煙氣余熱發電建設項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 正式并網發電，該項目是我國（全球范圍至今未有類似工程相關報道）第一條玻璃熔窯煙氣低溫余熱發電工程，為浮法玻璃行業的煙氣余熱提供了一個成功的范例。 該項目余熱資源如下表。 玻璃生產線 煙氣量（ Nm3/h） 煙氣溫度（ ℃ ） 備注 浮法八線 116000 420 燃料為重油 浮法九線 118000 420 燃料為重油 項目的主要技術經濟指標： 序號 技術名稱 單位 指標 備注 1 裝機容量 Mw 3 2 平均發電功率 Mw AAA 有限公司煙氣余熱發電項目 可行性研 究報告 AAA 設計研究院 12序號 技術名稱 單位 指標 備注 3 年運轉率 h 7800 4 自用電率 % 4 年發電量 104kwh 2808 5 年供電量 104kwh 2597 6 年少向電網購電量 104kwh 2727 10 全站勞動定員 人 22 其中：生產工人 人 20 管理人員 人 2 供電成本 元 /kwh 目前，我院正在為 BBB 企業提供余熱發電工程服務。 可利用熱源及發電計算 玻璃生產以重油為燃料，利用其燃燒的熱量在熔窯中將玻璃原料熔化后，經澄清、均化、冷卻進入錫槽。玻璃在錫槽中自然攤平、拋光 、積厚，形成所要求的寬度和厚度，再進入退火窯退火。退火后的玻璃帶經過檢測、切割、掰斷、吹掃等工序再裝箱即為玻璃成品。 熔窯中的熔化溫度約為 1650℃，重油燃燒后的廢氣經蓄熱室與進入熔窯的空氣換熱后，溫度下降到約 400~500℃，經煙道排出到煙囪放空。 根據甲方提供的煙氣參數如下： 玻璃生產線 煙氣量（ Nm3/h） 煙氣溫度（ ℃ ） 備注 浮法一線 120200 400~450 浮法二線 80000 400~450 根據煙氣的性質熱能計算如下表： 計算可知， 2 條生產線每小時可生產蒸汽約 噸。 純凝汽計算發電量為 4160kWh。扣除抽汽 (6t/h， )后，平均發電功率 3100kWh。 綜合考慮目前玻璃生產線余熱資源分布情況和玻璃窯的運行狀況，在充分利用余熱的前提下，以“穩定、可靠、技術先進、不影響玻璃生產”為原則，確定熱力系統及裝機方案如下： 本系統主機包括二臺余熱換熱器及一套凝汽式汽輪發電機組，裝機容量為 3MW。 在玻璃生產線蓄熱室后與煙囪間各設置一臺余熱換熱器。保留原有煙道作為緊急排風煙道，當余熱換熱器故障檢修時，玻璃生產系統可以繼續運行，不影響玻璃線的正常生產。AAA 有限公司煙氣余熱發電項目 可行性研 究報告 AAA 設計研究院 13余熱換熱器生產 ℃的過熱蒸汽。 與二臺余熱換熱器配套，設置一臺 。 主機設備 根據熱力系統選擇及國內余熱換熱器和低參數汽輪機的生產和使用情況，確定主機設備如下： 序號 設備名稱及型號 數量 主要技術能數、性能、指標 1 3MW 凝汽式汽輪機（帶非調抽汽口，可滿足玻璃線用汽） 1 型號： 額定功率： 3MW 額定轉速： 3000r/min 主汽門前壓力： 主汽門前溫度： 325℃ 排汽壓力： 額定汽耗： 抽汽壓力： MPa 抽汽量： 6t/h 2 3MW 發電機 1 型號： QF32 型 額定功率： 3MW 額定轉速： 3000r/min 出線電壓： 3 1廢氣換熱器 1 入口廢氣量： 120200m3/h（標況） 入口廢氣溫度： 400~450℃ 主蒸汽量： 主蒸汽壓力： 主蒸汽溫度： 350℃ 給水溫度： 105℃ 4 2廢氣換熱器 1 入口廢氣量： 80000m3/h（標況） 入口廢氣溫度： 400~450℃ 主蒸汽量： 主蒸汽壓力： 