电炉余热发电项目可研报告.doc

所属专题：余热余压利用工程所属专题：余热余压利用工程 云南永昌铅锌股份有限公司云南永昌铅锌股份有限公司 电炉余热发电项目电炉余热发电项目 可行性研究报告可行性研究报告 咨询证书编号:工咨甲 10320070056 质量认证注册号: 05007q10074r1m 河河北北能能源源工工程程设设计计有有限限公公司司 2009 年 5 月 石家庄 批批 准准 单卫东单卫东 审审 核核 王彩霞王彩霞 韩建锋韩建锋 校校 核核 姚晌阳姚晌阳 粟粟 涛涛 王永林王永林 何立波何立波 编编 制制 王婷婷王婷婷 叶青青叶青青 樊贞圆樊贞圆 莘英卿莘英卿 沈永兵沈永兵 蔡伟健蔡伟健 尹锐佳尹锐佳 颜如焱颜如焱 张青枝张青枝 李春龙李春龙 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 i 石家庄 目目 录录 1 总论总论1 1.1 申报单位概况申报单位概况.1 1.2 项目背景项目背景.1 1.3 编制依据、原则编制依据、原则.3 1.4 项目概况项目概况.3 1.5 综合技术经济指标综合技术经济指标.5 2 发电规模与供电方案发电规模与供电方案.7 2.1 发电规模发电规模.7 2.2 供电方案供电方案.7 3 厂址选择厂址选择.8 3.1 厂址选择原则厂址选择原则.8 3.2 厂址选择位置现状厂址选择位置现状.8 3.3 交通运输交通运输.9 3.4 电厂水源电厂水源.10 4 技术方案技术方案.10 4.1 永昌公司电炉冶炼情况永昌公司电炉冶炼情况.10 4.2 烟气余热情况烟气余热情况.11 4.3 余热利用方案余热利用方案.14 4.4 主要技术经济指标主要技术经济指标.15 5 设备方案设备方案17 5.1 热力系统热力系统.17 5.2 水处理系统水处理系统.23 5.3 循环及供水系统循环及供水系统.25 5.4 电气系统电气系统.30 5.5 热工控制系统热工控制系统.32 5.6 附属生产系统附属生产系统.36 6 工程方案工程方案37 6.1 土建部分土建部分.37 6.2 安装工程安装工程.41 7 电站总体规划及平面布置电站总体规划及平面布置50 7.1 电站总体规划电站总体规划.50 7.2 电厂总平面布置原则电厂总平面布置原则.51 8 环境保护环境保护53 8.1 设计依据设计依据.53 8.2 污染治理原则污染治理原则.53 8.3 项目环境概述项目环境概述.53 8.4 环境保护环境保护.54 8.5 绿化绿化.55 8.6 环境监测环境监测.56 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 ii 石家庄 8.7 水土保持水土保持.56 8.8 工程环境影响评价工程环境影响评价.57 9 安全、工业卫生、消防安全、工业卫生、消防58 9.1 设计依据设计依据.58 9.2 劳动安全劳动安全.58 9.3 职业卫生职业卫生.61 9.4 消防消防.62 10 节约和合理利用能源节约和合理利用能源65 10.1 编制依据编制依据.65 10.2 节能节能.65 10.3 节水节水.66 11 劳动定员及组织劳动定员及组织68 11.1 劳动组织及管理劳动组织及管理.68 11.2 人力资源配置人力资源配置.68 11.3 人员培训人员培训.68 12 项目实施条件和轮廓进度项目实施条件和轮廓进度69 12.1 工程项目实施的条件工程项目实施的条件.69 12.2 工程项目实施的轮廓进度工程项目实施的轮廓进度.69 13 投资估算投资估算70 13.1 工程概况工程概况.70 13.2 编制依据编制依据.71 13.3 投资估算投资估算.72 14 融资方案融资方案82 14.1 资金筹措资金筹措.82 14.2 投资计划与资金筹措投资计划与资金筹措.82 15 财务评价财务评价.83 15.3 财务分析89 16 结论及建议结论及建议107 16.1 主要结论主要结论.107 16.2 建议建议.108 附图目录附图目录.109 附件附件.110 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 1 石家庄 1 总论总论 1.1 申报单位概况申报单位概况 云南永昌铅锌股份有限公司（简称永昌公司）前身为创建于 1958 年的勐兴铅厂。