×6MW焦炉余热综合利用项目可行性研究报告.doc

山山西西#有有限限公公司司 46MW46MW 焦炉余热综合利用项目焦炉余热综合利用项目 可行性研究可行性研究报报告告 山西山西#有限责任公司有限责任公司 二二 0000 九年十二月九年十二月 可行性研究报告 第 i 页 目目 录录 1 概述概述1 1.1 项目概况1 1.2 可行性研究工作组织1 1.3 编制依据及范围1 1.4 主要技术原则2 1.5 综合技术效益指标3 1.6 结论3 2 项目建设的必要性项目建设的必要性5 2.1 符合国家发展规划以及有关政策法规5 2.2 发展循环经济、提高能源综合利用率6 2.3 符合清洁发展机制（CDM） 、实现节能减排.6 2.4 实现可持续发展7 3 厂址条件及选择厂址条件及选择8 3.1 厂址地理位置8 3.2 厂址自然条件8 3.3 交通13 3.4 接入电网系统13 3.5 固废处置场13 3.6 厂址选择意见14 4 热能及辅助材料供应热能及辅助材料供应16 4.1 清洁型焦炉介绍16 4.2 热能供应18 4.3 脱硫剂供应19 5 工程技术方案工程技术方案20 5.1 余热综合利用总体方案20 5.2 发电工艺21 5.3 脱硫除尘系统30 5.4 项目实施后的环境效益.35 5.5 项目实施后环境状况分析预测.36 5.6 项目实施前后平衡状况分析.38 6 公用工程及配套设施公用工程及配套设施40 6.1 厂区总平面规划布置40 6.2 建筑结构.42 6.3 供排水系统.44 6.4 采暖通风.48 可行性研究报告 第 ii 页 6.5 空冷系统.48 6.6 化学水处理.50 6.7 电气系统.52 6.8 仪表与控制系统.54 7 环境保护环境保护57 7.1 建厂地区的环境现状.57 7.2 建设项目的主要污染物58 7.3 环境保护措施.59 7.4 环境监测与管理.64 7.5 环保“三同时”项目与投资估算.65 8 消防消防67 8.1 单项工程火灾危险性类别67 8.2 电厂各系统的消防措施67 8.3 消防给水69 8.4 防火及消防措施效果预测与评价70 9 劳动安全与卫生防护劳动安全与卫生防护71 9.1 主要危害分析71 9.2 劳动安全与工业卫生措施设想74 9.3 地震烈度和工程防震设想76 9.4 防洪涝设想77 9.5 防雷设想77 9.6 监测与安全教育77 9.7 结论与建议77 10 节能减排节能减排78 10.1 概述78 10.2 节能措施78 10.3 节能减排效果81 11 劳动组织及定员劳动组织及定员83 11.1 编制原则83 11.2 定员编制83 11.3 人员培训83 12 工程实施条件和轮廓进度工程实施条件和轮廓进度85 12.1 施工条件85 12.2 设备运输87 12.3 工程实施进度87 13 投资估算与财务分析投资估算与财务分析89 13.1 编制范围.90 可行性研究报告 第 iii 页 13.2 编制原则及依据.90 13.3 投资估算费用及资金来源.91 13.4 工程建设进度计划及资金安排.92 13.5 控制投资的措施建议.92 13.6 财务分析.93 13.7 敏感性分析.95 14 项目评价项目评价97 14.1 环境效益评价97 14.2 社会效益评价98 14.3 项目经济效益评价98 15 风险分析风险分析100 15.1 经济风险100 15.2 社会风险100 15.3 环境风险101 16 项目招标项目招标105 16.1 项目招投标105 16.2 工程建设管理105 17 结论与建议结论与建议106 17.1 结论106 17.2 建议106 可行性研究报告 第 iv 页 图纸目录图纸目录 序号图 号图 名 1. F102K-Z01厂区总平面布置图 2. F102K-J01热力系统图 3. F102K-J02汽机房零米平面布置图 4. F102K-J03汽机房运转层平面布置图 5. F102K-J04汽机房除氧层平面布置图 6. F102K-J05汽机房横剖面图 7. F102K-D01电气主接线 8. F102K-S01全厂给水系统图 9. F102K-S02水量平衡图（冬季） 10. F102K-S03水量平衡图（夏季） 11. F102K-H01锅炉补给水处理系统图 可行性研究报告 第 1 页 1 1 概述概述 1.11.1 项目概况项目概况 1.1.11.1.1 项目名称项目名称 山西#有限公司焦炉余热综合利用项目。 1.1.21.1.2 项目承办单位项目承办单位 #县#煤焦有限公司（简称#公司） 1.1.31.1.3 项目建设地点项目建设地点 #县郭道镇工业园区 1.1.41.1.4 项目建设目的项目建设目的 实现循环经济，增长产业链，使单一的炼焦变为焦电联合生产；实现节能减排、 清洁生产，保护环境；降低焦炭的生产成本，提高企业的经济效益，实现企业可持 续发展。 1.21.2 可行性研究工作组织可行性研究工作组织 1.2.11.2.1 承担可行性研究单位承担可行性研究单位 山西#有限责任公司 1.2.21.2.2 研究工作概况研究工作概况 2009 年 3 月山西#有限公司与山西#有限责任公司共 同就本项目开展可研工作的主要设计原则和工作安排进行了协商。