年产6000吨水泥熟料干法生产线纯低温余热发电工程可行性研究报告

目录第一章总论………1第二章项目背景与建设必要性…5第三章建设条件与建设地址……9第四章建设规模与装机方案……13第五章工程技术方案……………15第六章环境保护…………………47第七章节能………49第八章职业安全与卫生…………51第九章企业组织与劳动定员……53第十章项目实施进度计划与工程管理…………54第十一章投资估算与资金筹措……56第十二章财务分析…………………60

附件附图1、企业营业执照2、土地证明3、资金证明4、环境保护审查意见5、接入系统初步意见6、区域位置图7、平面布置图8、余热发电原则性热力系统图第一章总论一、项目名称及承办单位：1、项目名称：6000t/d水泥熟料干法生产线纯低温余热发电工程2、建设性质技术改造3、项目建设单位青州中联水泥联系政编码：262507通讯地址：青州市普通镇镇驻地4、报告编制单位济南市工程咨询院工程咨询等级：甲级证书编号：工咨甲1030119003发证机关：国家发展和改革委员会二、编制依据1、青州中联水泥与济南市工程咨询院签订的工程咨询委托书与合同书2、《工业建筑设计规范》、《电气设计规范》、《建筑给水排水工程规范》、《工程设计防火规范》3、《节能中长期专项规划》4、《水泥工业产业发展政策》、《水泥工业发展专项规划》5、《建设项目可行性研究与经济评价手册》(第三版)6、国家有关的法律、法规、标准规范等7、建设单位及有关部门提供的基础资料及证明文件三、设计范围1、主要生产工程6000t/d水泥熟料生产线窑头、窑尾废气旁路系统及飞灰处理系统，纯低温余热发电系统的SP余热锅炉、AQC余热锅炉、汽轮发电机组、锅炉水处理设施，循环冷却水系统、DCS控制系统等的设计。2、涉及的内容本工程内容的专业有：项目建设必要性、项目建设条件与厂址、工程技术方案、环境保护与节能、劳动安全卫生与消防、企业组织与劳动定员、项目实施进度与工程管理、投资估算与资金筹措、财务分析等。四、设计原则和指导思想尽可能做到余热电站在正常运行时不影响水泥熟料生产线的正常工作，余热电站建设时减少对水泥生产线正常生产的影响，余热电站设计遵循“技术先进、生产可靠、节约投资”的原则，具体指导思想如下：1、在不影响水泥生产的前提下最大限度的利用余热；2、在技术方案上统一考虑回收利用水泥生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器的废气余热，冷却机采用中部抽风，合理设计中部抽风口，并设余风再循环；3、在生产可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低操作成本和改造基建的投入；4、以生产可靠为前提，采用成熟、可靠的生产工艺和设备，生产设备原则上采用国产设备；5、贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。五、建设单位概况青州中联水泥位于山东省青州市普通镇，由中国联合水泥(隶属于中国建筑材料集团公司)和下属的鲁南中联水泥投资组建，注册资金20000万元，中国联合水泥投资占80%，鲁南中联水泥投资占20%。一期6000t/d水泥熟料生产线已于2007年1月建成投产，主要产品为20万t/a的P.O42.5普硅水泥和80万t/aO.F32.5粉煤灰水泥，采用Ф×74m规格的回转窑、双系列五级旋风预热器在线喷腾式分解炉新型干法生产线。五、研究结论1、建设地址本项目建于潍坊市青州市普通镇，青州中联水泥院内，该地址交通便捷，配套基础设施齐全，可充分原有设施，降低建设投资，建设条件极为方便。2、建设规模本项目为6000t/d水泥熟料干法生产线配套纯低温余热发电系统，新上9MW发电机组一套，年发电量5659万KWH，年供电量5620万KWH。3、装机方案根据水泥熟料装置运行的技术参数和余热量，SP余热回收锅炉选用型号为，AQC余热回收锅炉选用型号为KA200/380-19.5-1.18/335，发电机选用QF-9-2型，凝汽式汽轮机选用。4、项目实施进度计划该项目建设期为1年，计划2007年7月份开工建设，到2008年6月底全部完成并竣工验收。5、劳动定员该项目建成后，需工作人员26人，工作人员主要由青州中联水泥内部调剂，不足部分由社会劳动力市场招聘和接收大中专毕业生两种途径解决。6、投资估算本项目总投资估算为6168万元，其中，固定资产投资6150万元，铺底流动资金18万元。固定资产投资中土建工程1071万元，设备购置及安装费4336万元(含进口设备费71.05万美元)，其他费用327万元，预备费288万元，建设期利息128万元。项目资本金1300万元。7、资金筹措⑴申请银行贷款3600万元；⑵其余建设资金由青州中联水泥自筹解决。8、主要技术经济指标项目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序号指标单位数量备注一生产规模1装机容量KW90002年发电量KWH56593年供电量KWH5200二项目计算期年151建设期年12生产经营期年14三项目总投资万元61681固定资产投资万元61502铺底流动资金万元18四劳动定员人26五正常年销售收入万元2148六总成本费用万元788七销售税金及附加万元35八增值税万元346九利润总额万元1371十所得税万元452十一税后利润万元919十二经济评价指标1财务内部收益率%2财务净现值万元3086Ic=10%3投资回收期年十三投资利润率%十四投资利税率%

第二章项目背景与建设必要性一、项目概况水泥工业是国民经济的重要基础产业，是国民经济社会发展水平和综合实力的重要标志。改革开放以来，随着经济建设规模扩大，我国水泥工业发展很快。1978年全国水泥产量6524万吨，2005年水泥产量10.60亿吨，水泥年产量净增9.95亿吨。从1985年起我国水泥产量已连续21年居世界第一位，目前占世界总产量的48%左右。水泥产量的快速增长，从数量上基本满足了国民经济持续快速发展和大规模经济建设的需要。随着全球经济的快速增长，对能源的需求越来越多，能源已成为经济增长的制约瓶颈。水泥制造业是一个高能耗产业，不仅每年要消耗大量的煤炭等一次能源，而且还要消耗大量的二次能源---电力，虽然随着水泥煅烧技术的发展，系统热效率得到了较大的提高，1300t/d、2500t/d、5000t/d新型干法水泥生产线的熟料热耗已经分别达到了3475kJ/kg(830kcal/kg)、3140kJ/kg(750kcal/kg)、2970kJ/kg(710kcal/kg)，但仍有大量的中、低温废气余热未能被充分利用，造成大量的能源浪费，并产生大量的废气，其中CO2的排放量占到了我国CO2总排放量的20%。树立科学发展观、建立循环经济运行体系是我国一项长期的重大技术政策，合理的综合利用现有的宝贵资源是我国确保经济可持续发展的关键。在窑外分解新型干法水泥生产工艺中，窑尾预热器和窑头熟料冷却机的废气除了部分用于烘干原料、煤以外，仍然排掉了大量的低温废气，余热白白损失了，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%，进一步充分利用这些中低品位的余热是节约能源、减少温室气体排放的关键。国家也出台了一系列优惠政策鼓励发展余热余压综合利用项目。在国家政策的鼓励下，国内许多水泥制造企业如：海螺集团宁国水泥厂、广西鱼峰水泥厂、浙江长兴煤山众盛建材、浙江三狮水泥股份等针对水泥生产过程中产生的余热，建设了纯低温余热发电装置，取得了相当成功的经验和较好的经济效益。不仅使水泥生产线产生的废热资源转化为电能，使其变废为宝，降低水泥生产成本和提高企业的经济效益，有利缓解水泥制造企业生产用电的紧张形势，而且可降低排烟温度和排尘浓度，减轻热污染和环境污染。青州中联水泥是以生产水泥熟料为主导的水泥生产企业，现公司生产能力为6000t/d水泥熟料，每天有大量的余热被白白损失，大量的CO2排入大气中，对当地环境造成一定的污染。依据目前国内水泥生产企业的运作方式和国家有关政策，经过公司研究决定新上余热发电装置，来降低企业生产成本，提高企业的经济实力。