分布式能源可行性研究报告图文

1、四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告检索号：SD-F057K-A-01成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告四川深蓝电力设计研究院2014 年 06 月 23 日成都四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告批准： 刘云祥审核： 房 沂校核： 敖 浩 李 晔编制： 房 沂 黄 静 李 晔 敖 浩 陈吉春王大林 丁建华四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告目录1总论.11.1项目背景 .11.2研究范围 .31.3工作简要过程及主要参加人

2、员.31.4项目概况 .42供热方案.72.1热负荷.72.2供热方案 .83燃料供应.83.1燃料品种及来源 .83.2燃料性质 .93.3燃料耗量 .93.4燃气输送 .94厂址条件.104.1厂址概述 .104.2交通运输 .114.3水文及气象 .114.4地震、地质及岩土工程 .125工程设想.135.1厂区总平面布置 .135.2装机方案 .155.3主机技术条件 .185.4热力系统辅助设备选择 .195.5燃烧系统及辅助设备选择 .2111四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告5.6电气部分 .225.7化学部分 .265.8热工自

3、动化部分 .295.9主要工艺设备布置 .305.10建筑结构部分 .315.11供排水系统及冷却设施.345.12消防系统 .376环境保护.406.1采用的环境保护标准 .406.2厂址环境质量现状分析 .416.3主要污染源和主要污染物 .416.4绿化与坏境监测 .456.5环境效益 .456.7水土保持 .456.8结论.467劳动安全和工业卫生 .467.1火灾爆炸及防护 .477.2电气伤害及防护 .487.3机械伤害及防护 .487.4其他伤害 .488职业卫生.498.1生产工艺过程中可能产生的职业病危害分析.498.2设计中应满足工业卫生要求的环节和场所.498.3职业危害

4、防护措施 .499节能分析.5022四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告9.1设计依据和主要原则 .509.2项目能源消耗种类和数量 .549.3项目所在地能源供应状况分析 .549.4项目能耗指标及分析 .559.5节能措施和节能效果分析 .5510人力资源配置.5611项目实施的条件和建设进度及工期 .5712投资估算及财务分析 .5812.1投资估算 .5812.2经济评价主要计算原则及参数 .6133四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告附图目录（1）区域位置图SD-F057K-Z-01（2）

5、厂区总平面布置图SD-F057K-Z-02（3）电气主接线图SD-F057K-D-01（4）原则性热力系统图SD-F057K-J-01（5）原则性燃烧系统图SD-F057K-J-02（6）锅炉补给水处理系统图 SD-F057K-H-01（7）水量平衡图 SD-F057K-S-01（8）循环冷却水供水系统图 SD-F057K-S-02（9）燃气轮机组及余热锅炉布置图 SD-F057K-J-03（10）燃气锅炉房布置图SD-F057K-J-04附件目录附件 1 成都石油化学工业园区管理委员会关于四川新威能源投资有限公司园区集中供热项目申请报告的回复（成石管函201420号）；4四川深蓝电力设计研究

6、院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告1总论项目背景1.1.1项目的提出成都石油化学工业园区承接四川石化基地下游产品加工，园区内大多企业需采用蒸汽，如园区内需使用热源的各个企业均自行修建锅炉房，使用天然气为燃料，因各企业自建锅炉房规模小，难以形成规模效益，利用率低。而且天然气价格高，导致蒸汽成本高，加重企业生产成本。在园区内建立天然气分布式冷热电联产集中供热站，技术成熟，先进可靠，可降低蒸汽成本，有利于解决以上环保、供汽成本问题，与园区企业互惠互利，符合国家相关政策。为此四川新威能源投资有限公司委托四川深蓝电力设计研究院依据成都石油化学工业园区管理委员会关于四川新威能

7、源投资有限公司园区集中供热项目申请报告的回复（成石管函201420 号），综合考虑成都石油化学工业园区各企业用热用电现状，进行建厂的可行性研究，提出项目的装机方案和厂区总平面布置方案。项目建设的必要性项目属国家能源政策鼓励发展的分布式能源项目2011 年国家发改委发布了关于发展天然气分布式能源的指导意见（发改能源20112196 号），指导意见指出，天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在 70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环

8、保、安全性好、1四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告削峰填谷、经济效益好等优点。本项目以天然气为燃料，实现热电联供，直接向用户蒸汽，实现能源的梯级利用，综合能源利用效率 81.74%；项目厂址与用户均处工业园区内，就近实现了能源供应。属国家能源政策鼓励发展的分布式能源项目。促进天然气综合利用，降低企业用能费用，提高市场竞争力分布式能源站有效的促进天然气的利用，通过对一次能源的梯级利用，综合效率高于 81.74%，将有效降低工业园区企业用电、热成本，提高市场竞争力。降低输电网损，提高园区供电的可靠性分布式能源站的建设减少了大容量远距离高电压输电线的

9、建设，不仅减少了高压输电线的电磁污染，而且减少了高压输电线的线路走廊和相应的土地占用，也减少了对线路下树木的砍伐，有利于提高能源效率，降低系统网损，加强地区供电的可靠性。1.1.2.4可替代分散锅炉，满足工业热负荷的需要并实现节能减排，保护环境分布式能源站就近、集中提供工业生产蒸汽，不仅能有效地降低能源消耗、在园区内营造良好的投资条件；同时有利于集中处理锅炉产生的烟气，控制排污总量，减少环境污染程度。分布式能源站工程考虑装设燃气循环加余热利用系统装置，遵循产业经济生态化、生态经济产业化的理念，改变传统的生产方式和消费方式，创新体制机制、合理利用资源、发展生态经济，有助于推动工业文明向生态文明迈

