兰炭尾气发电投资可行性研究方案书.doc

兰炭尾气发电投资可行性研究方案书导读：陕西省神木县同得利兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告F079K-A01陕西省府谷县金城机制兰炭厂 兰炭尾气发电项目可行性研究报告山西正和热电工程勘测设计有限公司工程设计证书(乙级)兰炭尾气发电投资建设可行性分析研究方案书.doc陕西省神木县同得利兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告F079K-A01陕西省府谷县金城机制兰炭厂 兰炭尾气发电项目可行性研究报告山西正和热电工程勘测设计有限公司工程设计证书(乙级)山西正和热电工程勘测设计有限公司签署页批 审 校准： 李建儒 核： 郑幼文 核： 李建儒 郭丙智 程建英 李 琦 王丽霞 张其斌韩五则 裴 江编写： 李美军 陆逻驹 范 锟王正民 邱晓娜 李培金 梁淑娴 唐相初程耀环 刘大海 杨丽娟 谢淑兰韩艳华 钱 慧说明书目录1 总说明 . 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 项目概况 . 1 编制依据 . 1 可研编制 . 1 主要设计原则 . 2 主要技术经济指标 . 2 结论 . 32 项目建设的必要性. 3 2.1 实现资源综合利用、符合国家产业政策. 错误！未定义书签。2.2 实现清洁生产、为可持续发展奠定基础. 错误！未定义书签。3 建设条件 . 5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 厂址条件 . 5 交通运输 . 8 水源 . 8 燃料供应 . 9 电厂接入系统方案 . 94 工艺设想 . 11 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 电厂厂区总平面布置 . 11 装机方案 . 12 燃气输配系统 . 15 燃烧系统 . 15 热力系统 . 16 主厂房布置 . 17 化学水处理 . 18 空冷系统 . 20 供排水系统 . 23 电气部分 . 26 热力控制 . 28 土建部分 . 315 环境保护 . 32 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 建厂地区的环境现状 . 32 设计依据及执行的环境保护标准. 33 建设项目的主要污染物 . 33 控制污染物的措施及影响分析. 34 绿化 . 37 环境监测与管理 . 38 环保“三同时”项目与投资估算. 396 消防 . 40 6.1 消防设计执行的标准 . 406.2 6.3 6.4 6.5单项工程火灾危险性类别 . 40 各系统的消防措施 . 40 消防给水 . 43 防火及消防措施效果预测与评价. 447 职业安全卫生防护措施. 45 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 主要危害分析 . 45 设计中执行的标准和规程规范. 48 厂址周围的环境特征 . 51 地震烈度和工程防震设想 . 51 防洪设想 . 51 防雷设想 . 51 在工艺设计中的劳动安全与工业卫生设计设想. 51 劳动安全与工业卫生监测站、安全教育室的设置设想 . 61 劳动安全卫生方面的结论与建议. 618 节能分析 . 61 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 执行的相关法律、法规、标准和规范. 61 能源供应状况分析 . 63 能耗指标 . 64 节能措施 . 64 节能效果分析 . 66 下阶段节能设计设想 . 679 生产组织和定员 . 68 9.1 组织机构 . 68 9.2 工作制度 . 68 9.3 电厂定员 . 68 10 项目实施计划 . 69 10.1 项目实施条件 . 69 10.2 项目实施进度 . 