低溫水泥余熱發(fā)電工程設(shè)計總結(jié)(4.5MW)

1、郎溪縣蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工程(4.5MW)工程代號：2010E004設(shè)計總結(jié)報告sinoma中材節(jié)能股份有限公司二O二年三月目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 1概況1 HYPERLINK l bookmark4 項目概況1 HYPERLINK l bookmark6 1.2項目建設(shè)范圍1 HYPERLINK l bookmark8 2.設(shè)計依據(jù)2 HYPERLINK l bookmark10 3.技術(shù)特性簡介33.1余熱鍋爐工藝流程3 HYPERLINK l bookmark14 裝機規(guī)模3（3）汽輪發(fā)電機4 HYPERLINK l book

2、mark26 熱力系統(tǒng)5 HYPERLINK l bookmark28 冷卻水系統(tǒng)5 HYPERLINK l bookmark30 化學水處理63.6電站接入系統(tǒng)63.7電站設(shè)計技術(shù)參數(shù)64.主要設(shè)計原則及指導(dǎo)思想75.質(zhì)量控制措施8 HYPERLINK l bookmark32 6.總結(jié)97Q7QFQQ4-郎溪具蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工稈（4占M%）設(shè)計總結(jié)報告7Q7QFQQ4-郎溪具蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工稈（4占M%）設(shè)計總結(jié)報告 -SinOfTia中材節(jié)能股份有限公司 -Sinoma中材節(jié)能股份有限公司1概況項目概況郎溪縣蘇特水泥有限公司隸屬江蘇蘇特集團，坐落在安徽省郎溪凌

3、笪鄉(xiāng)（伍牙山林場所在地），占地面積30多萬平方米，現(xiàn)屬南方水泥集團。該公司公司現(xiàn)有一條2,500t/d水泥熟料生產(chǎn)線，該水泥生產(chǎn)線由江蘇省建材院設(shè)計，由于水泥窯在生產(chǎn)水泥過程中，有較多的中低溫廢氣排放，為了進一步降低水泥熟料生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，同時節(jié)約能源、保護環(huán)境，創(chuàng)造良好的社會效益，公司在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，決定利用公司現(xiàn)有的2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線窯頭、窯尾生產(chǎn)時排放的廢氣進行余熱發(fā)電，建設(shè)一套4.5MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)；該項目由成發(fā)集團總包建設(shè)，我公司負責工程設(shè)計工作，余熱電站已于2011年5月份投運，目前運行比較穩(wěn)定，日發(fā)電量89萬度。項目建設(shè)范圍總平面布置；汽輪發(fā)電機房

4、一座；水泥生產(chǎn)線窯頭、窯尾余熱鍋爐各一臺；水泥生產(chǎn)線窯頭粉塵分離器一臺；電站化學水處理車間一座；電站循環(huán)冷卻水泵站及冷卻塔一套；電站范圍內(nèi)汽、水管線一套；電站DCS控制系統(tǒng)；電站高低壓電氣設(shè)施及室外配電線路；電站生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)；電站生產(chǎn)給排水設(shè)施；電站消防系統(tǒng)；電站通風設(shè)施；設(shè)計依據(jù)2.1工程設(shè)計合同；2.2會談紀要及來往傳真等；業(yè)主方提供的設(shè)計資料及設(shè)備訂貨資料國家有關(guān)標準、規(guī)范；1水泥工廠設(shè)計規(guī)范GB50295-20082小型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范GB50049-943水泥工廠節(jié)能設(shè)計規(guī)范GB50443-20074建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-20065火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火規(guī)范GB5

5、0229-20066設(shè)備及管道保溫設(shè)計導(dǎo)則GB/T8175-20087工業(yè)鍋爐水質(zhì)GB/T1576-20088工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范（2008年版）GB50316-20009火力發(fā)電機組及烝汽動力設(shè)備水汽質(zhì)里GB/T12145-200810火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定DL/T5054-199611火力發(fā)電廠保溫油漆設(shè)計規(guī)程DL/T5072-199712火力發(fā)電廠汽水管道應(yīng)力計算技術(shù)規(guī)定SDGJ6-200613壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程一工業(yè)管道TSGD0001-200914壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（99版）1510kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范GB50053-199416低壓配電設(shè)計規(guī)范GB50054

