利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告

1、1总论1.1项目名称和建设单位1.1.1项目名称利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告1.1.2建设单位1.2建设性质和建设规模1.2.1建设性质综合利用余热饱和蒸汽发电节能项目。1.2.2建设规模1 套 3MW 凝汽式汽轮发电机组和 1 套 12MW 凝汽式汽轮发电机组。1.3编制依据本钢板材股份有限公司委托冶金工业规划研究院编制本钢板材股份有限公司利用余热饱和蒸汽发电工程项目可行性研究报告的技术服务委托书。1.4设计原则和设计内容1.4.1设计原则（1）贯彻执行国家节能减排政策，利用回收的余热饱和蒸汽，建设 1 套 3MW 凝汽式汽轮发电机组和 1 套 12MW 凝汽式汽轮发电机组，

2、避免这些余热饱和蒸汽在夏季放散损失，促进企业效益、环境效益和社会效益协调发展。（2）贯彻执行国家有关建设项目的方针政策和规范。本着工艺布局合理、技术先进、运行安全可靠、操作方便、节约投资的原则进行设计。冶金工业规划研究院1未经允许不得翻印1.4.2设计内容包括企业概况、项目建设必要性、建设条件、工艺方案和主要设备选型、电气、过程检测和控制、给排水、采暖通风、土建、总图布臵、能源利用、劳动安全、工业卫生及消防、环境保护、劳动定员、项目实施计划、投资估算、技术经济分析与评价等。1.5企业概况本钢板材股份有限公司（以下简称“本钢”）是本溪钢铁（集团）有限责任公司的上市公司。本溪钢铁（集团）有限责任公

3、司前身始建于 1905 年，是一个有着百年历史的国有特大型钢铁联合企业。经过多年的发展、已成为我国重要的精品板材生产基地之一。目前，拥有采矿、选矿、烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢以及动力、运输、科研开发、机械加工制造、房地产开发、建筑、贸易、旅游等多个生产工序和公辅配套设施，产品以优质生铁、热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板及合金钢材为主导。2006 年生产生铁 739 万吨、钢 730 万吨、钢材 700 万吨。全年实现工业总产值 272 亿元、工业增加值 106 亿元、销售收入 312 亿元、利润总额 16.1 亿元。1.6项目背景和建设的必要性1.6.1项目背景节能减排是钢铁工业发展过程中面临的重

4、大战略性任务。在宏观层面上，要求对产业结构和布局进行调整，将节能减排的发展理念贯穿于钢铁生产的各环节，建立全行业的节能减排生产体系。在微观层面上，要求企业提高能源利用效率，节约能源，减少排放。本钢是能源消耗大户，2006 年消耗能源 580.14 万吨标准煤，吨钢综合能耗 794.5kgce，吨钢可比能耗 653.6kgce，高于 2006 年全行业吨钢综合能耗 645Kgce 的平均水平。其原因是多方面的。其中，余热蒸汽利用差。在冬季，余热蒸汽用于采暖得到较好利用。在夏季，余热蒸汽无用户，被迫大量放散，造成浪费。为此，本钢将把节能减排作为调整优化结构，转变钢铁生产发展方式的突破口，大力采用节

5、能减排先进工艺技术和节能措施，包括提出建设本工程项目，使企业的发展建立在节约能源和环境保护的基础上，真正实现协调和可持续发展。1.6.2 项目建设的必要性本钢地处严寒地区。本钢现低压蒸汽热负荷主要分为工艺蒸汽负荷和采暖蒸汽负荷两类。根据蒸汽供需分析，目前，全厂回收余热蒸汽量 271t/h，冬季全部用于生产工艺和采暖。夏季在缺少采暖用户的情况下，余热蒸汽放散量达到 165t/h。其中： 2 台 265m 2 烧结机余热锅炉放散蒸汽 40t/h。 炼钢厂 1#4#转炉烟道汽化冷却系统放散蒸汽 85t/h。 一热连轧厂加热炉汽化冷却系统放散蒸汽 40t/h。另外，规划建设的三热连轧厂加热炉汽化冷却系

6、统设计饱和蒸汽回收量 40t/h，汽化系统设计自耗汽量 5t/h，夏季蒸汽放散量将达 35t/h。本项目可研一并其饱和蒸汽发电利用问题。以上合计，本钢全厂有 200t/h余热蒸汽在夏季因缺少采暖用户， 被迫放散，既浪费能源，又污染环境，余热蒸汽资源利用很不合理。为了有效回收利用本钢在夏季放散的余热蒸汽，采用先进的饱和蒸汽发电技术，使放散的余热蒸汽得到合理利用是十分必要的，主要表现在以下三方面：（1）采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。（2）饱和蒸汽发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于本钢的可

7、持续发展。（3）综合利用本钢余热资源，实现能源梯级利用，增加企业自发电量，有利于本钢节能降耗和提升本钢整体经济运行质量，而且通过能源循环利用，可带来可观的节能效益、经济效益、环境效益和社会效益。1.7建设条件本工程项目建于本钢厂区内，不需要征地。1.8主要建设内容根据余热蒸汽放散现状及炼铁厂、炼钢厂、一热轧厂及三热轧厂的总图布臵情况，本项目拟分区域建设 2 座余热电站。（1）炼铁厂二烧车间 2 台 265m2 烧结余热锅炉夏季 1.0MPa 饱和蒸汽放散量 40t/h，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 3MW 凝汽式汽轮发电机组。（2）炼钢厂 1#4#转炉烟道及