71 11 投资估算和资金筹措 . 71 12 财务评价与分析. 71 13 结论及建议 . 71 13.1 结论 . 71 13.2 建议 . 72附图目录序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11名厂区总平面图 电气主接线方案 燃烧系统图 热力系统图 主厂房剖面图 主厂房零米平面布置图 主厂房运转层及以上平面布置图 供水系统图 水量平衡图（夏季） 水量平衡图（冬季） 锅炉补给水处理系统图称图号F079KKZ01 F079KKD01 F079KKJ01 F079KKJ02 F079KKJ03 F079KKJ04 F079KKJ05 F079KKS01 F079KKS02 F079KKS03 F079KKH01陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告1 总说明1.1 项目概况1.1.1 项目名称： 年产 60 万吨工业兰炭示范工程配套 212MW 兰炭尾气发电项目。1.1.2 承办单位： 神木县同得利煤化工有限公司 1.1.3 法定代表人: 何怀斌 1.1.4 项目建设地点：陕西省神木 1.1.5 项目建设规模：新建 2x75t/h 兰炭尾气锅炉+2x12MW 直接空冷冷凝式汽轮发电 机组。1.1.6 项目建设目的：解决工业兰炭在生产过程中产生的兰炭尾气造成的污染，减少温 室气体排放，通过 CDM 获得额外的收益，以提高项目的经济吸引力，促进兰炭行业的清 洁生产、实现循环经济。1.2 编制依据 1） 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知国务院国发【2007】15 号 文 2） 中华人民共和国环境保护法 ，1989 年 12 月 26 日； 3） 中华人民共和国大气污染防治法 ，2000 年 4 月 29 日； 4） 中华人民共和国环境噪声污染防治法 ，2000 年 4 月 29 日； 5） 中华人民共和国水污染防治法 ，1996 年 5 月 15 日； 6） 中华人民共和国清洁生产促进法 ，2002 年 6 月 29 日； 7） 国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定 ，国务院国发【2005】39 号 文 2005 年 12 月 3 日； 1.3 可研编制1.3.1 承担可行性研究工作的单位 山西正和热电工程勘测设计有限公司 1.3.2 可行性研究工作范围 本期可行性研究的范围为厂区围墙内的工艺和土建部分等。主要任务有：山西正和热电工程勘测设计有限公司 第1页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告1） 提出兰炭尾气发电的装机方案。2）研究本期发电项目的供水、接入系统、环保、厂址、地质等建厂条件的可行性。3）作出各主要工艺系统及辅助系统工艺方案设想。4）作出投资估算，进行经济效益评价。不包括的部分有：电厂的接入系统设计（含系统保护及调度通信） ；输电线路设计； 环境影响评价报告；生活福利设施的规划与设计。1.4 主要设计原则1. 电厂按 2 12MW 直接空冷汽轮发电机组设计； 2. 水源根据当地水资源情况，电厂生产采用地表水、生活用水采用地下水。3. 化学水处理系统采用反渗透除盐系统。4. 全厂设一个电气主控制室，采用微机保护控制系统。5. 热工控制设机炉集中控制室，采用 DCS 系统。6. 生活污水排入兰炭厂的污水处理站，经处理合格后外排；生产废水回收供该公司 焦化作杂项水使用。7. 设备年利用率按 6000 小时计。8. 本项目所发电力全部供当地电网。暂按 35kv 出线双回考虑，接入附近的 35kv 变 电站，距离约 2500 米； 9. 资本金按总投资的 30%考虑，其余为银行贷款。