10、进，为转变发展方式、实现科学发展提供示范。有利于满足区域负荷发展的需要分布式电源的建设将减轻区域内电网压力，所发电力就地消纳，2四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告满足就近供电的需要。对以水电为主的四川电网，在枯水期将对电网是较为有效的平衡和补充。1.2研究范围本项目可行性研究着重研究供热供电现状和规划；燃料来源与供应；水源、环境保护、水文气象、工程地质等条件，确定机组选型及各工艺系统方案设想，作出投资估算和经济评价。并提交可行性研究报告及附图。工作简要过程及主要参加人员2014 年 6 月 10 日受四川新威能源投资有限公司的委托，四川深蓝电力

11、设计研究院 2014 年 6 月 11 日完成本项目工程组的组建。于2014 年 6 月 11 日赴位于成都彭州市境内的隆丰镇的成都石油化学工业园区内项目备选厂址进行实地考察和现场踏勘，并与工业园区相关职能部门沟通，初步确定设计原则。2014 年 6 月 20 日提交可行性研究报告（送审稿）。参加本项目可行性研究的主要人员名单详见表 1-1。表 1-1主要人员名单姓名单 位职务或专业刘云祥四川深蓝电力设计研究院总工程师房沂四川深蓝电力设计研究院设计总工程师、电气主要设计人黄静四川深蓝电力设计研究院化水专业主要设计人李晔四川深蓝电力设计研究院热机专业主要设计人陈吉春四川深蓝电力设计研究院土建专业

12、主要设计人黄静四川深蓝电力设计研究院供水专业主要设计人王大林四川深蓝电力设计研究院环保专业主要设计人丁建华四川深蓝电力设计研究院技经主编3四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告项目概况项目所在地概况厂址位于四川成都彭州市（县级）境内的隆丰镇。在彭州市市区以北约 5km，距成都市约 36.7km，地理位置为东经 103 54 22 ，北纬31 04 04 。彭州市位于成都平原西北部，地处东经 103 51 09 104 58 09 ，北纬 30 55 49 31 85 69 。北部的龙门山脉为天然屏障，南部为沃野千里的成都平原。市境北接茂汶、汶川，东

13、北和东南邻什邡、广汉市，南隔蒲阳河青白江与郫县、新都县相望，西连都江堰市。彭州市政府驻地天彭镇位于市境南部平原地区，南距省会成都 36 公里，是全市的政治、经济、文化中心。厂址地理位置关系详见附图 SD-F057K-Z-01。报告编制依据（1）成都石油化学工业园区管理委员会关于四川新威能源投资有限公司园区集中供热项目申请报告的回复（成石管函201420号）；（2）四川深蓝电力设计研究院与四川新威能源投资有限公司签订的设计合同；（3）关于发展天然气分布式能源的指导意见（发改能源20112196 号）；（4）天然气利用政策；（5）分布式发电管理暂行办法；（6）燃气冷热电三联供工程技术规程（CJJ1

14、45-2010）；（7）燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定（DL/T5174-2003）；（8）火力发电厂可行性研究报告内容深度规定（DL/T5375-2008）；4四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告（9）小型火力发电厂设计技术规范（GB50049-2011）；（10）项目建设单位提供的有关专题报告、支持性文件、协议以及基础资料。项目建设规模项目规划总容量为 60MW 燃气轮发电机组+115t/h 余热锅炉+溴化锂热水制冷机组，分二期建设。一期建设 115MW 燃气轮发电机组+125t/h 余热锅炉+130t/h 天然气燃气锅炉。二期建设 225M

15、W 燃气轮发电机+230t/h余热锅炉，同时发展溴化锂热水制冷机组，供园区内中央空调或其它用冷负荷使用。本报告按一期建设规模编制，即 115MW 燃气轮发电机组+125t/h 余热锅炉+130t/h 天然气燃气锅炉。主要设计原则（1）项目总体规划与园区总体规划相协调；总体规划结合自然地形条件按照批准的规划容量对厂区、施工区、供排水设施、供热设施统筹规划；总体规划坚持贯彻节约用地的原则；总平面布置以工艺流程合理为原则，因地制宜布置。（2）机组年利用小时数为 8000 小时，日小时数为 24 小时；（3）燃料采用天然气，由彭州川港燃气有限公司供应。（4）项目生活用水和工业用水水源来自园区，由成都石

16、化基地水务有限公司供给。工业水系统采用带玻璃钢逆流式机械通风冷却塔的循环供水系统，工业水回收循环利用。（5）项目消防水系统自行配备，由工业消防水池，工业消防水泵，稳压设备，消防水管网及消火栓、灭火器组成。（6）项目排水采用分流制，分为雨水系统，生活污水系统和生5四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告产废水系统。雨水系统收集雨水后排入园区雨水母管或直接排入园区排水系统；生活污水和生产废水汇集后由地埋一体式污水处理装置处理达标后进入复用水池复用，多余的排放至园区的污水处理厂。（7）项目场地冲洗水及绿化等用水采用复用水，节约水资源。（8）项目发电扣除厂用