之后山西 #有限责任公司对可研究工作进行了安排，开展各项工作，在山西 #有限公司和当地政府及各部门的大力配合下，于 2009 年 4 月完成可 行性研究报告的工作。 1.31.3 编制依据及范围编制依据及范围 1.3.11.3.1 编制依据编制依据 国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知国务院国发【2007】15 号 文 中华人民共和国环境保护法 ，1989 年 12 月 26 日； 可行性研究报告 第 2 页 中华人民共和国大气污染防治法 ，2000 年 4 月 29 日； 中华人民共和国环境噪声污染防治法 ，2000 年 4 月 29 日； 中华人民共和国水污染防治法 ，1996 年 5 月 15 日； 中华人民共和国清洁生产促进法 ，2002 年 6 月 29 日； 小型火力发电厂设计规范 （GB5004994） 山西省环境保护条例 ，1997 年 7 月 30 日 山西省大气污染防治条例 ，1996 年 9 月 3 日 山西省汾河流域水污染防治条例 ，1997 年 7 月 30 日 山西省科学技术厅晋科工发200551 号“关于发布山西省清洁型热回收焦 炉技术规范的通知”及附件，2005 年 6 月 15 日； 山西#有限公司“关于焦炉余热综合利用工程可行性研究委托书” 。 1.3.21.3.2 编制范围编制范围 本期可行性研究设计范围为厂区围墙内的工艺和土建部分等。主要任务有： 1）研究本项目的供水、接入系统、环保、厂址、地质、原辅材料供应等建厂 条件的可行性。 2）对各主要工艺系统及辅助系统提出方案设想。 3）作出投资估算，进行经济效益评价。 4）评估工艺方案，核算节能减排量。 不包括的部分有：电厂的接入系统设计（含系统保护及调度通信） ；输电线路 设计；环境影响评价报告；生活福利设施的规划与设计。 1.41.4 主要技术原则主要技术原则 1）按 46MW 中温中压直接空冷机组设计。 2）水源采用地下水，由焦化厂统一考虑。 3）根据配煤煤质资料和山西省其他同类型焦炉的测试结果，为达到节能减排 的目的，烟气采用双碱法脱硫。 4）资本金按总投资的 30%考虑，70%为融资或贷款。 5）经济评价按上网电价 0.2346 元/kwh 计算。 可行性研究报告 第 3 页 6）为尽可能节约用水，汽轮机组采用空冷系统，辅机循环水采用加药处理。 7）全厂污水排放必须达到环保要求的排放标准。 8）废水回收利用。 1.51.5 综合技术效益指标综合技术效益指标 综合技术效益指标表 序号项 目单位技术效益指标 备注 1.装机容量MW 46 2.锅炉容量t/h 428 3.年利用小时h6000 4.年发电量Gwh144.0 14400104kwh 5.年售电量Gwh130 130104kwh 6.发电厂用电率%9.5 7.耗水率m3/h50.5 8.劳动定员人150 9.工程静态投资万元10768.31 10.单位投资元/kw.h4486.79 11.工程动态投资万元11072.31 12.单位投资元/kw.h4613.46 13.投资利润率%7.22 14.资本金净利润率%18.21 15.基准收益率%13.63 16.全部投资收益率%11.51 17.财务净现值（全部投资）万元2595.74 18.财务净现值（自有资金）万元2297.36 19.投资回收期（全部投资）年8.78 20.投资回收期（自有资金）年11.46 21.售电价（含税）元/Mw.h23.446 22.平均发电成本元/Mw.h121 23.销售收入万元/年2618 24.年平均利润万元/年828 25.税金预测万元/年1253 26.节标煤量t/a51840 27.CO2减排量t/a144000 28.SO2减排量t/a1143.72 可行性研究报告 第 4 页 1.61.6 结论结论 本项目符合清洁发展机制（CDM）和国家节能减排政策，满足循环经济要求。 对于解决焦化厂严重污染环境、浪费能源等问题具有较大的意义。污染物排放满足 长治市总量控制的要求；本项目的建设不会恶化当地环境。具有较好的环境效益和 社会效益。 本项目具有较强的抗产量波动能力和抗风险能力。经济效益较好，工程的盈利 能力及清偿能力均较强。 本项目的建设是可行的，也是必要的。 可行性研究报告 第 5 页 2 2 项目建设的必要性项目建设的必要性 2.12.1 符合国家发展规划以及有关政策法规符合国家发展规划以及有关政策法规 在工业化的发展道路上，几乎每个国家都遭遇过经济发展、资源利用和环境保 护之间的失衡。这一失衡在国际上被称为“增长的代价” 。有些国家较好地补偿了 “增长的代价” ，而走上了持续发展的道路，有些国家则被“增长的代价”所绊倒。 充分认识节能减排工作的重要性和紧迫性中华人民共和国国民经济和社会发 展第十一个五年规划纲要提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低 20% 左右，主要污染物排放总量减少 10%的约束性指标。