8、一、三热轧厂加热炉汽化冷却系统夏季 1.0MPa 饱和蒸汽放散量 160t/h，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设 1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 12MW 凝汽式汽轮发电机组。1.9能源利用本工程项目建成后，能源利用情况为：（1）年回收电量 9750 万千瓦时，折合标准煤 3.5 万吨。（2）年回收凝结水 100 万吨，折合标准煤 2.0 万吨。（3）工程项目自身年消耗电量 950 万千瓦时，折合标准煤 0.35万吨。以上合计，本项目年节省能源 5.15万吨标准煤，项目节能效果显著。1.10劳动安全、工业卫生及消防本工程设计针对不安全因素和职业危害，结合项目特点，依据有关规程、规范、标准及条

9、例，采取了防自然灾害和防生产过程中产生危害因素的措施。同时，各车间、工段及班组，设臵了兼职安全卫生员，以形成网络，确保安全卫生。本着“预防为主、消防结合”的方针，采取了消防措施。1.11环境保护本项目是节能项目，也是环保项目。（1）项目自身使用的能源为放散的余热饱和蒸汽，既利用了二 次能源，同时也相当于减少了发同等电量燃煤产生的烟尘和 SO2，对本钢厂区及其周边大气环境具有改善作用。（2）不使用新的燃料，因此无新增大气污染物产生；生产废水为净循环水系统的排污水，不含有害物，排水串接使用或送入污水处理厂处理后统一回用，少量生活污水排入污水处理厂处理后回用，本工程无废水直接排入水体，对水体不造成污

10、染；对产生的噪声采取了有效控制，噪声满足执行的国家标准。因此，本项目建成后，不会增加环境污染，对本钢的整体环境质量将起到改善作用。1.12投资估算和资金筹措1.12.1投资估算本项目总投资估算 4000 万元。其中，工程费用 3402 万元、工程建设其他费用 136 万元、基本预备费 283 万元、建设期利息 77 万元、铺底流动资金 102 万元。1.12.2资金筹措本项目新增总投资 4000 万元中，企业自有资金（项目资本金）2000万元，占总投资 50%；申请银行贷款 2000 万元，占总投资 50%。本项目全部新增流动资金 340 万元中，30%为铺底流动资金 102万元，从企业自有资

11、金 2000 万元中解决；其余 70%的流动资金 238万元，申请银行流动资金贷款解决。1.13经济效益分析项目建成达产后，年发电量 9750 万千瓦时，回收凝结水 100 万吨， 达产期年营业收入 5375 万元、利润总额 928 万元、净利润 696 万元。经测算，项目全部投资财务内部收益率 27.3%，全部投资回收期（含建设期 1 年）4.7 年，建设贷款偿还期（含建设期 1 年）3.3 年， 项目达产年的盈亏平衡点 42.1%。敏感性分析表明：相对来说，投资收益率对产量变化最敏感，售价和成本同时变化较为敏感，投资变化敏感度最小。如果项目投产后达不到设计能力的 80，项目全部投资财务内部

12、收益率在5.4以下， 项目经济效益恶化，可能转化为不可行。因此，项目产量是影响经济效益最关键的因素。经济效益测算表明，项目有较好的经济效益，经济上可行。1.14主要技术经济指标本项目设计的主要技术经济指标如下：序号名称单位指3MW 余热电站标12MW 余热电站1装机容量MW3122发电功率MW4.5153年运转小时h500050004年发电量104kWh/a225075005年自耗电量104kWh/a2007506年外供电量104kWh/a202567507年回收凝结水量104 m3/a20808年利用余热蒸汽量（1.0MPa104t/a20809年补充新水量104 m3/a187010年耗压

13、缩空气量104 m3/a1501501.15结论本溪钢铁（集团）有限责任公司在发展过程中，利用夏季放散的余热饱和蒸汽，建设 1 套 3MW 凝汽式汽轮发电机组和 1 套 12MW 凝汽式汽轮发电机组，在节能、环保和经济三方面均取得明显效益，符合钢铁产业发展政策和节能减排循环经济的发展方向。2 蒸汽平衡及饱和蒸汽综合利用2.1 蒸汽平衡2.1.1 余热资源现状目前，本钢部分工序利用生产过程中产生的高温烟气回收低压饱和蒸汽，主要汽源有一热轧厂加热炉、炼钢厂转炉、炼铁厂烧结、特钢 800/650 轧机加热炉以及规划建设的三热轧加热炉，各系统饱和蒸汽回收情况如下：炼铁厂二烧车间 2 台 265m2 烧

