硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告(编辑修改稿)

硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

计评审。 热力系统及装机方案 可利用余热条件 鄂尔多斯冶金设备有限责任公司 ,两台 25500KVA 硅铁矿热电炉生产硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 12 硅铁废气余热资源如下： (1）硅铁显热： (2 25500KVA) 风量： 23820m3/h（标况） ,温度： 320℃，余热锅炉排风温度 100℃ ，具有约 1455300kcal/h的热量。 (2）硅铁炉烟气参数如下： 烟气 ： 129300m3/h（ 单台 ） , 温度： 280℃，余热锅炉排风温度 120℃。 上述 硅铁显热 、 烟气 两部分 被利用的 废气余热 总 量 是 282420m3/h,具有的热量是 17713380kcal/h。 主要技术方案 技术方案比较 根据上述余热条件以及目前的纯低温余热发电的技术水平，对单压、热力系统计算发电能力如下： 蒸 汽压力（ MPa） 主汽温度 （ ℃ ） 蒸汽 量（ t/h） 排烟温度 （ ℃ ） 年 发电功率（ kW） 单压系统 230 26 100 32020 上述 发电功率的计算，是在汽轮机主进汽参数为： － 230℃；排汽压力为 的情况下所得。 装机 容量的确定 根据目前国内 纯余热发电 技术及装备现状，结合 公司硅铁矿热电炉生产线余热资源情况，本工程装机方案采用 低温 余热发电技术。 (1）余热锅炉 利用硅铁炉生产烟气进入余热锅炉，每台 可生产约 － － 230℃ 过热 蒸汽； 利用硅铁显热回收热能烟气进入余热锅炉， 可生产 每台 －－ 230℃ 过热 蒸汽； 小计 2 台余热锅炉生产过热蒸汽 26t/h. (2） 汽轮 机组 根据余热锅炉所能产生的主汽品位， 本工程 选用 的汽轮机主蒸汽参数为 － 230℃, 两台余热锅炉共生产蒸 汽量 总共 约 26t/h， 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 13 发电机余热发电功率约为 32020MW/年。 综上所述，本工程确定装机方案如下： 一 台 6MW 凝汽式 汽轮机组＋ 两 台余热锅炉 热力系统 根据 本 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 硅铁矿热电炉 生产工艺条件，热力系统方案确定如下： 余热锅炉生产的 — 245℃过热蒸汽作为主蒸汽，除去外管线损耗后，在母管中混合为 — 240℃过热蒸汽，作为主蒸汽一并进入汽轮机做功。 余热锅炉生产的 26t/h 蒸汽在汽轮机房内汽轮机低压进汽口，两种压力的蒸汽在汽轮机做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵再次送入除氧器，再经给水泵为余热锅炉提供给水，从而形成完整的热力循环系统。 上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与硅铁生产配合，可最大限度的利用余热。 热力系统及装机方案设计 原则 确定 本工程热力系统及装机方案 的基本原则如下 ： 充分利用 2 25500KVA 硅铁矿热炉生产硅铁后产生烟气及硅铁显热回收的余热。 当 前现测硅铁炉烟气温度为 280℃ ，要提高烟气温度，提高蒸汽产量就必须实施以下措施来保证我们的要求： 加密封系统； ，及时关闭加料 门 ，以减少炉内冷空气的吸入量， 增加烟气温度 ； 、数显表以便随时监测烟气温度。 从 而将烟气温度由 目前 280－ 300℃ 增至 450℃ ，便于余热锅炉设计，提高蒸汽产 在 45t/h 以上 ， 才能带动 6MW 汽轮发电机年发电量4800MW。 本余热 电站的建设及生产运行不影响 硅铁矿电热炉 生产系统的生产运行 ； 本余热 电站的系统及设备成熟可靠 、技术先进 、节省投资、提高效益为原则，全部采用国产设备。 烟气通过余热锅炉沉降下来的窑灰经机械振动后清除。 