能量梯级利用系统优化项目工程可行性研究报告(编辑修改稿)

能量梯级利用系统优化项目工程可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

2020年历年最高气温为 ℃ ，最低气温为 ℃。 降水 据华丰矿实际测量，自 1991 年至 2020 年，年总降雨量 14 （ 1992）～ （ 1995），平均。 雨季为 8月份，月降雨量最大为 459mm（ ），日降雨量最大为 195mm（ ）。 季风 由于受泰山、徂徕山地形影响，泰安风向多是东北风。 风速 9月份最小， 平均 2 米 /秒以下； 4 月份最大， 平均 /秒。 一年中，冬季以北到东北风为主，其它季节以南到东南风为主。 泰安每年有 8级以上大风日数为。 1978年 6月 30 日，泰安曾记录到瞬时12 级大风。 泰山顶因受高空气流影响， 8 级以上大风日数平均每年为，最多达 180 天。 大风最多月份为 3— 5月份，平均每月可有两次大风，最少为 8— 9 月份。 地温与冻土 区内年均地温为 — 16℃。 地面温度的变化趋势是：春季地温开始逐渐升高，夏季最高，平均地温在 27℃以上；然后地温开始逐渐下降，冬季最低，平均地温在 0℃以下。 1 月份地温均在 ℃以下， 4月份均在 ℃以下， 7 月份平均达到 ℃， 10 月份均降至 ℃以下 配套条件 电力用户 华丰煤矿电厂作为坑口自备电厂，其电力主要供应华丰矿矿井生产及下属水泥集团等循环经济园区企业，电量余量由泰安电力 集团给予调剂，近年来随着循环经济园区内企业的不断发展，电力缺口呈现出逐步增大的趋势，给电厂增容扩建通过了有利商机。 热力用户 华丰煤矿电厂的热力用户主要是华丰煤矿及华丰镇、磁窑镇的部分 15 工业及采暖用户。 目前最大的蒸汽用户是华丰矿，华丰煤矿生产、生活供暖面积约为 45万 m2，且年均保持了近 4％的增加幅度，供暖期在 120天 /年以上，年消耗余热蒸汽约 11万吨；建有职工生产澡堂一座，年消耗余热蒸汽约 万吨，保证了电厂热力负荷的稳定输出。 燃料供应 电厂主要以华丰矿洗煤厂洗出的煤矸石掺少部分劣质煤为燃料，综合 发热值约为 10898kJ/kg。 华丰矿煤储量丰富，服务年限长，所以该电厂有可靠的燃料来源。 交通条件 华丰煤矿热电厂距洗煤厂 公里，全部燃煤由矿运输部门负责采用汽车运输至厂内，交通十分方便。 16 第 4章 节能优化工程建设 方案 75t循环硫化床锅炉扩容改造工程优化方案 现状 华丰煤矿自备电厂于 1996 年建成投产，原设计规模为 4 炉 3 机，分 2 期建设。 一期工程装机容量为 3 35t/h锅炉＋ 2 6MW机组；二期工程装机容量为 1 130t/h 锅炉＋ 1 25MW 机组。 根据公司近两 年的生产和销售统计情况看，年发电量可达 亿 kWh，年产中温中压蒸汽125 万吨，年对外供汽量达 12万吨。 设备年运行小时数达 7800小时。 华丰热电厂一期投运的 3台 35t/h循环流化床锅炉，是济南锅炉厂的第一代产品，现已运行近十年，期间进行了多次改造及大、小修，但终因炉型技术落后（加上入炉煤热值低，只有 2602大卡 /千克），达不到额定出力参数，其效率只有 60％左右，严重影响了设备的经济运行，同时其每年的检修费用高居不下，漏灰漏粉也严重影响了文明生产。 虽然该炉也属于节能产品，但是产品结构的缺陷导致每年的检修 投入已大于其节能效益。 随着煤炭市场价扬货紧的问题越来越突出，效率低下、耗煤量高将极大制约着一个热电厂的经济效益增长。 同时，冬季由于热用户需求量大，锅炉产蒸汽量有限，现有的锅炉产蒸汽量只能保证采暖热用户的需求， 2汽轮发电机组几乎整个采暖期停运，影响发电量 1298万 kWh，减少供电收入。 3 台 35t/h 锅炉设计与实际出力参数比较： 炉号 设计出力 实际出力 耗煤量 入炉煤热值（千卡 /千克） 每年运行期 1＃ 35t/h 26t/h 17 2＃ 35t/h 24t/h 3＃ 35t/h 26t/h （由上表可以看出，按照目前锅炉的燃烧情况来看， 35t/h 锅炉的效率太低，分别为 1＃炉 ％， 2＃炉 ％， 3＃炉 ％它的投运直接影响整个电厂的效率，能耗过高。 ） 因此，实施 75t/h循环流化床锅炉扩容优化工程，对于提高电厂热效率，减少能源浪费，回收部分资金，实现综合利用电厂健康、可持续发展是必要的，也是迫切的 优化 方案 其基本原理是在满足现有生产条件的前提下， 拆除一台效率低、技术不完善的 35t/h循环流化床锅炉，扩容建设成 75t/h 新型硫化床高效锅炉，提高锅炉系统效率，降低能源转换损失，从而实现节能降耗。 具体措施为：根据以热定电、热电结合的原则，提出一期装机优化方案并与原有机组进行比较，拆除 1台 35t/h锅炉，在原锅炉位置新建一台 75t/h 锅炉并新上一套高效布袋除尘设施。 原有机组： ++， 335t/h+130t/h 锅炉。 扩容改造方案： ++， 75t/h+130t/h+2 35t/h 锅炉。 拆掉一台 35t/h 锅炉，在运行过程中由1 台 75t/h 锅炉替代 2 35t/h。 本方案的汽水平衡表计算见下表 全厂汽水平衡表 序号 项 目 单位 方案Ⅰ C6+N6+C25 采暖期 非采暖期 最大 平均 最小 最大 平均 最小 新蒸汽 18 1 锅炉蒸发量 t/h 2 汽水损失 t/h 3 轴封用汽 t/h 4 减温减压用汽量 t/h 0 0 0 0 0 0 5 汽机进 汽量 C6 t/h N6 C25 汽量平衡 0 0 0 0 0 0 蒸汽 6 汽轮机抽汽量 C6 t/h 0 0 0 N6 0 0 0 0 0 0 C25 7 补给水加热 t/h 8 减温减压汽量 t/h 0 0 0 0 0 0 9 调峰锅炉供热 t/h 0 0 0 0 0 0 10 热负荷 t/h 11 厂内采用 t/h 汽量平衡 0 0 0 0 0 0 项目实施前后对比 原系统锅炉运行情况： （ 1）锅炉每产生 1吨蒸汽的耗煤量 锅炉扩容优化改造前锅炉运行主要数据 运行时间 h/n 平均负荷 t/h 产汽量 t 耗煤量 t 耗水量 t 耗电量 kwh 检修费 万元 3 炉35t/h 4320 213840 86264 51130 1080 56 从上表可以看出，项目改造前锅炉每产生 1吨蒸汽的耗煤量为： 86264/213840＝ （ 2）电力消耗 锅炉技术经济指标 2＃、 3＃ 35t/h 炉 蒸发量（ t/h） 19 耗煤量（ t/h） 烟尘（ mg/Nm3） SO2（ mg/Nm3） 灰渣量（ t/h） 自用电 660kW 锅炉运行主要数据 1＃炉 炉 3＃炉 设计蒸汽温度（℃） 450 450 450 运行效率（％） 连续运行时间（ h） 1 个月 1 个月 1 个月 定期检修时间（ h） 35 天 35 天 35 天 年大修时间 1 个月 1 个月 1 个月 年运行时间（ h） 1080 3600 5040 辅机功率（ kW） 583200 1944000 2721600 新系统锅炉运行情况： （ 1）锅炉每产生 1吨蒸汽的耗煤量 锅炉扩容优化改造前锅炉运行主要数据 运行时间 h/n 平均负荷 t/h 产汽量 t 耗煤量 t 耗水量 t 耗电量 kwh 检修费 万元 5 炉 75t/h 7440 137296 118370 1388 12 从上表可以看出，项目改造后锅炉每产生 1吨蒸汽的耗煤量为： 137296/＝ （ 2）电力消耗 锅炉技术经济指标 20 5＃ 75t/h 炉 蒸发量（ t/h） 75 耗煤量（ t/h） 烟尘（ mg/Nm3） SO2（ mg/Nm3） 灰渣量（ t/h） 自用电 450kW 锅炉运行主要数据 5＃ 75t/h 炉 设计蒸汽温度（℃） 450 运行效率（％） 88 连续运行时间（ h） 2 个月 定期检修时间（ h） 35 天 年大修时间 1 个月 年运行时间（ h） 7440 辅机功率（ kW） 15504960 节能量计算 节 煤 量 改造前 2＃、 3＃ 2台 35t/h锅炉平均生产一吨蒸汽耗煤 ，改造后 5＃ 75t/h锅炉生产一吨蒸汽耗煤 ，以目前的热负荷（产汽量 吨）进行计算，用 75t/h 锅炉替代 2 台 35t/h 锅炉年可节约用煤 量为：（ ） =62410 吨 ， 入炉煤平均发热量按 2602 大卡 /吨计算， 折合标煤量 =624102602/7000=吨标准煤。 