17、电外，其余电量全部经园区 110kV 变电站接入电网。（9）锅炉补给水处理系统出水量按 30t/h 设计，采用钠离子交换系统。项目主要技术经济指标表 1-2主要技术经济指标序号项目名称单位数据备注1总投资1.1工程静态投资万元7697.351.2单位投资元/kW51321.3工程动态投资万元7873.381.4单位投资元/kW52492财务评价指标2.1经营期平均含税上网电价元/MWh7202.2天然气价（含税）元/Nm33.02.3售蒸汽价（含税）元/GJ912.4项目财务内部收益率（税前）% 8.112.5项目投资回收期（税前）年9.712.6投资利润率% 7.332.7投资利税率% 16

18、.452.8项目投资财务净现值（税后）万元560.15项目资本金财务内部收益率（税后） % 9.962.10投资各方财务内部收益率% 102.11总投资收益率% 7.392.12项目资本金净利润率% 13.753总布置指标3.1厂区围墙内用地面积hm21.658523.2厂区建构筑物用地面积m25141.53.3建筑系数% 313.4厂区道路及广场面积m25884.683.5厂区围墙长度m 508.26四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告表 1-2主要技术经济指标序号项目名称单位数据备注3.6厂区绿化面积m22487.783.7厂区绿地率% 15

19、3.8拆迁工程量户/人无4运行指标4.1项目发电额定总功率kW 150004.2项目发电实际出力kW 137324.3年利用小时数h 80004.4年发电量104kWh 109864.5年供电量104kWh 106564.6年供热量104GJ/a 54.134.7年平均热电比% 136.864.8年平均热效率% 81.744.9供热气耗率Nm3/GJ 35.624.10发电气耗率Nm3/kWh0.1284.11折算发电标煤耗g/kWh 148.384.12折算供热标煤耗kg/GJ41.224.13全年耗水量104m3/a 32.444.14综合厂用电率% 34.15全厂人员指标人445污染物排

20、放量5.1SO2 排放量t/a 1.555.2NOX 排放量t/a 51.735.3烟尘排放量t/a 5.175.4工业废水排放量104t/a 3.8082供热方案2.1热负荷本项目建成后向园区范围内的成都金石达环氧乙烷公司和聚地公司 2 家企业供汽。蒸汽的需求量成都金石达环氧乙烷公司和聚地公司 2 家企业蒸汽的需求量、参数详见表 2-1。表 2-1 供汽参数表7四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告序企业名称用汽量共用小蒸汽参数号（吨/时）时数（h） 压力 MPa温度1成都金石达环氧乙烷公司13.7 241.218911.4 200.58 158

21、2聚地公司4 241.2189合计29.1项目设计热负荷综合上述 2 家企业的热负荷现状和发展，同时考虑园区范围内的蒸汽供应距离，本项目的设计热负荷详见表 2-2表 2-2 设计热负荷表用汽参数用汽量（t/h）1.2MPa 192 24供热方案项目建设 1 台 25t/h 余热锅炉+1 台 30t/h 天然气锅炉，2 台锅炉主蒸汽参数均为压力 1.2MPa，温度 192。1 台余热锅炉运行，1 台天然气锅炉备用，向上述热用户供汽。从项目接至各热用户的供热管道沿园区道路敷设，布置在道路的绿化带上，采用低支架方式敷设，管道保温层外表面至地面的净距保持在 0.5 至 1.0m。供热管道横跨道路时采用

22、高支架方式敷设，管道保温层外表面至地面的净距大于 4.5m。3燃料供应3.1燃料品种及来源本项目燃料为天然气，接自园区天然气管网，园区管网的天然气由彭州川港燃气有限公司供应，供气能力700 万m3/d（16800 万m3/a）。本项目天然气年耗量 3337 万 m3/年，占园区天然气管网供气能力的 20%，园区天然气管网完全能够满足项目的天然气燃料需求。8四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告3.2燃料性质项目采用彭州市天然气，其特性如表 3-1。表3-1彭州市天然气成份表序 号成份单位数 值1甲烷%94.882乙烷%2.163丙烷%0.34氮气%

23、1.765二氧化碳%0.686烃类物质%0.227相对密度0.58468高热值MJ/kg37.12燃料耗量本项目设 1 台 15MW 燃气轮发电机组，按日运行 24 小时，年运8000 小时计，其天然气消耗量如下表 3-2。3-2 天然气消耗量小时耗量（Nm3/h）日耗量（Nm3/d）年耗量（万 Nm3/a）4171.03 100104.703336.823.4燃气输送本项目所用天然气由彭州川港燃气有限公司供应，接引到项目围墙边。9四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告4厂址条件厂址概述厂址地理位置厂址位于四川成都彭州市（县级）境内的隆丰镇。在彭州

24、市市区以北约 5km，距成都市约 36.7km，地理位置为东经 103 54 22 ，北纬31 04 04 。彭州市位于成都平原西北部，地处东经 103 51 09 104 58 09 ，北纬 30 55 49 31 85 69 。北部的龙门山脉为天然屏障，南部为沃野千里的成都平原。市境北接茂汶、汶川，东北和东南邻什邡、广汉市，南隔蒲阳河青白江与郫县、新都县相望，西连都江堰市。彭州市政府驻地天彭镇位于市境南部平原地区，南距省会成都 36 公里，是全市的政治、经济、文化中心。厂址自然条件彭州市境内地貌轮廓，区域南北长，东西窄，地势西北高东南低，海拔最高处为 4812m，最低为 489m，由西北向