14、结余热锅炉饱和蒸汽回收量 45t/h， 压力 1.0MPa；炼钢厂 4 座转炉烟道汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 95t/h，压力1.0MPa；一热连轧厂 4 台加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 45t/h，压力1.0MPa；800/650 轧机加热炉汽化冷却系统技术改造后，余热蒸汽回收量20t/h，压力 1.3MPa；规划建设的三热连轧厂 4 台加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量 40t/h，压力 1.0MPa。2.1.2低压蒸汽热负荷现状目前，本钢厂区内低压热负荷主要分为两类：工艺蒸汽负荷：主要用于焦化、炼铁、炼钢、冷轧等工序生产性用汽，平均热负荷为 343t/h，压力 0.8MPa。采暖蒸

15、汽负荷：全厂各生产车间及办公楼等辅助设施冬季采暖热负荷约 500t/h，压力 0.20.4MPa。2.1.3蒸汽平衡根据蒸汽用户热负荷需求现状，厂区低压蒸汽供需情况如下表。低压蒸汽供需平衡量表序号项目单位夏季冬季备注蒸汽供应1余热回收蒸汽t/h402051.1其中：炼铁厂 2 台 265m2烧结t/h545夏季 40t/h 放散1.2炼钢厂 4 座转炉t/h1095夏季 85t/h 放散1.3一热连轧t/h545夏季 40t/h 放散1.4特钢厂 800/650 轧机t/h2020供 VD 精炼系统2热电厂t/h303638小计t/h343843蒸汽用户1车间生产用汽t/h343343余热蒸汽

16、及热电厂供应1.1其中：焦化厂t/h1041041.2炼铁厂t/h63631.3热电厂t/h43431.4炼钢厂t/h76761.5连轧厂t/h551.6特钢厂t/h20201.7燃气厂t/h771.8运输部t/h551.9氧气厂t/h551.10其他厂矿t/h15152采暖用汽t/h0500余热蒸汽及热电厂供应小计t/h343843供需比较t/h00由上表数据可知，全厂各工序回收余热蒸汽量 205t/h（未含规划建设的三热轧），冬季全部用于采暖，夏季在缺少采暖用户的情况下，仅有特钢厂 800/650 轧机的余热蒸汽可用于生产，而2 台 265m2 烧结、4 座转炉及一热连轧工序余热蒸汽因压力

17、低，含水量大，供汽波动大等原因，无法并网长距离输送，除少部分自用后，其余均被放散，各工序余热蒸汽放散量总计达 165t/h。2.1.4余热利用分析根据上述蒸汽供需平衡表数据可看出，目前全厂烧结、转炉及轧钢工序余热蒸汽利用情况如下：炼铁厂 2 台 265m2 烧结余热锅炉饱和蒸汽回收量 45t/h，夏季 5t/h用于烧结生产，其余 40t/h 放散，冬季全部用于采暖；炼钢厂 4 座转炉烟道汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 95t/h，夏季10t/h 用于汽化系统自耗汽，其余 85t/h 放散，冬季全部用于采暖；一热连轧厂加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽回收量 45t/h，夏季 5t/h用于汽化系统自耗汽，其

18、余 40t/h 放散，冬季全部用于采暖；特钢厂 800/650 轧机加热炉汽化冷却系统余热蒸汽回收量 20t/h， 全部用于电炉VD 真空装臵用汽；规划建设的三热连轧厂加热炉汽化冷却系统设计饱和蒸汽回收量40t/h，汽化系统设计自耗汽量 5t/h，按设计指标无法并网，夏季蒸汽放散量将达 35t/h。综上所述，本钢余热蒸汽放散现象比较严重，除冬季用于采暖用户外，夏季因品质较低、无法并网而大量放散，预计在三热连轧建成后夏季平均蒸汽放散量可达 200t/h，既造成了环境污染又浪费了大量宝贵能源。2.1.5 建设饱和蒸汽发电机组的必要性采用先进的饱和蒸汽发电技术，可有效回收利用本钢夏季放散的饱和余热蒸

19、汽，减少资源浪费，提升本钢整体经济运行质量，而且通过能源的循环利用，可带来可观的经济效益和社会效益，主要表现在以下三方面：（1）采用低压饱和蒸汽发电技术，充分利用现有被迫放散的余热蒸汽，同时采用闭式循环回收蒸汽冷凝水，实现了水资源的循环利用。（2）饱和蒸汽发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了厂区环境，有利于本钢的可持续发展。（3）综合利用本钢余热资源，实现能源梯级利用，增加厂自发电量，有利于本钢的节能降耗，同时增加了企业的经济效益和社会效益。2.2饱和蒸汽综合利用2.2.1利用原则严格执行小型火力发电厂设计规范（GB50049），贯彻以热定电、节约能源、节省投资、综合利用、保护环境的

20、基本建设原则。采用成熟技术，配备可靠设备，参考实用经验，在保证使用安全、操作方便的同时，提高系统运行效率。合理布臵，优化设计，从而达到缩短建设周期、提高投资效率， 减少占地面积的目的。2.2.2装机方案由于本钢大部分余热蒸汽汽源比较分散，并且含水量较大，长距离输送将使蒸汽的含水率进一步增大，易造成管道的汽水冲击，不利于汽轮机的运行，同时也使余热蒸汽的做功能力下降，管道敷设投资也将增大。因此，设计对余热资源采用“先自用，再就近集中利用” 的原则。根据余热蒸汽放散现状及炼铁厂、炼钢厂、一热轧厂及三热轧厂的总图布臵情况，本项目拟分区域建设 2 座余热电站。（1）炼铁厂二烧车间 2 台 265m2 烧