主要设备 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 14 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 参数 烟气温度 280－ 300℃ 技改加密封系统后 烟气温度 450℃ 1 凝汽式汽轮机 1 型号 S4－ S6－ 额定功率 4MW 6 MW 额定转速 3000r/min 3000r/min 主 蒸汽参数 － 230℃ － 260℃ 低压蒸 汽参数 排汽压力 Mpa Mpa 2 发电机 1 型号 QF4－ 2 型 QF6－ 2型 额定功率 4MW 6MW 额定转速 3000r/min 3000r/min 3 余热锅炉 1 入口废气参数 282420m3/h(标况 )— 280℃ 232020m3/h(标况 )— 450℃ 入口废气含尘浓度 15g/m3(标况 ) 15g/m3(标况 ) 出口废气温度 100℃ 100℃ 产汽量 26t/h— — 250℃(过热 ) 45t/h— — 260℃ 给水参数 29t/h— 锅炉总漏风： ≤ 3% 布置方式： 露天 4 除氧器及水箱 1 除氧能力 30t/h 45t/h 工作压力 工作温度 60℃ 60℃ 除氧水箱 30m3 45m3 5 锅炉给水泵 2 型号 DG25－ 40 10 DG25－ 45 10 流量 30t/h 45t/h 扬程 273m 273m 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 15 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 、化学水处理部分组成 ，布置在硅铁炉东侧的空地上，占地 70 32m。 汽轮发电机房 占地 为 24 18m，双层布置， 177。 m 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， 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，汽机间内设起重机 1 台，桥式 起重 机 10t/S4－ ,15t/S6－ ，轨顶标高。 高低压配电室 、 电站控制室布置在汽轮发电机房 的西侧，占地 为9 15m，双层布置。 高、低压配 电室布置在 177。 m 平面 ， 电站控制室布置在 平面。 化学水处理 布置在汽轮发电机房 的东侧，双层布置， 177。 m 平面布置软化水处理设备， 平面布置水箱。 除氧器布置在 平面上。 (2)余热锅炉 余热锅炉布置于 硅铁炉西侧的空地上， 采用露天布置，运行平面 分别 为 ： 余热锅炉布置 在地面 上 ， 汽水取样器 、 排污扩容器、 加药装置及输灰装置 等 分别布置 177。 m 的平台 上。 电站室外管线 室外汽水管线主要有：来自 余热锅炉 的主蒸汽管道；由汽机房去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余热锅炉积和节省投资。 管道保温及油漆：管道保温采用岩棉管壳和岩棉板，管道设计按照国家和行业的有关规范和规定进行。 炉 灰处理 本工程 为低温余热发电，当硅铁矿热电炉废气经余热锅炉后，收集下来的炉 灰 均用链板输送机输送到洁灰场运走。 硅铁 工艺系统改造 由于余热锅炉设置于 硅铁 生产 排烟 管道上， 在烟管上增设检查口及防爆器，余热锅炉设计有防爆系统及自动报警器， 一旦发生事故（如锅炉爆管、粉尘堵塞等） 不会 影响 硅铁 生产的 正常运行。 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 16 (1）保留原来的烟 气管道 ，在该管道上 设旁通 阀 ，一旦锅炉发生事故， 开 启旁通 阀使原烟 气管道 畅通，保证硅铁生产正常进行。 (2） 发电系统汽水管路考虑了将余热锅炉从发电系统中解列出来的措施。 现有电力系统 鄂尔多斯冶金有限责任公司 配套 建 设一座 35kV/ 总降压变电站一座，内设 余热回收发电机组专用的 主变压器 7000kVA一台。 单回 35kV电源引自厂区附近区域变电站。 总降 35kV 母线 为单母线接线方式。 