某公司1×6mw机组水泥余热发电项目建设可行性研究报告

PAGEI目录1项目简介 -1-1.1项目概况 -2-1.2项目建设单位情况 -2-1.3项目提出的必要性和意义 -4-1.3.1资源综合利用 -4-1.3.2循环经济的兴起 -5-1.3.3开展节能活动 -6-1.3.4理想的CDM项目 -7-1.4项目的技术条件支持 -9-2建设项目概况 -11-2.1建设项目范围及内容 -11-2.2项目可行性研究报编制依据 -11-2.3主要设计原则及指导思想 -11-2.4热力系统及装机方案 -12-2.4.1可利用余热条件 -12-2.4.2热力系统及装机方案设计原则 -13-2.4.3热力系统及装机方案确定 -13-2.4.4主要设备 -17-2.4.5主要参数指标 -18-2.4.6车间布置 -19-2.4.7电站室外管线 -20-2.4.8炉灰处理 -20-2.4.9水泥工艺系统改造 -20-2.5循环冷却水系统 -21-2.5.1设备冷却用水量 -21-2.5.2设备冷却水系统方案 -22-2.5.3循环冷却水系统设备选型 -22-2.5.4循环水系统布置 -23-2.5.5系统损失水量与补充水量 -23-2.5.6技术指标 -23-2.6化学水处理 -24-2.6.1概述 -24-2.6.2水量的确定 -24-2.6.3化学水处理系统方案 -24-2.6.4水处理设备选型 -25-2.6.5化学水处理系统布置 -26-2.6.6技术指标 -26-2.7电气 -26-2.7.1电站接入系统 -26-2.7.2余热发电系统电气配置 -27-2.7.3直流系统 -28-2.7.4启动电源 -28-2.7.5主要电气设备选型和原则 -28-2.7.6二次线、继电保护、自动装置 -29-2.7.7过电压保护及接地 -31-2.7.8照明和检修 -32-2.7.9其他控制 -32-2.7.10通讯 -32-2.8热工控制（热工自动化） -33-2.8.1基本原则 -33-2.8.2设备配置 -34-2.8.3主要控制系统 -35-2.8.4保护和安全连锁 -35-2.8.5原则及控制方案 -36-2.8.6控制设备及一次仪表选型 -37-2.8.7系统配置及功能 -37-2.8.8应用软件 -38-2.8.9自控线路和接地 -38-2.9建筑及结构 -39-2.9.1建筑设计 -39-2.9.2结构设计 -41-2.10给排水系统 -42-2.10.1给水系统 -42-2.10.2排水系统 -43-2.10.3供水水源 -43-2.11采暖、通风及空气调节 -43-2.11.1主要气象资料 -43-2.11.2通风 -44-2.11.3空气调节 -44-2.11.4采暖 -44-2.12组织机构及劳动定员 -44-2.12.1组织机构 -44-2.12.2劳动定员 -45-2.12.3劳动生产率 -46-2.12.4职工培训 -46-2.13建设进度设想 -46-2.14主要技术经济指标 -47-3建设用地及相关规划 -48-3.1公司位置及交通 -48-3.2电站建设用地 -48-3.2.1工程地质 -48-3.2.2地基基本烈度 -48-3.2.3建设场地概括 -49-3.3电站总平面布置 -49-3.4道路工程 -49-3.5竖向设计和雨水排除 -49-3.6绿化设计 -50-3.7总图技术经济指标 -50-4消防 -51-4.1总图及交通运输 -51-4.2建筑物及构筑物要求 -51-4.3电气设施防火要求 -51-4.3.1中控室及高低压配电室的防火要求 -51-4.3.2配电线路的敷设及保护 -52-4.3.3照明灯具选型要求 -52-4.4消防给水及电站各系统消防措施 -52-4.4.1消防给水系统 -52-4.4.2消防用水量及水压 -52-4.4.3发电工艺各系统的消防措施 -52-4.5事故照明及疏散指示标志的设置 -53-5职业安全与卫生 -54-5.1工程概况 -54-5.1.1工程概述 -54-5.1.2工程性质 -54-5.2设计依据及标准 -54-5.3生产过程中职业危害因素的分析 -55-5.4本工程对各种危害因素采取的主要防范措施 -55-5.4.1噪声控制措施 -55-5.4.2防雷伤措施 -56-5.4.3防机伤、电伤、烫伤措施 -56-5.4.4防暑降温防湿措施 -57-5.4.5安全通道 -57-5.5职业安全卫生机构 -57-6资源和能源耗用与条件 -58-6.1厂址 -58-6.2主要气象资料 -58-6.3地震烈度 -59-6.4化学药品供应 -59-6.5水源情况 -59-6.6电源情况 -59-6.7余热利用及节能 -59-6.7.1余热利用 -59-6.7.2节约及节能 -60-6.8节约用水 -61-7生态环境影响分析 -62-7.1环境保护设计采用的标准 -62-7.2污染物分析 -62-7.3污染控制措施 -63-7.3.1生产废水处理 -63-7.3.2粉尘治理 -63-7.3.3噪声治理 -64-7.3.4废热利用 -64-7.4绿化 -64-7.5环境管理及监测 -64-7.6对环境的减排作用 -65-7.6.1减少粉尘的对外排放 -65-7.6.2降低废气对外排放温度，减少热污染 -65-7.6.3相对于燃煤电站，减少CO2、SO2、NOx的排放 -65-8经济及社会效益分析 -66-8.1投资估算 -66-8.1.1编制范围 -66-8.1.2各主要工艺系统设计方案 -66-8.1.3投资估算编制原则 -66-8.1.4投资估算编制的依据 -66-8.1.5其他有关问题 -67-8.1.6工程建设投资 -67-8.1.7投资构成分析 -68-8.1.8投资估算表 -68-8.2财务评价 -76-8.2.1概述 -76-8.2.2资金筹措 -77-8.2.3费用与效益估算 -79-8.2.4财务分析 -82-8.2.5财务评价结论 -86-8.3社会效益 -95-9工程建设招标安排 -96-10结论与建议 -97-1项目简介1.1项目概况针对四川省某某水泥有限公司的具体情况，为贯彻落实《国务院关于加强节能工作的决定》和《“十一五”十大重点节能工程实施意见》精神，在对国家及四川省资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究，同时在对国内现有的资源综合利用电站、水泥窑低温余热发电站的系统和技术进行了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和执行资源综合利用政策，同时保证水泥生产能够顺利进行，根据企业现有生产规模、技术条件，并综合考虑在现有的一条3200t/d新型干法水泥生产线窑头、窑尾余热资源，建设一套低温余热电站。以达到充分利用熟料生产线排放的废热资源，降低生产成本，提高企业经济效益之目的。公司委托某设计院完成该项目的设计研究工作。工程名称：某有限公司1×6MW纯低温余热电站工程。1.2项目建设单位情况四川省某某水泥有限公司位于华蓥山中段西侧的桂兴镇，始建于1996年，前身为四川省某某(集团)有限公司,该公司破产改制后由四川省某公司购买,于2002年7月获得成立,注册资金：3000万元。工厂利用国家发展企业的各项优惠政策，积极争取资金进行了三次较大规模的扩建和改造，使企业从小到大，由弱到强，逐步发展壮大为广安市的中型企业，现拥有二条Φ3×11m机械化立窑水泥生产线，年设计水泥生产能力为20万吨。公司现有员工近250人，固定资产6000万元，占地9.8万平方米。四川省某某水泥有限公司历经二十几年水泥生产经营管理工作，一贯坚持以质量为基础，以市场为导向的经营原则，奉行质量第一，信誉至上，以良好的经济效益为宗旨，依靠科学的管理，促进了企业的健康、持续、稳定发展，其生产规模及经营业绩已跃身于广安市工业企业“五十强”、“建材企业十强”、四川省金属矿物制品业工业企业“30强”、四川省工业企业最佳经营业绩“300强”之列，成为广安区经济发展的龙头企业，广安市重点骨干企业，曾多次被省、市、区表彰为“先进企业”，是农业部命名的“全面质量管理达标企业”，省级相关部门授予“基础管理一级企业”、“质量管理一级优胜企业”、“计量二级合格单位”、“重合同守信用企业”。