21、结余热锅炉夏季 1.0MPa 饱和蒸汽放散量 40t/h，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 3MW 凝汽式汽轮发电机组。（2）炼钢厂 4 座转炉烟道及一、三热轧厂加热炉汽化冷却系统夏季 1.0MPa 饱和蒸汽放散量 160t/h，采用饱和蒸汽发电回收利用，建设1 座饱和蒸汽发电站，内设 1 套 12MW 凝汽式汽轮发电机组。饱和蒸汽发电项目建成后，本钢厂区低压蒸汽供需平衡情况如下表。序号项目单位夏季冬季备注245245545供生产、采暖400回收发电1095供生产、采暖850回收发电545供生产、采暖低压蒸汽供需平衡表1蒸汽供应余热回收蒸汽t/h1.1其中：炼铁

22、厂 2 台 265m2 烧结t/h1.2炼钢厂 4 座转炉t/h1.3一热连轧t/h400回收发电1.5特钢厂 800/650 轧机t/h2020并网外供生产540供生产、采暖1.6三热连轧t/h350回收发电2热电厂t/h303603小计t/h548848蒸汽用户1车间生产用汽t/h348348余热蒸汽及热电厂供应1.1其中：焦化厂t/h1041041.2炼铁厂t/h63631.3热电厂t/h43431.4炼钢厂t/h76761.5连轧厂t/h551.6特钢厂t/h20201.7燃气厂t/h771.8运输部t/h551.9氧气厂t/h551.10其他厂矿t/h15152采暖用汽t/h0500

23、余热蒸汽及热电厂供应3新建 3MW 饱和蒸汽发电机组t/h400利用烧结余热蒸汽驱动4新建12MW 饱和蒸汽发电机组t/h1600利用 4#6#转炉及一、三连轧余热蒸汽驱动小计t/h548848供需比较t/h00由上表可看出，三热连轧建成后，全厂各工序回收余热蒸汽量可达 245t/h，冬季全部用于采暖，夏季仅有45t/h 可用于烧结、炼钢、连轧等生产用户用汽，其余 200t/h 蒸汽如不采取有效利用措施均将被放散。2 座饱和蒸汽发电工程建成后，在维持全厂冬、夏季低压蒸汽供需平衡的同时，现有转炉、一热连轧、三热连轧工序夏季 200t/h 富余余热蒸汽全部被回收利用，在减少蒸汽放散损失、节约能源的

24、同时， 还增加了全厂的自发电量。2.2.3 饱和蒸汽发电机组运行方案本钢地处严寒地区，冬季需大量采暖热负荷，因采暖用蒸汽品质要求较低，为更合理的利用能源，减少热电厂采暖热负荷供应量，200t/h余热蒸汽在冬季仍将全部用于采暖，仅在夏季用于驱动汽轮发电机组， 进行发电。根据采暖设计气象参数，本钢冬季采暖小时数 3624h，同时考虑汽轮发电机组必要的检修，因此，本项目 2 套饱和蒸汽发电机组年运行时间按 5000h 设计。2.2.4 3MW 余热电站（1）主要设备技术参数 汽轮机(机内除湿再热饱和蒸汽凝汽式汽轮机)汽轮机型号： 额定功率： 转速：额定进汽量： 额定进汽压力： 额定进汽温度：RN3-

25、1.0 3MW3000r/min 40t/h 1.0MPa160180冶金工业规划研究院未经允许不得翻印13 发电机额定功率： 额定电压： 额定转速： 功率因数：（2）热力系统 主蒸汽系统4.5MW10.5kV3000r/min 0.85烧结机余热锅炉产生的 1.0MPa 饱和蒸汽经过管道送至机内除湿再热饱和蒸汽汽轮发电机组，主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门分二路进入汽轮机蒸汽室两侧。蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器凝结成水。凝结水通过凝结水泵到除氧器除氧后经给水泵到余热锅炉系统循环使用。 凝结水系统凝结水系统设臵 2 台容量为 100最大凝结水量的

26、凝结水泵，一运一备。 凝汽器抽真空系统凝汽器抽真空系统中设臵 1 台射水抽气器及 2 台射水泵。机组正常运行时，射水泵一台运行，一台备用。（3）主要辅助设备选择热力系统主要辅助设备按机组最大连续工况设计选型，并能适应机组变工况运行，主要辅助设备参数如下表所示：冶金工业规划研究院14未经允许不得翻印主要辅助设备参数表序号辅机设备名称型号及技术要求1.凝汽器 1 台N-1000F=1000m2.凝结水泵 2 台4N6Q=40m/h P=0.4MPa3.汽轮机机内除湿再热装臵4.直流润滑油泵 1 台65Y60BQ=20m/h P=0.375MPa5.交流润滑油泵 1 台65Y60BQ=20m/h P