原是一个年产粗铅 300 吨，固定职工 229 人, 年产粗 铅 300 吨的小型地方国有企业，当时企业名称为“龙陵县勐糯铅锌矿” 。后历经改扩建、兼并改制、债转股等历程至今，企业资本、生产能 力和抗风险能力不断提升和增强，在短短几年里，公司发展到总股本 29864 万元，总资产 8.8 亿元。目前，公司由五家股东单位组成。公 司下设 8 个管理部门，5 个分公司、6 个党支部，拥有职工 1568 人。 多年来，公司始终坚持贯彻和落实消费者权益保护法 ，在 “重质量、守诚信，抓安全、求发展，讲环保、铸辉煌”的质量方针 指引下，确保广大用户和消费者的合法权益不受侵犯，以科学的管理 体制和严格的质量检验制度，以及务实、奋进的工作态度，服务于社 会各界。由于工作扎实，1998 年公司被中国质量无投诉活动委员会授 予“98 质量百日无投诉单位” ；“勐糯牌”商标于 1997 年被保山地区 评为“著名商标” ， “永昌牌”商标于 2007 年被云南省评为“著名商 标” ；公司继 2000 年顺利通过了 iso9002：1994 质量体系认证后，于 2003 年顺利通过了 iso9001：2000 质量体系换版审核；先后荣获国家 科技进步二等奖、全国“安康杯”竞赛优胜企业、全国绿化模范先进 单位、全国行业产品实物质量金杯奖、云南省科技进步一等奖、云南 省安全示范企业、云南省思想政治工作先进单位、云南省劳动关系和 谐企业、连续两届荣获云南省文明单位等荣誉称号。 永昌公司目前生产规模为：采选铅锌矿 14 万吨/年，冶炼电锌 2 万吨/年；硅铁 5 万吨/年，工业硅 5 万吨/年；生产硫酸 1.6 万吨/年。 每年可实现销售收入 10 亿元，年上缴税费 1 亿元以上。 1.2 项目背景项目背景 随着我国经济的快速发展，能源和资源相对不足已成为经济发展 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 2 石家庄 瓶颈，如何合理的利用现有的宝贵资源是确保我国经济可持续发展的 关键所在。为此，国务院在节能减排综合性工作方案中指出，到 2010 年，中国万元国内生产总值能耗将由 2005 年的 1.22 吨标准煤下 降到 1 吨标准煤以下，降低约 20%；单位工业增加值用水量降低 30%；主要污染物排放总量减少 10%。所以，节能减排已成为高耗能 工业尤其是传统重工业发展过程中面临的重大战略性任务，一方面这 些企业是是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的 重要标志，另一方面它们又是耗能大户。所以在节能减排中占用举足 轻重的作用。 余热发电技术以充分利用工业余热，实现“热电联供”为显著特 点可达到既减排又增收的双重目的，是工业余热科学转换的最好方案 和最好的能源节约方式。这也是“十一五”期间国家十大重点节能工 程和建设节约型社会重点工程之一的“余热余压利用工程”及相关技 术应用日益在钢铁、水泥、石化等行业风靡的主要原因。但是，许多 大型企业都是通过购买国外技术及产品来建立余热利用生产线，民族 自主创新技术和产品遭遇到了冷落，甚至无人知晓在这一领域也会有 自主创新的国产技术。 北京世纪源博科技有限责任公司毅然承担了这一重任，作为工业 节能减排专家，利用自主研发的专利技术，成功完成和建设济钢、昆 钢、重钢、珠钢、湘钢、东岭等余热发电项目，已成为国内余热发电 技术的领先者、主力军。北京世纪源博公司在钢铁企业各环节都取得 了卓有成效的业绩。先后建设了济钢转炉余热电站、昆钢 3 烧烧结余 热电站、红钢烧结余热电站、珠钢电炉余热电站、昆钢 4 烧烧结余热 电站、重钢环保搬迁工程余热电站、华菱湘钢烧结余热电站，其中济 钢转炉余热电站、昆钢 3 烧烧结余热电站、红钢烧结余热电站，昆钢 4 烧烧结余热电站已建成顺利投产，其他项目在建设过程中。 