“华桂”牌水泥是经多次表彰评选的“四川省群众喜爱商品”、“质量连续多年无投诉产品”、“质量信得过产品”。“华桂”牌商标于2000年被审核认定为广安市首届知名商标，产品远销遂宁、南充、达州、广安一带，产品供不应求。该公司在抓好生产经营的过程中，环境治理工作也从未放松过，抽出专人组成环境治理小组，组织相关工程技术人员到省内外环保治理设备厂家、环保设备使用厂家进行实地考察选型。从1996年至2000年先后投入200多万元购买了高压静电除尘器10台、布袋除尘器4台，旋风除尘器3台，对破碎机、烘干机、磨机等粉尘排放口以及其粉尘排放点进行了除尘治理。2002年7月21日四川省工业产品生产许可证换发审查领导小组对工厂现有生产工艺过程、产品平质量进行了严格审查，以全市机立窑总评分第一的成绩审查合格。2005年再次投入240万元，对二台机立窑排出的烟尘进行了水膜除尘治理，经监测达到了合格排放。公司总投资400多万元，对环境进行了治理，并达到了合格排放烟尘。公司为响应国家水泥产业结构的调整和环保政策，实现工厂的可持续发展，提出了综合利用广安火电厂废渣实施3200t/d新型干法水泥生产线的建设，同步淘汰落后的机立窑水泥生产线，在原料配料、水泥配料中综合利用广安火电厂废渣——粉煤灰。粉煤灰在原料配料中作为铝质校正原料，在水泥中作为混合材料使用，并利用电厂脱硫石膏作为水泥粉磨的缓凝剂，大大减少广安火电厂粉煤灰废渣堆放的占地土地，降低广安火电厂粉煤灰废渣对周边环境的固体废弃物污染程度，并利用烧成系统产生的余热进行发电，努力使该工程成为绿色环保工程，实现区域内循环经济的发展。1.3项目提出的必要性和意义1.3.1资源综合利用随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾将日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。为此，早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，倡导要将资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。开展资源合理利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。人类生存和社会发展进步所必须依赖的石油、煤炭、水等均属于资源的范畴，均属于全人类、全社会所必须予以保护和合理利用的资源领域。为贯彻落实《国务院转批国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发【1996】）等文件的精神，国家经贸委于2000年7月下发了——关于印发《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》的通知，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂（机组）。该管理办法中明确指出：资源综合利用电厂（机组）是指利用余热、余压、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母页岩）、煤泥等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。……对于以工业余热、余压为工质的资源综合利用电厂，应依据产生余热、余压电厂的装机容量，并且特别指回收利用工业生产过程中产生的可利用的热能及压差进行发电的企业。1.3.2循环经济的兴起利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电站的产品——电力将回用于水泥生产，这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量的余热的同时，又减少了水泥厂对环境的热污染以及粉尘污染，这将给企业带来巨大的经济效益。这套系统是一个典型的循环经济的范例。循环经济的思想萌芽兴起于20世纪60年代，到了80年代，人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。到了90年代，特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年，源头预防和全过程治理替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流，人们在不断的探索和总结的基础上，提出了以资源利用最大化和污染排放最小化为主线，逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。循环经济内涵是一种“促进人与资源的协调与和谐”的经济发展模式，它要求以“减量化再利用再循环”（3R）为社会经济活动的行为准则，把经济活动组织成一个“资源产品再生资源”的反馈式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放，提升经济运行质量和效益。“减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的实际操作原则。2004年9月28日至29日，国家发展改革委在北京召开全国循环经济工作会议。会议作了题为“贯彻和落实科学发展观，大力推进循环经济发展”的报告。会议指出，循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、再循环”为原则，以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革会议指出，要在五个环节加快推进循环经济的发展。在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用率；在资源消耗环节，要大力提高资源利用率；在废弃物产生环节，要大力开展资源综合利用；在再生资源产生环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源；在社会消费环节，要大力提倡绿色消费。1.3.3开展节能活动2006年7月26日，国家发改委在北京召开全国节能工作会议，各省、自治区、直辖市等主管节能工作的领导参加了会议。国家发展改革委指出，近年来随着经济规模的不断扩大，中国对能源的需求在持续较快增加，这已成为制约经济社会发展的瓶颈。缓解能源瓶颈制约的根本出路是坚持开发与节约并举，节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。为了强调当前节能工作的重要性，国家发改委在会议现场与三十个省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团和十四家中央企业负责人签订了节能目标责任书。中国财政部在会上表示，财政部要调整完善现有的税收政策，择机出台有利于节能的优惠措施。包括：考虑将节能设备作为享受企业所得税优惠政策的对象之一，……鼓励节能设备推广使用；……鼓励环保和节能相结合……。中央财政将根据节能工作的需要，着重从节能产品生产、节能设备的应用、节能技术研发推广等方面入手，适时研究制定相应的税收优惠政策。这次会议预示着中国节能工作全面展开。1.3.4理想的CDM项目为了应对温室气体排放对全球气候变化带来的严重影响，20多年来，人类社会进行了坚持不懈的努力。1997年12月在日本东京通过的《京都议定书》是这种努力的里程碑式的极其重要的成果。