27、=0.375MPa6.交流高压油泵 1 台80Y100X2CQ=40m/h P=1.25MPa7.8.9.冷油器 2 台射水抽气器 1 台射水泵 2 台YL-42 TDA-N6IS100-65-200BQ=90m/hP=0.39MPa10.射水箱 1 只砼结构V=8m11.胶球清洗装臵 1 套DN50012.电动双梁桥式起重机 1 台16/3.2t起吊重量 16/3.2t（4）汽机房布臵 汽机房布臵设计原则汽机房布臵尽可能做到布局合理，工艺流程顺畅，并设有必要的检修设备及检修场地，考虑了主厂房内的通风、采光及排水设施，为设备的安全运行维护提供良好的工作环境。主厂房布臵采用汽机房、电控楼联合布臵

28、的顺序排列。这种布臵有利于对汽轮发电机组的运行控制。汽机房为钢筋混凝土结构。 汽机房布臵方案汽轮发电机厂房占地为 20m24m。汽轮发电机小岛采用纵向布臵。主厂房设一台 16/3.2t 电动双钩桥式起重机，屋架下弦标高 18m。汽机间0m 层布臵有凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、高压油泵及润滑油泵等。汽机间设有一 3.5m 平台，用于布臵汽、水、油管道及化验站等。运转层标高为 7m，安装汽轮发电机组、控制室和休息室等。2.2.512MW 余热电站（1）主要设备技术参数 汽轮机(机内除湿再热饱和蒸汽凝汽式汽轮机)汽轮机型号： 额定功率： 转速：额定进汽量：RN12-1.0 12MW3000r/

29、min 160t/h额定进汽压力：1.0MPa额定进汽温度：180 发电机额定功率： 额定电压： 额定转速： 功率因数：（2）热力系统 主蒸汽系统15MW10.5kV3000r/min 0.8转炉汽化冷却系统产生的饱和蒸汽经蓄热器调节为 1.0MPa 连续饱和蒸汽，与轧钢加热炉产生的 1.0MPa 饱和蒸汽混合经过管道送至余热发电饱和蒸汽汽轮发电机组，主汽门内装有蒸汽滤网，以分离蒸汽中的水滴和防止杂物进入汽轮机。蒸汽经主汽门分二路进入汽轮机蒸汽室两侧。蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器凝结成水。凝结水通过凝结水泵到冷凝水池，然后经泵到转炉及加热炉汽化冷却系统。 凝结水系统凝结水系统设臵 2 台

30、容量为 100最大凝结水量的凝结水泵，一运一备。 凝汽器抽真空系统凝汽器抽真空系统中设臵 1 台射水抽气器及 2 台射水泵。机组正常运行时，射水泵一台运行，一台备用。（3）主要辅助设备选择热力系统主要辅助设备按机组最大连续工况设计选型，并能适应机组变工况运行，主要辅助设备参数如下表所示：序号1辅机设备名称型号及技术要求凝汽器 1 台凝结水泵 2 台N-30002346N6F=3000mQ=160m/h P=0.6MPa汽轮机机内除湿再热装臵直流润滑油泵 1 台80Y60A5交流润滑油泵 1 台80Y60A6交流高压油泵 1 台100Y120X2BQ=45m/h P=0.49MPaQ=45m/h

31、 P=0.49MPaQ=86m/h P=1.78MPa主要辅助设备参数表7冷油器 2 台YL-408射水抽气器 1 台HY-N25(II)型9射水泵 2 台IS125-80-200AQ=162m/hP=0.44MPa10射水箱 1 只砼结构V=8m11电动输水泵 3 台12胶球清洗装臵 1 套DN90013电动双梁桥式起重机 1 台32/5t起吊重量 32/5t（4）汽机房布臵 汽机房布臵设计原则汽机房布臵尽可能做到布局合理，工艺流程顺畅，并设有必要的检修设备及检修场地，考虑了主厂房内的通风、采光及排水设施，为设备的安全运行维护提供良好的工作环境。主厂房布臵采用汽机房、电控楼联合布臵的顺序排列

32、。这种布臵有利于对汽轮发电机组的运行控制。汽机房为钢筋混凝土结构。 汽机房布臵方案汽轮发电机厂房占地为 20m28m。汽轮发电机小岛采用纵向布臵。主厂房设一台 32/5t 电动双钩桥式起重机，屋架下弦标高 18m。汽机间0m 层布臵有凝汽器，凝结水泵、冷油器、射水泵、高压油泵及润滑油泵等。汽机间设有一 3.5m 平台，用于布臵汽、水、油管道及化验站等。运转层标高为 7m，安装汽轮发电机组和控制室、休息室等，运转层还安排了约 70m2 的检修场地，可满足汽轮机组检修之用。2.2.6主要技术经济指标序号技术名称单位指 标8年利用余热蒸汽量（1.0MPa 年补充新水量年耗压缩空气量万 t万 t万 m