对于锰铁、工业硅、硅铁合金等行业北京世纪源博公司也关注已 久，在湖南铁合金厂、内蒙古鄂尔多斯铁合金厂已做过大量的测量和 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 3 石家庄 调研工作，对铁合金电炉的生产状况和余热源情况十分了解，此外， 在建的珠钢电炉余热电站已进入施工阶段，炼钢电炉与铁合金电炉相 比，烟气成分、温度和流量都比较类似，但炼钢电炉烟气周期性更强， 造成烟气温度和流量都有很大的波动，公司对该项目前期做了一年多 的准备工作，详实的核准了电炉余热资源，确定了完整准确的技术方 案。公司经过对各类电炉余热资源专门的分析、计算和讨论，针对不 同种类电炉余热回收利用的技术路线和方案已非常准确和切实可行。 1.3 编制依据、原则编制依据、原则 1.3.1 编制依据编制依据 1）云南永昌铅锌股份有限公司提供的基础数据资料； 2）小型火力发电厂设计规范及火力发电厂可行性研究报告内容 深度规定及与设计有关的法令、法规、标准及专业设计技术规定等； 3）建设单位提供的各种支持性文件。 1.3.2编制原则编制原则 本工程设计本着工艺先进、可靠，设备选型合理的原则，技术达 到国内先进水平。根据云南永昌铅锌股份有限公司目前的生产、管理 情况，结合公司今后整体发展改造的思路进行设计。 在设计中，充分考虑工艺的先进性、适用性、可靠性，充分考虑 设备、仪表的可操作性。 总平面布置及工艺布置按照设计规范要求，设备选型考虑安全生 产和清洁生产要求，选择先进、节能、可靠的产品。 1.4 项目项目概况概况 1.4.1项目建设地点项目建设地点 本项目拟建于永昌公司硅业分公司厂内，不需新征用土地。 1.4.2建设规模建设规模 本项目拟建一座装机容量为 15mw 的电炉余热电站。 1.4.3工程方案工程方案 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 4 石家庄 针对永昌公司电炉冶炼烟气的特点，工程设计方案为： 在现有烟道上加装三通，烟气经三通切换进入余热锅炉降温后再 进入布袋除尘器，最后排空。如图 1-1 所示，以余热锅炉代替原有的 空气换热器，这样就可进行余热利用，节能减排，通过余热锅炉回收 高温烟气余热产生蒸汽。原有空气换热器及烟气管道作为改造后余热 锅炉及烟气管道的旁通管道，当余热电站任一环节发生故障时可以随 时切换到原有管道，不影响生产工艺正常运行。 图1-1 余热回收系统工艺流程图 1.4.4发电效益发电效益 本电站工程装机容量 15wm，按机组利用小时数 7500h，年发电 量 11250 万 kwh，扣除 10%自耗电之外年供电量 10125 万 kwh，按 目前的执行电价每年可有 4860 万元的供电收入。 本电站热源为电炉烟气余热，电站建成后相当于年节约标煤 3.54 万 t，年减排二氧化碳 9.95 万 t，年减排二氧化硫 1319t。如考虑节能 减排项目政策奖励及碳指标出售收入，项目实际收益将会明显提高。 1.4.5项目投资项目投资 本项目投资 14708 万元，其中由企业自筹 30%，向银行贷款 70%。 全部投资内部收益率为 19.06%，全部投资投资回收期为 6.1a，各 项经济指标较好。 1.4.6其他建设条件其他建设条件 项目用水：本项目年新水用量为 73.65104t，按照永昌公司厂区 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 5 石家庄 总体规划及实际水量裕量，利用现有水源和管网可以满足要求。 公用设施：利用永昌公司厂区现有的公用设施和道路，不另外新 建。 1.5 综合技术经济指标综合技术经济指标 项目综合技术经济指标见表 1-1。 