25、东南呈阶梯状下降。地貌类型分为山地、丘陵（含台地）和平原三大类。大体以谭家场、关口、万年场、红岩场一线为界，以北属“龙门山山地区”，以南属“成都平原区”。山地地处市境西北部，属龙门山脉南段，分玉垒、华蓥和光山三条支脉。海拔 4812m 的太子城主峰，为彭州市最高海拔及成都市第二高峰；丘陵主要分布于桂花、隆丰、九陇、楠杨、万年和红岩等各镇境内；平原地处市境东南部，为成都平原一部分湔江冲积扇，海拔 489m 的三邑镇乌鸦埝为彭州市最低点。厂址周围环境厂址位于彭州市（县级）石化基地南偏西并靠近中心区域，厂址10四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告区域内

26、无地震敏感性地层分布，无引起地震次生灾害的地质条件，无基本农田用地，对基本建设没有影响，可以进行合理的土地开发利用，也完全满足规划分布式能源电厂、出线走廊等的布置和使用。厂址东南、西及北分别与“消防站”、“晟源公司 C9 深加工项目”、“丁辛醇副产物综合利用项目”“80 万吨/年乙烯项目”等单位用地相邻。交通运输公路项目处于四川石化基地，园区旁为大件路，交通非常便利。大件运输按该厂的设计规模为 15MW 及配套燃气、余热锅炉，根据相关资料查得设备最大运输重量约为 5060T 左右（主变压器含油重），不同的厂家设备尺寸略有不同，但均可由公路运输完成大件运输工作。其它大件设备如下（参考同类型机组）

27、：定子尺寸（cm）：425227291；重量（T）：26.6转子尺寸（cm）：621102136；重量（T）：12.1管屏受压件模块尺寸（cm）：11.863.781.8；重量（T）：34烟道墙板尺寸（cm）：15.154.283.22；重量（T）：30园区旁为大件路，沿途无空中障碍，无大中型桥梁，可满足大件运输要求。水文及气象彭州属四川盆地亚热带湿润气候区的“盆地北部区”。气候温和，雨量充沛，四季分明，无霜期长，日照偏少，高温期与多雨期同季，气候区域差异明显。年平均气温为 15.7，最热的七月月平均气温为 25.1，最冷的一月月平均气温 为 5.1，气温的竿际变幅为 1.3。11四川深蓝电力

28、设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告全年无霜期 278 天。全市多年平均降水量 1225.7mm，降水季节分配不均，夏季降水的强度大，秋季绵雨多。灾害性天气主要表现为干旱、暴雨、秋绵雨、低温冷害、大风和冰雹等。由于纬度和地形地势的影响，彭州境内由东南向西北，气温逐渐降低，日照逐渐递减，无霜期逐渐缩短，而降水量则逐渐增多，明显形成平坝、丘陵、低山区、高山区的气候差异。4.4地震、地质及岩土工程厂址地处成都凹陷第四系沉降中心的北部，湔江冲积扇的中部，老马牧河古河床及蒙阳河的源头。其地势平坦开阔，西北高东南低，高程（黄海高程）703642 米之间，场地自然高差近

29、60 米。自然坡降为 7.511。第四系松散地层厚度较大，为 150200 米，层位比较稳定，稳定岩性单一，从地表向下大致分为：（1）耕土：粉土、粉质粘土质 0.3m0.6m（河滩地段缺）；（2）全新统冲积卵石层：含砂、孵石量占 53%，厚度 115m；（3）上更新统卵石层：含砂及粘土，厚度 20m40m；（4）下更新统泥砾层：密实，厚度大于 100m。彭州市在地质构造上，跨“东部四川中台拗”和“西部龙门山褶断带”两种地质构造单元。在漫长的地质年代中，境内地质构造经历了长期、复杂、多阶段的发育过程。厂址区域内无地震敏感性地层分布，无引起地震次生灾害的地质条件，根据国家质量技术监督局中国地震动参

30、数区划图（GB18306-2001），该地区地震动峰值加速度在 0.10g0.15g 之间，相当于地震基本烈度度。12四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告5工程设想厂区总平面布置项目位于规划的工业园区内，由业主提供经规划部门同意的厂址红线规划图，厂址红线内面积为 4.76376hm2，所划定厂址为矩形平面，东西宽约为 172.60m，南北长约 276.00m，总面积为 4.76376hm2，拟建场地区域平坦开阔，已进行平整。根据厂址条件，本期工程规划在红线范围的北部区域布置，该区域东西宽约为 172.60m，南北长约 112.00m，面积为 1.

31、93312hm2。厂区总平面布置详见图 SD-F057K-Z-02。总平面布置原则总平面布置应满足工艺流程合理、方便运行管理，在布置中按功能相近布置原则将建、（构）筑物分组团布置。针对本工程须考虑扩建的特点，主设备区布置在厂区的南侧位置；为使屋内、外配电装置的输电线路进出线应方便，避免线路交叉，将配电及控制楼、燃气轮机变压器布置在厂区的东南侧；由于天然气调压站本身的特殊性，应将其与其它辅助生产建筑分开布置，由于业主方提供的天然气来气方向在站区东侧，并须满足安全距离，故将天然气调压站布置在站区东北侧；根据相关规范、规程要求，燃机电厂厂区应布置至少两个出口，基于这些要求进行如下总体布置。总平面布置