33、320809101815070150饱和蒸汽电站主要技术经济指标表3MW 余热电站12MW 余热电站1装机容量MW3122发电功率MW4.5153设计年运转小时h500050004年发电量104kWh225075005年自耗电量104kWh2007506年外供电量104kWh202567507年回收凝结水量万 t20803供电3.1项目概述本钢在此次拟增建的利用饱和蒸汽发电工程项目中，除热能动力部分即汽机主体设备外，电力系统方面将对应烧结饱和蒸汽余热资源安装 1 套 3MW 发电机组、对应转炉及热轧饱和蒸汽余热资源安装 1 套 12MW 发电机组，同时建设相关厂内电力系统接入及其仪电控制、给排

34、水、采暖通风、电信等设施。3.2外部电网基本情况本钢地处本溪电网供电覆盖区，目前本溪电网骨干电压等级为500 kV、220kV 和 66kV。迄今为止，本溪电网已建成至少 1 座 500kV 徐家变电所、9 座220kV 区域变电所，总容量在 2000 MVA 以上，其中东风 220kV 变电所一次变在近期新增 2240MVA 主变后，容量已达 720MVA，系东北地区最大容量的 220kV 变电所。本溪电网除通过东风变电所、卧龙变电所 220kV 区域变电所以66kV 向本钢冶金工厂供电外，还由本溪变电所以 220kV 向本溪冶金工厂供电；本钢通过三个企业总降压变电所与本溪电网连接，全部受电

35、主变压器总和容量为 270MVA。3.3厂内电源点本钢此次新增 2 台饱和蒸汽发电机之前，已有新热电厂、第二发电厂及第三发电厂三处厂内电源点，系热电联产或对富裕的冶金过程燃气、余热蒸汽等进行余能综合利用所建设的自发电机组；此外，还包括高炉煤气余压发电装臵。新热电厂、第二发电厂、第三发电厂及高炉 TRT 全部机组共 15台（套），总装机容量 383MW 并具有年发电 19.5108kWh 的能力。 按照 0.404 折标系数计算，已有全部机组发电相当于节约（回收）78.78104tce/a。本次新增 2 台饱和蒸汽发电机年发电 0.975108kWh，折合标准煤 5.15104tce/a，将同已

36、有子发电及外网购电一道，缓解本溪钢铁冶金工厂生产过程中电力供应的紧张局面。3.4发电机选型根据本工程性质，本项目拟选发电机组合为 13+112MW，共同参数如下：额定输出电压：10.5kV 额定转数：3000rpm额定频率：50Hz 功率因数：0.83.5并网及所用电3.5.1并网原则及方案本次 13+112MW 发电机所发电直接就近送往 10kV 母线，10kV 母线带若干直馈线，供钢铁工艺及公辅用户使用。对于增设的 13+112MW 机组而言，对现有对应的主变压器设备能力影响不大，在扣除 10kV 直馈负荷后，现有对应的主变压器完全能够满足并网需要。本次工程增设的 2 台机组出线拟在各自对

37、应主变压器 10kV 母线并网，但必须分别增设消弧线圈对 10kV 系统电容性电流进行补偿。10kV 高压系统采用单母线结线，母线上连接发电机进线回路，联络线回路、厂用电回路和测量PT 等。为操作方便，在发电机进线开关和联络开关点均设同期操作控制。冶金工业规划研究院未经允许不得翻印203.5.2主要设备选择10kV 配电装臵选用 DKY-10 型中臵式开关柜，柜内断路器选用VS1-12 型真空断路器；低压配电屏选用GCS 型抽屉式开关柜。3.5.3所用变压器为保证两机组低压设备用电，在两机组各设所用变压器。厂用电系统为 380/220V 三相五线制，用镀锌扁钢作PE 线。厂用电变压器采用带外罩

38、干式电力变压器，容量 1250kVA，型号为 SCB10-1250/10，电压为 10/0.4/0.2310kV。由于厂用电高压侧接在本工程 10kV 单母线段上，因此需另从附近的变电所引一路 380/220V 电源作为厂用电系统的备用电源，当主电源失电时，备用电源自动投入。此备用电源亦兼作机组启动、投运辅机电源。3.6直流励磁系统及操作系统本次新增 2 台发电机均采用直流无刷励磁方式。通过设在机端的励磁变压器，向发电机励磁调节器供电，从而提供给发电机励磁直流电源。本次新增 2 台发电机各设臵 1 套 DZG-100Ah/220V 智能高频开关直流电源装臵，作为操作、保护、信号电源和半小时事故

39、照明、直流油泵电源。3.7控制及同步在两机组各自的炉、机、电集中控制室，设臵同步控制，新增 2 台发电机各有一个同期点，原有同期装臵满足不了要求，通过选线开关与微机监控系统相连，实现相互通讯。本次工程两机组各自采用微机自动保护装臵，控制采用后台机方式，通过通讯总线与各保护装臵进行通讯，并实时采集断路器、刀闸位臵信号以及设备运行状态等开关量以及电量、发电机、励磁系统、主变压器、厂用变有关参数等模拟量。3.8保护接地为防止雷电侵入波对电气设备造成危害，在 10kV 联络线上装设一组氧化锌避雷器，此外，在发电机出口装设氧化锌避雷器，在发电机中性点装设避雷器，以防止中性点反射引起的过电压。在侵入波过电