在《联合国气候变化框架公约》之下，世界各国最终签署了具有法律约束力的《京都议定书》，规定在2008年到2012年的第一个承诺期内，工业发达国家必须将二氧化碳排放总量在1990年排放总量的基础上减少5.2%；发展中国家在此期间不承担减排义务，而且可以将本国实现的减排量出售给发达国家，换取资金与技术，再用于国内的环境保护事业，促进发展中国家的可持续发展，这就是《京都议定书》所设计的“清洁发展机制（简称CDM-CleanDevelopmentMechanism）”的精髓。CDM是《京都议定书》第12条所建立的发达国家与发展中国家之间的一种国际合作机制。《京都议定书》所设计的CDM包含双重目的：帮助发展中国家实现可持续发展；帮助发达国家实现其减排承诺。CDM规定发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，将项目所实现的“核证减排量（CERs）”用于发达国家缔约方完成他们在议定书中的减排承诺。CDM被普遍认为是一种“双赢”的机制：发展中国家通过合作可以获得资金和技术，有助于实现自己的可持续发展，发达国家可以大幅度降低其在国内实现减排所需的高昂费用。清洁发展机制为发达国家实现减排承诺提供了另一种可行的途径。在全球范围内无论哪里进行减排，效果都是一样的，但是在发展中国家实现减排所需的成本与难度相对更低一些。CDM模式的主要内容是，发达国家可以在发展中国家的项目中投入资金、技术，帮助其减少温室气体的排放量，然后向发展中国家购买其排放量，这样发达国家就能以比较低的成本完成减排承诺。CDM在发达国家和发展中国家之间创造了一种商机，使温室气体的减排量可以作为商品在国际市场上进行交易，发展中国家可以通过CDM项目获得一定的资金和较先进的技术。本电站建成后，每年可减少大量的CO2排放。是一个很好的CDM项目。随着科学进步合经济水平的持续发展，我国水泥工业的建设规模和节能技术水平有了长足的进步，水泥工业的生产建设规模由1000t/d、2500t/d快速发展到5000t/d、8000t/d、10000t/d。水泥熟料热耗已由原来的4600～6700kJ/kg.cl降低到3000～3300kJ/kg.cl，甚至可以达到3000kJ/kg.cl以下，即使如此，水泥生产过程中仍然还有大量的350℃以下的中、低温余热仍不能被充分利用，由其所造成的能源浪费依然惊人。水泥生产过程中有窑头熟料冷却机和窑尾余热器排掉的350℃以下废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总耗热量的35%～38%，本余热电站建成后，可大量回收和循环利用水泥窑废气，提高水泥线的整体资源利用水平，为资源的绿色消费贡献力量。1.4项目的技术条件支持国外纯低温余热发电技术从20世纪60年代末期即开始研制，到70年代中期，无论是热力系统还是装备都已进入实用阶段。此项技术的应用到80年代初期达到了高潮，尤其是日本，此项技术较为成熟，不但在本国二十几条预分解窑熟料生产线上得到应用，并且出口到台湾、韩国等一些国家和地区。他们开发研制的余热锅炉及中、低品位蒸汽汽轮机，经数十几个工厂多年运转实践证明，技术成熟可靠并具有很大的灵活性。1996年日本新能源产业株式会社（NEDO）向我国安徽宁国水泥厂赠送一套6480kW的纯中、低温余热电站设备，余热电站的工程设计、开发、技术转化由国内科研机构承担，目前已投入运行。2003年4月，国产设备的纯低温余热电站在上海万安集团金山水泥厂1200t/d四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机2500kW，正常发电功率1900～2100kW，吨熟料发电量38～40kWh，接近同类电站的国际先进水平。2005年6月，国产设备的纯低温余热电站在浙江小浦众盛水泥有限公司2500t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW，正常发电功率为3200～3300kW，吨熟料发电量达到30～32kWh，使得2500t/d五级预热器水泥熟料生产线纯低温余热发电达到一个崭新的技术水平。2005年7月，全国产装备的纯低温余热电站在浙江煤山众盛建材有限公司5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机6000kW，正常发电功率为6300～6500kW，吨熟料发电量达30～32kWh，谱写了5000t/d五级预热器水泥熟料生产线进行低温余热发电的又一新篇章。2005年9月国产设备的纯低温余热电站在浙江三狮有限公司2500t/d＋5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW＋6000kW，正常发电功率1000kW，吨熟料发电量达31～33kWh，该厂每天因发电的建设而净利润12余万元，预计2.5年回收电站建设的全部投资。这些余热电站的相继建成及投产，收到了良好的经济效益与社会效益，在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，为可持续发展战略做出了贡献。2建设项目概况2.1建设项目范围及内容根据《四川省某某水泥有限公司综合利用广安电厂废渣实施2500t/d新型干法水泥生产线技改工程可行性研究报告》以及与某某水泥有限公司领导和相关专业技术人员沟通协商，本项目设计的范围如下：一条3200t/d水泥窑窑头冷却机废气余热锅炉；一条3200t/d水泥窑窑尾预热器废气余热锅炉；1×6MW汽轮发电机系统；锅炉补给水处理系统；电站循环水系统；站用电系统；电站自动控制系统；电站室外汽水系统；电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统。2.2项目可行性研究报编制依据四川省某某水泥有限公司提供的有关本项目的基本资料；国家有关水泥设计及发电设计的法律、法规、技术规范、规定；国家相关的产业政策等。2.3主要设计原则及指导思想总体技术方案要求在本工程实施时不能影响熟料生产线的正常生产，在此前提下项目建议书中电站总体技术方案的设计遵循“安全保障、稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，具体指导思想如下：（1）在安全保障为原则下，余热发电的投产不影响水泥生产系统的正常运行。（2）以稳定可靠为前提，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备。（3）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入费用。（4）尽可能利用公司现有设备、设施并尽最大可能利用余热。（5）生产设备原则上采用国内优质产品。（6）余热电站的动力控制和过程控制采用计算机控制系统，达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并且最大程度地减少操作岗位定员，以降低成本。2.4热力系统及装机方案2.4.1可利用余热条件因缺少部分烟气资料，参考国内同等规模的水泥生产线废气参数，待收集完整资料后再做进一步修改，本工程3200t/d生产线余热条件如下：（1）窑尾预热器出口废气参数如下：风量：203650m3/h(标况)，温度：325℃～210℃（排出的废气考虑用于生料烘干），具有约3136×104kJ/h的热量；（2）窑头冷却机中部出口废气参数如下：风量：142500m3/h(标况)，温度：360℃～90℃，具有约5134.2×104kJ/h的热量。上述窑头、窑尾两部分被利用的废气余热量约为8270.2×104kJ/h。