二、建设必要性1、项目的建设符合国家产业政策节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。为推动全社会开展节能降耗，缓解能源瓶颈制约，建设节能型社会，促进经济社会可持续发展，实现全面建设小康社会的宏伟目标，国家发展和改革委员会制定了第一个《节能中长期专项规划》，规划中提出了十大重点节能工程，并对实施工作进行具体部署。通过实施十大重点节能工程，“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的节能目标。十大重点节能工程包括：节约和替代石油、燃煤工业锅炉（窑炉）改造、区域热电联产、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、建筑节能、绿色照明、政府机构节能以及节能监测和技术服务体系建设工程等。青州中联水泥依据公司的产品生产情况，在水泥熟料装置中装设余热回收系统和发电机组，实现能源综合利用，增加企业经济实力。本项目的建设属于《节能中长期专项规划》中节能重点领域和重点工程余热余压利用工程。同时该项目建设符合国家《产业结构调整指导目录(2005年本)》中第二十六款“环境保护与资源节约综合利用”第34和35条“节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造；日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产余热发电”。因此该项目的建设是国家重点鼓励发展的项目，符合国家相关的产业政策。2、项目的建设有利于节约能源，保护环境目前国内鼓励发展的新型干法水泥生产工艺，烧成系统采用了窑外分解系统，生产过程中窑尾预热器和窑头熟料冷却机会产生大量的中、低温余热，这部分余热除了部分用于烘干原料、煤以外，仍然排掉了大量的中、低温废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%，造成大量能源的浪费。通过安装余热回收发电系统，将这部分热能转化为电能，这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本又低，经济效益十分显著。青州中联水泥已经建成投产了6000t/d水泥熟料装置，在生产过程中有大量的热能产生，目前这部分热能没被利用，大量的余热白白损失。按照目前国内6000t/d水泥熟料生产能力的企业，在不影响水泥生产线正常工作的前提下，可配套建设9MW装机容量的纯低温余热发电系统，年发电量为5650万KWH，扣除自用电外年可供电量5200万KWH，按火电发电厂发电效率为标准煤/KWH计，年节约标准煤19900t，同时可减少CO2排放量53500t。因此通过本项目的建设，使水泥熟料生产过程中产生的余热回收得以利用发电，不仅使能源得到综合利用，而且发的电量用于生产，实现节能降耗，增加经济效益，减轻对环境的污染。3、项目的建设是建设节约型社会的需要国务院最近下发的《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》中，要求国务院各有关部门、各级人民政府“要坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针，紧紧围绕实现经济增长方式的根本性转变，以提高资源利用效率为核心，以节能、节水、节材、节地、资源综合利用和发展循环经济为重点，加快结构调整，推进技术进步，完善政策措施，强化节约意识，尽快建立健全促进节约型社会建设的体制和机制，逐步建立节约型的增长方式和消费模式，以资源的高效和循环利用，促进经济社会可持续发展”。能源是企业发展运营的必要条件，并且是经济发展的基本条件之一，我国是世界上资源严重缺乏国家之一。由于我国起点低，生产技术落后，过去是走着粗放型、高能耗的发展之路，随着经济发展和城市化进程的加快，资源短缺成为制约经济发展的瓶颈，国家和企业均认识到这一点，经济的发展已由过去的粗放型经济向集约型经济转变，提出了建设经济节约型社会和环境友好型社会，势必要求企业走资源节约之路。通过本项目建设，青州中联水泥可使水泥熟料生产过程的热能转化为电能，可使能源得到综合利用，提高资源利用效率，符合建设节约型社会的需要。4、项目的建设是市场竞争、企业发展的需要企业为了求得生存和发展，必须顺应市场的变化不断调整产品结构、降低生产成本。自改革开放以来，随着我国经济的持续高速发展，对能源的需求量不断增长，电能已成为各行各业生产过程中不可或缺的重要能源，且在生产成本中占有重要的一席，降低生产成本已是企业获得生存发展的有效途径。青州中联水泥在水泥熟料生产过程中有大量的热能产生，目前这部分热能没被利用，大量的余热白白损失。通过本项目的建设，使生产过程中产生的余热回收得以利用发电，据初步测算，配套建设1座9MW的纯低温余热发电系统，年发电量可达5600多万KWH，回用于生产，可为企业节约电费支出达2000多万元，为企业降低生产成本，增强企业的竞争能力。综上所述，该项目的建设不仅符合当前国家鼓励发展的产业政策，而且能回收利用水泥熟料生产过程中产生的热能，实现节约能源、降低生产成本，减少环境污染。既有明显的经济效益，又有良好的社会效益。因此本工程的建设是十分必要的。

第三章建设条件与建设地址一、建设地区概况青州市位于山东半岛中部，沂山北麓，胶济铁路中段，东接风筝都潍坊，西临工矿重镇淄博和化工基地齐鲁石化公司。1986年由原益都县撤县设市，现辖6个街道、15个镇，1052个行政村（社区），总面积1569平方公里，人口90万。有汉、回、满等35个民族，少数民族2.5万人。青州市现有耕地面积103万亩，农田基本建设条件较好，粮食作物主要有小麦、玉米、大豆、水稻，经济作物以黄烟、棉花、蔬菜、果品为主，粮棉产量及禽兽养殖加工都有较大幅度的增长。工业门类较全，拥有机械、轻工、治金、化工、电子、纺织、建材、皮革、造纸、卷烟、酿酒、食品等十几个行业，产品达2000余种的工业体系。青州是中国古九州之一，在七千年的人类文化发展过程中这里留下了众多的“北辛文化”、“龙山文化”。云门山摩崖巨“寿”名扬天下，驼山北周佛教石窟造像为华东之最，众多景观，吸引了许多的中外游客前来观光旅游。矿产主要有铁矿石、石灰石、碱石、红粘土、黄沙等，开发前景广阔，已探明的高品位铁矿石储量1.29亿吨。社会各项事业协调发展，先后被评为“国家卫生城市”、“中国优秀旅游城市”、“全国社区建设示范市”、“全国园林绿化先进市”、“全国科技进步先进市”、“全国文化工作先进市”、“全国民族团结进步模范集体”、“省级文明城市创建工作先进市”、“全国老龄工作先进市”、“全国团建先进县（市区）”、“第三批国家级生态示范区”，跨入“2005中国特色魅力城市200强”行列，顺利通过国家环保模范城市和国家园林城市的预验收，连续第四次荣获“全国民族团结进步模范集体”称号。连续两年荣获“平安山东建设先进市”称号。近年来，在潍坊市委、市政府的正确领导下，全市上下以科学发展观统领全局，解放思想，干事创业，全市经济社会迈上了一个新的台阶。2005年，全市完成地区生产总值147.8亿元，同比增长21.6%；规模以上工业企业实现销售收入255亿元，实交税金18.2亿元，分别增长57.2%和31.4%；规模以上固定资产投资109.6亿元；地方财政收入5.15亿元，增长25.5%；农民人均纯收入和城镇居民人均可支配收入分别达到4630元和9113元，增长10.2%和10.4%；社会消费品零售总额53.2亿元，增长15.7%；金融机构各项存款余额达到121.5亿元，增长17.5%，具有良好地社会经济条件。二、建设地址本项目建于潍坊市青州市普通镇，青州中联水泥院内，该地址交通便捷，配套基础设施齐全，可充分原有设施，降低建设投资，建设条件极为方便。附：区域位置图三、自然条件1、地形、地貌青州市位于东经118°00'-120°01',北纬36°30'-37°26',地处鲁沂山区与鲁北平原交接地带,地势自西南向东北逐渐倾斜。海拨高程最高点，最低点。境内地貌类型以西南部低山丘陵、东南部岗丘，中、北部平原为主。项目用地范围内现状为耕地，无其他特殊建构筑物，建设用地地势平坦，易于施工建设，地理位置较好。