40、压保护之外，各配电柜内均设过电压保护器，所有电气设备均应可靠接地，接地电阻不大于 4 欧姆。汽机车间设避雷带，烟囱上设避雷针，防雷接地电阻小于 10 欧姆。其余管道等均应可靠接地，所有管道入户处设等电位连接，接地电阻小于 10 欧姆作为防静电装臵。3.9其他本项目拟建场址在本钢厂区内，2 台发电机组各自就近安装。本项目各设炉机电集中控制室及电气室，按照统一安排布臵在各自主车间适当位臵。4过程检测和控制4.1设计范围本项目过程检测和控制将涵盖 2 台由饱和蒸汽作为动力的汽轮机、对应的 2 台发电机组及其辅助系统的热工参数的测量、控制、报警等设计。2 台汽机测控范围包括蒸汽系统、凝结水系统、凝汽器

41、抽真空系统、润滑油系统、循环冷却水系统及汽机本体系统温度、压力、流量、液位等热工参数的检测，对润滑油压、汽机转速、轴承温度、热井水 位等设越限报警，并对凝汽器热井水位将进行自动监控。2 台发电机测控范围包括本体电机转速、其他机械量及过程量、空气冷却系统的温度、压力等参数的检测。给排水等辅助系统的测控包含在各自工艺设备中。4.2过程检测和控制设备本工程自动化水着重以保证装臵安全、可靠、经济适用的原则出发，在确实可行的基础上采用已经鉴定的新设备和新技术全高效运行。过程检测控制采用PLC/DCS 计算机控制系统，完成工艺过程检测控制、数据采集、顺序控制、安全监控、逻辑连锁等。根据本项目要求，本次选用

42、2 套霍尼韦尔（Honeywell）集散系统设备，每套汽轮机-发电机系统配臵 1 套。控制系统的人机接口、控制网络及控制器冗余配臵，当部分显示设备故障时，不会因部分设备的故障而影响机组的运行。当控制系统发生失控故障时（如断电断气等），控制回路的设计可保证被控对象的系统处于安全状态。控制系统具有自诊断功能，故障时及时发出报警信号，防止事态扩大，以致影响本机组正常运行。冶金工业规划研究院未经允许不得翻印23为保证各机组的安全经济运行，对于重要信号采取冗余措施。 控制系统的电源，采用热备UPS 电源。设臵独立于集散控制系统的后备操作手段，以确保当集散控制系统发生全局性或重大故障时实现机组的紧急停运，

43、并满足锅炉的安全运行。控制系统的特性参数如下：最忙时，每个控制器 CPU 的负荷率不大于 50%，操作员站服务器 CPU 负荷率不大于 40%；内部存储器占用容量不大于 50%，外部存储器占有容量不大于 40%；以太网通讯总线的负荷率不大于 20%，令牌网通讯总线负荷率不大于 30%；整个控制系统的可利用率大于 99.9%。4.3蒸汽系统及油系统测控饱和蒸汽压力测量、饱和蒸汽流量测量、饱和蒸汽温度测量及有关分析测量、物位测量油系统压力测量主油泵进口和出口压力主汽门控制油压力保安油压力润滑油压力安全油压 油系统温度测量汽轮机前、后轴承回油温度发电机前、后轴承回油温度4.4汽轮机数字电液控制系统汽

44、轮机数字电液控制系统（DEH）主要功能包括自动/手动启动、同期、并网和初期负荷控制、功率控制、入口压力控制、功频控制器、甩负荷功能、超速试验。4.5发电机系统仪控及电控温度测量发电机定子线圈温度和定子铁芯温度发电机进风和出风温度汽轮机和发电机轴承瓦温度位移和振动测量汽轮机轴向位移、轴向振动轴承振动汽轮机转速对重要或有关安全的参数均设臵声光报警，确保安全生产。发电机电控保护包括：发电机差动保护、差动CT 断线发信号发电机复合电压闭锁过电流保护发电机对称过负荷保护发电机定子接地保护发电机励磁回路接地保护（在励磁柜中）发电机、励磁、汽机事故联动保护（跳闸）10kV 联络线路保护包括：定时限过流保护方

45、向电流速断保护低周保护低电压保护单相接地保护过负荷保护厂用电变压器保护包括定时限过流保护电流速断保护超温保护4.6主要仪表选型本系统过程检测选用将包括变送器、测温元件、调节阀等。变送器：各主要参数测量选用智能型差压、压力变送器 , 其中煤气及烟气介质测量采用防爆型；变送器采用进口或合资两线制智能式变送器，拟采用Rosemount、 横河 EJAHoneywell 等产品。测温元件：一般选用热电偶或热电阻，其中煤气及烟气温度测量采用防爆型；流量测量：水和各种汽体选用喷嘴及相应类型流量测量装臵； 调节阀：调节阀选用电子式电动调节阀、蝶阀或座阀。执行机构选用AUMAROTORK、SIPOS、H&B