32、能源站布置的主要建、构筑物包括：由“燃气轮机”、“余热锅炉”及“燃气锅炉房”共同形成的主生产区、配电室及控制室、循环水冷却塔、综合水泵房、化水处理车间、生产办公楼等。本工程主工艺区根据场地情况初步拟定将燃机分别按西头东尾13四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告布置，燃气锅炉房布置在其西侧。主厂区之东隔路相望的是与之配套的“主变压器”、“配电及集中控制楼”等电气设施。主工艺区方位确定后，其余建构（筑）物则按工艺流程分组团进行布置，其布置如下：厂区主出入口西侧布置循环水系统，主要布置有“循环水冷却塔”、“储水池”、”消防事故水池”各 1 座，以及与之

33、配套的“综合水泵房”。循环水系统再往南为化学水处理系统，其间主要布置有“化水处理车间”、“软水箱”等化水处理设施。厂区主出入口布置的是“生产办公楼”及其相关附属设施，组合成厂前区。厂区竖向布置厂址系四川石化基地现已平整的一块场地，由于暂无站区场地标高，设计拟将建筑物四周场地排水排至站内道路，由道路雨水管网统一排至石化基地雨水管网系统。厂区交通主要进厂公路与厂区北面园区规划道路连接后引至厂前区，“主要进出口”进厂道路长约 22.0m，宽 12.00m。“次要进出口”与厂区西面园区规划道路连接后引至站区，长约 25.0m，宽 9.00m。在厂区内沿燃机区、配电区、循环水系统区、化学水处理区、厂前区

34、等四周布置环行道路，其它个别系统之间布置人行通道及消防道路，厂前区布置广场及主要绿化。厂区总平面主要技术经济指标厂区总平面主要技术经济指标详见表 5-1。表 5-1厂区总平面主要技术经济指标序号项目单位指标备注14四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告1规划红线面积hm21.93312本期2规划容量用地面积hm21.65852围墙内面积3建构筑物用地面积m25141.54建筑系数% 31.05场地利用面积m28383.886利用系数% 50.547厂区道路及广场用地面积m25884.688厂区绿化面积m22487.789绿化系数% 15.010围墙

35、长度m 508.211容积率0.63装机方案对成都石油化学工业园区各用能企业的热负荷调查显示，各用能企业负荷需求特性有一定差异，热负荷较稳定。根据园区热负荷特点及燃料供应特点，本项目工程拟建设余热锅炉型联供系统。结合园区所需热负荷情况和供热方案，本项目装机方案确定为 115MW 燃气轮发电机组+125t/h 余热锅炉+130t/h 天然气燃气锅炉，正常时余热锅炉运行，天然气锅炉备用。系统流程详见原则性热力系统图 SD-F057K-J-01。燃气轮机的选择分布式能源系统主要由发电设备、余热利用设备及相关主辅设备构成，目前分布式能源系统中应用较多的发电机形式以燃气轮机、燃气内燃机和微燃机为主，国内

36、常用的机组为燃气轮机和燃气内燃机，15四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告由于微燃机容量小、造价高，在国内实际工程项目中很少使用。燃气轮机与一般常见的活塞式发动机一样，是一种以空气和燃气为工作介质将燃料化学能转变成热能，又把部分热能转变成机械能的热机。燃气轮机能快速启动，被认为是比较适合在小功率电站中用作承担基本负荷的机组。由于燃气轮机体积小，重量轻，维护简单，机动性好，因此也常用作卡车移动式电站或列车电站。燃气轮机余热排放较为集中，适合于以蒸汽需求为主的区域式分布式能源项目，同时燃气轮机具有系统单位造价相对较低，寿命周期较长（大修周期在 68

37、万小时左右）、出口烟气温度较高、氮氧化物排放率低等优点。燃气内燃机突出的优势是发电效率高、环境变化（海拔高度、温度）对发电效率的影响力小、所需燃气压力低、单纯发电效率高、系统占地小（可地下建站）等优点，适合在小区域内使用，适用于以建筑冷热为主的楼宇式分布式能源项目。缺点是组成系统单位造价高、余热分散且品位不高、氮氧化物排放较高等。综合考虑，从能源利用角度考虑，本工程以供应工业蒸汽为主，采用燃气轮机更能充分利用余热资源。本工程考虑以燃气轮机为原动机为企业提供蒸汽、冷等负荷。在国际燃气轮机市场中，中小型燃气轮机比较知名的生产商主要有：GE、P&W、西门子、Rolls Royce（罗尔斯罗伊斯）、日

38、立、Solar、南汽等，其中 Solar 和西门子在中小型燃气轮机的市场比重较大。综上所述，综合考虑工业园区内的热负荷需求特点及机组运行经济性，本项目建议在 Solar 和西门子中小型燃气轮机中选择。余热锅炉的选择燃气轮机的排气温度很高，约为 450600，因而大量热能随16四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告高温燃气排入大气，从而燃气轮机的效率很低，仅为 35%左右。因而通常采用燃气-蒸汽联合循环系统，将燃气轮机的排气引入余热锅炉，用来加热给水从而产生水蒸汽驱动汽轮机或直接供给热用户。由于燃气轮机排气温度比燃煤锅炉炉膛温度低，因而余热锅炉的传热