这是贯彻落实科学发展观，构 建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择； 是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华 民族长远利益的必然要求。 2007 年国务院颁布了国家环境保护“十一五”规划， 国家酸雨和二氧化硫 污染防治“十一五”规划 ，明确 2006 年到 2010 年我国主要污染物排放总量控制目 标：显著削减二氧化硫排放总量，控制氮氧化物排放增长的趋势，到 2010 年，有 效降低硫沉降强度，减少重度酸沉降区面积，减轻区域大气细颗粒物污染，降低城 市空气二氧化硫浓度。到 2010 年，全国二氧化硫排放总量比 2005 年减少 10%， 控制在 2294.4 万吨以内；火电行业二氧化硫排放量控制在 1000 万吨以内，单位发 电量二氧化硫排放强度比 2005 年降低 50%。 这对推动我国建设环境友好型、资源节约型社会具有十分深远的意义。2006 年 4 月温家宝总理曾以一种遗憾的心情讲到， “十五”时期我国经济发展的各项指 标大多超额完成，但环境保护的主要指标没有完成。2007 年 3 月温家宝总理在做 政府工作报告时又一次遗憾地说到，全国没有实现年初确定的降耗减排目标。 这充分体现了我国资源和环境问题的严峻和紧迫。 节能减排、总量控制、区域限批等一系列措施反映了国家对环境保护的重视。 同时制定了一系列政策，如：国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 国发200715 号，国务院批转国家环保总局等部门制定的主要污染物总量统计、监 可行性研究报告 第 6 页 测、减排考核办法（见国发200736 号） ， 国家发展改革委关于做好中小企业节 能减排工作的通知发改企业20073251 号，等等。 本项目回收焦炉废气热量并带动汽轮发电机发电，同时使废气温度降低达到可 实现脱硫的目的。符合国家有关节能减排、循环经济的政策，对建设环境友好型、 资源节约型社会具有较大的意义。 2.22.2 发展循环经济、提高能源综合利用率发展循环经济、提高能源综合利用率 循环经济是与传统经济活动的“资源消费产品废物排放”开发（或称为单 程）型物质流动模式相对应的“资源消费产品再生资源”闭环型物质流动模式。 其技术特征表现为资源消耗的减量化、再利用和资源再生化。其核心是提高生态环 境的利用效率。 循环经济的技术经济特征之一是提高资源利用率，减少生产过程的资源和能源 消耗。这是提高经济效益的重要基础，也是污染排放减量化的前提。可以看出，本 项目的实施贯彻了提高资源利用率这一原则。 循环经济的技术特征之二是延长和拓展生产技术链，将污染尽可能的在生产企 业内进行处理，减少生产过程的污染排放。本项目可通过对生产工艺过程中所产生 的废气、废水进行相应的处理措施，以减少污染排放。 2.32.3 符合清洁发展机制（符合清洁发展机制（CDM）、实现节能减排）、实现节能减排 炼焦产业的发展，推动了地方经济的发展，但随之而来的环境污染、能源浪费 等问题也越来越突出。治理环境、实现资源综合利用已列入各级政府和企业的议事 日程。 开发废气余热综合利用发电并对烟气进行合理治理，既节约能源，又改善环境， 达到资源综合利用、减少污染的目的，符合我国节能减排的产业政策。 中国做为京都议定书的缔约方，已承诺实现量化限制和减少温室效应气体 减排。根据我国批准的联合国气候变化框架公约和核准的京都议定书的规 定以及缔约方会议的有关决定，国家发布政府令决定在中国有序的进行清洁发展机 制工程（即 CDM 工程）的活动。 由于清洁型焦炉在生产过程中生产的焦炉煤气在焦炉内全部燃烧，排出的废气 可行性研究报告 第 7 页 温度过高，二氧化硫脱除在技术上有相当的难度，而在温度较低的情况下则可实现。 就目前#公司的实际情况以及国内的技术及设备，采用余热炉回收废气热量 并带动汽轮发电机发电，不仅可使废气温度降低从而达到可实现脱硫的目的，而且 还可使有限的资源达到综合利用的目的。 依据中华人民共和国环境保护法中关于“新建工业企业和现有工业企业的 技术改造，应当采取资源利用率高，污染物排放量少的设备和工艺。 ”和中华人 民共和国节约能源法及山西省人民政府文件山西省人民 政府关于对焦化行业实施专项清理整顿的决定中“全面清查、整顿焦化企业，并 由省级职能部门对污染治理设施和化产品回收设施进行验收、认可，否则责成焦化 企业停产。 ”的规定。长治市#有限公司决定在建设清洁型焦炉的同时， 将对空排放的高温废气的余热加以利用发电、变废为宝，改善环境、降低成本。发 展循环经济、提高能源综合利用率。是响应中国开展 CDM 清洁发展机制项目的实 施、是响应政府号召、是对整个社会的贡献。 由于清洁型焦炉在生产过程中生产的焦炉煤气在焦炉内全部燃烧，排出的废气 温度过高，采用余热炉回收废气热量并带动汽轮机发电机发电，不仅可使废气温度 降低从而达到可实现脱硫的目的，而且还可使有限的资源达到综合利用的目的。 2.42.4 实现可持续发展实现可持续发展 在生产过程中的资源浪费、污染环境，已成为焦化工业一大弊病，它不仅给企 业带来一定的经济损失，而且还污染环境，影响工人的劳动卫生安全。