2、地质地震青州市在大地构造上属华北台地，处在鲁西隆起、沂沭断裂带、鲁东隆起三个次级构造的交汇处。根据国家地震局《中国地震烈度区划图》，该项目所在区域为7度烈度区。该项目所有建构筑物的建设标准均按国家抗震设计规范要求建设。3、水文、气象青州市属大陆性气候，为暖温带半湿润季风区，气候温和，四季分明，雨量集中，雨热同期。气温：年平均气温℃年平均最高气温℃极端最高气温℃年平均最低气温℃极端最低气温℃降水量：年平均降水量年最大降水量年最小降水量湿度：年平均空气湿度67.5%年最大空气湿度90%年最小空气湿度55%风向风力：夏季主导风向为：东南风冬季主导风向为：北风最大风速：20m/s最大冻土深度500mm从地质、水文、气象等条件来看，对工程建设无不利影响。四、外部配套条件1、交通运输潍坊市是山东省重要的交通枢纽，素有“半岛走廊”之称，胶济铁路横贯东西，通达全国各地。国道及城乡公路四通八达，济青高速公路、潍莱高速公路、潍徐、潍德、烟潍、潍石、王潍等多干线公路途径本市，通车里程达7238公里（不含乡村道路）。北部沿海已建有港口3处，22个泊位，可直通大连、天津等地。潍坊机场业已开通十多条国内航线。青州中联水泥位于青州市普通镇，距青州市区2公里。工厂临近济青高速公路、胶济铁路、309国道，交通非常2、给水青州中联水泥现共有两口井，均在厂区内，共有两个潜水电泵型号分别是：250JQ80-160(流量80立方每小时、扬程160米)，205JQ100-160(流量100立方米每小时、扬程160米)。两口井均靠近院墙，并联向联合泵房水池供水。正常生产时使用250JQ100-160水泵，另一台备用。余热综合利用机组技改后发电机组耗水约120m33、排水项目厂区内排水采用雨污分流制，分别敷设生产废水、雨水排水管道和生活污水排水管道。生活污水主要是职工洗涤污水及冲刷粪便用污水，经化粪池滞留沉淀处理后，排入厂区生活污水管网，送至污水处理站处理达标后外排。生产废水主要是产生的循环水污水和生产车间地面冲刷用水，此类废水经过污水处理设施处理后，可以和雨水合流直接排至污水处理站处理达标后外排。4、供电目前青州220KV变电站配有二台容量为2x120MVA的主变压器，；两路110KV架空线路紧邻本项目厂址南侧通过，单线供电能力为97MVA；其中一路青兴线至庙子镇的铁矿区、供电能力为60MVA；另一路青饶线至城西尧王山变电站、供电能力为80MVA。孰料线所需电源从这两路110KV架空线路上、采取“T”接方式、以双回路向厂区总降压变电站供电，电网电力充足，电源可靠。公司正常生产情况下，用电需求约在30MW左右，余热发电系统启动功率为500KW，故本项目供电是有保障的。此外，本项目保安电源还可考虑引自普通镇变电站；该站距离本项目厂址约3km，现配有2000kVA变压器一台，电压为35Kv/10Kv，目前10Kv有出线间隔，可满足本项目工厂1000Kva保安电源的需要。5青州市通讯设施先进，全部实现了程控自动交换，可直拨国内外。形成以高速宽带为主的高效迅捷的网络，各类信息能够及时传输交流，为项目的建设提供了便利条件。

第四章建设规模和装机方案一、水泥熟料工艺简述18世纪下半叶，伴随英国资产阶级大革命的胜利，标志着近代人类居住文明的材料工业--波特兰(硅酸盐)水泥工业在英国诞生。从1824年阿斯普丁注册第一个波特兰水泥专利，一直到20世纪初，波特兰水泥工业在英国历时76年，基本形成了近代水泥工业雏形。德国借助于英国产业革命的成果，于1896年建造了第一台回转窑，生产的水泥称做旋窑水泥，以区别于立窑水泥，并于1928年发明了立波尔窑，使产量大幅度提高，熟料热耗大幅降低，成为主导于20世纪40、50年代的世界水泥工业的窑型，并逐步取代了代表20、30年代先进窑型的湿法工艺。50年代初，西德人又发明了具有划时代意义的悬浮预热器技术，成为60、70年代的主导窑型。1963年日本引入德国的悬浮预热器技术，经过研究和改进，于1971年发明了震惊世界水泥界的水泥窑外分解窑技术，把水泥工业技术推向世界颠峰。自窑外分解技术发明以来，特别是80年代以来，世界上新建的大中型水泥厂，基本上都采用这种窑型。本工程生产能力为6000t/d水泥熟料，其生产工艺采取目前国际上先进的、国内鼓励发展的新型干法水泥生产工艺，烧成系统采用了窑外分解系统。二、项目的余热条件根据建设单位对6000t/d熟料生产线的测定，测定期间，窑投料量为407.5t/h，熟料产量约为6000t/d，其中窑头、窑尾风量、温度、含尘量等测定数据如下：项目单位窑头废气预热器出口废气气体静压Pa-450-5151气体温度℃256330气体流量Nm3/h280000426000气体含尘量g/Nm3气体含湿量%/干气体成分:O2%21COPPm/117CO2%/N2%796000t/d水泥熟料生产线窑头、窑尾可利用的废气参数如下：⑴窑头熟料冷却机废气量：280000Nm3/h；废气温度：256℃；余热锅炉出口温度：120℃；含尘浓度：20g⑵窑尾预热器出口废气量：426000Nm3/h；废气温度：330℃；余热锅炉出口温度：200℃（进立磨烘干原料）；含尘浓度：70g三、装机方案水泥煅烧技术的发展是随着水泥工业节能技术进步而发展的，在20世纪初，人类就开始回收水泥生产过程中的高温余热用来发电，通过余热回收利用，水泥熟料热耗降至4600-6700kJ/kg。由于水泥熟料产量低，总的热量不多，余热回收的发电机装机大部分只有750-3000KW。进入20世纪70年代以后，新型干法水泥技术的发展。使水泥窑的单台生产线的能力成倍提高，回水余热的热量增多，使装机容量大大提高。如目前的国内技术水平比较先进的的窑外分解窑水泥生产技术，生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的废气，其热量占水泥熟料烧成系统总热耗量30%以上。若按目前国内成功的实例测算，按吨熟料发电量28KWH计算，6000t/d的水泥生产线发电机装机可达9000KW。因此根据水泥熟料装置运行的技术参数和余热量，SP余热回收锅炉选用型号为KS325/330-23.0-1.18/290，AQC余热回收锅炉选用型号为KA200/380-19.5-1.18/335，发电机选用QF-9-2型，凝汽式汽轮机选用N9-1.05。四、建设规模根据水泥熟料生产规模，新上余热回收装置和9000KW发电机组一套，年发电量5659万KWH，年供电量5200万KWH。

第五章工程技术方案一、热力系统1、设计原则⑴遵照《火力发电厂设计技术规范》（DL5000-2000）和《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）进行设计。⑵贯彻节约用水原则，积极采取措施节约用水，减少水量消耗。⑶工艺系统设计和设备选型，贯彻技术先进、安全可靠的原则。⑷车间布置，要合理分区，方便施工、有利于检修和运行操作，提高综合技术水平。⑸设备选择与系统确定，要充分结合水泥余热发电系统的特点，体现技术成熟可靠，经济合理。2、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接⑴SP炉现有的窑尾预热器旋风筒出口废气管道经过改造后，接旁路管道，旁路管道与SP炉进口相连，出口则与高温风机进口相连，SP炉的排灰经过输送设备被送到增湿塔的回灰系统中；通过控制增湿塔的废气管道和旁路管道的阀门，实现锅炉和增湿塔之间投运转换，当余热锅炉停用时水泥生产线可正常生产。水泥生产线采用旋风预热器带分解炉的低热耗烧成系统，6000t/d水泥生产线窑尾一级筒出口废气温度320℃设计，SP炉排烟温度按200①SP炉形式的确定SP炉有两种布置形式：一种为卧式，另一种为立式。卧式炉主要特点是：由于换热管采用悬挂式布置，不易积灰，清灰容易，换热效果稳定，锅炉内部按顺序前后布置过热器、蒸发器和省煤器。卧式炉的缺点是：占地面积大；尤其对已有的生产线加余热锅炉系统不方便，布置困难。锅炉投影面积大，造成粉尘落点分散，一般要通过拉链机集中输送，由于拉链机的运动，漏风点多，国产锅炉很难密封，特别是在窑尾负压较大的情况下，漏风严重。使得国产卧式锅炉热效率相对立式有所降低。