负荷详见表 2-3采暖建筑汇总表 表 2-3 采暖建筑汇总表 序号 用热单位名称 现有采暖建筑 面积 近期发展采暖建筑 面积 1 厂办公楼 4943 2 职工宿舍 3013 3 车间办公室及泵房 360 4 油 罐 取 暖 30 5 锅 炉 房 120 6 挤 压 车 间 670 7 新建 宿舍楼 3063 8 新建 综合楼 1735 9 原 料 厂 房 60 10 脱盐水 厂房 221 11 发 电 厂房 990 10 12 鼓风机 厂房 162 13 循 环 水 站 188 14 排 水 泵 房 9 15 氯磺酸 厂房 372 16 净化 电除雾 125 17 加 料 房 528 总计 8466 8123 2.4 设计热负荷 2.4.1 采暖热指标及基本数据 采暖热指标 根据热电联产项目可行性研究技术规定中的有关 规定及热电厂运行经验，和营口市建筑围护结构特征及国家有关建筑节能的标准、规范，经计算后确定目前建筑物热指标如下： 办公及宿舍 73 W/m2 厂 房 100 W/m2 采暖设计基本数据 营口市属北温带大陆性季风气候。主要特点是：四季分明，日照充足，雨量集中，春秋季短，寒冷期长，春季风大。全年降水量 650 800毫米，平均 704.4 毫米。境内属东亚季风范围，冬季多北风和东北风，春、夏、秋三季多西南风和偏南风，平均风速 2 4 米 /秒，极限最大风速曾达 40米 /秒。土壤冻结深度 1米左右。地震基本裂度 7度。 海拔高度： 5.43m 全年平均气温： 9 室外计算 (干球 )温度： 冬季采暖 : -16 11 采暖平均温度： -4 通风： -10 空气调节： -18 夏季通风： 28 空气调节： 30 空调日平均： 27.3 采暖期最小负荷温度： 5 采暖 室内计算温度 : 18 极端最低温度： -23.3 极端最高温度： 32.8 总采暖面积： 80 万 采暖天数： 150 天 2.4.2 采暖设计热负荷 采暖供热范围：仅考虑 厂界内的办公建筑、职工宿舍和需要采暖的厂房，采暖面积 16589。采暖热负荷详见表 2-4采暖热负荷汇总表 12 表 2-3 采暖热负荷汇总表 序号 用热单位名称 现有 近期 面积 热指标 热负荷 面积 热指标 热负荷 ( ) W/m2 MW/h ( ) W/m2 MW/h 1 厂办公楼 4943 73 0.361 2 宿舍楼 3013 73 0.220 3 车间办公室及泵房 360 73 0.026 4 油 罐 取 暖 30 100 0.003 5 锅 炉 房 120 100 0.012 6 挤 压 车 间 670 100 0.067 7 新建 宿舍楼 3063 73 0.224 8 新建 综合楼 1735 73 0.127 9 原 料 厂 房 60 100 0.006 10 脱盐水 厂房 221 100 0.022 11 发 电 厂房 990 100 0.099 12 鼓风机 厂房 162 100 0.016 13 循 环 水 站 188 100 0.019 14 排 水 泵 房 9 100 0.001 15 氯磺酸 厂房 372 100 0.037 16 净化 电除雾 125 100 0.013 17 加 料 房 528 100 0.053 总计 8466 0.622 8123 0.684 最大采暖热负荷： Qnmax=qn S 10-6=78.73 16589 10-6=1.32MW 采暖平均热负荷： Qnp=Qnmax K=1.32 0.6735=0.89MW 其中： K=Qp/Qw=(Tn-Tp)/(Tn-Tw)=18-(-4.9)/18-(-16)=0.6735 最小采暖热负荷： Qnmin=Qn (tB-5)/(tB-tHP)=1.32 (18-5)/18-(-16)=0.51MW 13 2.4.3 采暖持续热负荷曲线 采暖时间 3600小时。 