主蒸汽溫度： 350℃ 給水溫度： 105℃ 主要技術經濟指標： 主要技術指標表 指標名稱 單位 指標 備注 裝機容量 MW 平均發電功率 MW 年運轉小時 h 7920 年發電量 104kWh 2455 年供電量 104kWh 2258 不計引風機 全站勞動定員 人 18 投資估算 固定資產投資總估算 萬元 其中：建筑工程 萬元 設備費 萬元 安裝工程 萬元 其它 萬元 AAA 有限公司煙氣余熱發電項目 可行性研 究報告 AAA 設計研究院 14經濟效益 投資回收期（稅前） 年 含建設期 投資回收期（稅后） 年 全投資內部收益率（稅前） % 全投資內部收益率（稅后） % 供電成本 元 /kWh 3 技術方案 接入系統及電量平衡 電站接入系統 擬建的 3MW 純低溫余熱 電站采用 10kV 單母線接線方式。發電機組由電站 10kV 母線經 單 回電纜線路與 廠區總降壓 站 10kV 某段 母線連接 。 3MW 純低溫余熱 電站與現有電力系統實現并網運行，運行方式為并網電量不上網。在電站側的 發電機 聯絡線開關 和 發電機出口開關處設置并網同期點。接入系統方案 詳 見附圖《 接入系統方案圖 》 。 本接入系統最終方案應以當地電力部門出具的“接入系統報告”中的接入系統方案為準。 電量平衡 公司二條浮法玻璃生產線平均用電功率約為 5000 kWh，年用電量約為 4200kWh。當余熱電站建成后，電站總供電量約為 2186kWh。 在不改變 配 電站原有供電及運行方式的前提下，發電機發出的電量將全部用于全廠負荷。 在公司玻璃生產和電站正常運行的情況下，全廠供電自給率可達 %。從而減少了公司購電成本，提高了公司的整體經濟效 益 。 電站的運行以并網不上網，自發自用為原則。 電站總平面布置及交通運輸 電站總平面布置： 本工程包括： 3MW 電站的汽輪機廠房、化學水處理車間、機力通風冷卻塔、泵站以及余熱換熱器生產車間。 根據玻璃生產線的布置及發電工藝流程，煙氣治理系統和發電系統的余熱換熱器均布置在各玻璃生產線原余熱鍋爐房位置，均為露天布置；。發電系統的汽輪發電機房和循環水系統利用廠內空地建設 AAA 有限公司煙氣余熱發電項目 可行性研 究報告 AAA 設計研究院 15 道路工程 工廠內現已有縱橫成網、互相貫通的道路，用于生產、消防和檢修，故電站區域利用原有道路網絡，不再考慮新建。 豎向設計和雨水排除 在豎向設計 時，根據工廠的現有建筑物及場地標高，合理擬定電站車間的標高。土方工程在玻璃生產線建設時已統一考慮，并已經平整完畢，本工程不考慮土方工程量。 工廠內已建成有布局合理的雨水溝，工廠的雨水排除可得到可靠保證，故電站區域不再新建雨水溝，該區域的雨水匯入工廠已有的雨水排除系統。 熱力系統及裝機方案 熱力系統及裝機方案設計前提 本工程熱力系統及裝機方案應考慮下述前提條件： ⑴ 充分利用廢氣余熱。 根據計算， 2 條生產線產生可利用回收廢氣總量約為 202000Nm3/h。 ⑵ 本工程實施后電站不應向電網返送電； ⑶ 余熱電站的建設 及生產運行應不影響玻璃生產系統的生產運行； ⑷ 余熱電站的系統及設備應以成熟可靠、技術先進、節省投資、提高效益為原則，并考慮目前國內余熱發電設備實際技術水平； ⑸ 電站控制采用 DCS 計算機集中控制及管理系統； ⑹ 電站設集中電力室，電站啟動時啟動電源為電網供電，電站正常運行后，站用電即可由電網供電，也可由發電機直接供電； ⑺ 電站與電網通過公司總降壓變電站 10kV 側并網，運行方式為并網電量不上網； ⑻ 電站設獨立調度通訊系統，與電站生產有關的各崗位均設直通調度電話，電站與電網調度管理部門間按要求設置調度通信設施； ⑼ 在玻璃窯窯尾廢氣出口與煙囪間廢氣煙道增設余熱換熱器，余熱換熱器設旁通廢氣管道，當余熱換熱器或電站故障時，玻璃生產可以繼續進行。 