1.5 主要技术经济指标主要技术经济指标表 单位 MW t/h hm2 % % m3/h 人 GWh GWh % h 万元 数量 212 275 2.0 60 25 备注表 1.6-1 项目名称 装机容量 锅炉额定蒸汽量 厂区用地面积 场地利用系数 绿化系数 耗水率 劳动定员 年发电量 年供电量 厂用电率 设备年利用小时数 静态总投资48.98180 144 130 9 6000 11647.46 第2页山西正和热电工程勘测设计有限公司陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目 单位投资 动态总投资 单位投资 计划总投资 内部收益率 财务净现值(全部投资) 投资回收期(全部投资) 投资利润率 资本金净利润率 投资利税率 元/kW 万元 元/kW 万元 % % 万元 万元 年 年 % % % 4853.11 11998.66 4999.36 12948 8.77 9.17 2034.26 1210.02 10.11 14.25 7.50 9.15 7.50可行性研究报告全部投资 自有资金 全部投资 自有资金 全部投资 自有资金1.6结论 1、本项目充分依托现有企业，具有交通方便，资源、原材料丰富的优势，对于净化环境、综合利用、节能降耗、减少温室气体排放等方面有着积极的促进作用，符合国 家产业政策 2、 作为同得利煤化工有限公司可持续发展战略中的一个重要项目， 本项目建成后， 回收利用上游兰炭生产过程产生的兰炭尾气进行发电上网， 从而减少了西北电网因燃煤 发电说产生的 CO2 排放。3、燃用兰炭尾气，减少了兰炭厂外排废气对环境的污染，实现清洁生产。4、项目建成后，环境污染治理通过燃烧、高烟囱排放等措施，对改善大气质量会 产生一定的积极作用。综合结果已在环境评价报告中给予论证。综上所述，该项目在 CDM 的支持下，将具有较好的经济效益、社会效益和环境效 益。2项目建设的必要性神木县地处陕西省北部，神府煤田西部，毛乌素沙漠与黄土高原的交接地带。煤炭 资源特别丰富齐全，属特低磷、特低硫、特低灰、优质煤种，在全国范围内有着得天独 厚的优势。兰炭技术作为洁净煤技术的有机组成部分，它可以实现煤炭资源高效、清洁利用、山西正和热电工程勘测设计有限公司 第3页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告节约能源；特别是利用侏罗纪煤，既解决了长期以来的煤炭资源不平衡问题，又为神府 地区丰富的煤炭深加工找到了一条新路子，被大家认为是煤炭行业升级换代的理想产 品，是一项经济效益显著，社会效益良好项目。本次拟建的陕西神木县同得利煤化工有限公司 60 万吨兰炭工程综合利用发电站工 程坚持“以废气定电”的原则，具有节约能源、改善环境、增加电力供应等综合效益。该项目的建设是治理大气污染和提高能源利用率的重要措施， 是提高人民生活质量的公 益性基础设施， 符合国家现行能源政策， 对当地生态环境的改善和居民生活水平的提高 具有明显的现实意义。随着陕西神木县同得利煤化工有限公司 60 万吨兰炭工程的建设，兰炭车间排放的 “废气” 量约为 60000Nm3/h，这部分排放的“废气”不仅造成资源的浪费，而且会对 环境造成污染。兰炭车间配套建设综合利用发电站工程不仅可利用排放的 “废气”减 轻对环境的污染，还可以增加企业收益、降低生产成本，安排人员。综合利用发电站工 程属综合经济效益好的能源综合利用项目，企业投资建设余该项目是走企业发展集约 化、效益型的一个重大举措，是贯彻国务院关于进一步开展资源综合利用的意见精 神的具体措施，是非常必要的。2.1 该项目建设是企业生产不断发展的需要 陕西神木县同得利煤化工有限公司 60 万吨兰炭工程的建设， 兰炭车间每年排放大量 的“废气” ， “废气” 的排放不仅造成资源的浪费，而且对周围环境造成严重污染， 对全球气候变化产生负面影响。将这些 “废气”进行综合利用，不但给企业带来经济 效益，也解决了浪费和环境污染问题。完全符合国家的资源综合利用政策和节能、环保 政策。