节电量 21 改造前 2＃、 3＃ 2台 35t/h锅炉每小时耗电 660kWh，改造后 5＃ 75t/h锅炉每小时耗电 4500kWh，以目前的 5＃ 75t/h锅炉运行时间计算（年运行 7440 小时），用 75t/h 锅炉替代 2 台 35t/h 锅炉年可节约电 量为：（ 660450） 7440= 万 kWh，折合标煤量 == 吨标准煤。 综上所述，实施 75t 锅炉扩容优化改造后，年可实现节能量+＝。 投资明细（包括设备、土建安装） 锅炉技改项目投资明细表 序号 单位工程或设备费用名称 设计量（万元） 土建工程 150 设备 1219 ① 锅炉 426 ② DCS 系统 128 ③ 风机 79 ④ 气力除灰 110 ⑤ 布袋除尘 150 ⑥ 开关柜 33 ⑦ 脱硫装置 153 ⑧ 水处理设备 80 ⑨ 声波吹灰器 40 ⑩ 其他设备 20 安装 320 ① 锅炉安装 ② 砌炉、保温 ③ 灰仓制安 237 其它费用 311 ① 设计费 68 ② 监理费 8 ③ 环评 ④ 材料费及其它 设计总量 2020 22 实施效 益分析 实施 75t锅炉扩容优化改造后年可节省燃料成本 :62410 吨 127元 /吨（平均燃料成本） =。 年节约电费支出费用 = kWh /kWh= 万元。 年合计节约费用 =＋ ＝ 万元。 主要特点及示范意义 该项目主要通过锅炉扩容改造 :即拆掉一台效率低、技术不完善的35t/h 循环流化床锅炉，新建一台 75t/h 循环流化床锅炉，达到优化现有锅炉运行系统，提高锅炉运行效率的目的。 一方面可以提高热电厂能源转换效率，减少能源浪费及由此带来的 环境污染，另一方面可以提高锅炉的产汽能力，增加供汽量来保证华丰矿循环经济园区内采暖热用户的需求，更好的发挥热电厂的经济潜力，产生更大的经济效益。 蒸汽型溴化锂集中制冷工程 现状 自华丰煤矿自备电厂建成投产以来，该矿针对电厂余热利用方面做了大量工作，重点实施了冬季供暖系统改造工程，拆除了矿井供暖锅炉，购置了板式换热设备，在 改善职工家属工作生活条件的同时，也产生了巨大的经济效益。 但是 夏季时节电厂的余热 除一少部分供职工洗浴、东华公司利用外，绝大部分余热未能进行有效利用，造成了能源流失。 随着溴化锂制冷技术的快速发展 ，实施溴化锂集中制冷工程，利用电厂夏季余热蒸汽作为溴化锂机组驱动热源对矿区近 30000m2办公面积实现集中制冷，替代现有近 900台电力空调，可达到改善职工办公生活条件、实现能源循环利用、节能降耗、提升企业经济效益的多重目标。 23 优化 方案 溴化锂机组制冷原理是利用水在低压下相态的变化（由液态变为汽态），吸收汽化潜热来达到制冷的目的。 其间，水是制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂。 真空泵将机组抽至真空后，由发生泵将吸收器内的溴化锂稀溶液分别送到高、低压发生器，在高压发生器内由工作蒸汽将稀溶液浓缩成浓溶液，同时产生高压冷剂蒸 汽。 后者进入低压发生器的换热管内加热浓缩稀溶液，同时也产生冷剂蒸汽。 高、低压发生器分别产生的冷剂水和冷剂蒸汽在冷凝器中被冷却后进入蒸发器，再由冷剂泵将它送到蒸发器内喷淋。 在高真空下吸收管内冷水的热量低温沸腾，产生大量冷剂蒸汽，同时制取低温冷水。 高、低压发生器里的浓溶液分别进入吸收器，利用其强大的吸收水蒸汽的特点，吸收制冷剂蒸汽后成为稀溶液，周而复始循环工作。 溴化锂机组在制冷过程中 电能的消耗量很少，利用电厂夏季余热蒸汽作为溴化锂机组制冷驱动力替代现有电力空调将达到节约电能的目的。 项目实施前后对比 项目实施后溴化锂机组耗电量 溴化锂集中制冷改造后耗能：溴化锂机组制冷及冷水供。