因此，充分 地、彻底地根治三废，利用三废已提至能源重工业地区各级政府、各部门、各企业 的重要议事日程，三废的利用可给企业带来良好的生产环境和一定的经济效益，具 有环境效益、社会效益、经济效益一举三得的优越性。高温废气的利用已被国外洁 净型焦炉、以及我省某些企业的实践所证明。 余热发电厂的建设不仅可为#公司提供廉价的电力电能，为提高该公司 焦炭等产品的市场竞争力创造良好的条件，同时余热回收利用可实现清洁生产，为 企业的可持续发展奠定良好的基础 综上所述，本工程无论从改善#县的空气环境、改善焦化厂工人的劳动 环境、实现#公司可持续发展的需要等方面看，建设本工程都是十分必要的。 可行性研究报告 第 8 页 3 3 厂址条件厂址条件及选择及选择 3.13.1 厂址厂址地理位置地理位置 3.1.13.1.1 #县概况县概况 #县位于山西省会太原市东南，长治市西北部。东邻沁县，南接屯留、 安泽、古县，西连灵石、霍县，北靠平遥、介休。地理坐标在东经 1110583011203230，北纬 3602020370042，全境东西宽 45 公里，南 北长 74 公里，土地总面积 2554 平方公里，辖 5 镇 9 乡，总人口 16 万。 境内群山环抱，起伏连绵，均属太岳山系。地势西北高而东南低。西北紧依太 岳山主峰，主要山脉有灵空山、云盖山、天池山、云梦山等二十八座大山。最高峰 为茶房沿，海拔 2523 米，最低处龙头海海拔 939 米。诸山植被复盖较好，绵山至 灵空山一带，油松密郁，树干粗大，高在 10 米以上，林深树密，蔽日遮天。东部 山势略低，最高处海拔 1745 米。山复盖有片断油松，但以老爷山树大林深，树高 多在 10 米左右，其余多为疏林。沁河为境内最大河流，发源于县西北部的二郎神 沟，向南注入黄河。其支流有柏子河、赤石桥河和紫红河等。 3.1.23.1.2 厂址地理位置厂址地理位置 #县山西省中南部，长治市西北，太岳山东麊，系沁河发源之地。地 理坐标为 11158031123230，北纬 36202037 0042。东与沁县相连，南与屯留、安泽县接壤，西临古县、霍州是、灵石县， 北接介休、平遥县。县境南北长 74 公里，东西宽 45 公里，总面积 2554 平方公 里. 山西#县#焦煤有限公司 60 万 t/a 清洁型焦炉技改工程拟建厂 址位于#县中部的郭道镇东南约 1.1 公里处，距离#县城 20 公里。 可行性研究报告 第 9 页 3.23.2 厂址自然条件厂址自然条件 3.2.13.2.1 地形地貌地形地貌 #为黄土高原区。县境四周环山，构成与邻县天然屏障。境内沟壑纵 横，山峦起伏。长期以来，在地壳运动的作用下，形成了本地地表形态复杂多样， 海拔高差明显的地貌特征。在内营力的作用下，四周隆起，中间下沉，出现了山 脉、土丘、河谷等大的地貌类型；在外营利的影响下，又八这些山脉、土丘上的 物质剥离、搬运到河谷、盆地，逐步夷平，造成了高低畸形的地形。全县地形西 北高，东南低，最高处为鱼儿茶乡茶房沿，海拔 2523 米，最低处为中峪乡龙头， 海拔 939 米，平均海拔 1400 米。以相对高程和绝对高程为依据，全县柯划分为： 河谷阶地、丘陵、低山、中山等四个地貌区。 河谷、阶地区：包括沁河为主的较大河流的河床、河漫滩，一、二阶地。分 布于海拔较低的地带，绝对高度 939-1200 米，面积不大，占全县总面积的 4.3%. 丘陵区：包括全县各地的侵蚀黄土丘陵地带和海拔较低的土石山区。一般位 于一、二级阶地上部，低山下部地段，绝对高度在 1000-1600 米，面积占全县总 面积的 4.3%. 地山区：位于丘陵上部，中山下部地带，广泛分布于全县各地。绝对高度 10001800 米，占全县总面积的 83.8%. 中山区：分为地中山区和高中山区，绝对高度在 10002523 米，占全县总面 积的 1.8%. 本次工程拟建厂址地貌单元属太岳山山间盆地中的沁河河流阶地。厂址相对 平坦，东西长，南北窄，平均海拔为 1120 米。汾屯公路从新旧厂址穿过，焦化 厂北邻汾屯公路，南靠低山，低山与厂区高差在 120 米以上。 3.2.23.2.2 地层与地质构造地层与地质构造 1.地层 #县出入地层由东到西，从老道新分布有古生界寒武系、奥陶系、石炭 系、二叠系；中生界三叠系；新生界第四系等地层。 寒武系 和奥陶系：岩性有结晶灰质岩、泥质条带灰岩、鳞状灰岩、竹叶状灰 岩、白云灰岩、白云岩和泥岩等，分布与鱼儿泉、五龙川、柏子、韩洪西北部，花 可行性研究报告 第 10 页 坡东部、聪子峪西部等地区。 石炭系：中统和上统，为一套煤炭地层，岩性有砂岩、页岩、煤层石灰岩、山 西式铁矿和铝土矿等，岩分布与本县西部和西北部。 二迭系：其最西部为山西组，是一套煤系地层，岩性有砂岩、页岩、煤层和泥 质灰岩，分布在本县的中部和西部。下石盒子组为一套黄绿色岩层，其中岩性为黄 绿色砂岩组成。上石盒子为一套杂色岩系，岩性为各种颜色的砂页岩互层。石千峰 组地层包括二迭系上统石千峰组，三迭系下统刘家沟组和和尚沟组等为一套红色岩 层，岩性为红色砂、页岩互层。集中分布与本县东部的白狐窑、交口、郭道、城关、 顶阳、法中、赤石桥、官滩等低山以山地段。 