而日本在锅炉密封方面处理的效果好，而大部分采用卧式锅炉。立式锅炉主要优点：锅炉本体采用钢护板结构，锅炉自上而下布置过热器、蒸发器和省煤器，由于锅炉投影面积小，粉尘落点集中，回灰采用灰斗式，漏风点少、国产立式锅炉较卧式锅炉热效率高；由于锅炉的换热面增加是向上发展，因此占地面积较小，比较容易布置（可顺着窑尾风管平行布置）。特别适合于已有生产线增加余热发电系统。立式锅炉主要缺点：在相同管束情况下锅炉易积灰（特别是窑尾废气中的粉尘浓度较高）、受热面耗钢量相对较大。清洁时粉尘要经过过热器、蒸发器和省煤器，清灰效果差。锅炉的积灰主要与粉尘浓度和粉尘性质及受热面的布置水平有关，中空窑进锅炉的温度为850℃左右，此时的粉尘为熔融状态，容易附积在换热面和炉墙上，通过振打吹扫等清灰手段不易清除，从而影响锅炉的热效率。但经过预热器的烟气其温度为320-390通过以上比较和采取的措施，推荐SP炉采用立式锅炉。②SP炉的布置一台SP立式锅炉设置在窑尾预热器与窑尾高温风之间，通过烟气管道与余热锅炉连接，SP炉的烟气进出口顺着预热器出口管道上进下出。SP锅炉烟气侧阻力≤80mmH2O，通过对高温风机操作参数的调整，可使系统完全正常工作。为保证余热锅炉的启停不影响水泥生产及电站的稳定运行，在SP余热锅炉烟气连接管道设有旁通烟道可使SP炉在出现故障时或水泥生产不正常时解列SP炉，即满足了水泥生产的稳定运行又保证了SP炉的安全。通过旁通管道的调节作用还可使水泥生产及余热锅炉的运行达到理想的运行工况。⑵AQC炉因熟料冷却机的废气中含有对锅炉换热面磨蚀性较强的熟料微粒，浓度约为20g/Nm3，为保证AQC锅炉的使用寿命，提高余热利用率，方案中将在进AQC锅炉之前的管路上设置预收尘装置，根据其粒径级配，选用重力沉降室，进AQC锅炉的浓度＜8g/Nm3，收集的粉尘通过输送设备，直接送往熟料链斗机。为提高AQC锅炉的产汽量，把进AQC锅炉废气管道的抽气口往熟料冷却机高温段移动，即中部抽风，以获取较高的废气温度，更好地、有效地利用余热中的热量；AQC锅炉出口重新接至窑头电收尘进口，现有冷却机排风口保留，通过锅炉管道阀门和冷却机尾部排风管道阀门的调节，保证AQC锅炉的产汽量，为了确保AQC炉出现事故时不影响水泥生产，必要时可以解列AQC炉，同时考虑了AQC炉在出现故障是不通水而干烧的特殊情况。预收尘装置和AQC炉烟气侧阻力损失≤100mmH2O，漏风系数≤3%，6000t/d水泥生产线AQC炉排烟温度120℃⑶余热锅炉受热面型式及清灰装置的确定窑尾余热锅炉的换热面将根据烟气含量尘浓度较高的特点，采用光管受热面管束，以减少烟尘附着在换热面上；窑头余热锅炉主要考虑减少水泥熟料颗粒对换热管束的直接冲刷磨损和增加换热面积，因此采用鳍片式管束。附着在换热面上的粉尘不仅能降低锅炉的热效率，而且使烟气的通过面积减少、气流速度增大，对锅炉的冲刷磨损加大，从而降低锅炉的寿命。因此余热锅炉的清灰在余热利用系统是相当重要的。窑尾余热锅炉的清灰采用机械振打的措施来清除附着在换热面上的烟尘，通过机械振打，使粉尘进入灰斗最后排除；另外在余热锅炉设计时，换热管束之间间距可以布置的相对大一些，从而减少锅炉内部的积灰；窑头余热锅炉因采用了预除尘措施，进锅炉的粉尘浓度＜8g/Nm3，所以附着在换热面上的粉尘较少，粘结性小，基本能随气流带走，所以不设清灰装置。3、热力系统的确定⑴方案一(单压锅炉系统)根据热工标定的窑头、窑尾废气量和废气温度，6000t/h水泥生产线窑头余热锅炉由二级省煤器、蒸发器和过热器组成。窑尾余热锅炉由省煤器、五级蒸发器和过热器组成，给水经窑头AQC炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器，另一路则进入窑尾SP锅炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器。然后通过汽轮机进汽管，进入汽轮机做功发电；由于蒸发器受热面布置不同，6000t/h水泥生产线窑头蒸汽量大约为19.5t/h，而窑尾蒸汽量大约为23.0t/h。该系统设计主要特点：①最大限度地利用了窑头低热资源，AQC炉省煤器不仅向AQC炉供热水，同时也向SP炉供应热水。②6000t/h水泥生产线窑头过热蒸汽温度设计355℃，压力1.18Mpa，而窑尾过热蒸汽温度设计为295℃，压力1.18Mpa；它们在分汽缸混合后温度③单压系统锅炉结构简单，自然循环。④汽轮机为单压进汽，设备制造简单，可靠性高，投资费用少。⑵方案二（闪蒸型）本方案汽轮机为补汽式，利用热水闪蒸技术，设置一台闪蒸器和补汽装置，闪蒸器出的饱和蒸汽混入汽轮机做功。窑头AQC余热锅炉由省煤器、蒸发器和过热器组成，而窑尾余热锅炉由省煤器、蒸发器和过热器组成。给水分为二路：一路经电动调节阀直接进入窑头AQC炉省煤器，另一路经电动阀调节后进入窑尾SP炉省煤器。两台省煤器出来的热水分别进入各自的汽包和公用的闪蒸器。进入窑头AQC炉和窑尾SP炉汽包的欠饱和水经各自蒸发器、过热器加热成过热蒸汽后一同进入汽轮机做功发电。进入闪蒸系统的热水先进闪蒸器，闪蒸产生的饱和蒸汽通过补汽装置进入汽轮机发电。闪蒸器的出水又重新泵入窑头窑尾锅炉省煤器作为给水。该系统设计特点：①用闪蒸技术，热利用效率较高（和单压系统相比，大约提高3-5%）；②系统运行稳定；③系统较复杂，除正常设置外，另加设闪蒸器；汽轮机增加补汽调节装置；④由于闪蒸汽有一定的湿度，对汽机的转子要求较高，目前国内生产此类汽轮机较少，须重新设计补汽式汽轮机，汽机制造周期长，价格高。⑶方案三（双压锅炉型）该方案最显著的特点是余热锅炉采用高、低压两种蒸汽参数向汽机供汽。窑头、窑尾余热锅炉均由省煤器、低压蒸发器、低压汽包和高压汽包、低压汽包和高压汽包、高压蒸发器、高压过热器组成。给水分为两路，一路经省煤器进入窑头、窑尾低压汽包，经低温蒸发器加热成饱和蒸汽进入汽轮机发电。一路经省煤器进入窑头、窑尾高压汽包，经窑头和窑尾高压蒸发器、高压过热器加热成过热蒸汽进入汽轮机发电。该系统设计特点：①利用效率较高（和单压系统相比，余热利用提高大约3-5%）；②窑头和窑尾余热锅炉热力系统设计较为复杂，运行维修都不方便；③收低温烟气余热，余热锅炉造价大为提高；④由于是双压系统，同样对汽轮机要求较高，目前国内生产此类汽轮机较少，须重新设计补汽式汽轮机，汽机制造周期长，价格高；⑤系统运行要求高。综上所述，单压系统由于其系统简单，设备运行可靠，投资省，而得到方泛采用，其国内使用业绩表明，技术成熟可靠。而双压或闪蒸系统由于受到国产汽轮产品的限制，最终发电效果并不明显高于单压系统，其关键原因是，大部分汽轮机制造厂并没有根据水泥行业余热发电的具体情况，开发设计新供水泥行业纯低温余热发电用的汽轮机，造成双压补汽式汽轮机内效率略低于单压式汽轮机。因此，本项目推荐的热力系统为单压系统。4、余热烟气性质以及热力计算⑴烟气中的成分（设计值）烟气中含O2：4.5%烟气中含CO2：25%烟气中含N2：66%烟气中含H2O：4.5%烟气中含灰分：0.06%⑵热力计算设计工况水泥产量:6000t/dAQCSP烟（风）流量（Nm3/h）280000426000烟（风）温度（℃）380320过热蒸汽温度（℃）355295过热蒸汽流量（t/h）过热蒸汽压力（Mpa）混合蒸汽流量（t/h）混合蒸汽温度（℃）混合蒸汽压力（Mpa）汽轮机进汽温度（℃）334汽轮机进汽压力（Mpa）汽轮发电机汽耗（kg/kWh）5.5（5.3）*汽轮发电机功率（KW）7730（8020）*注：带*的（）内值为汽轮机实际运行的最低汽耗和最大输出功率。