某水泥45mw余熱發(fā)電項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 尾蒸汽（t/h）窯頭蒸汽（t/h）窯尾排煙溫度（℃）窯頭排煙溫度（℃）發(fā)電功率（kW）方案131034022098～4169方案2310340220100～4125方案3310340219102～4113，汽輪機及內(nèi)效率為80％，發(fā)電機效率98％，的條件得到的。經(jīng)比較方案一的發(fā)電功率最高，可達(dá)到4169kW。根據(jù)目前國內(nèi)純余熱發(fā)電技術(shù)及裝備現(xiàn)狀，結(jié)合公司水泥窯生產(chǎn)線余熱資源情況，本工程裝機方案采用低溫余熱發(fā)電單壓熱力系統(tǒng)技術(shù)。1）余熱鍋爐根據(jù)廢氣參數(shù)計算，－－310℃過熱蒸汽； 根據(jù)廢氣參數(shù)計算，－－340℃過熱蒸汽；2）汽輪機組以上兩臺余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽并入汽輪機房的主蒸汽母管，－320℃過熱蒸汽，作為汽輪機進(jìn)汽；排氣壓力≤ MPa（目前國內(nèi)低壓汽輪機的排氣壓力）的濕蒸汽，，因此余熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽共具有約平均4169 kW的發(fā)電能力。綜上所述，本工程確定裝機方案如下：＋1臺窯頭余熱鍋爐＋1臺窯尾余熱鍋爐 熱力系統(tǒng)根據(jù)本裝機方案，為滿足生產(chǎn)運行需要并達(dá)到節(jié)能、回收余熱的目的，結(jié)合水泥生產(chǎn)工藝條件，熱力系統(tǒng)方案確定如下：在窯頭冷卻機中部廢氣出口設(shè)置窯頭余熱鍋爐。為減輕鍋爐磨損，在窯頭余熱鍋爐前設(shè)置了干擾式分離器。窯頭余熱鍋爐分兩段設(shè)置，其中I段為蒸汽段，II段為熱水段。在窯尾預(yù)熱器廢氣出口設(shè)置窯尾余熱鍋爐。窯尾余熱鍋爐只設(shè)置I段－蒸汽段。－340℃過熱蒸汽。窯頭余熱鍋爐II段生產(chǎn)的180℃，；－310℃過熱蒸汽與窯頭余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽并入汽輪機房的主蒸汽母管，除去室外管線的壓力、－320℃過熱蒸汽作為主蒸汽進(jìn)入汽機做功，做功后的乏汽通過冷凝器冷凝成水, 凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵送入鍋爐給水泵為窯頭余熱鍋爐II段提供給水，從而形成完整的熱力循環(huán)系統(tǒng)。熱力系統(tǒng)具體方案詳見附圖F02—電站原則性熱力系統(tǒng)圖。 1）窯頭熟料冷卻機余熱鍋爐：根據(jù)二期2500t/d熟料生產(chǎn)線窯頭冷卻機廢氣排放溫度的分布，在滿足熟料冷卻及工藝用熱的前提下，采取中部取風(fēng)，從而提高進(jìn)入窯頭余熱鍋爐的廢氣溫度，在縮小窯頭余熱鍋爐體積的同時增大了換熱量，并且提高了整個系統(tǒng)的循環(huán)熱效率。該鍋爐采用兩段受熱面，最大限度地利用了窯頭熟料冷卻機廢氣余熱。窯頭余熱鍋爐I段為蒸汽段，－340℃的蒸汽，窯頭余熱鍋爐II段為熱水段，生產(chǎn)180℃左右的熱水，作為窯頭余熱鍋爐蒸汽段及窯尾余熱鍋爐的給水。2）窯尾余熱鍋爐為蒸汽鍋爐，－310℃的蒸汽，當(dāng)水泥窯窯尾廢氣溫度波動時，相應(yīng)的窯尾余熱鍋爐的產(chǎn)汽量可隨之發(fā)生變化，保證排出的煙氣滿足熟料生產(chǎn)線的烘干要求。3）為了保證電站事故不影響水泥窯生產(chǎn)，余熱鍋爐均設(shè)有旁通廢氣管道，一旦余熱鍋爐或電站發(fā)生事故時，可以將余熱鍋爐從水泥生產(chǎn)系統(tǒng)中解列，不影響水泥生產(chǎn)的正常運行。4） 余熱鍋爐均采用立式鍋爐，解決余熱鍋爐漏風(fēng)、磨損、堵灰等問題并減少占地面積，提高余熱回收率。5） 除氧器均采用真空常溫除氧方式，有效的保證了除氧效果，并最大限度的利用余熱。6） 由于窯頭廢氣粉塵粒度較大，在窯頭余熱鍋爐廢氣入口采用設(shè)置沉降室，使廢氣中較大顆粒沉降下來，以減輕熟料顆粒對窯頭余熱鍋爐的沖刷磨損，提高鍋爐的使用壽命。以上各項措施已經(jīng)在眾多工程中應(yīng)用，并取得了較好的效果，因此該技術(shù)是成熟、可靠的。 