注：如果水泥线在电站建设前先建成，应对运行状态下的水泥窑头窑尾烟气进行标定，从而更准确的核定装机容量；如果水泥线在电站建设前未建成，水泥厂应提供准确的烟气参数，从而更准确的核定装机容量。2.4.2热力系统及装机方案设计原则（1）充分利用该公司的生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器废气余热；（2）本余热电站的建设及生产运行应不影响水泥生产系统的生产运行；（3）本余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平；（4）烟气通过余热锅炉收集下来的窑灰回收并用于水泥生产以达到节约资源及环境保护的目的。2.4.3热力系统及装机方案确定装机方案的确定根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机方案采用纯低温余热发电技术。用于余热利用的汽轮发电机的特点是以汽定电，所以要求带负荷的能力可在较大范围内波动，尤其是发电机的选型要考虑能超过设计发电量的15%左右。目前市场上可用于中低温纯余热发电系统的汽轮发电机有两种：一种为单压系统的低参数凝汽式汽轮机，另一种为混压系统（即双压系统）。相较与单压系统，双压系统的设计运行更为复杂，初投资大，但系统热效率较高，发电量大。本项目为原有3200t/h水泥生产线的配套工程，余热发电主要为水泥生产用电，提高余热发电量可减少业主网上购电的压力，降低生产成本。故此本项目选用双压系统。当汽轮机排汽压力为0.007MPa，汽轮机内效率为78%，发电机效率98%的条件得到（汽轮机厂提供参数），经比较双压系统的发电功率最高，可达到5278kW，此方案中：（1）窑头余热锅炉根据废气参数计算，窑头余热锅炉可生产12.734t/h—1.6MPa—320℃高压过热蒸汽，3t/h—0.4MPa—190℃低压过热蒸汽；（2）窑尾余热锅炉根据废气参数计算，窑尾余热锅炉可生产12.16t/h—1.6MPa—320℃过热蒸汽；（3）汽轮机组以上两台余热锅炉产生的高压过热蒸气并入汽轮机房的主蒸汽母管，除去管线的压力及温度损失混合为24.894t/h─1.5MPa─310℃过热蒸汽，其焓值为3080.88kJ/kg，作为汽轮机进汽，AQC余热锅炉低压过热蒸汽除去管线压力及温度损失为3t/h─0.3MPa─180℃过热蒸汽；排气压力≤0.007MPa（目前国内低压汽轮机的排气压力）的湿蒸汽，排气焓约为2162.63kJ/kg，有效焓降为918.52kJ/kg，因此该条水泥生产线余热锅炉所生产的蒸汽共具有约平均5278kW的发电能力。根据以上参数，确定装机方案为：1台6MW补汽式凝汽轮发电机组（25t/h—1.5MPa—310℃；3t/h—0.3MPa—180℃）＋1台窑头余热锅炉（13t/h—1.6MPa—320℃；3t/h—0.4MPa—190℃）＋1台窑尾余热锅炉(12t/h—1.6MPa—320℃)。热力系统根据上述装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的目的，结合水泥生产工艺条件，热力系统方案确定如下：在窑头冷却机中部废气出口设置窑头余热锅炉。为减轻锅炉磨损，在窑头余热锅炉前设置了惯性沉降室。窑头余热锅炉分三段设置，其中Ⅰ段为高压蒸汽段，Ⅱ段低压蒸汽段为，Ⅲ段为热水段。在窑尾余热器废气出口设置窑尾余热锅炉。窑尾余热锅炉只设置Ⅰ段—蒸汽段。窑头余热锅炉Ⅰ段生产的12.734t/h参数1.6MPa─320℃高压过热蒸汽窑头余热锅炉Ⅱ段生产的3t/h参数0.4MPa─190℃低压过热蒸汽，窑头余热锅炉Ⅲ段生产的180℃左右的热水28.4t/h，其中16t/h的热水提供给窑头余热锅炉Ⅰ段，另外12.4t/h的热水作为窑尾余热锅炉给水；窑尾余热锅炉生产的12.16t/h参数1.6MPa─320℃过热蒸汽作为主蒸汽进入汽轮机做功，做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，凝结水经凝结水泵送入锅炉给水泵为窑头余热锅炉Ⅲ段提供给水，从而形成完整的热力循环系统。热力系统具体方案详见电站原则性热力系统图。上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与水泥生产配合，可最大限度的利用余热以及减少热排放。上述方案的特点如下：（1）窑头余热锅炉根据3200t/d熟料生产线窑头冷却机废气排放温度的分布，在满足熟料冷却及工艺用热的前提下，采取中部取风，从而提高进入窑头余热锅炉的废气温度，在缩小窑头余热锅炉体积的同时增大换热量，并且提高整个系统的循环热效率。该锅炉采用两段受热面，最大限度地利用了窑头熟料冷却机废气余热。窑头余热锅炉Ⅰ段为高压蒸汽段，生产1.6MPa─320℃的高压蒸汽,窑头余热锅炉Ⅱ段为低压蒸汽段生产0.4MPa─190℃的低压蒸汽,窑头余热锅炉Ⅲ段为生产180℃左右的热水,作为窑头余热锅炉蒸汽段及窑尾余热锅炉的给水。（2）窑尾余热锅炉窑尾余热锅炉为蒸汽锅炉，生产1.6MPa─320℃的蒸汽，当水泥窑窑尾气温波动时，相应的窑尾余热锅炉的产汽量可随之发生变化，保证排出的烟气满足熟料生产线的烘干要求。（3）汽轮机汽轮机为国产低压补汽式凝汽轮机，额定功率为6MW。主汽参数：1.5MPa─310℃，排汽压力0.007MPa，汽轮机转速为3000r/min，调速系统为电液控制。（4）为了保证电站事故不影响水泥窑生产，余热锅炉均设有旁通烟道，一旦余热锅炉或电站发生事故时，可以将余热锅炉从水泥生产系统中解列，不影响水泥生产的正常运行。（5）余热锅炉为立式锅炉，具有占地面积小，漏风量小的特点，有利于提高余热回收率。（6）由于窑头废气粉尘粒度较大，在窑头余热锅炉废气入口采用设置惯性沉降室，使废气中较大颗粒分离下来，以减轻熟料颗粒对窑头余热锅炉的冲刷磨损，提高锅炉的使用寿命。以上各项措施已经在众多工程中应用，并取得了较好的效果，因此该技术是成熟，可靠的。2.4.4主要设备电站主要设备选型见下表：序号设备名称及型号数量主要技术参数、性能、指标16MW凝汽式汽轮机1型号：BN6－1.5型制定功率：6MW额定转速：3000r/min主要门前压力：1.5MPa主汽门前温度：310排汽压力：0.007MPa26MW发电机1额定功率：6MW 额定转速：3000r/min电压：10.5kV3窑尾余热锅炉1入口废气量：203650Nm3/h入口废气温度：325℃出口废气温度：210蒸汽参数：12t/h-1.6MPa-320℃给水参数：12.4t/h-180℃布置方式：露天4窑头余热锅炉1入口废气量：142500Nm3/h入口废气温度：360℃出口废气温度：90℃高压蒸汽段参数：13t/h-1.6MPa-320℃低压蒸汽段参数：3t/h-0.4MPa-190℃热水段出水参数：28.4t/h-180给水参数：28.4t/h-42℃ 布置方式：露天5锅炉给水泵2流量：35t/h扬程：350mH2O6惯性沉降室1入口废气量：150000Nm3/h入口废气温度：360℃（短时420压力损失：﹤400Pa7真空除氧器及水箱1除氧器处理水量：28.4t/h除氧器工作压力：0.008Mpa除氧器水箱水量：15m38凝结水泵2流量：31t/h扬程：65mH2O9凝汽器1冷却面积：1000m2冷却水量：2835t/h10桥式起重机1起重量：20/5t2.4.5主要参数指标发电装机MW6平均发电功率MW5.278年运行h7000年发电量104kWh3694.6电站自用电率%7.8年向水泥厂供电104kWh3406.4水泥厂年减少向电网购电量104kWh3236.1线损按5%计算小时吨熟料余热发电量kWh/tcl39.6年节约标准煤量t11616年减少CO2t29203年减少SO2t476.26年减少NOxt2车间布置（1）主厂房主厂房由汽轮发电机房及电站控制室、高低压配电室、化学水处理等几部分组成，布置在水泥生产线烧成系统的北侧的空地上，占地24m×21m。