5、主机型式及其主要设计规范⑴余热锅炉余热锅炉形式：立式（塔式）、自然循环、单压、无补燃、室外露天布置最大工况窑产量:6300t/dAQCSP参数烟（风）流量（Nm3/h）250000357000烟（风）温度（℃）380320过热蒸汽温度（℃）360295过热蒸汽流量（t/h）过热蒸汽压力（Mpa）混合蒸汽流量（t/h）混合蒸汽温度（℃）混合蒸汽压力（Mpa）汽轮机进汽温度（℃）330汽轮机进汽压力（Mpa）汽轮发电机汽耗（kg/kWh）5.5（5.3）*汽轮发电机功率（KW）9018（9350）*余热锅炉各工况下性能参数（每台）序号内容单位额定工况性能SP炉AQC炉1主蒸气压力Mpa2主蒸气温度℃2953553最大连续蒸发量T/h4给水温度℃150405余热锅炉进烟量Nm3/h3220002000006余热锅炉进烟温度℃3203807余热锅炉排烟温度℃206122⑵汽轮发电机组①汽轮机序号内容1#汽轮机1型号2铭牌功率（KW）90003型式低压、单缸、单轴、冲动、凝汽式汽轮机4额定转数（r/min）30005旋转方向顺汽流方向为顺时针6汽轮机回热级数无7制造厂家国内汽轮机制造厂②汽轮机各工况下的性能参数（每台）：序号内容单位额定工况性能汽轮机1发电机功率MW92汽轮机主汽门前压力Mpa±3汽轮机主汽门前温度℃334±54汽轮机排汽压力KPa65汽轮机汽耗率kg/KWH③发电机序号内容单位额定工况性能发电机1型号QF-9-22额定功率MW93额定电压KV4功率因数5额定转数r/min30006额定频率HZ507效率97%8冷却方式空冷6、热力系统设计特点及说明⑴热力系统概述水泥余热发电的热力系统主要由余热锅炉和汽轮机汽水系统组成，锅炉本体的热力系统随设备整体采购。⑵汽水循环系统1)汽水循环系统概述汽水循环系统主要由余热锅炉（汽水系统）和汽轮机以及辅助设备和管道组成。锅炉主蒸汽进入汽缸，然后由汽缸进入汽轮机。因考虑余热锅炉烟气利用汽轮机不设置回热系统，采用真空除氧器。汽轮机配一台射水抽气器式真空除氧器。2)主蒸汽和旁路系统主蒸汽管道为母管制，由余热锅炉的过热器出口联箱引出，经锅炉主汽电动门、流量测量孔板、主蒸汽隔离门后进入主厂房汽缸，由汽缸接至汽轮机的隔离门、流量测量孔板、电动主汽门、自动主汽门、调节汽门，进入汽轮机作功后，排至凝汽器，蒸汽在凝汽器中凝结成水，汇入热水井。供汽轮机前后轴封新蒸汽的管道接至主汽门前。3)疏水系统在汽轮机启动、停机或低负荷运行时，要把主蒸汽管道及其分支管道、阀门等部件中集聚的凝结水迅速地排走，否则进入汽轮机通流部分，将会引起水击，另外会引起其它用汽设备和管道发生故障。①汽机电动主汽门前疏水、自动主汽阀后疏水、汽缸疏水接至疏水膨胀箱，通过热疏水母管至疏水箱；②前后汽封疏水直接排地沟；③自动主汽阀杆疏水直接排地沟；④汽轮机汽动油泵供汽管、轴封供汽管疏水，引至疏水膨胀箱，通过热疏水母管至疏水箱；⑤锅炉主蒸汽隔离汽门前疏水通过热疏水母管至疏水箱；⑥锅炉本体疏水全部排地沟。4)给水系统除氧器出水至低压给水母管ф219×6，给水泵将除氧器水箱中的给水升压至高压给水母管ф133×4.5，从母管接一ф108×4给水管道送至6000t/d水泥生产线AQC锅炉一级省煤器入口集箱，经AQC锅炉低温省煤器后分为两路，一路至AQC锅炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器，最后由过热器出口集箱至分汽缸，另一种到SP锅炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器最后由过热器出口集箱至汽缸。设置两台100%容量的电动给水泵，一用一备。5)凝结水系统凝结水系统设有两台100%容量的卧式凝结水泵。凝结水由凝结水泵升压，将凝汽器热水井中的凝结水经轴封加热器打入除氧器。并且设置凝汽器热水井再循环水门、凝结水排污门。本工程采用除盐水补水，机组启动或负荷低时，除盐水直接补充至凝汽器热水井中，机组正常运行时，除盐水补至除氧器。6）主厂房循环冷却水及工业水系统①循环冷却水系统循环冷却水系统为凝汽器提供冷却水，采用机力通风冷却塔循环系统，其补充水来自厂区工业水。循环冷却水为汽轮机冷油器、发电机空气冷却器提供冷却水，供水管自凝汽器循环水进口蝶阀前的管道上接出，直接输送至各冷却设备，冷却水回水接至循环冷却水回水管。冷油器当机组停运时用工业水。其他设备冷却水用循环水或工业水，部分回收到冷却塔。循环水还提供给射水泵工业水箱，通过射水泵维持凝汽器真空。②工业水系统工业水由总厂DN250管道过来，做为冷却塔补充水、工业设备冷却水以及除盐水用水。7、主要辅助设备⑴凝汽器选择原则及主要技术参数①选择原则凝汽器通常由汽轮机厂家配套供货。②主要设计参数序号内容凝汽器1供货厂家汽轮机厂配套2型号N12503型式双流程二道制表面式4冷却面积（m2）10005额定排汽压力（Kpa）66额定排汽流量（t/h）7冷却水量（t/h）28008凝结水温度（℃）389冷却水温度（℃）≤3310管束材质Hsn70-1A11台数1⑵给水泵选型原则及主要技术参数①选型原则给水泵容量和扬程的选择应满足《火力发电厂设计技术规程》中对给水泵选型的要求。容量大于锅炉额定给水量并考虑一定的裕量，扬程取除氧器给水箱出口到省煤器进口介质流动总阻力、锅炉正常水位与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差、锅炉达到最大连续蒸发量时的省煤器入口给水压力以及除氧器额定工作压力之向量和。②主要技术参数型号：DG46-50X6；；扬程：300mH2O；水泵轴功率：75KW；转速：2950r/min；电动机功率：75KW；电动机电压：380V；频率：50HZ；台数：两台（一用一备）。⑶凝结水泵主要技术参数①选型原则选择凝结水泵容量时应考虑使凝结水泵正常工作点在最佳状态。凝结水泵的扬程选择遵循《火力发电厂设计技术规定》。②主要技术规范型号：4N6；流量：60t/h；扬程：57H2O；转速：2950r/min；电动机功率：22KW；电动机电压：380V；频率：50HZ；台数：2。附：热力系统图二、化学水处理系统1、概述⑴化水专业设计主要内容和范围主要设计内容和范围包括：锅炉补给水处理系统、循环水处理系统、水汽取样系统、炉内加药系统、化学实验室等。⑵水源及水质本项目余热锅炉补给水源为地下水，水质资料见下表。原水水质资料序号监测项目计量单位监测结果1总硬度mg/L4342浊度NTU13PH值4铁mg/L5色度mg/L56氯化物mg/L7硫化物mg/L未检出8总磷mg/L9钾mg/L10钠mg/L11锰mg/L12碱度mg/L13电导率uS/cm760⑶水汽质量标准①汽包给水的质量控制标准（GB1576-2001）如下：序号项目计量单位控制标准1悬浮物mg/l≤52PH值（25℃无量纲≥73总硬度mmol/L≤4溶解氧mg/l≤5含油量mg/l≤26含铁量mg/l≤②汽包炉水的质量控制标准（GB1576-2001）如下：序号项目计量单位控制标准1总碱度mmol/L≤142PH（25℃无量纲10-123溶解固形物mg/l＜30004PO43-mg/l10-305SO32-mg/l10-306相对碱度无量纲2、锅炉补给水处理系统⑴系统的选择及出力的确定1)电厂的各项水汽损失电厂的各项水汽损失表（t/h）序号水汽损失类别及所需水处理容量1厂内水汽循环损失2.5(5%)2锅炉排汽损失1.0(2%)3其他1.5(3%)4正常损失5事故或启动而增加的水处理设备出力（t/h）6所需水量（正常）所需水量（最大）2)水处理方式选择根据余热锅炉给水质量、给水水质标准和环保要求，真空除氧器前的补给水处理系统可选择钠离子交换法、反渗透+混床或全膜法处理系统，现就这三种方案进行比较。①钠离子交换工艺钠离子交换工艺简易流程如下：锅炉补给水来水→机械过滤器→钠离子交换器→锅炉补给水此工艺主要设备为钠离子交换器。当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠离子。从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换的能力。离子交换法出水水质：悬浮物≤5mg/L；总硬度≤0.03mmol/L，PH＞7。②反渗透+混床工艺反渗透+混床工艺处理工艺简易流程如下：锅炉补给水来水→预处理单元→保安过滤器→RO→混合离子交换器→锅炉补给水此工艺采用反渗透作为预除盐单元，去除大部分离子，然后再由混床去除水中的残留离子以及硬度并调整PH值。反渗透作为工艺中的主除盐单元，它能去除原水中的98%的盐。由于是一种纯物理的分离装置，加上纳米级以上的过滤功能，除了去除无机离子外，对微颗粒去除能力相当突出。反渗透方法可用于去除水中的浊度、色度、硬度、镭、铀等放射元素和三氯甲烷、石棉等致癌物质及各种无机离子，目前被广泛应用于水处理工艺中。