2.2 该项目建设是生态环境保护和可持续发展的需要 兰炭车间的“废气”的不断排放，给生态环境造成破坏和污染；本次拟建剩余煤气 发电站项目，能把 60 万 t/a 半焦生产过程所产生的大量荒煤气回收利用，与周边以及 传统的半焦厂荒煤气“点天灯”排放相比，具有节约能源、减少温室气体排放、保护环 境的优点。企业投资建设综合利用发电车间工程减小对周围环境的污染。是环境保护的 重要组成部分，也是企业走环保产业及可持续发展之路的必然选择。2.4 是国家产业政策大力支持的项目山西正和热电工程勘测设计有限公司 第4页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告多年以来，国务院、国家经贸委、原电力部、财政部、建设部等部委相继下发许 多文件， 鼓励开展资源的综合利用， 同时对余热利用项目给预了优惠政策， 并大力支持。由此可见，国家对“废气”利用项目从政策上是大力支持和扶持的。该项目的建 设完全符合国家的产业政策和发展方向，应该得到大力推广。33.1 厂址条件建设条件3.1.1 区域概况 神木县位于陕西省北部，地处秦、晋、蒙三省（区）的交界处东经 11022-11014， 北纬 3842-3935。北部和内蒙古自治区准格尔旗、伊金霍洛旗接壤，东部与府谷县毗 连。神木县处于内蒙古高原与陕北黄土高原东北部的接壤地带。总的地势是西北高， 东 南低，主要由西北至东南流向的黄甫川、清水川、孤山川、石马川四大川和相应的五道 梁峁为骨架，海拔高度在 7801426.5 米间，相对高差为 646.5 米。全境呈三角形，东西宽 74.4 公里，南北长 96.6 公里，面积 3212 平方公里，占全省 面积的 1.56%，府谷县城位于黄河与小河川交汇处的冲积平原上，全县 20 个乡镇，362 个村民委员会。全县总人口 21 万余人，其中农业人口 18 万余人，农村劳动力 7.5 万余 人。府谷县的经济特点是农林牧三结合，农产品多样化，工业结构中重工业比重大，且 工业分布主要集中在县城及县城附近。经济优势主要以冶金、能源、建材及化学工业为 主。府谷县矿产资源非常丰富，有色金属矿产品主要有高岭土、铝、铁等，其中高岭土 矿储量居全国第一位，铝矿储量居全省首位，非金属原料主要有磷、硫磺、滑石、陶瓷 粘土、水泥石等。除此以外，府谷县尤以煤炭资源引人注目。闻名中外的神府煤田是我 国目前探明的规模最大的侏罗纪优质动力煤田之一， 已探明储量 877 亿吨， 该县境内储 量 113 亿吨。储量大，煤质好，该煤种属特低灰、特低硫、特低磷、高发热量，易燃烧 煤种。山西正和热电工程勘测设计有限公司 第5页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告府谷县大小煤矿星罗棋布，主要是由乡村及个体开办。随着煤炭生产的不断扩大， 煤焦（化工焦）企业也不断增加，对府谷地区的环境造成了一定的影响。三道沟乡位于 府谷县城西部、神府煤田腹地，距府谷县城 45 公里。三道沟乡地下蕴藏着优质的侏罗纪煤，已探明储量近 3.7 亿吨。全乡共有煤矿 24 座，年可产原煤 200 多万吨；有机制兰炭厂 30 家，年产焦粉 90 多万吨，焦油 10 万多 吨，有金属镁厂两家，砖瓦厂等其它企业 6 家。二、三产业迅猛发展，有装载机、大型 运输车辆 200 多台（辆） ，运输业十分发达。2005 年全乡工农业总产值 2.4 亿元，乡级 财政收入完成 1515 万元，农民人均收入达到 2280 元。3.1.2 厂址概况 拟建厂址在距府谷县的三道沟乡新庙村，地理坐标为东径 1104719 、北纬 391104，海拔高度 1052 米。距野大公路约 1 公里，并与金城机制兰炭厂进厂道路相通,利用原长城三联铁业有 限责任公司废弃厂地,并新征部分土地，占地 118.8 亩,南距府店一级公路 10 公里，交通 便利，厂址距庙沟门变电站约 3 公里。厂址地形较为平坦，属山麓斜坡堆积而成。该区域属府谷县煤电载能区规划中的庙沟门工业集中区。