玻璃公司烟气余热发电项目可行性研究报告(编辑修改稿)

玻璃公司烟气余热发电项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

2 条生产线每小时可生产蒸汽约 吨。 纯凝汽计算发电量为 4160kWh。 扣除抽汽 (6t/h， )后，平均发电功率 3100kWh。 综合考虑目前玻璃生产线余热资源分布情况和玻璃窑的运行状况，在充 分利用余热的前提下，以“稳定、可靠、技术先进、不影响玻璃生产”为原则，确定热力系统及装机方案如下： 本系统主机包括二台余热换热器及一套凝汽式汽轮发电机组，装机容量为 3MW。 在玻璃生产线蓄热室后与烟囱间各设置一台余热换热器。 保留原有烟道作为紧急排风烟道，当余热换热器故障检修时，玻璃生产系统可以继续运行，不影响玻璃线的正常生产。 余热换热器生产 ℃的过热蒸汽。 与二台余热换热器配套，设置一台。 主机设备 根据热力系统选择及国内余热换热器和低参 数汽轮机的生产和使用情况，确定主机设备如下： 序号 设备名称及型号 数量 主要技术能数、性能、指标 1 3MW 凝汽式汽轮机（带非调抽汽口，可满足玻璃线用汽） 1 型号： 额定功率： 3MW 额定转速： 3000r/min 主汽门前压力： 主汽门前温度： 325℃ 排汽压力： 额定汽耗： 抽汽压力： MPa 抽汽量： 6t/h 2 3MW 发电机 1 型号： QF32 型 额定功率： 3MW 额定转速： 3000r/min 出线电压： 3 1废气换热器 1 入口废气量： 120xx0m3/h（标况） 入口废气温度： 400~450℃ 主蒸汽量： 主蒸汽压力： 主蒸汽温度： 350℃ 给水温度： 105℃ 4 2废气换热器 1 入口废气量： 80000m3/h（标况） 入口废气温度： 400~450℃ 主蒸汽量： 主蒸汽压力： 主蒸汽温度： 350℃ 给水温度： 105℃ 主要技术经济指标： 主要技术指标表 指标名称 单位 指标 备注 装机容量 MW 平均发电功率 MW 年运转小时 h 7920 年发电量 104kWh 2455 年供电量 104kWh 2258 不计引风机 全站劳动定员 人 18 投资估算 固定资产投资总估算 万元 其中：建筑工程 万元 设备费 万元 安装工程 万元 其它 万元 经济效益 投资回收期（税前） 年 含建设期 投资回收期（税后） 年 全投资内部收益率（税前） % 全投资内部收益率（税后） % 供电成本 元 /kWh 3 技术方案 接入系统及电量平衡 电站接入系统 拟建的 3MW 纯低温余热 电站采用 10kV 单母线接线方式。 发电机组由电站 10kV 母线经 单 回电缆线路与 厂区总降压 站 10kV 某段 母线连接。 3MW 纯低温余热 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。 在电站侧的 发电机 联络线开关 和 发电机出口开关处设置并网同期点。 接入系统方案 详 见附图《 接入系统方案图 》。 本接入系统最终方案应以当地电力部门出具的“接入系统报告”中的接入系统方案为准。 电量平衡 公司二条浮法玻璃生产线平均用电功率约为 5000 kWh，年用电量约为 4200kWh。 当余热电站建成后，电站总供电量约为 2186kWh。 在不改变 配 电站原有供电及运行方式的前提下，发电机发出的电量将全部用于全厂负荷。 在公司玻璃生产和电站正常运行的情况下，全厂供电自给率可达 %。 从而减少了公司购电成本，提高了公司的整体经济效益。 电站的运行以并网不上网，自发自用为原则。 电站总平面布置及交通运输 电站总平面布置： 本工程包括： 3MW 电站的汽轮机厂房、化学水处理车间、机力通风冷却塔、泵站 以及余热换热器生产车间。 根据玻璃生产线的布置及发电工艺流程，烟气治理系统和发电系统的余热换热器均布置在各玻璃生产线原余热锅炉房位置，均为露天布置；。 发电系统的汽轮发电机房和循环水系统利用厂内空地建设 道路工程 工厂内现已有纵横成网、互相贯通的道路，用于生产、消防和检修，故电站区域利用原有道路网络，不再考虑新建。 