采暖热负荷系数 o=(5-tHP)/(18- tHP)=5-(-16)/18-(-16)=0.6176 b =(5- tp)/( tp-tHP) =5-1.0345 (-4)/1.0345 (-4)-(-16)=0.7704 = N/(N-5)=150/(150-5)=1.0345 Rn=（ N -5） /（ N-5） =（ N -5） /145 采暖热负荷延时曲线 室外气温分布规律及采暖热负荷表达公式见表 2-5： 表 2-5 室外气温分布规律及采暖热负荷表达公式 采暖天数范围 温度及负荷变化公式 单位 N 5 Tw=-16 Q=Qnmax GJ 5 N 150 Tw=0.2144(N-5)0.7704-16 Q= Qnmax 1-0.0063(N-5)0.7704 GJ 根据室外温度与负荷变化表中的公式，取不同的延时天数就可以得到对应室外温度变化时的采暖热负荷（详见表 2-5采暖热负荷曲线数据表），并据此绘制出采暖热负荷曲线（详见图 2-1采暖负热荷延时曲线图）。 表 2-6 热负荷曲线数据表 采暖延时天数（天） 室外日平均温度（） 对应温度下的热负荷（ GJ） 备注 5 -16.00 1.32 最大负荷 15 -14.27 1.27 14 25 -12.76 1.21 35 -11.24 1.15 45 -9.64 1.06 55 -8.18 1.03 65 -6.73 0.97 70 -5.31 0.91 平均负荷 75 -4.95 0.86 85 -3.92 0.74 95 -2.51 0.69 105 -1.14 0.66 115 0.33 0.62 125 1.69 0.59 135 3.05 0.56 145 4.38 0.53 150 5 0.51 最小负荷 -5 .31最 小 热 负 荷 0 . 5 1 ( G J )平 均 热 负 荷 0 . 9 1 ( G J )最 大 热 负 荷 1 . 3 2 ( G J )1.55 0 -5 -16-10室外温度（）703 6 0 00 . 01.20.90.60.3100图 2 - 1 采 暖 热 负 荷 延 时 曲 线 图0 5025 75 125 150采暖天数（天）采 暖 热 负 荷 ( G J ) 15 2.4.4 设计热负荷 设计热负荷详见表 2-7设计热负荷表 表 2-7 设计热负荷表 项目 单位 采暖期 非采暖期 最大 平均 最小 最大 平均 最小 工业蒸汽热负荷 0.49Mpa t/h 15 14.2 13.6 15 14.2 13.6 MW/h 10.87 10.29 9.86 10.87 10.29 9.86 采暖设计热负荷 t/h MW/h 1.32 0.89 0.51 合 计 t/h 15 14.2 13.6 15 14.2 13.6 MW/h 12.19 11.18 10.37 10.87 10.29 9.86 冬季采暖利用汽轮发电机组凝汽余热。 2.4.5 全年热负荷持续曲线 年热负荷持续曲线见图 2-2年热负荷延时曲线图。 图 2-2 年热负荷延时曲线图 16 3 电力系统 3.1 营口地区电力系统现状 营口地区位于 XX 省南部 ， 辽东湾东北岸。北接鞍山市、盘锦市 ,南接大连市 ,呈东西方向窄 ,南北方向长的狭长形状。 营口电网 是 XX 电 网的一部分， 最高电压等级为 220kV。华能营口电厂2台 320MW燃煤发电 机组 和即将投入的 2 600MW燃煤发电机组 是营口电网的主要电源。营口电网与盘锦、大连、鞍山电网相连。目前与盘锦电网交换电量较小，当王南线停运时，主要通过熊岳变向大连地区送电，当华能营口电厂停一台机时，由鞍山电网向营口地区送电。 地区现有 220kV变电所 6 座，即营口变、大石桥变、熊岳变、盖州变、滨海变 、红海变， 变电总容量为 993MVA。 220kV 营口变电所是地区北部的枢纽变电所，有 2 回 220kV 线路分别接入盘锦地区的田庄台、盘山变；有2 回 220kV 线路分别接入鞍山地区的海城变和 500kV 王石变。主要受电来自 500kV 王石变和华能营口电厂。 220kV 熊岳变电所是地区南部枢纽变电所，北部多余电力经 220kV熊 (岳 )万 (宝 )线路送入大连电网。 营口地区电力系统地理