三迭系：都归入二马营组，其中岩性为绿色长石砂岩为主，夹紫色泥岩，分布 与本县东部和大部分地区。 新生界第四系，地层出露不全，仅有中更新统、上更新统和全新统。 中更新统离石组意红色黄土为主，多位洪积物。分布与城关、柏木、法中、定 阳、韩洪、郭道、柏子、聪子峪、白狐窑乡镇的沟谷、段窑、侵蚀丘陵地带。 上更新统马兰组，以黄土为主，多为洪积物、坡积物。分布与王和、王陶、中 峪、李元、城关、柏木、交口、郭道等乡镇坡度较缓、切割倾斜的丘陵地带。 全新统为近代河流两侧冲击物。分布与沁河及沁河支流的河漫滩和一级阶地， 多为砾石、砂物质组成。 2构造 #县地处中朝准地台 1 级构造单元的山西断隆 2 级单元内，摆阔霍山断 拱和沁心台凹两个 3 级单元的一部分。 霍山断拱：县内仅包括霍山断拱的东半部，以下古生界奥陶系中统顶部纽领界 面线和沁水台凹分界，区内出露为太东界太岳山岩群、寒武系、奥陶系。构造以北 东向、南北向构造褶皱及北东面断裂为主在太岳山岩群中岩浆发育。 沁水台凹：县内位于沁水台凹的中部，出露地层为上古生界石炭系，二叠系及 中生界三迭系下、中统。区内属北东向沁水复向斜的西北冀、次一级东北向，南北 向宽缓小褶皱分成发育，在王和、王陶一带发育有北东向压扭坡段层组，区内至今 未发现有 岩浆活动。 可行性研究报告 第 11 页 3年间厂区地层分布 根据本次的工程场区的岩土工程勘察报告，地层图主要为第四系全新统冲洪积 物和三叠系沉积岩，地层土按其沉积顺序可分为 6 层，分别为杂填土、粉土、砂砾 石、砂岩、泥岩、钙质泥岩。 3.2.33.2.3 水文地质及水源地水文地质及水源地 1水文地质 县地下水总储量为 4.4 亿立方米，其中平川区储量为 2.173 亿立方米，山区为 2.31 亿立方米，可采储量 0.157 亿立方米，已开采量 0.021 亿立方米/年。西部的青 石岩地带如兴居、西务、庄则沟、程壁、韩洪后川等地方均有地下水，可拱开采。 2水源地 目前#县的生活饮水水源主要来自两个地方：一是来自自来水公司 3 眼 井，2 眼位于县城北部，1 眼位于县城南部，最大日供水量 2000m3；二是来自自备 水源的 13 眼井，总日取水量为 5200 m3. 本区居民的饮水主要为自备浅层井的井水。厂址所在地郭道村是相对的富水区， 有一供水站能满足 1/3 的居民用水，其余的生产、生活有哪个谁也采用自备井。 本工程供水采用现有工程已有的一眼深 20 米的水井，出水量为 200 m3/h，可 满足本工程的需要。 3.2.43.2.4 地表水地表水 #县境内有沁河，龙凤河两大流域，以黄土坡为分水岭，往南属沁河流 域，往北属龙凤河流域。两大河流境内年径流量为 2.594 亿立方米。龙凤河出境后 达介休龙凤村入石河，再向北入汾河，属汾河水系。龙凤河水系的四大支流：乾河、 西河、前河、后河。 沁河为境内最大的河流，其源头有景风村、活风村等 6 处，在交口汇合，始称 沁河。沁河流域总长约为 328 公里，境内长度为 69.3 公里，境内流域面积 2103 平 方公里，平均年径流量 2.103 亿立方米。沁河在中峪镇龙头村出县境后，经安泽、 沁水，穿太行山淮庆、济源，到五涉县直入黄河。沁河水系在境内有 8 达支流：赤 石桥河、紫红河、聪子峪河、韩洪河、白狐窑河 、柏子河（也称红龙头河） 、法中 河（也称青龙河） 、狼尾河。以上这些河流均属季节性山区河流。赤石桥河、聪子 可行性研究报告 第 12 页 峪河和韩洪河三道支流在郭道镇汇合，穿镇而过。 赤石桥河源出于庄儿上乡红沙崖及涧崖底村，流经赤石桥乡沿村，长约 60km。 聪子峪河源出于水峪村，流经棉上等村至郭道镇老君头和赤石桥河汇合，长 47km。 韩洪河源出于灵石县境太平头石崖三穴，经县鱼儿泉乡、韩洪乡至国道镇与赤 石桥河、聪子峪盒汇合，约长 42km。三道河流在国道镇汇合后再经 10km 至交口镇 汇入沁河。 本次工程拟建厂址位于沁河南方约 300 余米处。本工程的排水由厂区直接排入 沁河。 3.2.53.2.5 气候与气象气候与气象 #县属温带大陆性季风气候，四季分明，日照充足，冬冷夏热，春旱秋 涝。夏季午间较热，早晚凉爽，昼夜温差较大。 #县年平均日照时为 2519.7 小时，日照百分率为 57%.全年 5、6 月份日 照时间最长，分贝为 257.5 小时和 255.4 小时；2 月、11 月最短，分别为 183.6 小时 和 184.6 小时。 县年平均气温为 8.6，北部聪子峪乡一带最冷，年平均气温为 4；南部比较 暖和，年平均气温在 88.7之间。全年最热月（7 月）平均气温全年最热月（7 月） 平均气温 22.2，历年极端气温为 37.5；最冷月(1 月)平均气温-7.9，历年极端气温为- 30.2。气温日变化也比较明显，年平均日较差 13.7。1、5 月最大分别为 15.3 和 15.6，7、8 月最小，分别为 11.1 和 10.8。 县平均年降水量为 656.7 毫米，年季间变化幅度较大。在一年之内，79 月份 降雨量最多，占全年降雨量的 60%，按季节分，春季占 10%，夏季占 53%，秋季占 27%，冬季占 2%。 #县蒸发量大雨降水量，年平均蒸发量为 15012 毫米，其中 56 月份 蒸发量最大，分别为 245.4 毫米和 240 毫米，12 月和 1 月蒸发量最小，分别为 39.7 毫米和 42.3 毫米全年蒸发量比降水量约大 2.3 倍。年相对湿度平均为 65%；全年无 霜期在 110180 天之间；一般冻土深度为 60 厘米。 可行性研究报告 第 13 页 #县全年以静风为主，频率为 32%。一年内最多风向为偏北风，多在冬 季；偏南风次之，多在夏季，频率分别为 19%和 13%，同时受地形影响，有昼夜变 化的山谷风，风向大致与山脉走向吻合。区内多年平均风速 2.0m/s。 3.2.63.2.6 矿产资源矿产资源 #县矿产资源极为丰富，种类多，分布广，现已发现的主要矿产有煤、 天然气、铝土矿、石灰岩、白云岩、铁矿、锰铁矿、铝矾土、高铝黏土、半软质黏 土、硬质黏土、紫砂陶土、水泥黏土、砖瓦黏土、花岗石、脉石英、石英砂岩、石 料石材等 18 种。储量大的有煤、铁、铝矾士石灰岩 4 种，尤以煤储量最为丰富。 #位于霍东煤田之中，煤储量相当可观，含煤面积 2040 平方公里，占 到全县总面积的 80%，总储量 191.27 亿吨，可采储量 90 亿吨，而且具有煤种全、 煤质好、灰份低、含硫少、埋藏浅、易开采、地质水文较好等特点。煤种主要有焦 煤、配煤、动力煤三种，南部李元镇、柏子镇地区焦煤煤层较厚。 #铁矿主要有山西式铁矿和铁锰矿两种，总储量为 5800 吨。铝矾式矿 储存量为 1.5 亿吨，品位在 60%左右。石灰岩分布面积极广，占到总面积的 30%。 3.2.73.2.7 地震地震 根据中国地震动峰值加速度区划图 （GB183062001A1）和中国地震反 应谱特征周期区划图 （GB183062001B1） ，地震动峰值加速度 0.15g，地震反应 谱特征周期为 0.4g。 3.33.3 交通交通 #县有两条省级干线公路，汾屯线、沁涉线共119公里，县级公路16条， 合246公里。乡村公路22条，合159公里，总通车里程500多公里。连接# 沁县的铁路也投入运营。 本工程拟选厂址紧临省道汾（阳）屯（留）路，交通运输较为便利。 3.43.4 接入电网系统接入电网系统 山西#煤焦有限公司位于#县境内郭道镇距县城约20km，距郭道 镇2km，现郭道镇建有一座110KV变电站。 电厂所发电力、电量除自用外剩余全部上网。 可行性研究报告 第 14 页 本项目接入系统方案考虑如下： 电厂以 35kV 电压接入系统，四台机通过 35/10 的升压变压器接入 35kV 电厂母 线，35kV 出线 1 回，接入郭道 110kV 变电站 35kV 母线。 余热发电厂接入系统方案采用哪一种方案，需下一步做接入系统设计后，由有 关单位审查确定采用哪种接入系统方案。 3.53.5 固废处置场固废处置场 根据一般工业固废储存、处置场污染控制标准 GB18599-2001 的要求， 对本项目固废处置场选择在于厂址东侧的荒沟，理由如下： 1）不属于#县城区规划范围，符合城市发展规划要求。 2）拟选固废处置场与拟选工业场地距离较近，同属于一类地形，据地质资料 显示，地表基岩岩性为石灰石、泥岩、砂岩和砂质泥岩，表层分布为上第三系、 第四系松散层堆积物，岩性主要为粉土、粉质粘土、粘土及沙砾石层。该处未发 现有不良地质构造存在，满足地基承载力的要求。 3）本区无断层分布，不属于断层破碎带和溶洞分布区、天然滑坡以及泥石流 影响区。 4）本区不属于水源地，无自然保护区、风景名胜区、居民区等其它特别需要 保护的地区分布。 5）经评价现场踏勘，该矸石沟为盲沟，封闭性较好， 沟底为黄土覆盖，植 被以杂草和灌木为主，由于自然条件差，植被覆盖率较低，自然生态环境较为简 单。 6）该沟为东西走向的盲沟，沟深约 200m 左右，宽约 2030m。如高按 5m 设计，总库容约 2.5 万 m3。按照工程固废排放量，该沟可以满足工程约 20 年排 渣需要。 综上所述，拟选固废处置场可满足一般工业固废堆存和处置的要求，可以作 为本工程固废处置场。 3.63.6 厂址选择意见厂址选择意见 山西#县#焦煤有限公司 60 万 t/a 清洁型焦炉技改工程拟建厂 可行性研究报告 第 15 页 址位于#县中部的郭道镇东南约 1.1 公里处，距离#县城 20 公里 1. 卫生防护距离卫生防护距离 山西#有限责任公司 60 万吨/年焦化技改工程建厂时，厂址周围 1.1km 之内没有村庄，所选厂址能够满足卫生防护距离要求。 2. 区域环境承载能力分析区域环境承载能力分析 本项目建设在严格执行脱硫除尘、废水达标处理回收利用等环境保护措施 后， 可实现“达标排放” 、 “总量控制”的要求。因此，项目建设不会对区域环境空气 质量产生明显的压力。 本项目所选工艺无生产性污水外排，从工程污染防治的角度考虑，项目对地表 水的影响不属于非常敏感因素。产生的净 排水、净化后的生活化验废水复 用于熄 焦、洒水抑尘、绿化等，并且，选择工艺针对非正常工况的事故排放制定了严格 的防治措施。另外，针对固体废物处置场，一方面要求照规范建设防渗基础、导 流水渠等措施，尽可能降低因滤渗水下渗，另一方面， 根据资料显示，# 县属暖温带大陆性气候，全年平均降水量 400-650 毫米、蒸发量全年为 2000 毫 米，集中降雨和蒸发量最大均在夏季，且蒸发量大于降水量较多，在采取环评所 规定的环保措施后，不会因大气降水而导致淋融水污染地下水环境。 