主機設(shè)備序號設(shè)備名稱及型號數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)、性能、指標(biāo)11型號： －額定功率： 額定轉(zhuǎn)速： 3000r/min進(jìn)汽壓力： 進(jìn)汽溫度： 310℃額定汽耗： ≤排汽壓力： 21型號： －2額定功率： 額定轉(zhuǎn)速： 3000r/min出線電壓： 10500V3窯尾余熱鍋爐1入口廢氣參數(shù)：170000m3/h(標(biāo)況)—330℃入口廢氣含塵濃度：75g/m3(標(biāo)況)出口廢氣溫度： 220℃主汽參數(shù)： ——310℃(過熱)給水參數(shù)： —180℃—鍋爐總漏風(fēng)： ≤3%置方式： 露天4窯頭余熱鍋爐1入口廢氣參數(shù)：120000m3/h(標(biāo)況)—360℃入口廢氣含塵濃度： 15g/m3(標(biāo)況)出口廢氣溫度： ～100℃鍋爐總漏風(fēng)： ≤2%I段主汽參數(shù)：——340℃(過熱)I段給水參數(shù)： —180℃—II段給水參數(shù)：—42℃—II段出水參數(shù)：—180℃—布置方式： 露天5 除氧器及水箱1除氧能力： 25t/h工作壓力： 工作溫度： 42℃除氧水箱： 10m36鍋爐給水泵(一用一備)2流量： 25t/h揚程： 270m功率： 45kW7干擾式分離器1入口廢氣參數(shù)： 120000m3/h(標(biāo)況)—360℃入口廢氣含塵濃度：30g/m3(標(biāo)況)出口廢氣含塵濃度：15g/m3(標(biāo)況) 主要技術(shù)參數(shù)發(fā)電裝機：平均發(fā)電功率：4169kW年運行：7200h年發(fā)電量：3001104kWh年向水泥廠供電：2767104kWh水泥廠年減少向電網(wǎng)購電量：2957104kWh（%計算）發(fā)電裝機：1）主廠房主廠房主要由汽輪發(fā)電機房構(gòu)成電室組成，布置在一期電站主廠房旁邊預(yù)留二期的空地上，占地21。 汽輪發(fā)電機房占地為2115m，雙層布置，177。，布置有給水泵、汽輪機凝汽器及供油系統(tǒng)等，汽輪機及發(fā)電機布置在此平面。為了便于檢修，汽機間內(nèi)設(shè)平梁起重機1臺，跨距LK=，起重量10t。高低壓配電室、電站控制室布置在一線汽輪發(fā)電機房內(nèi)。2）窯頭余熱鍋爐及干擾式分離器AQC窯頭余熱鍋爐及干擾式分離器均布置于水泥生產(chǎn)線窯頭廠房旁，采用露天布置。汽水取樣器、排污擴(kuò)容器、加藥裝置等露天布置在177。3）窯尾余熱鍋爐SP窯尾余熱鍋爐布置于水泥生產(chǎn)線窯尾預(yù)熱器附近，占地約為128m，采用露天布置，；汽水取樣器、排污擴(kuò)容器、加藥裝置及輸灰裝置等露天布置。本工程為低溫余熱發(fā)電，當(dāng)熟料生產(chǎn)線窯頭及窯尾廢氣經(jīng)余熱鍋爐后，收集下來的爐灰產(chǎn)量經(jīng)計算約為：a. ；b. ；以上窯頭及窯尾收集的爐灰均回用水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，擬采用FU拉鏈機將窯頭余熱鍋爐及干擾式分離器收下的窯灰送回到熟料輸送系統(tǒng)，采用螺旋輸送機將窯尾余熱鍋爐收下的料灰送回到生料輸送系統(tǒng)。序號設(shè)備名稱及型號數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)、性能、指標(biāo)備注1螺旋輸送機1能力： 56 m3/h1FU鏈?zhǔn)捷斔蜋C1能力： 56 m3/h2剛性葉輪給料機4規(guī)格： φ300300輸送量： 23 m3/h 水泥廠工藝系統(tǒng)改造由于余熱鍋爐設(shè)置于水泥生產(chǎn)最主要的管道上，一旦發(fā)生事故（如鍋爐爆管、粉塵堵塞等）將影響水泥生產(chǎn)的正常運行。為防止這種情況發(fā)生，余熱鍋爐廢氣管道及發(fā)電系統(tǒng)汽水管道均考慮了應(yīng)急處理措施。 由于水泥生產(chǎn)線窯頭冷卻機尾部煙氣溫度為250℃，對于余熱電站可利用的余熱量較少，因此采取在窯頭冷卻機中部取用350℃廢氣，最大限度的利用余熱。為了避免影響正常的水泥生產(chǎn)，對窯頭余熱鍋爐也采取了如下措施：1）設(shè)旁通廢氣管道，一旦鍋爐發(fā)生事故，啟用旁通廢氣管道。2）發(fā)電系統(tǒng)汽水管路考慮了將窯頭余熱鍋爐從發(fā)電系統(tǒng)中解列出來的措施。