39、主要是依靠对流接触传热。按锅炉水循环形式来说，有自然循环和强制循环两种；按排气流动方向的不同，分为立式余热锅炉和卧式余热锅炉；按汽水系统，余热锅炉产生的蒸汽压力分为单压无再热循环，双压无再热循环，双压再热循环，三压无再热循环和三压再热循环五种形式；按是否带补燃，余热锅炉分为补燃型余热锅炉和不带补燃余热锅炉。单压余热锅炉只产生一种压力的蒸汽，适用于低参数、小型机组。双压或三压余热锅炉产生两种或两种以上的压力，确保能更多份额的回收热能，适用于排气温度较高，单机功率较大的机组。补燃型余热锅通过在余热锅炉中补充燃烧一定数量的燃料，增大余热锅炉的蒸汽产量，可以提高余热锅炉的效率。无补燃的余热锅炉仅单纯地

40、利用燃气轮机排烟余热对给水进行加热，无需补燃天然气即可产生符合需要的蒸汽。无补燃余热锅炉的系统较为简单，方便维护检修。从目前收集到的园区热负荷数据可知，本工程平均热负荷为24t/h。根据本工程热负荷需求特点，负荷波动性较小，供热蒸汽参数较低（1.2MPa 饱和蒸汽），不配置汽轮机，因而推荐采用无补燃单压余热锅炉。燃气锅炉的选择燃气锅炉是指利用燃气燃烧加热的蒸汽锅炉。燃气锅炉可以在低负荷（满负荷 25%30%）下长期运行，效率17四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告下降不明显，约 12 个百分点。主要原因是，首先，燃气锅炉低负荷运行时，烟气流速低，

41、管壁烟气与水的换热效果变差，排烟温度有上升的趋势；其次，燃气锅炉低负荷运行时，对应相应蒸发量的受热面积增加，排烟温度有下降的趋势。燃气锅炉一般具有锅炉蒸发量的 10%20%的超负荷运行能力。主要原因是燃气燃烧后较煤燃烧后的烟气干净，无飞灰，对锅炉内壁的冲击损害小；燃气锅炉传热面积大，可以达到较大的出力，比燃煤锅炉更易于超负荷运行。本项目拟建设 1 台 30t/h 燃气锅炉，作为机组正常运行时的备用锅炉。主机技术条件（1）燃气轮机发电机组额定发电功率：15MW设计燃料：天然气单机循环效率：34.95%压比： 16.4:1排气温度：492热耗： 10300kJ/kWh（2）余热锅炉设计燃料：无补燃

42、额定蒸汽流量：25t/h额定蒸汽压力：1.2MPa额定蒸汽温度：192（3）燃气锅炉主要技术参数额定蒸发量： 30t/h18四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告热负荷变化范围：25120%额定锅炉供汽压力：1.2MPa额定蒸汽温度：192锅炉给水温度：104锅炉热效率： 89%供货设备的噪声：85dB热力系统辅助设备选择热力系统的拟定热力系统按 125t/h 余热锅炉+130t/h 天然气锅炉拟定。详见图 J-01。主蒸汽系统和供热系统主蒸汽系统采用单母管制，运行灵活，检修方便。从 2 台锅炉接出的主蒸汽管道分别接进主蒸汽母管，再从母管引出 1

43、根管道接至各热用户。高低压给水系统低压给水采用母管分段制，高低压给水采用单元制，余热锅炉和天然气锅炉分别设置独立的高低压给水系统，共 2 个系统，每个系统设置 2 台 100%容量的电动给水泵（1 台运行 1 台备用）。除氧器及加热蒸汽系统余热锅炉和天然气锅炉分别设置独立的大气式除氧器各 1 台。加热蒸汽接自锅炉汽包。补充水系统和供热回水系统锅炉补充水接至除氧器。因为现阶段供热系统的用汽回水情况不甚明晰，在设计项目补充水系统时，供热系统的用汽回水率暂按为 0%考虑，但同时在厂内设19四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告回水箱，以便今后实际运行有回

44、水可能时收集回水，回水箱内的回水检验合格后经回水泵泵入给水箱。锅炉排污系统余热锅炉和天然气锅炉分别设置排污扩容器各 1 台。排污扩容后的蒸汽排入大气。全厂汽水平衡全厂汽水平衡见 5-2 表。表 5-2全厂汽水平衡表序号项目单位数量备注1锅炉额定蒸发量t/h 252锅炉实际蒸发量t/h 253汽水损失量t/h 0.753%4锅炉排污量t/h 0.52%5锅炉给水量t/h 25.5+6对外供汽量t/h 24.257供汽回水率% 08供汽回水量t/h 09供汽损失水量t/h 24.2510化学补充水量t/h 25.5+5.4.3 主要辅助设备选择主要辅助设备选择详见 5-3 表。表 5-3主要辅助设

45、备选择表序号名称型号及规范数量备注20四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告1余热锅炉电动给水泵Q=28t/h H=1.5MPa N=22kW2台2余热锅炉除氧器大气式 28t/h P=0.02MPa t=104C 1台余热锅3余热锅炉给水箱20m30.102MPa 104C 1台炉配供4余热锅炉排污扩容器LP-1.5 P=0.15 MPa 1.5m31台5燃气锅炉电动给水泵Q=33t/h H=1.5MPa N=30kW2台6燃气锅炉除氧器大气式 33t/h P=0.02MPa t=104C 1台7燃气锅炉给水箱25m30.102MPa 104C