综上所述， 在采取以上措施后，预计本工程正常生产条件下不会对当地水环境造成不利影响。 固废处置场 山西#有限责任公司 60 万 t/a 清洁型焦化技改项目采用先进的生 产设备和生产技术，从跟本上减少了固体废渣的排放量。工程为防止废渣污染当 地的环境采取了一定的措施，充分考虑所产生的固体废物的综合利用问题。 排放固体废物主要为脱硫产生的脱硫废渣和生活垃圾。只要严格按照 本工艺 规定的固废处置措施实施，并严格管理，不会对当地环境产生严重不利影响，满 足一般工业固废储存、处置场污染控制标准 （GB18599-2001）的要求。 3. 工业发展及城市总体规划工业发展及城市总体规划 #县属全省煤炭资源开发的重点地区之一 ，开采历史悠久，原煤生产 是全县经济发展的支柱性产业，且为焦煤主要产区。 本项目在该地区进行建设，经济效益、环境效益及社会效益均能得到较好的 可行性研究报告 第 16 页 体现，经省经贸委批准，符合产业政策的要求并纳入了我省焦炭生产规划。 本项目为本地区重点建设项目，符合区域发展的要求。 综上所述，本项目在建设过程中通过采用先进工艺和完善可靠环保措施，严格 执行“三同时”制度，并确保环保设施正常稳定运行，加强日常环境管理和污染源 监测工作，严禁废水外排的前提下，拟选厂址是可行的。 4 4 热能及辅助材料供应热能及辅助材料供应 4.14.1 清洁型焦炉介绍清洁型焦炉介绍 随着我国国民经济的持续强劲发展，钢铁产品的需求日益提升，同时随着社会 对生态环境保护意识的不断深化提高，人们在追求冶金焦炭及铸焦炭产品质量的同 时，尤其对生产过程造成严重污染的炼焦炉及其工艺技术的革新给予了高度的关注。 作为我国能源重化工基地和煤炭、焦炭生产大省的山西，对此更加关切，在时代强 有力的推动下完成了炼焦工艺和设备技术的改造。 开发应用清洁炼焦工艺和改进传统的炼焦技术，构成了当今国际焦炭业技术发 展趋势的框架。美国、德国、加拿大、中国的许多焦化专家认为热回收炼焦技术是 目前对环境最好的炼焦技术，能满足严格的环保要求。 目前山西焦化企业生产过程中所产生的排污量在全省污染物排放总量中占有很 高的比例，其中废气占全省排污总量的 40%，废水占全省排污总量的 30%，大大超 过了环境的容量。为了促进经济建设与环境保护协调发展，面对山西目前污染极为 严重的形势，山西有关焦化企业和工程技术人员共同努力，在汲取国外先进经验和 先进技术的基础上，在原有捣固炼焦技术的基础上，完成了无化产回收的清洁型焦 炉的示范工程的开发任务、同时并完成了焦炉机械化装煤、出焦与炉、机、电自动 化监测控制、生产用水闭路循环、生产废气排放前的除尘脱硫等重大工艺技术试验 开发任务。 清洁型焦炉是借鉴了国外无回收焦炉技术和总结国内炼焦的丰富经验的基础上， 山西省有关设计人员自行创意、设计建造了互联式清洁型捣固焦炉工艺装置及相关 设备。实践证明，互联式清洁型捣固焦炉，从根本上克服了其他焦炉带来的环境污 可行性研究报告 第 17 页 染和焦炭质量问题，其工艺先进、环境污染小、实现了清洁生产、吨焦投资低、经 济效益好，利用高温废气的余热发电，脱硫除尘后排入大气，资源利用好。 无回收焦炉不回收焦炉煤气，将其直接在炭化室上部空间、炉底火道内燃烧掉， 放出的热量供炼焦使用，在炉顶补充空气，烧尽废气中的可燃成份。从底部烟道出 来的气体，进入同侧炉墙的上升烟道，再进入位于焦炉顶上中间部位的废热管道中。 一组焦炉共用一根废热管道，热废气进入余热锅炉产生蒸汽带动蒸汽轮机进行发电。 由于炼焦过程中炭化室为负压，废气外排前经过脱硫处理，环境效果较好。 在国外，无回收/热回收焦炉是新型的环保型焦炉，特别是在美国，该焦炉是 专门针对美国的新空气清洁法补充条例而开发的，该工艺有毒化学物的实际排放量 几乎为零，已经被规定为新建焦炉和旧炉改造和旧炉改造的排放标准。经过国外环 保部门检测，无回收焦炉的环保达到了规定的标准，并称之为绿色工程。 我省第一代热回收焦炉，投产后经山西省环境监测中心站监测，炉顶废气无组 织排放、烟囱废气排放、厂界废气无组织排放的各项环保指标均低于 GB16171- 1996炼焦炉大气污染物排放标准及 GB16297-1996大气污染综合排放标准 规定的最高允许排放限值。结论是该炉型对环境污染较轻。 该焦炉装煤采用捣固煤饼，可减少粉尘的散逸，推焦后的炭化室迅速关闭焦炉 炉门，可以减少荒煤气及热量逸出。同时，装煤、推焦时均为负压操作，互联火道 可将部分废气引入相邻炭化室燃烧，与机焦炉相比，外排废气量大幅减少。同时， 由于采用平接焦工艺，因此焦炉的无组织排放颗粒物、苯并芘等都将大大低于环保 标准要求。 熄焦塔顶设有折流式捕尘器，熄焦时可降低焦粉和蒸汽的外排量 60%。 该焦炉产生的主要污染物有废气中的 SO2、悬浮物、NOX、和 CO 等，废水量 极少，主要是熄焦和冲洗地坪等用水。 由于焦炉始终在负压下操作，排入大气中的废气极少，而且，煤气和焦油在炉 内完全烧尽，废气中有毒化学物几乎为零。 