3.1.3 工程地质、地震烈度、水文地质 地质结构及地层公布 府谷县处于祁（连）吕（梁）贺（兰）山字型构造马蹄型质地的东翼与新华夏季第 三沉降带的复合部位， 本区由于受多期次构造力的作用， 形成不同方向的褶皱和断裂等 造型迹，府谷县境内以新华夏构造行迹最为明显，其次为纬向构造。二者均为以褶皱构 造为主体，断裂构造次之。府谷县境内出露地层自东往西，山老到新依次有占生界、中生界和新生界地层，占 生界及生界地层呈北东向或近南北向带状展布，新生界地层不整合于前者之上。地形地貌 根据榆林市岩土工程有限责任公司对厂区所作的地质勘察报告， 拟建厂地处黄土高 原毛乌素沙漠边缘，场地平面尺寸均为 120m150m，平面呈梯形状。场地属山麓斜坡 堆积地段，场地较平坦。山西正和热电工程勘测设计有限公司 第6页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告区域地质 本区所处鄂尔多斯向斜宽缓的东翼陕北斜坡上， 基底巨厚， 构造简单， 地壳稳定， 地层平缓，场区及附近未遇断层，冲沟等不良地质现象。地层概况 根据勘探资料，场地主要为第四纪粉土、近期残积土及侏罗纪泥岩组成，各土层特 性自上而下分述如下： 1、粉土：黄褐色，稍湿，硬塑，以长石颗粒组成为主，可见云母薄片，具水平层 理，具低压缩性，不具温限性。层厚未 1.04.5m，fk=200kPa。2、残积土：黄绿色，稍湿，坚硬，以长石、残积土颗粒组成为主，可见岩粒，具 斑状结构，层厚大于 3.4m，fk=260kPa。3、强风化泥岩：黄绿灰绿色、硬质，薄层，破碎状，岩芯呈块状，沙泥质结构， 以长石、高岭土地、云母矿物组成为主，产状水平，强风化层厚 3040cm，fk=480kPa。场区建筑基础持力层以硬塑一坚硬粉土层为主， 属中硬土， 建设物场地类别为类， 场地地下水位较深，不考虑地下水对建筑物的影响。府谷地处长期相对稳定的地台区， 构造变动微弱， 地震发生的频率小， 而且强度低。根据陕西省工程抗震沿防烈度区划图确定场地所在区域地震基本列度为 6 度。3.1.4 气象条件 府谷县属中温带半干旱大陆性季风气候。冷暖干湿四季分明，冬季寒冷干燥，多西 北风，夏季炎热，多雷阵雨。多年平均气温 平均相对温度 最冷月平均气温 极端最低气温 极端最高气温 年平均降水量 最大降水量 多年平均气压 最大冻结深度山西正和热电工程勘测设计有限公司19 52% -13.2 -30 38.9 453.4mm 849.6mm 904.8mbar 1.46m第7页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告最大积雪厚度 年平均风速 最大风速11cm 2.6m/s 24m/s由于全年主导风向为西南风（SW） ，拟建厂址大气污染物对县城基本无影响。3.2 交通运输 府谷县交通主要为公路，全县的干线公路有府榆公路、府准公路以及韩府公路，除 此而外，还有 7 条支线公路，乡村公路，专用公路及城镇公路，区域优势明显，交通条 件便利。本项目建设安装期间的一些大型设备和大宗材料，可以通过铁路运到神木火车站， 再由汽车运到电厂内。3.3 水源 本工程由府谷惠泉水务有限责任公司进行统一供水。合同价格 4 元/m ,每天供应 0.8 万 m ,每年大约 292 万 m ,而实际每年使用大约 40.5 万 m 水。本工程对于生活污水及雨水排水采用合流制排放。工业污水采用综合净化方法进行 处理，实现中水回用，达到零排放。根据初步测算,本项目建成后, 总的最大需水量为 50.6m3/h，折合 0.014m3/s。根据 金城集团水量平衡，水量是可以满足新建 46MW 热电厂项目用水的需求，且略有余 量。因此，供水不成问题。山西正和热电工程勘测设计有限公司第8页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告3.4燃料供应 本项目所需燃料由兰炭厂提供。兰炭尾气成分：净兰炭尾气的组成见下表。