6、-199517通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范GB50055-1993注：以上只是部份規(guī)范；技術(shù)特性簡介3.1余熱鍋爐工藝流程3.1.1窯頭AQC余熱鍋爐窯頭AQC余熱鍋爐位于冷卻機改造后的中部出風與尾部出風中間部位，熱風首先進入干擾式分離器，然后進入余熱鍋爐；由于窯頭余熱鍋爐廢氣入口采用了降塵處理，以減輕熟料顆粒對鍋爐的沖刷磨損，提高了鍋爐壽命。為了保證鍋爐故障（如爆管等）不影響正常的水泥生產(chǎn)，對窯頭余熱鍋爐工藝流程采取了設(shè)旁通廢氣管道，一旦鍋爐或電站發(fā)生事故，啟用旁通廢氣管道，同時發(fā)電系統(tǒng)汽水管路考慮了將窯頭余熱鍋爐從電站系統(tǒng)中解列出來的措施。3.1.2窯尾SP余熱鍋爐窯尾ID風機位于增濕塔前，余

7、熱鍋爐設(shè)于預(yù)熱器C1出口與ID風機之間，在原水泥線廢氣管道上與SP鍋爐廢氣進口設(shè)置切換電動調(diào)節(jié)擋板，通過對擋板的控制達到SP余熱鍋爐的投入與解列的操作。鍋爐或電站發(fā)生故障時，通過擋板操作解列余熱鍋爐，保證水泥生產(chǎn)的正常運行。3.1.3爐灰處理窯頭干擾式分離器及AQC余熱鍋爐沉降的粉塵通過干擾式分離器及鍋爐底部的FU回灰拉鏈機送到現(xiàn)有電除塵器（EP）的回灰系統(tǒng)。SP余熱鍋爐沉降下來的生料粉塵通過FU拉鏈機送到增濕塔下部的回灰系統(tǒng)，通過生料回送系統(tǒng)送入生料庫。3.2裝機規(guī)模熱力系統(tǒng)及裝機方案裝機方案1臺4.5MW混壓凝汽式汽輪機組+1臺窯頭余熱鍋爐+1臺窯尾余熱鍋爐，即兩爐一機方案。（1）窯頭AQ

8、C余熱鍋爐根據(jù)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，從而提高進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。該鍋爐受熱面的形式上采用螺旋翅片管來達到擴展受熱面的方式，有效的提高了鍋爐的換熱效率。為減輕鍋爐磨損，在AQC爐廢氣進口前設(shè)置干擾式粉塵分離裝置。7Q7QFQQ4-郎溪具蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工稈(4必坐)設(shè)計總結(jié)報告7Q7QFQQ4-郎溪具蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工稈（4占M%）設(shè)計總結(jié)報告 -Sinoma中材節(jié)能股份有限公司- 中材節(jié)能股份有限公司AQC鍋爐分三段設(shè)置，其

9、中I段為主蒸汽段，II段為低壓蒸汽段，III段為熱水段。AQC余熱鍋爐可生產(chǎn)主蒸汽7.5t/h1.35MPa330C,低壓蒸汽2.1t/h-0.3MPa160C；窯尾SP余熱鍋爐SP余熱鍋爐采用單鍋筒自然循環(huán)方式、露天立式布置，結(jié)構(gòu)緊湊、占地小。煙氣從上向下分別橫向沖刷過熱器、蒸發(fā)器、省煤器，氣流方向與粉塵沉降方向一致，且每級受熱面都設(shè)置了振打除塵裝置，粉塵隨氣流均勻排出爐底。來自窯頭余熱鍋爐III段的熱水，逆著氣流方向依靠自然循環(huán)，與煙氣進行熱交換，產(chǎn)生14.1t/h1.35MPa310的過熱蒸汽，當窯尾廢氣溫度波動時，通過調(diào)整增濕塔的廢氣進口擋板，相應(yīng)的SP余熱鍋爐的產(chǎn)汽量可隨之發(fā)生變化，

10、保證排出的煙氣滿足熟料生產(chǎn)線的烘干要求。汽輪發(fā)電機以上2臺余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽并入主蒸汽母管，考慮管線的壓力、溫度等損失，混合至主汽母管的蒸汽參數(shù)為44.0t/h-1.25MPa(a)-320C,過熱蒸汽作為汽輪機進汽，同時窯頭余熱鍋爐產(chǎn)生的多余的熱水經(jīng)閃蒸后產(chǎn)生1.2t/h-0.35MPa(a)-138.5C飽和蒸汽進入汽機補汽做功；汽機額定排氣壓力0.0075MPa(a),主、補汽共具有平均&3O0W的計算發(fā)電功率。主機設(shè)備特點3.2.2.1.汽輪機及發(fā)電機汽機為低參數(shù)補汽凝汽式，額定主進汽壓力1.25MPa(a)，額定進汽溫度320C，排汽壓力0.0075MPa(a),轉(zhuǎn)速3,000r