这样可以使主蒸汽管道长度变短，减少主蒸汽沿途的温降及压降，提高发电能力。汽轮发电机房占地为21m×14m，双层布置，±0.000平面为辅机平面，布置有给水泵，汽轮机凝汽器及供油系统等，7.000平面为运转层，汽轮机及发电机布置在此平面。为了便于检修，汽机间内设平梁起重机1台，跨距12.5m，起重量16t，轨顶标高15.00m。高、低压配电室、电站控制室布置在汽轮发电机房的一侧，占地为10m×7m，双层布置。高，低压配电室布置在±0.000平面，电站控制室布置在7.000平面。（2）窑尾余热锅炉窑尾余热锅炉布置于增湿塔旁边，采用露天布置,占地10m×6m,运行平面为5.000的平台，窑尾余热锅炉输灰装置布置在室外0.00m。（3）窑头余热锅炉窑头余热锅炉及惯性沉降室布置于熟料生产线窑头厂房南侧的空地上，采用露天布置，占地26m×7m。窑头余热锅炉运行平面为5.000m平面，惯性沉降室布置在5.000平面上，输灰装置、汽水取样器、排污扩容器、加药装置等布置在±0.000平面。2.4.7电站室外管线室外汽水管线主要有：由窑头余热锅及窑尾余热锅余热锅炉至汽轮发电机房的主蒸汽管道；由汽机房去窑头余热锅余热锅炉的给水管道，以及由窑头余热锅炉至窑尾余热锅余热锅炉的给水管道。管道敷设方式：管道采用架空敷设，并尽量利用厂区现有的建筑物或构筑物做管道的支吊架以减少占地面积和节省投资。管道保温及油漆：管道保温采用岩棉管壳和岩棉板，管道按照设计规范和规定设计（DL/T5054-1996）。2.4.8炉灰处理本工程为低温余热发电，当熟料生产线窑头及窑尾废气经余热锅炉后，采用FU拉链机将窑头余热锅炉及惯性沉降室收下的窑灰送回到熟料输送系统，采用螺旋输送机将窑尾余热锅炉收下的料灰送回到生料输送系统。2.4.9水泥工艺系统改造由于余热锅炉设置于水泥生产最重要的管道上，一旦发生事故(如锅炉爆管,粉尘堵塞等)将影响水泥生产的正常运行。为防止这种情况发生，余热锅炉废气管道及发电系统汽水管道均考虑了应急处理措施。（1）窑头余热锅炉为了避免影响正常的水泥生产，对窑头余热锅炉也采取了如下措施:a.保留原来的废气管道，在该管道上设旁通阀，一旦锅炉发生事故，开启旁通阀使原废气管道畅通，保证水泥生产正常进行。b.发电系统汽水管路考虑了将窑头余热锅炉从发电系统中解列出来的措施。c.窑头余热锅炉废气入口采用惯性沉降室处理，将部分粉尘收集下来，减少进入窑头余热锅炉的入口含尘浓度，以减轻熟料颗粒对锅炉的冲刷磨损，延长锅炉的使用寿命。（2）窑尾余热锅炉为了避免影响正常的水泥生产，对窑尾余热锅炉也采取了如下措施：a.保留原来的废气管道，在该管道上设旁通阀，一旦锅炉发生事故，开启旁通阀使原废气管道畅通，使熟料生产线能够正常进行。b.发电系统汽水管路考虑了将窑尾余热锅炉从发电系统中解列出来的措施。2.5循环冷却水系统本工程是利用公司现有一条3200t/d水泥生产线的窑头、窑尾余热建设1×6MW余热电站。电站年运转率7000h。2.5.1设备冷却用水量根据水泥线窑头、窑尾产生的蒸汽品质及蒸汽量、汽轮发电机的汽耗和冷却倍率计算确认冷却水量如下:凝汽器冷却水量:2030m3/h冷油器冷却水量:80m空冷器冷却水量:80m3/h其他设备冷却水量:2m循环冷却水总量:2192m3/h2.5.2设备冷却水系统方案本工程采用循环供水系统(见XT-F1005K-S01-给排水系统流程图)。循环冷却水系统包括循环冷却水泵站、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。该系统运行时，循环冷却水泵自循环水池抽水送至各生产车间供生产设备冷却用水，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，供循环水泵继续循环使用。为确保该系统良好、稳定的运行，系统中设置了加药和旁滤设备。2.5.3循环冷却水系统设备选型机组运行期间，循环水量因室外气象条件的变化而变化，根据机组所在地的气象条件和本工程的冷却用水量，建设场地的特点，循环冷却水泵拟采用2台单级双吸卧式离心泵；冷却塔拟采用组合逆流式机械通风冷却塔。冷却塔的进出水温差按10℃计算，为便于循环水量的分配，并考虑冷却塔和循环水泵运行的经济性和可靠性，循环冷却水系统中设备选型如下序号设备名称及型号数量主要技术参数、性能、指标1循环冷却水泵型号：KQSN400-N192流量:943～1965m3/h扬程:29～16m电机功率:132KW2组合式玻璃钢机械通风冷却塔型号：BNGZ-25001冷却水量:2500m3/h进出水温差:10℃风机功率：90KW3盘式过滤器1产水量:150m3/h4阻垢剂加药装置1加药量:0～100L/h5杀菌剂加药装置1加药量:0～30L/h2.5.4循环水系统布置循环水泵设置在循环水泵房内，临近冷却塔布置，循环水泵站平面尺寸为15m×7m。冷却塔平面尺寸约为13.2m×13.2m，塔下设循环水池，水池容积约550m3，占循环总水量25%2.5.5系统损失水量与补充水量蒸发风吹渗漏水量:32.7m3/h排污水量:14m3/h损失水量:46.7m3/h间接循环利用率为97.7%左右。循环水系统需补充水量为46.7m3/h。2.5.6技术指标根据公司的供水情况和循环水给水水质要求，循环冷却水处理系统主要技术指标如下:年消耗原水量：3.36×105m3/a年消耗缓蚀阻垢剂：10t/a年消耗杀菌剂：10t/a2.6化学水处理2.6.1概述本工程余热电站中的余热锅炉属于低压蒸汽锅炉。为满足锅炉及机组的正常运行，锅炉给水指标应满足《工业锅炉水质》(GB1576-2008)低压锅炉水质标准要求。2.6.2水量的确定给水在锅炉内不断蒸发浓缩，超过规定标准时蒸汽的品质就会恶化，影响锅炉的安全运行，因此要不断地把浓缩的炉水从汽锅中含盐浓度较高地段的水面引出，同时要不断地给锅炉补水，以满足锅炉稳定、正常地运行。机组正常运行时，电站汽水系统补水量为3m3/h，故障及调试阶段最大7m3/h。化学水处理系统生产能力按10m3/h进行设计。2.6.3化学水处理系统方案因缺少水质资料暂按常规地下水设计，待收集到水质全分析后再对工艺做进一步修改。按照常规地下水，为了满足余热电站锅炉给水水质标准，化学水处理方式拟采用“过滤＋软化+反渗透”系统(参见XT-F1005K-H01-化学水系统流程图)。处理流程为：自厂区生活、消防管网送来的水进入清水箱，由清水泵将水送至多介质过滤器，经过钠离子交换器最后经过反渗透系统脱盐，出水达标后进入除盐水箱，再由除盐水泵将除盐水送至汽轮发电机房供机组使用。出水水质达到：硬度≤2umol/L。本工程无酸碱系统，化水车间排水无需处理，直接排至水泥厂区排水系统。为控制锅炉给水的含氧量，减少溶解氧对热力系统设备的腐蚀，采用真空除氧的方式。汽轮发电机房设有真空除氧器，软化水经除氧后，含氧量≤0.05mol/L。锅炉汽包水质的调整，是采用药液直接投放的方式，由加药装置中的加药泵向余热锅炉汽包投加磷酸盐溶液来实现的。2.6.4水处理设备选型序号设备名称及型号数量主要技术参数1清水泵型号：KQW65/185-7.5/22流量:16.4～28m3/h扬程:46～40m2机械过滤器型号：GY-14002产水量:15.4m3/h3钠离子交换器型号：JNL100·250A2产水量:15.4m3/h4反渗透系统1产水量:10m3回收率≥60%出水指标:硬度≤2umol/L5除盐水泵型号：IS50-32-1602流量:7.5～15m3/h扬程:34.3～30.6m6钠离子再生系统17反渗透清洗系统18清水箱1容积:30m36除盐水箱1容积:30m32.6.5化学水处理系统布置本期不单独设化学水处理车间，水处理设备布置于主厂房内扩建端，原水箱和除盐水箱布置于主厂房外。