兰炭尾气（净干兰炭尾气）质量指标成份 含量（V%）H2 22.5CH4 CO CmHn CO2 N2 O2 Q（KJ /Nm3） 6.2 17.5 0.8 11.2 40.8 1.0 7954.92兰炭生产所产生的废兰炭尾气外排量约为 60000 Nm3/h，扣除兰炭生产自用 4000 Nm3/h 外，尚余 56000Nm3/h 可供电厂燃用。兰炭尾气发热量 7954.92kJ/ Nm3 计算，相 当每小时提供 15.20 吨标煤，供电站锅炉燃烧。锅炉热效率按 90 %计算 ，锅炉参数：75t/、h3.82MPa、450 的中温中压蒸汽, 每台锅炉的标煤耗量为 7.533t/h,两台炉总的耗标煤量为 15.066 t/h（15.2015.066） 。因 此，当两台锅炉同时运行时，兰炭尾气量可以满足电站锅炉的需要。所以，本项目建成 后，燃料来源是有保证的。3.5 电厂接入系统方案3.5.1 现有电网情况 榆林地区电力系统目前已有 330KV、 110KV 和 35KV 三个电压等级， 330KV 线路 1 条， 总长 260km， 110KV 电路 28 条。总长 861.693km； 35KV 输电线路 56 条， 总长 1190.659km， 6-10KV 配网线路 190 条， 330KV 变电站 2 座， 即榆林 330KV 变电所和神木 330KV 变电所。330KV 主要变压器 4 台，总容量 4150MVA；110KV 变电站 16 座，变压器 24 台，总容 量 469.6KVA；35KV 变电站 43 座，变压器 63 台，总容量 146.85MVA，6-10KV 配电变压 器 12265 台，总容量 608.184MVA。榆林电网目前由天桥水电站及山西网作为主供电源，以 110KV 双回线路向南供电， 纵贯府谷、神木、榆林、米脂、绥德、横山、靖边 7 县（市） ，途经府谷变、府谷 变、神木变、神木小磨河变、榆林变、鱼河变、米脂变到绥德变，线路全长 467.261km。另外，神木变出一回经神华自备电厂到靖连寨山 110KV 变电站，线路全长 144.5km，向 横山、靖边两县供电。定边县的定边、砖井 110KV 变电站现由宁夏网供电。延安榆林 神木 330KV 输变电工程已经建成。截止 1999 年，10KV 公网共计 30 条，435km。山西正和热电工程勘测设计有限公司 第9页陕西省府谷县金城机制兰碳厂兰炭尾气发电项目可行性研究报告3.5.2 榆林地区现有电厂装机情况 榆林地区现有发电厂 19 座。总装机容量 534.72MW。小火电厂 12 座（吴堡电厂停 运） ，总装机容量 468MW，小水电站 5 座，总装机容量 14.1MW；天然气电厂 2 座，装机 容量 52.32MW。其中，神华自备电厂（2120MW）及大柳塔热电厂（21523）MW 主供矿区负荷，余电上网；神华二期（2100）MW 机组上西北网。主电源由山西天桥 水电站（228236）MW 机组，发电量山西、陕西省各占一半，产权归山西，靖边 长庆 2 座天然气电厂不向系统供电，宁夏网仅供定边县负荷。全区实际供电能力 322.28MW。3.5.3 电力负荷预测 随着国家西部大开发进程的加快， 榆林能源重化工基地的建设和地方工农业的迅速 发展， 电网建设将出现超常规发展， 电力负荷及用电量在一定时期内继续保持旺盛的增 长势头。根据“九五”期间全区电力负荷增长情况，预测榆林市今后电力负荷增长幅度 将在 16%左右，依据榆林市迎接西部大开发项目规划 、 榆林市“十五”计划和 2015 年发展规划思路以及神华、神东集团公司关于神府煤田一、二期和远期规划，测算出 榆林市工业、 农业用电负荷和其它行业负荷的区域颁布情况， 榆林市最大负荷预测及区 域分布表。见下表 榆林市最大负荷预测及区域分布表 项目 最大负荷 农村牧鱼水利及工业用电 其它居民用电 北部：神府 中部：榆林 西部：定、靖、横 南部：绥、米、佳、吴、清、子 2000 320 252 68 196 61 33 30 20