3）窯頭余熱鍋爐廢氣入口采用干擾式粉塵分離器降塵處理，將部分粉塵收集下來，減少進(jìn)入AQC鍋爐的入口含塵濃度，以減輕熟料顆粒對鍋爐的沖刷磨損，延長鍋爐的使用壽命。1）設(shè)旁通廢氣管道，一旦鍋爐發(fā)生事故，啟用旁通廢氣管道。2）發(fā)電系統(tǒng)汽水管路考慮了將窯尾余熱鍋爐從發(fā)電系統(tǒng)中解列出來的措施。本工程是利用公司現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線的窯頭、。《小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》（GB 5004994）《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB 500152003） 電站生產(chǎn)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)中建、構(gòu)筑物設(shè)施的設(shè)計。 設(shè)備冷卻用水量 根據(jù)水泥線窯頭、窯尾產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)及蒸汽量、汽輪發(fā)電機的汽耗和冷卻倍率計算確定冷卻水量如下：凝汽器冷卻水量：1550m3/h（最大2000m3/h）冷油器冷卻水量：60m3/h空氣冷卻器冷卻水量：100m3/h鍋爐給水泵冷卻水量：1m3/h循環(huán)冷卻水總量：1711m3/h（最大2161m3/h）本工程采用循環(huán)供水系統(tǒng)（見F08－給排水系統(tǒng)流程圖）。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水泵站、冷卻構(gòu)筑物、循環(huán)水池及循環(huán)水管網(wǎng)。該系統(tǒng)運行時，循環(huán)冷卻水泵自循環(huán)水池抽水送至各生產(chǎn)車間供生產(chǎn)設(shè)備冷卻用水，冷卻過設(shè)備的水（循環(huán)回水）利用循環(huán)水泵的余壓送至冷卻構(gòu)筑物，冷卻后的水流至循環(huán)水池，供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。為確保該系統(tǒng)良好、穩(wěn)定的運行，系統(tǒng)中設(shè)置了加藥和旁濾設(shè)備。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)備選型機組運行期間，循環(huán)水量因室外氣象條件的變化而變化，根據(jù)機組所在地的氣象條件和本工程的冷卻用水量、建設(shè)場地的特點，循環(huán)冷卻水泵擬采用2臺單級雙吸臥式離心泵。冷卻構(gòu)筑物供選擇有雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔和機械通風(fēng)冷卻塔，自然通風(fēng)冷卻塔雖然維護(hù)工作簡單，冷卻效果穩(wěn)定，但僅適用于冷卻水量大、濕球溫度低、相對濕度低的地區(qū)，并且投資大，占地面積大。機械通風(fēng)冷卻塔冷產(chǎn)高，冷幅小（濕球溫度與出塔水溫之差），投資低，尤其適用于高溫、高濕、建筑場地狹窄、通風(fēng)條件不良的地區(qū)，但耗電及維護(hù)工作量大。根據(jù)本工程所在地區(qū)氣象條件和本工程的冷卻水量較小、建設(shè)場地較小的特點，擬采用組合逆流式機械通風(fēng)冷卻塔，冷卻塔的進(jìn)出水溫差按10℃計算。為便于循環(huán)水量的分配，并考慮冷卻塔和循環(huán)水泵運行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中主要設(shè)備選型如下：序號設(shè)備名稱及型號數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)1組合逆流式機械通風(fēng)冷卻塔型號：10BNGZ12002設(shè)計出力：1200 m3/h2電站循環(huán)冷卻水泵型號：140SAP202流量：870～1320～1550m3/h揚程：33～26～3無閥過濾器型號：GLG100I（2）17001設(shè)計出力：100m3/h4加藥裝置型號：1加藥量：0～125 L/h 循環(huán)水系統(tǒng)布置循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)露天循環(huán)水泵站一座，布置于冷卻塔一側(cè)，并設(shè)可拆卸防雨棚。