2.6.6技术指标根据该公司的供水情况和锅炉给水水质要求，化学水处理系统主要技术指标如下：年消耗原水量:3.6×104 m3/a年产软水量:2.16×104年消耗NaCl:40t/a年消耗98%Na3PO4·12H2O： 10t/a2.7电气2.7.1电站接入系统根据装机容量为6MW余热电站的拟建情况，为确保新建电站的生产运行及管理的合理与顺畅，在新建余热电站汽轮发电机房一侧拟建余热电站站用高低压配电室。拟建电站的发电机机端电压为10.5kV，电站10.5kV母线为单母线接线方式。总降压变电站的10.5kV母线采用单回电缆线路进行联络。在发电机出口断路器处设置同期并网点。电站与电力系统并网运行。另外，为保证电站正常运行，从生产线电力室引一路400V/500A保安电源。由于总降压变电站10.5kV母线带有水泥生产线全部负荷，在不改变总降原有供电、运行方式及水泥生产线正常运行的前提下，发电机发出的电量将全部用于全厂负荷。即拟建余热电站的发电机机端电压为10.5kV，电站10.5kV母线均采用单母线接线方式。发电机组经电缆线路与厂区总降压站10.5KV母线（配电所）进行联络。余热电站与现有电力系统实现并网运行，运行方式为并网电量不上网。在发电机出口开关处及电站侧联络线开关处均设置并网同期点。本项目接入系统最终方案应以当地电力部门沟通后出具的“接入系统报告”中接入系统方案为准。电站运行以并网不上网，自发自用为原则。2.7.2余热发电系统电气配置（1）余热系统电压等级发电机母线电压 10.5kV高压配电电压 10.5kV低压配电电压 0.4kV辅机电压 0.38kV照明电压 380V/220V操作电压 直流或交流220V检修照明电压 36V/12V(2)主接线方式本工程选用发电机出口电压10.5kV，通过真空开关柜直接与余热发电系统10kV发电机母线相连，发电机采用静止可控硅励磁系统。本工程采用准同期并列方式并入水泥厂内10.5kV母线运行。本工程设同期点设在，发电机与本工程10.5kV母线相连的发电机出口断路器。（3）变压器选择根据计算负荷，同时考虑余热发电运行的经济、可靠性，余热电站选择工作变压器一台，接于发电机母线段。正常工作时，工作变压器供厂用锅炉和汽轮机辅机用电，在厂变低压侧设置保安段，油泵、盘车关系到汽轮机安全运行的重要负荷由保安段供电，保安段由两路电源供电，一路来自电站厂用变低压侧，另一路由水泥生产线电力室低压侧提供作为应急电源，亦当工作变压器维修或故障时，保安段切换至水泥生产线电力室低压供电。正常运行时工作变压器的负荷率为80%。2.7.3直流系统直流系统的负荷（包括正常工作负荷和事故负荷），考虑投资、维护和管理费用，余热发电系统设独立的直流系统，供控制、保护用，设充电装置一套，直流分流屏一套。根据计算本工程直流容量为200AH。2.7.4启动电源余热发电系统的启动电源，由水泥厂降压站通过水泥厂10.5KV母线（配电所）联络倒送至发电机母线，通过厂用变压器降压提供。2.7.5主要电气设备选型和原则电气设备选型（1）10.5kV高压配电设备选用KY28A-12高压开关柜；（2）400V低压配电选用MNS抽屉式低压配电屏；（3）控制台选用KGT控制盘；（4）励磁控制柜由发电机厂家成套供货。电1、仪器、仪表各种温度、压力变送器原则上选择国内知名品牌产品，特殊区域误差值要求较高的区域需选用进口产品。2、振动测试是主机设备关键的检测装置，应选用进口产品进入DCS系统作为检测，汽机速度、轴瓦温度也需考虑在内。3、其它各保护柜、发电机励磁系统随设备成套配置的，要求在订货合同上明确选择最新的高标准产品。4、通信配置：由电站到指挥中心敷设20芯的电话电缆，满足电站各地的通信联络；敷设一根光缆满足电站操作室、办公室的工作需要。5、照明配置：照明要考虑到事故停电的应急照明系统，厂房、车间照明需选用深度亮度高的灯具；6、视频监控配置：发电机、汽轮机、水泵车间、煤粉车间、主厂房等配置视频监控系统，同时利用光缆传输到指挥中心的监视系统上。2.7.6二次线、继电保护、自动装置根据余热发电的特点，将采用机、电、炉集中的控制方式，10.5kV母线设备、汽轮发电机、余热锅炉及其他电站用辅机将在中央控制室进行集中控制。测量仪表按《电气装置测量仪表设计技术规程》的规定设计。保护配电及厂用电自动装置按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》装设，10kV开关柜继电保护均采用微机型综合保护测控装置，通过通讯网络连接，采用后台机集中监控系统对余热电厂电力系统进行监视和控制，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能。发电机的继电保护系统及控制：发电机继电保护发电机纵联差动保护；发电机复合电压启动过流及过负荷保护；发电机定子接地保护；发电机转子一点、两点接地保护。发电机控制发电机控制集中在中央控制室；发电机励磁系统采用可控硅励磁装置，具有电压自动调节功能；发电机同期系统采用自动，对发电机运行设有工作、警告、事故的信号；汽轮机事故停机时，通过连锁装置使发电机主断路器自动跳闸；发电机运行故障时，通过联锁装置给汽轮机热控进行处理；监控发电机系统的运行参数，设发电机电压、电流、功率回路监视，中央信号报警等。本期工程配置带同期闭锁的微机型自动同期装置，同期点为发电机出口开关和10.5kV联络开关。2.7.7过电压保护及接地2.7.7（1）雷电过电压保护根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997的有关要求及电厂的实际情况，主厂房为钢筋混凝土结构，屋顶为钢制结构，锅炉为钢制结构，可利用主厂房钢制屋顶、余热锅炉的钢柱、屋顶避雷带作为接闪器，利用建筑物基础内钢筋作接地体来防止直击雷。当基础接地极不能满足要求时另外增加人工接地极。（2）侵入雷电波保护采用电缆进线的保护层一端直接接地，另一端采用保护间隙接地，同时采用在发电机出口装设阀型避雷器、在发电机10.5kV母线装设阀型避雷器和静电电容器来限制侵入雷电波、母线振荡、感应所产生的过电压。(3)内过电压保护采用在配电装置装设过电压吸收装置作为内部过电压保护，同时采用避雷器作为内部过电压的后备保护。采用电容器增大对地电容以消除谐振过电压的生成。2.7本工程10.5kV高压系统为小电流接地系统，0.4kV低压系统中性点直接接地，采用高压和低压设备共用接地装置，根据规范接地电阻要求R≤120/I≤10，其中I为流经接地装置的入地短路电流。本工程电力部分共用一个电力接地网，电力接地网由水平接地体和垂直接地极组成。垂直接地极采用ф50镀锌钢管，长度为2.5m；接地体应防止腐蚀。2.7.8照明和检修汽机房、控制室、高、低压室照明系统设正常照明和事故照明网络；正常照明网络由低压室MCC供电。事故照明网络正常时由380/220V动力中心供电，事故时交流电消失，将自动切换到保安电源供电。同时在主要通道及出入口将设应急指示灯。辅助车间正常时由低压室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低压室MCC供电，其它辅助车间则就近引接。汽机房照明采用气体放电灯和白炽灯照明相结合的方式，锅炉本体采用防水白炽灯具，控制室、高低压室均采用荧光灯。2.7.9其他控制2.辅助车间电气设备的控制一般采用就地硬接线控制方式。火灾探测报警控制系统火灾探测报警控制系统对电厂火灾进行监测，对消防及灭火设施的运行情况进行监控，向值班人员发出报警。2.7.10通讯本设计范围负责厂内通信，系统通信由电力局负责。在主控制室安装一部市电信局电话，作为与电力局调度室电力调度使用。另装一部厂区内线工作电话。2.8热工控制（热工自动化）2.8.1基本原则为确保电热炉厂纯低温余热发电系统的安全、可靠、稳产，机组采用分散控制系统监控运行，系统的保护和联锁均采用分散控制系统完成。整个纯低温余热发电系统热控可分为余热锅炉系统、化学水处理系统、循环水系统和汽机系统、四个部分，采用计算机对其自动测量、控制和报警，并对重要参数辅以仪表控制和手动操作。