混床是将阴、阳离子交换树脂按一定比例混合，放在同一个交换器内的装置。水通过此交换器时，水中阴、阳离子同时与阴、阳树脂发生反应，达到补给水除盐的目的。混床具有出水纯度高、水质稳定、冲洗时间短等缺点。反渗透+混床出水水质：电导率＜20μS/cm，PH值7-9，硬度≤0.03mmol/l，悬浮物≤5mg/L。③全膜法工艺全膜法处理工艺简易流程如下：锅炉补给水来水→自清洗过滤器→超滤→一级RO→二级RO→EDI→锅炉补给水该工艺采用二级反渗透作为初脱盐单元（它能却除原水中的98%的盐），EDI工艺为精除盐，以保证水质稳定的要求。EDI电去离子过程将离子交换技术和离子电迁移技术与电渗析有机结合，其基本原则主要包括离子交换、直流电场作用下离子的选择性迁移及树脂的电再生等三个方面，这三个过程相伴发生，相互促进，达到连续去离子的目的。全膜法出水水质：电导率：＜20μS/cm，SiO2＜20μg/l，PH值7-9根据方案比较，从工程投资和运行费用方面分析，一级反渗透+混床工艺方案对于此低压锅炉系统来说是最优化的方案。拟采用以下工艺：管网供水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→中间水箱→中间水泵→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→热力系统3)系统出力根据上述水汽损失情况和工艺流程，锅炉补给水处理工程按水处理系统出力按8t/h设计。锅炉补给水处理系统主要设备列于下表：序号设备名称规格和型号单位数量1原水箱V=30m台12原水泵Q=25m3/h,P=50mH2台23多介质过滤器Q=25t/h台24PAC加药装置Q=0/h台15静态混合器DN80台16反冲洗水泵Q=50m3/h,P=50mH2台17RO装置套18保安过滤器25t/h台19高压泵台210反渗透组件16t/h套111化学清洗系统套112中间水箱V=5m台113中间水泵Q=22m32台214混床套215混合离子交换器16t/h台216酸计量箱V=1m台117碱计量箱V=1m台118酸喷射器台119碱喷射器台120再生水泵Q=8m3，P=36mH2台121精密滤器16t/h台122除盐水箱V=30m台123除盐水泵Q=22m32台2⑵出水水质系统出水水质如下表：序号项目计量单位控制标准1PH值无量纲7-92硬度mmol/l≤3悬浮物mg/L≤5系统出水水质符合《低压锅炉水质标准》（GB1576-2001）3、循环冷却水处理系统⑴循环水系统的有关参数本工程冷却水系统为敞开式循环冷却水系统，根据电厂补充水水质，循环冷却水浓缩位率暂按2倍设计，循环冷却水系统参数如下：序号项目1循环水量3000m32循环水补水量96m33蒸发损失水量48m34风吹损失水量9m35排污水量39m3⑵循环冷却水的处理由于电厂循环水补充水的水质属结垢性的水，同时随着浓缩倍率的提高其结垢倾向越来越严重。对于水质的处理，如果采用软化以及化学或物理方法进行除硬度，从投资和运行成本上是极不经济的。为了防止换热面上结垢而影响换热设备传热，建议采用在循环水中加入水质稳定剂等药剂，提高水质极限碳酸盐硬度，然后在补充水中加硫酸，降低碱度，提高浓缩倍率。加酸法是向冷却水中加入浓硫酸，使补充水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2转化为CaSO4和MgSO4的溶解度远远大于CaCO3和MgCO3，故加酸生成了硫酸钙和硫酸镁后就不易形成水垢析出，从而控制了冷却水中水垢的生成。但是如果原水硫酸根离子含量高，再用硫酸中和，则可能在循环水浓缩后析出硫酸钙结晶体，因此应控制循环水的硫酸钙含量不超过1000mg/L。在加酸控制冷却水中生成水垢时，水的PH值将下降，从而使水的腐蚀性增加，此时应向水中添加相应的冷却水缓蚀剂，同时应按照GB50050-95《工业循环冷却水处理设计规范》中的要求，控制水的PH值保持在7.0-9.2之间，不要让冷却水的PH＜7。为防止循环水中滋长藻类有机物黏膜及细菌等，保持循环冷却水系统设备和管道的表面清洁，拟进行杀菌灭藻处理，建议采用杀菌剂处理。±0.4。杀菌剂和稳定剂加药均为人工往循环水池加药。⑶循环水处理药品的运输和贮存硫酸溶液、缓蚀阻垢剂和杀菌剂均为汽车运输，并设有贮存设备，存放于循环水泵房内。4、水汽冷却取样系统⑴水汽取样系统为及时、准确地监督机炉运行中水、汽品质变化情况，诊断系统中的设备故障，以保证电厂机组的安全运行，设置水汽取样分析装置，设置必要的取样点。⑵取样装置管道、阀门及其他组件的配置所有取样汽水流经的管路均采用不锈钢。取样装置的管道及阀门的最大压力和工作温度满足机组相应取样点的最大压力和最高温度要求。取样冷却器国内订购。⑶水汽取样装置的布置锅炉炉水、蒸汽取样装置布置在锅炉运行平台，锅炉给水、凝结水取样装置布置在主厂房内。5、加药系统⑴系统概述为控制炉水的水质，最大限度地减少热力系统结垢和腐蚀，设置化学加药系统，考虑到本系统为低压锅炉系统，设置磷酸盐加药系统。⑵磷酸盐加药系统炉水加磷酸盐系统一套。加药管选用不锈钢材质。⑶控制方式加药方式采用加药泵和专用管道直接压入汽包。⑷设备布置磷酸盐加药系统布置在SP锅炉塔架地面。6、化学实验室设置常规水分析化学实验室，化验室布置在主厂房化学水处理车间内，并配置1套进行常规水分析的实验室仪器和设备。7、工业废水集中处理系统电厂工业废水包括：锅炉补给水处理系统运行排水、锅炉排污水、循环水排污水等至总厂进行处理。三、给排水1、概述⑴设计主要内容和范围主要设计内容和范围包括：余热电站范围内的补充水系统、循环冷却水系统和生活生产给排水系统。⑵水源及水质原水水质如下表所示原水水质资料序号监测项目计量单位监测结果1总硬度mg/L4342浊度NTU13PH值无量纲4铁mg/L5色度mg/L56氯化物mg/L7硫化物mg/L未检出8总磷mg/L9钾mg/L10钠mg/L11锰mg/L12碱度mg/L24813电导率µS/cm7602、全厂水务管理和水量平衡⑴概述电厂用水主要包括化学补充水、循环水补充水、工业设备冷却水、锅炉排污水、生活用水、消防用水等。电厂用水取自总厂给水管网，其中部分工业设备冷却水回收至循环水。生活用水、锅炉排污水、循环水排污水、化学冲洗水等排至地沟交于总厂处理后进行排放。经估算本工程最大小时用水量为：115m3⑵循环水量本热电站总用水量3000m3/h，其中循环水量汽轮机凝汽器2800m3/h，，空冷器、冷油器冷却水以及其他设备冷却水⑶补充水量本工程补充水量按115m33、补给水系统⑴循环水补水从厂区的生产用水管进入循环水冷却塔。⑵厂区其他用水化学补充水接自厂区生活水管网。电站消防水接自厂区水管网。生活用水接自厂区生活用水管网。4、循环水系统选择及布置⑴循环冷却水系统选择余热发电系统需冷却设备有汽轮发电机的凝汽器、空冷器以及部分转动设备等。本工程设备冷却用水采用循环系统。该系统包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。系统运行时，循环冷却水泵自循环水池抽水送至生产设备冷却用水，冷却过设备的水（循环回水）利用循环水泵的余压送至冷却构筑物，冷却后的水流至循环水池，供循环水泵继续使用。为确保循环水水质，系统增加酸装置。根据该公司的建设场地条件，循环冷却水泵站建设在冷却构筑物附近，循环水泵直接从循款水池吸水。余热发电系统的设备冷却用水量集中在主厂房内，主要为凝汽器、汽油器及空冷器（主机设备），其冷却用水量占系统的95%以上。循环水冷却方式通常有：利用河湖自然水系的冷却池；喷水冷却池；机械通风冷却塔，自然通风冷却塔。经考虑厂内已无场地布置喷水池，周边地带也无可作冷却池用的池塘。因此，根据本工程的建设规模，以及当地的气象条件、循环水的补水来源、场地等多方面的条件，本余热电站循环冷却构筑物采取冷却塔方案。可供选报的冷却塔有两种方案，方案一为双曲线自然通风冷却塔，方案二为机械通风冷却塔，两种塔的特比性比较见下表。双曲自然通风冷却塔与机械通风冷却塔的特性比较项目双曲线自然通风冷却塔机械通风冷却塔优点2.无风机及其传动机构的维护问题，运行费用低1.