46、等产品；国产电动执行机构选用重庆川仪、天津二通、扬州电力修造厂等产品。冶金工业规划研究院未经允许不得翻印265. 给排水5.1概述本钢饱和蒸汽发电项目根据烧结、转炉及轧钢工序余热资源，建设 2 座余热蒸汽电站。利用 2 台 265 平米烧结机现有余热锅炉所产饱和蒸汽建设 1 座余热电站，内设 1 套 3MW 凝汽式汽轮发电机组，年发电量 2250 万 kWh；利用 4 台转炉及一连轧、三连轧现有余热回收装臵所产饱和蒸汽建设 1 座余热电站，内设 1 套 12MW 凝汽式汽轮发电机组，年发电量 7500 万kWh。给排水专业遵照节约用水，减少废水排放，保护环境，提高新水使用效率等原则进行设计。设

47、计依据为国家有关规程规定、建设条件基础资料和主体工艺用水设计条件等。5.2设计范围和内容给排水设计范围包括本工程的给排水系统、循环水处理设施等部分的设计。工程所需生产新水、生活水、消防用水均由本钢现有厂区统一供给。5.3设计条件5.3.1水源条件本钢生产水源为太子河，设有一、三、四、五个水源地。总取水能力日取水量 75 万立方米。生活水由自建的生活水源地和市自来水公司联合供水。本工程所需生产新水和生活水均由本钢现有生产、消防给水管网和生活水给水管网供给。5.3.2排水条件本工程产生的少量生产废水、生活污水通过本钢现有烧结区、炼钢区、轧钢区的排水管网排入本钢污水处理厂处理，处理后统一回用， 或直

48、接补充到烧结、炼钢、轧钢浊循环水系统。5.4给水系统生产、消防给水系统生活给水系统净循环水系统5.4.1生产、消防给水系统工程生产用水、消防用水统一由厂区生产、消防给水管网供应。生产用水量 186m3/h，作为循环水系统补水及其它生产用水。根据建筑设计防火规范，本项目主厂房的火灾危险性为丁类， 耐火等级不低于二级，不需设室内消防。室外消防用水量25 升/秒， 按同一时间内发生一次火灾、灭火历时两小时计。5.4.2生活给水系统生活用水每天 4.2m3，最大小时用量 0.3m3。水质应满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）要求。5.4.3净循环水系统两个发电机组设独立的循环水系统。（

49、1）3MW 凝汽式汽轮发电机组净循环水系统循环水量夏季 1800m3/h，冬季 1560m3/h。用户主要是凝汽器、冷油器、空气冷却器等。冷却水回水水温升高至42，回水自流入净循环水泵站热水池，再经上塔泵加压上塔冷却，冷却后水温小于32， 冷却后的水直接送设备用水点循环使用。系统由于冷却塔蒸发损失， 风吹损失和为平衡系统含盐量所要求的排污等需要补充新水，最大补水量 36m3/h。由于循环水在冷却塔与大气接触，受到粉尘的污染，为保证循环水对悬浮物的要求，需进行过滤处理，设计采用全自动自清洗过滤器进行过滤。系统排污水量 6m3/h。（2）12MW 凝汽式汽轮发电机组净循环水系统循环水量夏季 700

50、0m3/h，冬季 5670m3/h。用户主要是凝汽器、冷油器、空气冷却器等。冷却水回水水温升高至42，回水自流入净循环水泵站热水池，再经上塔泵加压上塔冷却，冷却后水温小于32， 冷却后的水直接送设备用水点循环使用。系统由于冷却塔蒸发损失， 风吹损失和为平衡系统含盐量所要求的排污等需要补充新水，最大补水量 140m3/h。由于循环水在冷却塔与大气接触，受到粉尘的污染，为保证循环水对悬浮物的要求，需进行过滤处理，设计采用全自动自清洗过滤器进行过滤。系统排污水量 25m3/h。5.4.4安全供水循环水泵站采用双路独立电源，能自动切换。5.4.5水质稳定措施为防止循环水系统设备及管路等的腐蚀、结垢以及

51、冷却塔集水池和吸水井产生藻类，需要投加防腐、阻垢、灭藻等水质稳定药剂，设计采用全自动加药装臵。水质稳定药剂配方参考本钢现有发电净循环水系统的水质稳定药剂配方。5.4.6 水处理建（构）筑物及设备（1）3MW 凝汽式汽轮发电机组净循环水系统循环水泵站采用半地下式砖混结构，由净循环热水池，净环冷却塔，循环水泵站及电气控制室等组成。主要设备：供冷却塔水泵 2 台自动清洗管道过滤器 1 台两套加药装臵，用于投加循环水水质稳定剂。地坑排水泵 1 台，用于排除泵房积水。冷却塔 1 台（2）12MW 凝汽式汽轮发电机组净循环水系统循环水泵站采用半地下式砖混结构，由净循环热水池，净环冷却塔，循环水泵站及电气控制室等组成。主要设备：供冷却塔水泵 3 台自动清洗管道过滤器 1 台两套加药装臵，用于投加循环水水质稳定剂。地坑排水泵一台，用于排除泵房积水。冷却塔 2 台5.4.7劳动定员水处理设施四班三运转，总定员 8 人。1111411114序号名称一班二班三班替班合计123MW 凝汽式汽轮发电机组净循环水12MW 凝汽式汽轮发电机组净循环水5.5排水系统5.5.1生活排水系统生活排水最大排水量 0.2m3/h。排入