控制采用LCD屏幕显示以分散微机控制器为主并配置少量必要的常规监视仪表。对工艺生产过程的参数实时控制及信号采集等控制功能，全部由分散控制系统完成。工程师站作为工程师和程序员编程用。重要参数的控制采用调节器和电动执行器两种调节方式。（1）余热锅炉系统可分为分离汽包水位控制、烟风档板调节、主蒸汽压力控制及系统操作等四个部分。可以自动监测和控制分离汽包水位、压力，主蒸汽的温度和压力，同时可手动操作风门、排空阀、紧急放水阀和主汽阀等设备。（2）汽机系统分为汽机负荷调节、热井水位控制、汽机保护及系统监测等四个部分。可以根据锅炉产汽量调节汽机负荷，控制热井水位；在凝汽真空低、润滑油压低、汽机超速、轴瓦温度超温及发电机跳闸等情况下自动关闭主汽门，保护汽轮机；并可以检测汽机转速、凝汽真空度、主蒸汽流量、凝结水流量、轴瓦温度、发电功率和发电量等参数。2.8.2设备配置（1）集散控制系统整个余热发电系统采用集散控制系统自动监测、控制。本工程设置DCS机柜两台来完成锅炉和汽机系统的操作、控制和监视。DCS根据当前的发展选择性能价格比最优的配置，并为今后构成全厂管理系统预留接口。DCS主干线采用100M工业以太环网，介质采用冗余光缆，主干网通过网络交换机与机柜DPU联接。新系统预留在扩建接口，实现与电热炉生产线DCS联网通讯功能。DCS的主要功能：检测生产过程工艺参数和机电设备状态，实现余热发电系统中的工艺设备参数检测、调节、起停和故障连锁停机。主要包括数据采集和处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、保护和报警系统等(2)控制室配置控制室配计算机操作员站三台。为保证准确性和安全性，对各变送器和计算机采集板用高性能电源逐台配送24VDC。（3）现场设备现场就地安装的温度采用标准PT100热电阻和K分度热偶信号、压力变送器采用4～20mA信号，自动化仪表与检测装置选用性能稳定、故障率低的产品，提高现场仪表的可靠性，引入控制室电缆配以可靠屏蔽电缆，并以专用桥架与电力电缆隔开布置。2.8.3主要控制系统锅炉水位控制：采用三冲量给水自调节，根据锅炉上锅筒水位、蒸汽流量、给水流量，自动调节给水调节阀开度，实现连续上水，以维持锅炉上锅筒水位在正常范围内。热井水位控制除氧器压力控制除氧器水位控制2.8.4保护和安全连锁锅炉及相关系统部分：锅炉给水压力低报警、启备用泵锅炉出口蒸汽压力高报警锅炉出口蒸汽压力低报警锅炉出口蒸汽温度高、低报警锅炉汽包水位保护：水位高（低）一值报警，水位高二值开紧急放水门，高（低）三值停炉，恢复至低一值关紧急放水门除氧器设高低水位报警。疏水箱设高水位启泵、低水位停泵及高]、低水位报警。汽机部分：主蒸汽压力高、低限报警主蒸汽温度低降负荷、报警凝汽器真空高降负荷、报警、停机射水抽汽器入口水压力低报警凝结水泵出口压力低报警润滑油压低报警润滑油压低报警、停机及润滑油压<0.08MPa时润滑油泵自启滤油器进出口压差高报警主油泵出口油压低报警及油压<0.65Mpa电动主油泵自投轴承温度高报警、停机凝汽器进汽温度高报警汽机转速高报警、停机油箱液位高、低报警汽机转子膨胀高、低报警、停机凝汽器水位高启备用泵、报警凝汽器水位低报警故障停机：转速>3360rpm汽机危急遮断器不动作；主油泵故障；调节系统异常；油箱液位突然降低至最低液位以下；润滑油压<0.015Mpa盘车电机停止。2.8.5原则及控制方案为了使纯低温余热电站处于最佳运行状态，节约能源，提高劳动生产率，本工程拟采用技术先进、性能可靠的集散型计算机控制系统（简称DCS系统）对各车间（除化学水处理车间外）进行分散控制、集中管理。2.8.6控制设备及一次仪表选型为保证整个控制系统的先进性和可靠性，拟选用DCS系统实现对过程参数的采集、监视、报警与控制。对于关键性的检测和控制元件选用进口设备或国内引进技术生产的优质产品。选用的一次仪表设备有：智能化系列压力/差压变送器；温度检测仪表元件；锅炉汽包水位等电视监视系统。2.8.7系统配置及功能设置于电站的计算机系统（DCS）由现场级及中央控制级组成。计算机系统配置详见－计算机系统配置方案图。1.现场级根据电站的特点，在位于汽轮机房运转层的电站中央控制室内设置I/O模件机柜，采集所有来自现场的开关量和模拟量信号并输出驱动信号。现场级完成电动机顺序逻辑控制、工艺过程参数的检测与监控，以及PID串级、多变量复杂控制等。2.中央监控级中央监控级设1个工程师工作站和五个监控操作站（锅炉二套，汽机二套、电气一套），由监控管理计算机、液晶显示器和打印机等组成。监控操作站的功能包括：具有动态参数的热力系统及工艺流程图显示；电动机开/停操作和运行状态显示；棒形图显示；历史趋势曲线的显示；调节回路的详细显示及参数修正；报警状态的显示；报警状态及运行报告的打印等。2.8.8应用软件用于电站的DCS系统应用软件是实现现场级和中央监控级功能的重要文件。应用软件包括逻辑控制软件和过程控制软件。1.逻辑控制软件对电站所有电动机、电动阀，根据液晶显示器显示的热力系统图，通过键盘操作，完成组启、组停、紧停复位、逻辑联锁等控制。2.过程控制软件为保证整个电站运行工况的稳定，共设有5个自动调节控制回路。本系统是一个控制功能分散控制、集中监视和管理的控制系统，电站中控室取消了常规模拟仪表盘和模拟流程图，代之以大屏幕彩色图形显示器，更便于运行人员监视与操作，同时大大缩小了中控制室的建筑面积。此外系统中还采用了面向过程的语言，硬件均为模块化，使整个系统的操作与维护更加简便。为防止数据丢失和电源干扰，系统采用不间断电源（UPS）供电，保证了运行的可靠性。2.8.9自控线路和接地一次检测元件、变送器至现场站之间的连接导线及直流信号线均选用对屏＋总屏的计算机专用屏蔽电缆，热电偶至I/O模件柜的连接导线选用补偿导线。开关量信号线选用交联控制电缆，DCS控制系统各设备之间的连接电缆随设备成套供货。电缆线路均敷设在电缆沟或带顶盖的电缆桥架内，并尽可能与电力电缆分开敷设。当由于条件所限信号电缆与动力电缆同架敷设时，必须用分隔板隔开。引出电缆沟或电缆桥架后导线须穿钢管暗配或明配。接地系统的接地质量对计算机系统及自动化设备的防干扰能力至关重要。现场站应设置屏蔽接地母线，用专设电缆与屏蔽接地母线相连接，信号电缆屏蔽层在箱盘一端接至屏蔽接地母线。计算机系统的接地装置及接地阻值按供货设备的要求设置。仪表箱盘金属外壳单独接至电气保护接地母线上。2.9建筑及结构2.9.1建筑设计抗震设防烈度依据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001图A1）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）和业主提供的《某某水泥有限公司2500t/d熟料新型干法旋窑生产线工程岩土工程勘察报告》（勘察号：2009-04-12），抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。建筑设计原则（1）建筑设计在满足防雨、防尘、防噪声、保温的前提下，建筑的围护结构可适当开敞（窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉）；这样做的同时也降低土建造价节省投资。在满足环保要求的条件下应尽量与附近原有厂房的建筑形式相协调。同时建筑设计力求形体简洁明快、造型美观、风格协调，努力创造良好的空间环境和具有现代特色的建筑群体。（2）建筑设计中严格执行现行的国家设计规范、规定及“环境保护、火力发电厂设计规范、规定”等行业标准，注意做好防火、防水、防潮、通风、散热、劳动安全、工业卫生等技术措施。建筑构造（1）屋面：为了与周围水泥厂建筑物保持协调一致，本工程建筑屋面采用无组织排水。