冷效高而热稳定，受自然风影响小2.基建设投资低，施工简单，施工周期短4.冷幅高（T2-T）小6.布置紧凑,降低造价缺点1.造价高,施工技术要求高,施工周期长3.冷幅高(t2-t)5.淋水密度小,占地面积大6.高温、高湿、低压地区及工艺要求水温差T暗较小时不宜采用适用条件3.湿球温度低，相对湿度低的地区1.高温、高湿地区3.建筑场地狭窄、通风条件不良从表中可以看出，自然通风塔虽然维护工作简单，冷却效果稳定，但其适用于冷却水量大、湿球温度低，相对温度低的地区，并且投资大，占地面积大。机械通风冷却塔冷产高，冷幅小（湿球温度与出塔水温之差），投资低，尤其适用于高温、高湿、建筑场地狭窄、通风条件不良的地区，多套机组运行时灵活方便，但耗电及维护工作量大。根据青州中联水泥股份所在的气象条件和本余热发电系统的具体特点，本工程采用机械通风冷却塔。⑵循环冷却水系统本工程采用带机力通风冷却塔循环供水系统，本系统进口和出水代用单母管制m。循环水泵房为半地下室,平面尺寸×。循环水泵房内设置循环水泵两台。系统正常运行时运行循环水泵及冷却塔，在机组降负荷或冬季运行时可视水温、凝汽器的真空情况可减少循环水泵和冷却塔的运行台数。为了加强循款水质控制，水池边设置两台自吸式排污泵ZW100-100-15,流量100m3/h，扬程15mH2O。循环水泵及其配套电机规格名称型号流量扬程转速功率备注循环水泵500S-221620m3/hmH2O2020m3/h22mH2O970r/min2340m3/hmH2O电机Y355－6970r/min185kw⑶冷却塔的选型根据当地的气象条件,为保证机组的不同运行工况的灵活运行方式,本工程的冷却冷塔为钢结构逆流式机力通风冷却塔,其单塔冷却水量1500m3/h。冷却塔风机直径6000mm,配用电机功率75kw,上水管采用DN600钢管，配水管中心高。冷却塔在运行时，根据负荷变化或季节变化可关停部分风机和水塔。风机的启停均由DCS控制。⑷消防设计1)消防设计主要原则消防设计贯彻”预防为主，防消结合的方针，立足自防自救。针对不同建(构筑物和设施，采取多种消防措施，在工艺设计、材料选用、平面布置中均按有关消防规定执行。厂区消防管道现为环状与枝状结合管网。沿主厂房等周围布置成环，干管管径DN150。电厂消防灭火设施由下列部分构成：常规消火栓给水系统；灭水器配置；火灾探测报警及控制系统等。2)消防水泵房公司内已建有完整的消防系统(包括消防泵、消防水管网、泡沫消防管网、消火检系统等)，所以本工程的消防系统并有现有的消防系统。根据《建筑设计防水规范》，工厂内消防按同一时间火灾次数为一次计算，最大消防流量为升秒，消防时间以2小时计算，共需消防水量360m3/d。消防采用低压制，由消防车加压实施消防。3)总平面布置与交通①建筑物与构筑物的防水间距满足消防规范要求本工程建（构）筑消防执行《火力发电厂与变电设计防火规范》（50229－96）标准。其中丙、丁、戊类一级及二级建构筑物消防为10m，与三级建构筑物消防间距为12m；当消防间距小于标准要求时，其间设置防火墙。②消防车道厂区主要道路布置由工业区主要道路引入厂内，厂区内道路沿建（构）筑物四周布置，呈环形布局，其中主要道路宽度为，次要道路宽度为。厂区内消防通道不小于，道路转弯半径分别为.道路路面材料为水泥混凝土，场地地坪材料为水泥混凝土方砖。③建筑物与构筑物本工程建筑物在生产过程中的火灾危险性及最低耐火等级见下表：序号建筑物名称生产工程中的火灾危险性最低耐火等级1三厂房（电控楼）丁类二级2发电机小间丁类二级④建筑物防火设计：建筑物火灾危险性分类及耐火等级严格按《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96）规定执行。其他建筑的安全疏散严格按照《建筑设计防火规定》16-872001GBJ(2001年版)执行。4)灭火器的配置厂区内配置干粉灭火器、泡沫灭火器、干粉灭火车等。满足《建筑灭火器配置设一规范》GBJ140-90要求。5)电气系统的消防措施电气系统的消防范围包括电缆、各级电压配电装置、主控制室等。①电缆防火AV电缆选用交联聚乙烯电缆，最小截面为70mm2，380V电缆主厂房内采用C级阻燃电缆，辅助车间采用普通电缆。主厂房内AV及380V电缆基本采用架空托架方式敷设，6KV电缆沿电缆桥架敷设。厂区各车间的电缆连接尽量利用厂区综合管架，局部采用电缆沟。在主厂房及各建筑物通向外部的沟道的出口处设封闭的防火隔墙，适当设置防火分段，分段采用阻火包。所有贯穿电缆的各种孔洞（如穿墙、穿楼板、盘底孔洞、竖井孔洞等）均应封堵，凡有电缆接头处两侧均用阻火包封堵。②照明和检修网络主厂房、电气楼照明系统设正常照明和事故照明网络；正常照明网络由电气楼380/220V公共MCC供电。事故照明网络正常时由380、220V公用MCC供电，事故时交流电消失，将自动到220V直流蓄电池供电。同时在主要通道及出入口将设应急指示灯。辅助车间正常时由车间MCC供电，事故时采用应急灯作为事故照明。主厂房的检修网络由电气楼380/220V公用MCC供电，其它辅助车间则就近引接。四、电气1、设计依据电气设计将依据《火力发电厂设计技术规程》、《火力发电厂厂用电设计技术规定》、《导体和电器选择设计技术规定》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《高压配电装置设计技术规定》、《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》等国家标准和相关技术规定。2、电气主接线青州的接入系统110KV，厂内电源系统为6.3KV，本方案采用单母线方式，建设一段发电机母线，经两条联络线接入水泥厂降压站6.3KV侧，电站启动电源由系统110KV经降压站和联络开关，然后经厂变降压后供给。正常运行方式为发电机通过联络开关供水泥厂6.3KVI、II段用电。3、厂用电发电机设置厂用变压器1台，设备用变压器1台，为暗备用方式。厂用电源由6.3KV母线经厂用变压器的低压出口引线。厂用电系统的电压等级为380V。低压厂用电系统为中性点直接接地系统，照明和动力公用。厂用低压母线为单母线分段方式，设备用变压器1台，并装设微机自投装置。在负荷较集中的汽机房、余热锅炉、化学水处理车间及循环水处理车间均设有电动机控制中心，从380V低压室引接电源。75KW及以上电动机直接接在动力中心上。本工程厂变高压侧的短路电流较大，达34.5KA，因此要求断路器的开断能力强，选择断路器的开断容量为40KA，发电机出口和其他地方的断路器的开断电流选择31.5KA。4、厂用电设备选择厂用变压器采用干式变压器，SC9-1000/6.3,1000KVA，备用变压器采用干式变压器，SC9-1000/6.3,1000KVA，动力中心及电动机控制中心均采用MN抽出式开关柜。380V动力中心均布置在电气楼层的低压配电间内。化学电动机控制中心布置在相应的车间内。5、电气设备的布置⑴厂用变压器的布置厂用变压器为干式变压器，厂用变压器布置在主厂房层变压器室内，厂用变压器的高压侧通过电缆由高压室引入，低压侧真接于低压母线。⑵发电机小间KV设备布置在层高压室内。发电机进出口电流互感器、避雷器、零序互感器均布置在出线小间，汽轮发电机小间在汽轮发电机下，汽机房的层。6、防雷与接地根据自然条件、当地雷电日数、建筑物的高度和重要程度，区内所有建筑物均属二、三类防雷建筑物。采用屋顶女儿墙上设置避雷带，利用柱子内钢筋作接地引下线、基础内钢筋网作综合接地体，构成整个防雷接地系统。接地系统采用TN-C-S接地系统，综合接地电阻不大于10Ω。在个建筑物进线处作总等电位联结，卫生间作局部等电位联结。综合接地电阻不大于10Ω。所有供重要弱电设备用电的配电箱内均设置防雷电感应的保护器。五、自动化控制1、概述本工程建设规模为1×9MW余热利用汽轮电机组，工程建设两台余热锅炉和一套9MW低参数汽轮发电机组，本项目为水泥厂低温纯余热利用项目，在现有水泥厂现场空置地方建设。MPa，355℃，MPa，295℃，23t/h，MPa，334℃，t/h，MPa，334℃，42.5t/h。