11、/min,汽機補汽壓力0.14MPa(a),額定補汽溫度130C，汽機超發(fā)能力10%，并且在此負荷能夠長期穩(wěn)定運行。汽機真空系統(tǒng)采用射水抽氣器系統(tǒng)。汽機調(diào)節(jié)采用DEH電液聯(lián)合調(diào)節(jié)，運行穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精確。汽機布置方式為島式布置，減少廠房寬度，提高汽機效率，并減少汽機間占地面積。汽機設(shè)有轉(zhuǎn)速、軸承溫度、軸瓦溫度、軸向位移、真空度等多點報警和保護，運行安全可靠。汽機配有啟動及直流事故油泵，保證在事故停電等故障時汽機的安全停車。發(fā)電機為空氣冷卻式，功率9,000kW，轉(zhuǎn)速3,000r/min,效率97.5%，出線電壓10.5kV,微機型可控硅靜止勵磁，設(shè)有定子、轉(zhuǎn)子、軸承溫度、進出風溫度等報警，并與電站

12、控制系統(tǒng)連鎖。3.2.2.2窯頭AQC余熱鍋爐窯頭AQC余熱鍋爐廢氣流程采用上進側(cè)出，廢氣流速56m/s,廢氣阻力小于600Pa,受熱面形式為螺旋翅片，循環(huán)方式為自然循環(huán)。窯頭AQC余熱鍋爐廢氣含塵濃度較低，并且粉塵性質(zhì)為水泥熟料顆粒，對受熱面的吸附性差，因此不設(shè)清灰裝置。3.2.2.3.窯尾SP余熱鍋爐窯尾SP余熱鍋爐廢氣流程采用上進側(cè)出，廢氣流速67m/s，廢氣阻力小于700Pa,受熱面形式為膜式壁換熱，循環(huán)方式為自然循環(huán)。窯尾SP余熱鍋爐由于廢氣含塵濃度較高，并且粉塵較細，對受熱面的吸附性較強，采用機械振打方式連續(xù)清灰。3.3熱力系統(tǒng)在窯頭冷卻機中部廢氣出口設(shè)置窯頭AQC余熱鍋爐。為減輕

13、鍋爐磨損，在AQC爐前設(shè)置了降塵裝置。AQC爐分3段設(shè)置，其中I段為主蒸汽段，II為低壓蒸汽段,111為熱水段;在窯尾預(yù)熱器廢氣出口設(shè)置窯尾SP余熱鍋爐。SP爐只設(shè)置I段蒸汽段。窯頭余熱鍋爐I段生產(chǎn)7.5t/h參數(shù)1.35MPa330C過熱蒸汽。II段生產(chǎn)2.1t/h參數(shù)0.3MPa-160C低壓蒸汽，窯頭余熱鍋爐III段生產(chǎn)140C左右的熱水24.6t/h，其中7.8t/h的熱水提供給窯頭余熱鍋爐I段，2.2t/h的熱水提供給窯頭余熱鍋爐低壓蒸汽段,另外14.6t/h的熱水作為窯尾余熱鍋爐給水；窯尾余熱鍋爐生產(chǎn)的14.1t/h參數(shù)1.35MPa310C過熱蒸汽與窯頭余熱鍋爐I段產(chǎn)生的過熱蒸汽

14、并入汽輪機房的主蒸汽母管，混合后的參數(shù)為1.25MPa315C的過熱蒸汽作為主蒸汽進入汽機做功，窯頭余熱鍋爐低壓段產(chǎn)生的低壓蒸汽進入汽輪機補汽口,參數(shù)為0.2MPa150C，與主蒸汽一起做功后的乏汽通過冷凝器冷凝成水，凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水泵送入除氧器，除氧后的除氧水送至給水泵前母管，再經(jīng)鍋爐給水泵為窯頭余熱鍋爐III段提供給水，從而形成完整的熱力循環(huán)系統(tǒng)。3.4冷卻水系統(tǒng)設(shè)備冷卻用水采用循環(huán)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