电站接入系统 拟建 6MW 余热电站的发 电机机端电压均为 ，电站 10kV 母线采用单母线接线方式 ，通过电缆线路连接于变电站的升压变压器上，经变压器升压到 35KV 后通过 电缆线路与 硅铁 厂总降压变电站 35kV 母线联络。 6MW 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。 在发电机出口开关及电站侧 发电机 联络线开关处设置并网同期点。 接入系统方案见附图 F08接入系统方案图。 在不改变总降原有供电、运行方式及 硅铁 生产线全部正常的前提下，发电机发出的电量将全部用于厂内负荷。 本接入系统方案应以当地电力部门出具的 《 接入系统报告 》 中接入系统 方案为准。 电量平衡 2 台 25500KVA 硅铁炉的 总 装机容量 为 55000kW， 年总用电量约为 34500 万 kWH。 硅铁 生产线余热电站建成后 余热发电 装机容量为 6000KW，实际发电量 5600KW/小时，自用电 7%，年发电时间 7500 小时，年发电量为 3906 万 KWH， 电站年总供电量约为 3906 万 kWH。 通过电站运行调整公司用电系统功率因数并 使现有供配电系统损耗减少，公司再向电网减少购电量约为 3906 万 kWH， 即公司年向电网少购电量 3906 万 kWH。 因此在公司 硅铁电炉 及电站正常运行的情况下，全 分 厂 供电自给率可达 12%以上。 从而大大减少了公司购电成本，提高了公司的整体经济效益。 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 17 根据余热发电的特点，电站的运行以并网电量不上网、自发自用为原则。 电气 站用电配电 ①电压等级 发电机出线电压： 站用高压配电电压： 站用低压配电电压： 站用辅机电压： 站用照明电压： 380V/220V 操作电压：交流或直流： 220V 检修照明电压： 36V/12V ②站用电负荷及站用电率 站用 电计算负荷 392kW 平均发电功率 5600kW 站年发电量 2436104kWH 电站年自用电量 185104 kWH 电站年供电量 104 kWH 站用电率 % 电站主要用电负荷 装机容量（ kW） 台数 计算负荷（ kW） 锅炉给水泵 75 2 36 冷却塔风机 75 2 54 循环水泵 150 2 105 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 18 主要电气设备选型 (1)根据站用电负荷情况，同时考虑电站运行的经济、可靠性 及大容量电动机的启动 ， 6MW 余热电站站用变压器选择 2 台 S(c)B10－ 630。 采用单母分段接线方式，每段母线各带一半负荷。 正常工作时， 母联不合闸，两台变压器各带一段母线。 当一台变压器因故障或检修退出运行时， 母联合闸，由另一台变压器带全部负荷。 (2)直流系统的负荷 (包括正常工作负荷和事故负荷 )，考虑投资、维护以及管理等费用，为了安全可靠，设计选用一套铅酸免维护直流蓄电池成套装置。 本电站直流负荷包括高压开关操作电源、保护电源、 紧急事故 直流油泵和事故照明。 直流供电的电压为 220V，直流负荷的统计见下表： 负荷类型 经常 负荷 事故照明负荷 直流油泵 冲击负荷 合计 容量（ kW） 2 3 3 8 电流（ A） 9 17 10 计算时间（ H） 1 1 1 事故放电容量（ AH） 9 17 直流系统容量选择： 按满足事故全停电状态下长时间放电容量选择，取容量储备系数KK=,容量换算系数 Kc，根据 1H 放电时间终止电压为 ,查得Kc=，由式 Cc KK*CS/ Kc（ Cc直流系统容量， CS— 事故放电容量）可得： Cc 由此 ,设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置 150AH 一套。 (3)35kv、 10kV高压配电设备选用金属铠装全封闭中置移开式高压开关柜。 (4)400V 站用低压配电设备选用抽屉式低压配电屏。 (5)继电保护屏选用 PK－ 10 标准屏。 (6)控制屏选用 KG 系列仪表控制屏 , 控制台为由 DCS 系统配套的电脑工作台。 硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告 19 站用电设备的控制。