钢筋混凝土屋面采用冷施工防水材料SBS卷材防水，局部采用刚性防水。需要隔热的屋面采用水泥聚苯板保温层或架空隔热层。（2）墙体：框架填充墙采用当地轻质砌块，砖混结构的承重墙采用普通烧结砖。主厂房（包括汽轮发电机房、中央控制室）由于空间变化比较大，体型复杂，各部分对防火、防暴、防噪音等有较高要求。中央控制室与汽轮发电机房用普通烧结砖防火墙及中空防火玻璃隔栅分隔。厂房设独立混凝土楼梯，用普通烧结砖防火墙分隔。（3）地、楼面：生产建筑及辅助生产建筑采用水泥砂浆面层或混凝土地面，水泥砂浆面层楼面。洁净度要求较高的建筑可采用地砖地、楼面。（4）门、窗：生产建筑一般采用钢门、窗。辅助生产建筑根据需要可采用铝合金或塑钢门、窗。有隔声或防火要求的房间采用隔声或防火门、窗。主厂房中汽轮发电机房采用大面积钢窗，以满足采光、防爆、通风要求：中央控制室采用塑钢玻璃窗，门采用丙级防火门（0.6h）。（5）楼梯、栏杆:生产建筑和辅助生产建筑，根据其不同的使用要求采用钢筋混凝土楼梯或钢梯。主厂房设独立混凝土楼梯间，中央控制室设室外疏散钢梯。主厂房汽轮发电机层采用不锈钢防护栏杆，其余各部位的防护栏杆均采用钢管栏杆。（6）地坑防水：一般均为浅地坑，按防潮处理。（7）内、外墙面粉刷：建筑物外墙面均做外粉刷。内墙面根据不同的使用要求作粉刷或喷大白浆。2.9.2结构设计工程地质拟建厂址位于广安市广安区桂兴镇，该建设场地为南北走向的溶蚀～侵蚀槽谷山地，根据业主提供的《某某水泥有限公司2500t/d熟料新型干法旋窑生产线工程岩土工程勘察报告》（勘察号：2009-04-12）该建设场地无不良地质现象。中、微风化石灰岩层可作为基础持力层，可采用人工挖孔扩底桩基础形式。场区内覆盖土层在2.50m～8.70m,下伏为稳定石灰岩基岩，但石灰岩倾角较陡（48°），拟建场地土的类型为中软性土，确定场地类别为Ⅱ类。场区内地下水埋藏较深，故对建筑地基影响很小。拟建场地无不良地质现象，场地稳定，适宜建厂。结构选型（1）多层厂房：主厂房（包括汽轮发电机房、中央控制室）采用钢筋混凝土框排架结构，余热锅炉采用钢架结构。（2）单层厂房：水泵房采用钢筋混凝土框架结构。（3）发电机基础、汽轮机基础采用钢筋混凝土框架结构。风机等设备基础采用大块式钢筋混凝土基础。（4）根据地质情况，汽轮发电机房、窑头窑尾余热锅炉、循环水处理等厂房采用天然地基或桩基。2.10给排水系统2.10.1给水系统本工程的循环水补水由厂区工业水管引入；辅助生产用水利用厂区现有生活给水系统，由现有生活、消防管网接入；消防给水系统利用厂区现有消防系统。（见XT-F1005K-S01—给排水系统流程图）本余热电站工程耗水量如下：循环系统补水量：46.7m3/h化学水用水量：5m3/h辅助生产用水量：0.4m3锅炉冷却器用水量1.5m3/h消防用水量：180m3本工程总用水量为：53.6m3/h根据电站汽轮发电机房火灾危险分类为丁类，耐火等级为二级；化水车间和冷却塔火灾危险分类为戊类，耐火等级为三级。电站按同一时间内发生一次火灾、灭火历时两小时计，电站消防流量要求达到25l/s，即180m3/次。水泥厂消防按同一时间内发生一次火灾、灭火历时三小时计算，其消防用水量为486m3/h，由于本工程电站设在水泥厂内，消防水量能够满足本工程消防用水的要求，不增加消防用水量只考虑与原有消防管网连接。电站建设需水约53.6m3/h，考虑到未可预见水量和管网漏损等，水源地需提供53.6×1.2≈632.10.2排水系统本工程电站排水包括循环水排污、余热锅炉排水、化学水处理车间等生产废水和雨水等。循环系统排水：18m3/h窑头窑尾余热锅炉冷却器排水：1.5m热力系统排水：1.5m3/h化学水排水：2.0m3/h辅助生产排水：0.2m3本工程总排水量为：23.2m3/h本工程生产过程中生产的污、废水不含有毒物质。循环水系统、余热锅炉排污直接排入厂区现有排水系统，或者将循环水系统排水送至水泥线增湿塔使用；其它生产排污就近接入厂区排水管网。雨水采用道路边沟排放，汇入水泥线现有雨水沟。2.10.3供水水源本工程所在地区地下水源丰富，能满足本项目生产及生活消防用水需求，业主需确定水源具体位置，水压，水量，提供完整资料后再对厂区管线连接做进一步改动。2.11采暖、通风及空气调节2.11.1主要气象资料气象资料见通风主要散热、散湿设备主厂房包括汽轮机房、高低压配电室及控制室，主厂房为双层布置。主要散热散湿设备为汽轮机、发电机、疏水器、各种母管、各种变压器、配电设备及各种电动机等。通风方式高、低压配电室考虑不少于10次/小时换气的事故通风，设置防爆型事故排风机，兼做夏季排除室内余热用，通风方式为机械排风、自然进风。考虑到水泥厂的环境，汽轮发电机房不开设天窗、其通风、排湿、排热采用机械通风。2.11.3空气调节电站中央控制室要求室内温度(20±3)℃，故夏季设空调器二台，以满足电器设备要求。2.11.4采暖本项目位于四川省广安市，日平均温度16.9℃，不需要采暖。2.12组织机构及劳动定员2.12.1组织机构本项目为利用一条3200t/d水泥熟料生产线余热建设一座1×6MW的低温余热电站。电站建成后，年发电量3694.6万kWh。由于公司现有机构健全，本次设计的余热电站是水泥厂的一个车间，由原有机构统一管理。本余热电站设办公室、电站岗位工，组织电站的生产活动。组织机构为董事会领导下的总经理负责制，由总经理全面负责公司的生产和经营工作。2.12.2劳动定员本工程6MW余热电站的生产岗位定员是按发电工艺需要，采用岗位工，实行四班三运转，工作制度为每人每周工作5天，每天工作8小时，补缺勤人员按生产工人的7%配备。电站定员18人，其中生产工人16人，占88.8%，管理人员和技术人员2人，占11.11%。定员设置见劳动定员汇总表。定员明细表工作地点及工作名称每班人数合计备注ⅠⅡⅢⅣ余热电站1.办公室2站长11热工工程师112.电站岗位工444316锅炉司炉22226汽车司机11114电气运行11113化学水运行及化验1112补欠1合计182.12.3劳动生产率电站年发电量：3694.6万kWh全员实物劳动生产率：179.78万kWh/人.a生产工人实物劳动生产率：202.26万kWh/人.a2.12.4职工培训本工程1×6MW与热电站，采用国产设备，但机械化、自动化程度较高，要求岗位工应具备一定的生产技能。建议大部分的生产工人在同规模的企业中进行培训。但应注意对生产人员专业知识的培训，可考虑在大专院校对部分工人进行专业知识培训。2.13建设进度设想本工程1×6MW余热电站建设期包括：建设前期，施工图设计，施工安装、调试等阶段，初步确定从破土动工到并网发电为12个月。时间项目第一年ⅠⅡⅢⅣ1.可行性研究报告编审____2.施工图设计________3.设备采购____________4.土建施工________5.设备安装________6.调试____7.并网发电____2.14主要技术经济指标序号技术名称单位指标备注1装机容量MW62平均发电功率MW5.2783年运转率h70004年发电量104kWh3694.65年供电量104kWh3406.4电站自用电率7.8%6年少向电网购电量104kWh3236.1（线损按5%计算）7全部占地面积hm20.238全站建筑面积m210209全站劳动定员人18其中：生产工人人16管理人员人210劳动生产率（实物）全员104kWh/人.a179.78生产工人104kWh/人.a202.2611投资估算固定资产投资总估算万元4186.86其中：建筑工程万元603.68设备费万元1842.95安装工程万元915.96其它万元824.2712经济效益投资回收期（税前）年4.02含建设期投资回收期（税后）年4.66含建设期投资利润率%41.57发电成本元/kWh0.188税后3建设用地及相关规划3.1公司位置及交通建设场地位于四川省某某水泥有限公司水泥生产线厂区内。本项目厂址距广安市30km，距318国道8km