46、1台8燃气锅炉排污扩容器LP-1.5 P=0.15 MPa 1.5m31台燃烧系统及辅助设备选择燃烧系统的拟定原则性燃烧系统图详见图 J-02。燃气系统本工程天然气接自园区天然气管网，采用直供管道输送，天然气压力为 4MPa 左右。本工程燃气轮机进口所需天然气压力为 2.6MPa，燃气锅炉天然气进口压力为 35kPa 左右，其中燃气轮机对天然气的压力稳定性要求较高。因而考虑在设置天然气调压站，进场天然气由调压站调压后送出分别向燃气轮机和燃气锅炉供气。由于燃气轮机和燃气锅炉的供气压力差别较大，因此考虑从调压站设 2 条供气管线，一条供气压力为 2.6MPa，为燃气轮机供气，引至燃气轮机的前置模块

47、；一条供气压力为 0.008MPa，为燃气锅炉供气，引至燃气锅炉燃气阀组。燃气轮机的燃烧系统燃烧系统包括燃气轮机及其进、排气系统。空气自外界吸入，经过滤器的过滤后进入燃气轮机的压气机，经过压缩后进燃烧室；来自燃机燃料本体模块的天然气也进入燃烧室，在燃烧室内与空气经过充21四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告分混合燃烧后，形成高温烟气进入燃气轮机涡轮做功；做功后的废气经过燃机排气扩散管进入余热锅炉。烟气系统烟气流程也是能源梯级利用的过程，烟气系统的合理设置保证了能源高效合理的利用。燃气轮机排气口排放的高温烟气通过烟道进入余热锅炉，通过余热锅炉入口喇

48、叭管使其继续扩散，分布均匀。然后与余热锅炉中的各过热器、蒸发器、凝结水预热器、尾部烟气加热器等进行热交换。最后烟气温度大约降至 90左右，通过高 20m 烟囱排入大气。烟囱内设置有消声器和挡板。燃气锅炉设置 1 座高 15m 烟囱。主要辅助设备选择主要锅炉辅助设备选择详见 5-4 表。表 5-4主要辅助设备选择表序号名称型号及规范数量备注1天然气调压站1 套2燃机前置燃料模块1 套余热锅炉配供3消音器1 台余热锅炉配供4进气过滤器1 台余热锅炉配供5烟囱20m20001 座余热锅炉配供6烟囱15m12001 座电气部分本工程机组配置形式为 115MW 燃气轮机发电机组+125t/h余热锅炉+1

49、30t/h 燃气锅炉。22四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告本工程电气设计范围包括电厂内所有电气部分（不含电厂电力接入系统及系统通信部分），与电力送出的分界点在电厂升压站线路出线构架侧。设计内容主要包括电厂内的电气接线及电气设备布置、电气元件的测量、保护及安全自动装置、220V 直流系统、防雷及接地、照明及检修系统、厂内通信及电缆敷设等。电气主接线根据电力系统配合资料，本工程采用发电上网方式，除厂用电外的其余发电量全部通过园区内 110kV 变电所接入系统，详细电力系统接入方式以电力接入批复为准。电气主接线采用 1 回 110kV 变压器-线路

50、组单元出线方式，通过工业园区内 110kV 变电所与系统连接。本工程采用“一机一主变”送出方式。发电机出口电压为 10.5kV，设发电机出口断路器，采用单母线接线方式。发电机和厂用电均接于10.5kV 母线上，并通过 1 台主变与 110kV 系统相连。发电机中性点采用不接地方式，主变压器中性点采用经隔离开关接地方式。厂用电接线厂用电有 10kV 及 380/220V 两个电压等级，低压厂用电源直接接于发电机 10kV 母线上，不再另设专用的高压厂用母线段。380/220V采用单母线接线方式，主厂房及各辅助车间 380/220V 厂用电由 2 台互为备用的低压厂用工作变压器引接。380/220

51、V 厂用电分别设置 I 段、II 段两段母线，采用 PC-MCC接线方式，为主厂房及各辅助车间提供双路电源。机组在电厂初期的启动电源采用通过主变由系统倒送电获取。主要电气设备（1）发电机1 台23四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告额定功率15MW额定电压10.5kV额定电流824.8A额定功率因数COS=0.8（2）主变压器1 台额定容量17000kVA额定电压12122.5%/10.5kV短路阻抗Ud=10.5%接线组别YN,d11（3）110kV 屋内配电装置采用 GIS额定电压126kV额定电流2500A开断电流40kA（4）低压厂用工作

52、变压器2 台额定容量200kVA额定电压10.522.5%/0.4kV接线组别D/yn11短路阻抗Ud=4%（带外壳）（5）10kV 高压开关柜户内交流金属铠装中置式高压开关柜（6）380/220V 低压开关柜户内交流金属封闭抽出式低压开关柜电气设备布置110kV 高压配电装置采用户内 GIS 布置，主变压器毗邻布置在24四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告GIS 装置室外东侧，110kV 侧采用变压器-线路组单元出线架空方式与系统相连，10kV 侧采用共箱封闭母线与 10kV 母线段相连。发电机出口采用电缆与 10kV 母线段相连，发电机中性点

53、设备开关柜布置在燃气轮机外护箱内。电厂配电及集中控制楼采用双层布置，底层分别设 GIS 装置室、10kV 配电室、380/220V 厂用配电室等，楼层分别设机炉电集控室、值班及继保等功能性用房。各辅助车间 380/220V 厂用低压开关柜均布置在各负荷中心就近的配电装置室内。直流系统本工程采用 220V 直流系统，单母线分段接线方式，配置 1 组300Ah 蓄电池组。直流柜布置在机炉电集控室内，蓄电池组采用支架方式安装在蓄电池室内。二次线、继电保护及自动装置本工程采用微机监控保护系统，监控保护范围包括发电机、主变压器、110kV 线路、厂用电源及其它公用设备。以上所有电气设备均在集中控室内控制