2、自动化设计范围⑴余热发电厂自动化系统的整体规划；⑵余热锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统，以及化学水处理系统的仪表与控制设计。3、热工自动化水平和控制室布置⑴热工自动化水平①运行方式本工程余热锅炉和汽轮机可按冷态、温态、热态几种启动和升负荷，汽轮机采用定压方式运行。②控制方式采用余热锅炉、汽轮机集中控制方式。③自动化水平本工程机组设一套控制系统，布置在主控室，DCS系统配置四台操作员站和一台工程师站，电气系统二台操作员站，实现炉、机、电同一监控，在主控室内对机组进行运行管理，由主操作员和辅助操作员来完成。汽机DCS现场控制站布置在中控室，锅炉DCS现场控制站布置在水泥生产线窑头DCS控制室，现场控制站采用光纤连接。除启动、停止阶段的部分准备工作需辅助运行人员在就地协助检查外，机组的启动、停止、正常运行和异常工况处理均可在集中控制室完成。以彩色CRT专用键盘、鼠标为单元机组主要监视和控制手段，主控室内还配置常规仪表盘、设置工业电视，重要的仪表和一些必要的常规光字牌等，同时在DCS操作台上还配置了停机、停炉和解列发电机及重要辅机的紧急操作按钮，以保证机组在紧急下安全停机。为保证水泥生产线的完整性，余热锅炉的烟风系统的控制由水泥生产线控制系统控制，其余均由发电厂中控室完成。化学水处理设置就地控制室，化水控制系统采用PLC控制系统，由化水设备厂家配套提供，在化学就地控制室内完成化学水处理系统的控制。⑵控制室布置主控室布置在主厂房内，面积约为150m2，与汽机运转层同一标高（＋7.00），主控制室的净空高度。机组的电子设备间在主控室内布置。在主控室的左侧布置有工程师室和交接班室，工程师站的面积约为2。主控室下面为电缆夹层，标高为。在主控室内布置有操作员站、值班长台、电气同期屏、保护屏、电气厂用切换屏、火灾报警盘、打印机等。常规仪表盘采用框架式表盘，汽机仪表盘、锅炉仪表盘并列布置；操作员站布置在常规仪表盘前面，平形布置，火灾报警盘为墙挂式。主控室内布置电气保护柜、同期柜、励磁柜、DCS机柜、UPS电源、直流电源柜、热工电源柜。规仪表盘、设置工业电视、重要的仪表和一些必要的常规光字牌等，同时在DCS操作台上还配置了停机、停炉和解列发电机及重要辅机的紧急操作按钮，以保证机组在是紧急情况也安全停机。4、控制系统总体结构机组控制系统包括：分散控制系统，汽机控制系统，常规仪表与控制设备以及仪表与控制设备等。分散控制系统是整个单元机组的主要监视和控制设备，包括集中控制室的操作站和控制柜及I/O柜，它与其他控制系统以及作为后备和补充的常规仪表，就地仪表有机的构成了机组整体控制系统。⑴分散控制系统（DCS）DCS主要用于实现锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统的监视和控制，DCS的功能包括数据采集与处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、锅炉清灰系统的控制。分散控制系统配置2台CRT显示键盘和鼠标，作为运行人员的主要监视操作手段。锅炉吹来控制系统的控制策略根据锅炉厂提供的方案完成。⑵汽机控制系统汽机的控制系统主要实现汽轮机正常运行时的调节和事故状况下的保护，采用油压和电气相结合的方法，汽机的油压控制部分由汽轮机厂家配套提供，DCS提供电气连锁及运行时数据的监视。⑶水位工业电视监视系统对于机炉系统重要的监视对象，汽包水位除在DCS显示外，不设置电视监视系统，工程配置一台摄像机和一台监视电视，采用点对点方式显示，在室外安装的摄像头配有防护罩。⑷通讯接口DCS系统内部通讯采用冗余高速通讯网络，采用冗余实时通讯网络和开放式信息通讯网络双层独立结构，确保内部通讯的可靠性和高速。支持TCP/IP等网络通讯协议，可接入全厂管理网络，以实现全场职能管理。⑸常规仪表和后备手操常规仪表与控制设备设计的原则：当分散控制系统故障时，确保余热锅炉及汽轮机安全停机。当分散控制系统部分故障时，能保证短时间安全运行。本工程设置少量常规仪表和后备操作手段，并根据汽轮机组的特点，在操作台上设有停汽机、停炉、停发电机及交流油泵等操作控制按钮，以保证机组在紧急情况下安全快速停机。5、设备选择由于本项目的特殊性，自动化控制设备拟选用国外自动化控制设备。六、总图运输1、总图布置⑴设计原则①充分利用厂区土地资源，在满足厂区总体规划要求的前提下，紧凑合理地布置工厂建筑物，做到地尽其用。②规划考虑采用经济、实用、可靠的工艺和设备，分期分步实施，逐步实现企业规划发展目标。③合理处理工厂各不同功能分区之间互不干扰又有机联系的关系，考虑可持续发展。④遵循国家和地方的有关法规、条例，充分考虑环境保护、职业安全卫生和消防措施。⑵总平面布置水泥熟料余热综合利用项目的布局不仅要考虑服从水泥熟料工艺总体流程、而且要考虑生产防火安全、设备运输便利，管道与管网的连接以及远期规划等。综合以上考虑，在青州中联水泥院内，可满足布置余热锅炉、纯低温余热发电站及辅助设施要求。一期生产线窑头西侧位置建设SP余热锅炉，汽轮机主厂房建设在原料配料站东侧和计划二期配料站之间。附：总平面布置图2、道路布置厂区道路布置原则应满足企业运输、消防、管线布置、绿化等方面要求，满足交通便捷通畅的要求，道路结构形式、路面型式要与原有道路一致。3、运输本项目所需的原材物料厂外运输由社会物流运输公司解决。七、土建工程1、建构筑物⑴发电机房1座，建筑面积1180平方米；⑵化水处理车间1座，建筑面积198平方米；⑶配电室1座，建筑面积210平方米；⑷循环水池1座。2、结构设计⑴设计依据：本工程设计遵循以下标准、规范、规程、规定①《建筑结构荷载规范》GB50009—2001②《混凝土结构设计规范》GB20010—2002③《建筑抗震设计规范》GBS0012-2001④《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002⑤《火力发电土建结构设计技术规定》DL5022-93⑥抗震设计及荷载抗震设防烈度：7度；设计基本地震加速度：0.122⑦主要厂房楼面均布荷载标准值运转层10.0KN/m2，设备层4.0KN/m2⑵结构材料①混凝土强度等级基础垫层：C10；基础地板、梁：C30；框排架柱：C30；框架梁、楼板：C30；楼梯：C20②钢材HPB235钢筋：fy=210N/mm2；HPB335钢筋：fy=300N/mm2；③红砖及砂浆MUl0红砖，M10混合砂浆。⑶基础选型主厂房采用钢筋混凝土柱下条形基础，基地落于强风化泥岩上。基地标高为-3.00米。⑷上部结构选型发电机房采用现浇钢筋混凝土框、排架结构体系，抗震等级为三级；楼面结构采用现浇钢筋混凝土梁板式结构；楼梯为现浇钢筋混凝土板式楼梯，屋面采用网架结构，上铺设轻型彩色钢板。3、建筑设计(1)设计依据①《建筑设计防火规范》6BJl6-87(2001年版)②国家现有关规范及规定(2)建筑设计措施①墙体机房外墙为370厚实心砖，内墙为240实心砖。②地楼面及室内装修除卫生间地面为地砖，墙面为瓷砖，控制室地面为架空防静电地板外，其它楼地面均为水泥砂浆面层，墙面、天棚为内墙涂料。楼梯踏步为水泥砂浆面层，栏杆扶手为金属制作刷油漆。③屋面屋面结构为钢网架刷防火漆，屋面保温，防水为夹心彩钢板。辅跨附属用房屋面为现浇钢筋混凝土板，苯板保温厚100、SBS卷材防水。④门窗内窗为防火窗，外窗为实腹钢窗，内门除防火门外均为普通木制门，外门除变压器门外其它外门为平开保温门。⑤外墙外墙刷外墙涂料。⑥防振各类机器设备基础采取隔声减振措施。⑦防火主厂房的生产火灾危险性为丁类，建筑物的耐火等级为二级。建筑物的设计布置应遵守“建筑设计防火规程防火规范(GBJl6-87)”(2001年版)的要求。八、采暖通风工程根据“采暖通风与空气调节设计规范”，该地区属于采暖地区，本工程设置集中采暖，由汽轮机供给。所需蒸汽接自厂区供热管网，在车间内布置热交换站，安装管换热器，配套安装循环水泵、水箱等。供暖系统形式上采用上供上回同程式系统。采暖设备为四柱813型铸铁散热器(0.8MPa)。所有敷设于室外、地沟、非采暖房间等的采暖供回水管道均需保温。保温材料采用50mm厚的超细玻璃棉管壳。所有需要经常开启的外门，为防止室外冷空气侵入，在经常开