竖向设计和雨水排除 在竖向设计时，根据工厂的现有建筑物及场地标高，合理拟定电站车间的标高。 土方 工程在玻璃生产线建设时已统一考虑，并已经平整完毕，本工程不考虑土方工程量。 工厂内已建成有布局合理的雨 水沟，工厂的雨水排除可得到可靠保证，故电站区域不再新建雨水沟，该区域的雨水汇入工厂已有的雨水排除系统。 热力系统及装机方案 热力系统及装机方案设计前提 本工程热力系统及装机方案应考虑下述前提条件： ⑴ 充分利用废气余热。 根据计算， 2 条生产线产生可利用回收废气总量约为 20xx00Nm3/h。 ⑵ 本工程实施后电站不应向电网返送电； ⑶ 余热电站的建设及生产运行应不影响玻璃生产系统的生产运行； ⑷ 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； ⑸ 电站控 制采用 DCS 计算机集中控制及管理系统； ⑹ 电站设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站正常运行后，站用电即可由电网供电，也可由发电机直接供电； ⑺ 电站与电网通过公司总降压变电站 10kV 侧并网，运行方式为并网电量不上网； ⑻ 电站设独立调度通讯系统，与电站生产有关的各岗位均设直通调度电话，电站与电网调度管理部门间按要求设置调度通信设施； ⑼ 在玻璃窑窑尾废气出口与烟囱间废气烟道增设余热换热器，余热换热器设旁通废气管道，当余热换热器或电站故障时，玻璃生产可以继续进行。 热力系统方案及装机容量 根据目前国内纯 余热发电技术及装备现状，结合玻璃窑的生产线余热资源情况，并根据本工程项目建议书确定的装机规模，本工程装机方案采用纯低温余热发电技术。 综合考虑目前玻璃生产线余热资源分布情况和玻璃窑的运行状况，在充分利用余热的前提下，以“稳定、可靠、技术先进、不影响玻璃生产”为原则，确定热力系统及装机方案如下： 装机容量 本系统主机包括二台余热换热器及一套凝汽式汽轮发电机组，装机容量为 3MW。 在每条线总烟道闸板后与烟囱间各设置一台余热换热器，蓄热器出口废气总量有20xx00m3/h（标况） 400~450℃。 同时原有烟道也 作为事故排烟通道，不至于在余热锅炉 发生故障时影响玻璃窑生产。 余热换热器总共生产 ℃过热蒸汽。 热力系统 根据热力计算及主机配置情况确定热力系统如下： 汽轮机凝结水经凝结水泵送入除氧器，再经给水泵为余热换热器提供给水。 余热锅炉生产 过热蒸汽，经各自的主蒸汽母管再一起进入汽轮机系统用于发电。 汽轮机做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵送入除氧器，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，能很好地与玻璃生产配合。 主要设备 根据 热力系统选择及国内余热换热器和低参数汽轮机的生产和使用情况，确定主、辅机设备。 见主机设备表。 作为余热发电工程的心脏设备，设计选用已在多条浮法玻璃生产线应用的立式 Π 型结构。 烟气下进下出，适合玻璃生产线的布置情况。 具体参数见下表。 余热锅炉主要参数表 序号 项目名称 单 位 900t/d 600t/d 1 锅炉入口废气设计温度 ℃ 400 400 2 锅炉入口废气温度范围 ℃ 400~500 400~500 3 锅炉入口设计废气量 104Nm3/h 120xx 80000 4 锅炉入口废气量范围 104Nm3/h ~ ~ 5 锅炉入口含尘浓度 mg/Nm3 492 492 6 烟气中 SO2 含量 mg/Nm3 280 280 7 废气成份 CO2 % O2 % N2 % H2O % 10 10 8 锅炉进口烟气压力 Pa － 600 － 600 9 循环方式 自然循环 自然循环 10 回水温度 ℃ 40 40 主蒸汽段 11 主蒸汽段 给水温度 ℃ 105 105 12 蒸汽 压力 MPa(g) 13 蒸汽温度 ℃ 350177。 10 350177。 