虽然清洁型焦炉具有节约主焦煤，炼焦过程在负压状态下进行、煤热解成焦过 程中产生的挥发物在系统中全部燃烧转化、基本没有笨并芘等有毒污染物逸出和排 放、不产生焦化废水等优点。但是，炼焦过程中产生的高温烟气中含有一定的二氧 可行性研究报告 第 18 页 化硫成分对环境造成污染，同时高温烟气不回收利用又对资源形成了浪费。因此， 清洁型焦炉一般是将热解成焦过程中产生的挥发物在系统中全部燃烧转化为热能， 除部分供炼焦自用外，其余部分回收利用用于发电。另外，清洁型焦炉总烟道的废 气温度高达 1050，就目前的脱硫技术而言，无法将烟气中的二氧化硫脱除，须将 温度降到一定程度才能引入脱硫除尘装置进行脱硫净化处理。一般是设置余热锅炉 回收炼焦废气的热量，热量交换产出的蒸汽送到汽轮发电机组实施热能与电能的转 化。将烟气温度降到 200以下后引入脱硫除尘装置进行净化处理。使外排气体中 SO2含量小于 150mg/m3，大大低于国家标准. 本工程焦炉选用 QRD-2000 型热回收捣固式清洁型焦炉，该焦炉是在国外无回 收/热回收炼焦技术及我国第一座热回收试验焦炉成功经验的基础上研发的第二代 新型焦炉，具有建设投资少，动力消耗低，焦炭强度高，无常规焦炉酚氰污水排放， 余热回收发电等特点，配套焦炉机械采用了捣固侧面装煤技术，平接焦工艺，大大 降低了装煤出焦过程中无组织排放。 4.24.2 热能供应热能供应 #公司扩建的 QRD-2000 型热回收捣固式清洁型焦炉的基本情况如下： 项目单位技术参数备注 焦炉孔数 432 外排烟气量Nm3/h 37.3104 烟囱入口烟气温度 80050 根据山西省有关同类焦炉的测试报告，烟气中 SO2浓度500mg/Nm3，烟气中含 尘浓度50mg/Nm3 ，烟气成分如下： 烟气成分% H2OCO2N2O2 15.556.970.756.76 按照#公司的清洁型焦炉的布置，可安装 4 台余热锅炉，每台余热锅炉 处理的高温烟气量为 9.32104 Nm3/h。根据烟气温度和余热锅炉系列化参数规定， 每台余热锅炉的参数和可产蒸汽量如下： 项目单位技术参数备注 可行性研究报告 第 19 页 余热锅炉入口烟气量Nm3/h 9.32104 余热锅炉入口烟气温度 800 余热锅炉蒸汽压力MPa3.82 余热锅炉蒸汽温度 450 余热锅炉排烟温度 200 余热锅炉蒸汽产量t/h28.8 余热锅炉热效率%80.14 4.34.3 脱硫剂供应脱硫剂供应 脱硫用的 NaOH（纯度 99%）可在市场上购买； 再生用 Ca(OH)（石灰水）溶液采用现场利用 CaO（生石灰）在化灰器内配制， 生石灰可在当地石灰厂购买。 石灰消耗量：1900t/a； 纯度 99%的 NaOH（烧碱）消耗量：1000 t/a； 水稳定剂：4.5 t/a。 可行性研究报告 第 20 页 5 5 工程技术方案工程技术方案 5.15.1 余热综合利用总体方案余热综合利用总体方案 煤干馏产生的荒煤气，在炉内全部燃后，经总烟道以点源形式集中引出。废气 的净化除通过保证废气完全燃烧，去除其中的有害物质外，粉尘和 SO2等污染的去 除则主要通过尾部的废气处理措施来实现。 本项目由于原煤中含有硫（S=0.59%） ，生产中荒煤气燃烧后，焦炉烟气中含有 SO2以及烟尘。总烟道的废气温度高达 80050，本项目将余热利用和废气治理 紧密结合，首先设置余热锅炉回收燃烧废气的热量，热量交换产出的蒸汽送到汽轮 发电机组实施电力转化。温度降到 200左右废气则引入脱硫除尘装置进行净化处 理。 余热综合利用工艺流程： 余热锅炉产生的中温中压蒸汽直接送汽轮机，带动发电机发电。凝结水经循环 冷却后，由凝结水泵打入热力除氧器，由电动锅炉给水泵再注入锅炉循环产汽连续 发电。 除盐水加压经低压加热器送至热力除氧器，除氧后由电动锅炉给水泵送至废气 余热锅炉产汽，锅炉所产蒸汽送至汽轮发电机组发电，凝汽器的凝结水经循环冷却 后由凝结水泵加压送至热力除氧器循环使用，凝结水不足时由脱盐水补充。 焦炉尾部高温烟气经废气余热锅炉换热降温后，低温烟气进入脱硫除尘塔脱硫 除尘后由烟囱排放。脱硫除尘塔用 6%13%（PH9）NaOH 水溶液作吸收剂，和 烟气中 SO2进行中和反应，生成 NaHSO3和 Na2SO3，经洗涤烟气后的含尘脱硫废水 进入沉淀池，通过投加氢氧化钙 Ca(OH)2，生成硫酸钙 CaSO4废渣，硫酸钙废渣及 烟尘经沉灰池沉淀后送渣场，清液经过滤后打入脱硫除尘塔循环使用。 可行性研究报告 第 21 页 高温燃烧气 废热锅炉汽轮发电机 蒸汽 软 水 站 新鲜水 脱硫除尘装置 中 和 池 NaOH 空冷冷凝器 乏 蒸 汽 回收冷凝水 脱 盐 水 5.25.2 发电工艺发电工艺 发电工艺由余热回收装置余热锅炉、汽轮机、发电机及其电气、仪表控制系 统组成。它将清洁型焦炉排放出的高温烟气所携带的潜热通过余热锅炉转换为蒸汽 热能，蒸汽热能通过汽轮机转换为机械能，最后由发电机将机械能转化为电能。 5.2.15.2.1 余热锅炉选择余热锅炉选择 1、余热锅炉形式的选择 余热锅炉有立式强制循环、立式自然循环和卧式自然循环三种类型。 表 5.2-1 自然循环余热锅炉与强制循环余热锅炉的比较 自然循环方式强制循环方式 传热面积相同相同 可用率 99.9597.50