54、，采用强电一对一控制方式。继电保护及自动装置、测量仪表按照继电保护和安全自动装置设计技术规程、电测量仪表装置设计技术规程、火力发电厂、变电所二次接线设计规程、防止电力生产重大事故的二十五项重点要求、火力发电厂厂用电设计技术规程等中的有关规定配置。发电机励磁方式为旋转励磁，元件保护采用微机型继电保护装置。燃机系统、锅炉及燃气系统、供水及化水系统采用 DCS 控制。过电压保护及接地过电压保护及接地按照火力发电厂和变电所防雷接地设计技术规定执行，采取措施防止直击雷、入侵波以及各种原因引起的过电25四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告压对电气设备的危害。

55、全厂接地采用计算机接地与设备接地共用的联合主接地网方式，接地电阻 0.5（2000/I）欧。烟囱及独立避雷针设置集中接地装置，其接地电阻不大于 10 欧。照明及检修网络全厂照明采用动力和照明共用的 380/220V 供电方式，事故照明由机炉电集控室内的事故照明切换屏（带逆变装置）供电。全厂设交流低压检修网络，电源由 380/220V 低压厂用系统供电。通信厂内通信包括全厂行政及调度通信，调度交换机和程控交换机预留与上级调度设备（光通讯设备和载波通讯设备）的通信接口。电缆设施电缆敷设按照电力工程电缆敷设计规范执行，地下部分主要采用电缆沟道敷设，少量电缆为直埋敷设方式。架空部分可采用电缆桥架、支架

56、、吊钩等敷设方式。电缆防火采用设置阻火墙、阻火隔层，涂刷防火涂料等措施。化学部分原水水源项目水源来自园区建有的工业供水厂。锅炉补给水标准遵照工业锅炉水质GB1576 要求，确定以下标准。（1）锅炉给水质量标准硬度0.03mmol/L，pH 值7溶解氧0.1mg/L26四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告悬浮物含量5mg/L含铁量0.3mg/L含油量2mg/L（2）炉水质量标准磷酸根1030mg/LpH 值：1012总碱度14mmol/L溶解固形物含量3000 mg/LSO32-1030mg/L相对碱度0.25.7.3化学水处理系统5.7.3.1汽

57、水平衡锅炉额定蒸发量：25t/h厂内汽水循环正常损失：253%=0.75t/h锅炉正常排污损失：252%=0.5t/h化水制备自用水量：1t/h供汽损失水量：24.25t/h锅炉正常补给水量： 0.75+0.5+1+24.25=26.5/h机组启动或事故增加的损失：256%=1.5t/h综合考虑锅炉正常补给水量，系统自用水量及水箱积累水量等因素，本项目化水系统制水量按 30t/h 计，启动或事故增加水量由软化水箱补给。系统选择软化水处理系统选用一套出力为30t/h 的LWLN 系列四塔式流动床软化水处理设备，该套设备可实现在同一时间内树脂的交换、再生，27四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业

58、园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告清洗同时进行，不需周期地停床再生、清洗，设备连续运转，稳定运行，避免了传统设备需配置 2 套系统轮换使用的弊端，可降低设备投资，减少设备占地面积。LWLN 流动床设备由交换塔、再生塔、清洗塔、溶盐器、软水泵、喷射器、阀门和管道等组成。在本系统中考虑锅炉启动和事故停炉需要设置2 台300m的软水箱，以满足大容量水量需求。原则性系统图详见 SD-F057K-H-01 锅炉补给水处理系统图。主要设备选择系统主要设备选择详见表 5-5。表 5-5主要设备规范表序号设备名称主要规范数量备注1四塔式流动床软化水处理设备出力：30t/h 1套2软水箱V=300m

59、32钢制衬胶3软水泵出力：40t/h2水处理室布置水处理室布置有 LWLN 系列四塔式流动床软化水处理设备。水处理室的水泵间室外布置有软化水箱。在水处理室设有配电室、控制室、燃料分析室、水分析室、药品储存室等。以及有必要的公共卫生设施。锅炉加药锅炉炉水遵照磷酸盐处理，设置一套锅炉炉水加磷酸盐装置。汽水取样系统设置一套集中手动取样装置，配置约 8 个取样点。循环水处理系统28四川深蓝电力设计研究院成都石油化学工业园区天然气分布式能源集中供热项目可行性研究报告本项目循环水量较小，设置 1 套循环水加药装置，对循环水进行阻垢杀菌处理。热工自动化部分控制方式根据工程具体情况，本工程拟采用分散控制系统（

60、DCS）实现对1 台 15MW 燃机、1 台 25t/h 余热锅炉、1 台 30t/h 燃气锅炉及其辅助系统的集中监控。运行人员在控制室内通过 CRT 以及操作键盘对主辅系统的运行进行监控，并在现场人员的配合下完成机炉及其辅助系统的启、停、正常运行及异常工况处理。其它辅助车间，如化水车间，水泵房等采用 DCS 远程监控方式。即在化水车间内设置 DCS 远程监控站，将辅助车间被监控对象的信息通过 DCS 远程监控站传至 DCS控制系统对其设备进行监控。控制水平本工程的热工自动化应尽量提高机组控制水平，减轻运行人员劳动强度，增加设备运行的安全性和经济性。本工程拟采用以微处理器技术为核心的分散式自动