冷卻塔單列布置，平面尺寸約為189m，沿塔四周在塔腳處設(shè)回水臺。冷卻塔下設(shè)循環(huán)水池，水池有效容積486m3，占循環(huán)水量的26%。根據(jù)余熱電站建設(shè)所在地區(qū)氣象條件和本工程的冷卻用水量，以及系統(tǒng)所采用的冷卻構(gòu)筑物型式，計算得出：蒸發(fā)風(fēng)吹滲漏水量：31 m3/h系統(tǒng)排水量：8 m3/h損失水量：39 m3/h%左右，循環(huán)水系統(tǒng)補充水量為39 m3/h。 技術(shù)指標(biāo)根據(jù)公司的供水情況和循環(huán)水給水水質(zhì)要求，循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下：年消耗水量： 104 m3年耗水質(zhì)穩(wěn)定劑量： 3 t《小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》（GB5004994）《火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T 50681996）《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》（GB15762001），屬于低壓蒸汽鍋爐。為滿足鍋爐及發(fā)電機組的正常運行，鍋爐給水指標(biāo)應(yīng)滿足《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中低壓鍋爐的汽、水品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 根據(jù)本公司提供的《水質(zhì)分析報告》，且為了滿足余熱電站鍋爐給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)水處理方式采用“過濾＋軟化”系統(tǒng)（見F05－化學(xué)水處理系統(tǒng)圖）。處理流程為：自廠區(qū)凈水車間送來的水經(jīng)過機械過濾器，過濾后進(jìn)入清水箱，由清水泵將水送至組合式軟化水裝置，出水達(dá)標(biāo)后進(jìn)入軟水箱，再由軟水泵將軟化水送至汽輪發(fā)電機房供機組使用。出水水質(zhì)達(dá)到：硬度≤。給水在鍋爐內(nèi)不斷蒸發(fā)濃縮，超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時蒸汽的品質(zhì)就會惡化，影響鍋爐的安全運行，因此要不斷地把濃縮的爐水從汽鍋中含鹽濃度較高地段的水面引出，同時要不斷地給鍋爐補水，以滿足鍋爐穩(wěn)定、正常的運行。電站正常運行時，最大約為7m3/h（不含起動調(diào)試期）。電站水處理設(shè)備的出力，按全部正常汽水損失與機組啟動或事故增加的汽水損失之和確定，同時考慮化學(xué)水車間自身設(shè)備的耗水量。因此，水處理系統(tǒng)生產(chǎn)能力按10 m3/h進(jìn)行設(shè)計。一期電站設(shè)計時已經(jīng)考慮到了二期擴(kuò)建的需要，因此化學(xué)水處理車間在一期建設(shè)時已建設(shè)完畢。 水處理設(shè)備選型序號設(shè)備名稱及型號數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)1機械過濾器型號：GJA1501設(shè)計出力：2清水泵型號：IS50321602流量：～15 m3/h揚程： ～3組合式軟水制取裝置型號：ZRG101設(shè)計出力：10~20 m3/h4軟水泵型號：IH50322002流量：～15 m3/h揚程： ～48m5裝配式玻璃鋼清水箱1容積：30m36裝配式玻璃鋼軟水箱1容積：30m3根據(jù)該公司的供水情況和鍋爐給水水質(zhì)要求，化學(xué)水處理系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下：年消耗原水量： 104 m3 年消耗軟水量： 103m3 年消耗NaCl： 5t年消耗98%Na3PO412H2O： 3t 建筑及結(jié)構(gòu)1）主要氣象資料年平均氣溫℃極端最高氣溫℃極端最低氣溫℃年平均相對濕度85％年平均降雨量1121mm年平均氣壓年平均風(fēng)速年最大風(fēng)速34m/s全年主導(dǎo)風(fēng)向N