熱力系統方案及裝機容量 根據目前國內純余熱發電技術及裝備現狀，結合玻璃窯的生產線余熱資源情況，并根據本工程項目建議書確定的裝機規模，本工程裝機方案采用純低溫余熱發電技術。 綜合考慮目前玻璃生產線余熱資源分布情況和玻璃窯的運行狀況，在充分利用余熱的AAA 有限公司煙氣余熱發電項目 可行性研 究報告 AAA 設計研究院 16前提下，以“穩定、可靠、技術先進、不影響玻璃生產”為原則，確定熱力系統及裝機方案如下： 裝機容量 本系統主機包括二臺余熱換熱器及一套凝汽式 汽輪發電機組，裝機容量為 3MW。 在每條線總煙道閘板后與煙囪間各設置一臺余熱換熱器，蓄熱器出口廢氣總量有202000m3/h（標況） 400~450℃。同時原有煙道也作為事故排煙通道，不至于在余熱鍋爐發生故障時影響玻璃窯生產。余熱換熱器總共生產 ℃過熱蒸汽。 熱力系統 根據熱力計算及主機配置情況確定熱力系統如下： 汽輪機凝結水經凝結水泵送入除氧器，再經給水泵為余熱換熱器提供給水。余熱鍋爐生產 過熱蒸汽，經各自的主蒸汽母管再一起進入汽輪機系統用于發電。汽輪機做功 后的乏汽通過冷凝器冷凝成水，經凝結水泵送入除氧器，從而形成完整的熱力循環系統。 上述方案的配置，可以使電站運行方式靈活、可靠，能很好地與玻璃生產配合。 主要設備 根據熱力系統選擇及國內余熱換熱器和低參數汽輪機的生產和使用情況，確定主、輔機設備。見主機設備表。 作為余熱發電工程的心臟設備，設計選用已在多條浮法玻璃生產線應用的立式 Π 型結構。煙氣下進下出，適合玻璃生產線的布置情況。具體參數見下表。 余熱鍋爐主要參數表 序號 項目名稱 單 位 900t/d 600t/d 1 鍋爐入口廢氣設計溫度 ℃ 400 400 2 鍋爐入口廢氣溫度范圍 ℃ 400~500 400~500 3 鍋爐入口設計廢氣量 104Nm3/h 12020 80000 4 鍋爐入口廢氣量范圍 104Nm3/h ~ ~ 5 鍋爐入口含塵濃度 mg/Nm3 492 492 6 煙氣中 SO2 含量 mg/Nm3 280 280 7 廢氣成份 CO2 % O2 % N2 % H2O % 10 10 8 鍋爐進口煙氣壓力 Pa － 600 － 600 9 循環方式 自然循環 自然循環 10 回水溫度 ℃ 40 40 主蒸汽段 11 主蒸汽段 給水溫度 ℃ 105 105 AAA 有限公司煙氣余熱發電項目 可行性研 究報告 AAA 設計研究院 17序號 項目名稱 單 位 900t/d 600t/d 12 蒸汽壓力 MPa(g) 13 蒸汽溫度 ℃ 350177。10 350177。10 14 計算 蒸汽 產 量 t/h 15 排煙溫度 ℃ ~180 ~180 16 設計工況鍋爐廢氣阻力 Pa ~900 ~900 17 漏風系數 % 2 2 18 除灰方式 機械連續清灰 機械連續清灰 熱力系統及熱機設備 可靠性分析 本工程擬采用的熱力系統配置，來源于 研究院在水泥窯和玻璃窯余熱回收并用于發電的成功經驗。在水泥行業， 研究院所擁有的純低溫余熱發電技術及系統可有效的回收大于 300℃的低溫廢氣余熱，穩定的用于發電。在浮法玻璃行業，國內第一條低溫余熱電站 —— 江蘇 八、九線余熱電站已順利并網發電。 發電熱力系統，一般由余熱回收系統、發電系統及輔助制水系統和冷卻系統等環節構成。余熱回收系統，即余熱換熱器系統，將在下面的章節中給予介紹。 發電系統包括汽輪機 、發電機等主要設備。本工程使用的