10 14 计算 蒸汽 产 量 t/h 15 排烟温度 ℃ ~180 ~180 16 设计工况锅炉废气阻力 Pa ~900 ~900 17 漏风系数 % 2 2 18 除灰方式 机械连续清灰 机械连续清灰 热力系统及热机设备可靠性分析 本工程拟采用的热力系统配置，来源于 aaa 研究院在水泥窑和玻璃窑余热回收并用于发电的成功经验。 在水泥行业， aaa 研究院所拥有的纯低温余热发电技术及系统可有效 的回收大于 300℃的低温废气余热，稳定的用于发电。 在浮法玻璃行业，国内第一条低温余热电站 —— 江苏 aaa 八、九线余热电站已顺利并网发电。 发电热力系统，一般由余热回收系统、发电系统及辅助制水系统和冷却系统等环节构成。 余热回收系统，即余热换热器系统，将在下面的章节中给予介绍。 发电系统包括汽轮机、发电机等主要设备。 本工程使用的发电机为常规汽轮发电机，在技术上非常成熟。 发电的辅助系统，均为常规配置，本发电系统配套的制水系统、循环水系统，均为常规中、小发电机组配置，技术已很成熟。 因此，本工程拟采用的热力系统及热 机设备在技术上在实践上均有可靠的保证。 主厂房布置 发电系统，其汽轮发电机房、电站控制室、站用电力室、发电机及站用电高压系统、以及化学水制备合建 —— 联合厂房。 发电系统主厂房占地 462m2，双层厂房。 汽机为岛式布置，运行层为 平面，汽轮发电机布置在 平面上， 177。 平面布置有给水泵、凝结水泵、油泵等；除氧采用锅炉自除氧系统，除氧器及水箱布置在锅炉岛，露天布置。 电站室外管线 室外汽水管线主要有：来自余热换热器的主蒸汽管道；由汽机房去余热换热器的给水管道。 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。 电气及自动化 编制范围 编制范围包括以下几个主要方面 1）电站的电气主结线，电站接入系统； 2）站用电配电，站用辅机控制； 3）热工自动化及计算机控制系统； 4）电站室外动力及照明配电线路； 5）车间照明、防雷及接地设计。 编制依据 委托方提供的设计基础资料。 电气 站用电配电 1）电压等级 发电机出线电压： 10kV 站用 高压配电电压： 10kV 站用低压配电电压： 站用辅机电压： 2）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 站用电负荷及站用电率 站用电率： 8%(不计引风机 ) 3）站用变压器选择 根据站用 电负荷计算结果，同时考虑电站运行的经济、可靠性、电站站用变压器选择一台 10kV/， 500kVA 变压器。 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、维护以及管理等费用，每座电站设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置各一套。 主要电气设备选型 1） 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； 2） 400V 站用低压配电设备选用抽屉式低压配电屏； 3）继电保护屏选用 PK10 标准屏； 4）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； 5）静止可 控硅励磁装置随发电机配套。 过电压保护和电力装置的接地 1）根据当地气象资料公司所在地属于中雷区，对高于 15m 的建筑物（如汽轮机房等）按三类防雷建筑物保护设计； 2）发电机母线及发电机中性点均设有电站专用避雷器； 3）电力装置的接地。 高压系统为接地保护，低压系统为接零保护，接地系统为 TN— S 系统。 在汽轮发电机房、化学水处理、发电机出线小间、高低压配电室、站用变压器室及电站中央控制室等场所均设置接地装置。 并通过电缆沟及电缆桥架上的接地干线，将各处的接地装置连接起来，形成电站的接地网络。 站用电设备的控制 根 据纯低温余热电站的技术特点，将采用机电炉集中的单元控制方式。 每座电站汽轮发电机、余热锅炉及其站用辅机将在各电站中央控制室通过 DCS 系统进行集中控制。 但其化学水处理将设独立的控制盘就地集中控制。 电气照明 1）正常照明： 电站的正常照明电源引自站用电屏，电源为三相四线制，电压为 380/220V。