15、池，供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。3.5化學水處理本工程余熱電站中的余熱鍋爐屬于低壓蒸汽鍋爐。為滿足鍋爐及機組的正常運行，鍋爐給水指標應(yīng)滿足工業(yè)鍋爐水質(zhì)(GB/T12145-2008)中壓鍋爐水質(zhì)標準和設(shè)備運行水質(zhì)要求。根據(jù)水質(zhì)分析報告采用經(jīng)濟合理的化學水處理方式。出水達標后進入軟水箱，再由軟水泵將軟化水送至汽輪發(fā)電機房供機組使用。鍋爐給水采用真空除氧的方式，軟化水經(jīng)除氧后：含氧量0.05mg/L鍋爐汽包水質(zhì)的調(diào)整，采用藥液直接投放的方式，由加藥裝置中的加藥泵向余熱鍋爐汽包投加Na3PO4溶液來實現(xiàn)。3.6電站接入系統(tǒng)電站采用10kV單母線接線方式。發(fā)電機組由電站10kV母線經(jīng)單回電纜線路與公司總降

16、變電站10kV母線連接。電站與現(xiàn)有電力系統(tǒng)實現(xiàn)并網(wǎng)運行，運行方式為并網(wǎng)電量不上網(wǎng)。在發(fā)電機出口開關(guān)和電站側(cè)的發(fā)電機聯(lián)絡(luò)線開關(guān)處設(shè)置并網(wǎng)同期點。在不改變總降原有供電及運行方式的前提下，發(fā)電機發(fā)出的電量將全部用于全廠負荷。3.7電站設(shè)計技術(shù)參數(shù)序號技術(shù)名稱單位指標備注1裝機容量MW4.52平均發(fā)電功率kW42003年運小時h72004平均站用電率%6.55年發(fā)電量104kWh30246年供電量104kWh28277噸熟料發(fā)電量kWh/t.cl36.0按照2800t/d產(chǎn)量注：由于水泥熟料生產(chǎn)線的廢氣余熱量是隨熟料產(chǎn)量、煤質(zhì)、原料、能耗等條件運行工況而變化的。當水泥窯工況變化時，余熱鍋爐入口廢氣量及

17、廢氣溫度也隨之發(fā)生變化，相應(yīng)的余熱鍋爐產(chǎn)汽量也隨之發(fā)生變化，導(dǎo)致余熱電站發(fā)電量改變，年平均發(fā)電功7Q7QFQQ4-郎溪具蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工稈（4占M%）設(shè)計總結(jié)報告7Q7QFQQ4-郎溪具蘇特水泥有限公司低溫余熱發(fā)電工稈（4占M%）設(shè)計總結(jié)報告 -SinOfTia中材節(jié)能股份有限公司 -SinOfTia中材節(jié)能股份有限公司率約為設(shè)計工況的95。主要設(shè)計原則及指導(dǎo)思想本工程設(shè)計方案要求在本技改工程實施時不能影響水泥生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)，總體技術(shù)方案要保證電站在正常發(fā)電時，不影響生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)，在此前提下電站總體技術(shù)方案的設(shè)計遵循“穩(wěn)定可靠，技術(shù)先進，降低能耗，節(jié)約投資”的原則，認真研究

18、項目建設(shè)條件，通過多方案比較，為業(yè)主選擇適宜的技術(shù)方案提供依據(jù)。具體指導(dǎo)思想如下以穩(wěn)定可靠為前題，采用經(jīng)實踐證明是成熟、可靠的工藝和裝備，對于同類型、同規(guī)模項目暴露出的問題，要經(jīng)過認真的剖析與調(diào)研不得在本工程中重復(fù)出現(xiàn)。在穩(wěn)定可靠的前提下，提倡技術(shù)先進，要盡可能采用先進的工藝技術(shù)方案，以降低發(fā)電成本和基建投入。盡可能利用公司現(xiàn)有設(shè)備、設(shè)施并盡最大可能利用余熱。生產(chǎn)設(shè)備原則上采用國產(chǎn)設(shè)備，但部分關(guān)鍵控制設(shè)備和儀表考慮國內(nèi)采購國外技術(shù)產(chǎn)品（含組裝、原裝）。資源綜合利用電站的馬達控制和過程控制采用計算機控制系統(tǒng)，達到高效、節(jié)能、穩(wěn)定生產(chǎn)、優(yōu)化控制的目的，并最大程度地減少操作崗位定員，以降低成本。貫徹執(zhí)行國家和地方對環(huán)保、勞動、安全、消防、計量等