表 1-1 综合技术经济指标表 序号名 称单位指标 1发电机组参数发电机组参数 1.1汽机额定进汽压力(绝压)mpa1.6（饱和蒸汽） 1.2汽机额定进汽温度201 1.3额定汽机进汽量t/h83 1.4排汽压力mpa0.008 1.5装机容量kw15000 2技术经济效益指标技术经济效益指标 2.1厂自耗电率%10 2.2机组利用小时数h/a7500 2.3年发电量104kwh/a11250 2.4年供电量104kwh/a10125 2.5年节约标煤104t/a3.54 2.6年减排 co2104t/a9.95 2.7年减排 so2t/a1319 3投资概算、融资及经济分析投资概算、融资及经济分析 3.1总投资万元14708 3.2自筹%30 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 6 石家庄 3.3银行贷款%70 3.4年发电收入万元4860 3.5全部投资内部收益率%19.06 3.6全部投资投资回收期年6.1 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 7 石家庄 2 发电规模与供电方案发电规模与供电方案 2.1 发电规模发电规模 根据永昌公司电炉烟气余热回收量，本工程拟采用 6 台余热锅炉 系统以及 1 台 rn15-1.6+qf-15-2/10.5kv 凝汽式汽轮发电机组。7 台 铁合金电炉同时运行时，回收的烟气余热共可产生 1.6mpa 饱和蒸汽 83t/h 进入汽轮机组发电，余热电站装机容量为 15mw。 2.2 供电方案供电方案 2.2.1用电负荷用电负荷 余热电站为永昌公司余热回收再利用自备电站，属于节能降耗和 能源循环利用型项目，电站外供所有电量供电炉冶炼使用，可减少厂 区全部外购电量的 10%左右。 2.2.2接入系统接入系统 根据该电站的特点及建设规模，接入系统方案初步拟定为：发电 机出口电压采用 10.5kv，站内设置发电机电压母线（为单母线） ，发 电机通过真空断路器与母线相连接。10.5kv 母线再通过一台 110/10kv、18000kva 升压变压器经 110kv 电缆联络线与云南保山永 昌铅锌有限公司内部 110kv 总降站 110kv 侧连接，110kv 采用架空 钢芯铝绞线接入。 余热电站启动电源引接：由 110kv 联络线倒送电启动。 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 8 石家庄 3 厂址选择厂址选择 3.1 厂址选择原则厂址选择原则 厂址选择的主要原则为： （1）节约用地，充分利用厂区原有场地。 （2）有利于厂区合理布置和安全运行，满足生产工艺要求，厂 区布置紧凑合理，有利于安全生产运行。 （3）有利于环境保护和生态，有利于保护风景区和文物古迹。 3.2 厂址选择位置现状厂址选择位置现状 3.2.1 地点与地理位置地点与地理位置 永昌公司地处云南省保山市龙陵县，东临怒江与施甸相望，西与 平达相接，南隔怒江与镇康县及缅甸毗邻相通，北与怒江坝一水相依。 矿区占地面积 30 平方公里。 3.2.2 厂址选择厂址选择 永昌公司电炉余热发电项目工程选址于永昌公司硅业分公司厂区 的空地上，因本工程利用电炉烟气余热发电，为缩短烟气管道和蒸汽 管道距离减少散热损失，充分利用厂区内的现有公辅设施，不再进行 厂址比选。厂址能满足项目建设和生产运营的要求。 3.2.3厂址地形条件厂址地形条件 本工程位于永昌公司硅业分公司厂区空地上。该区域地形平坦， 现状场地标高与总厂标高系统一致，因此本工程竖向设计仍采用平坡 式。 其工程地质资料需要永昌公司提供，或者签订合同后由建设方进 行详细勘探。 根据建筑抗震设计规范 （gb50011-2001） ，本工程建构筑物抗 震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 0.20g。 3.2.4厂址气象条件厂址气象条件 保山市地处云南省西部，位于东径 982510002和北纬 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 9 石家庄 24082551之间。东与大理州、临沧地区接壤，北与怒江州、 西与德宏州毗邻，西北、正南同缅甸交界，国境线长 167.78 千米。国 土面积 1.96 万平方千米，其中：坝区占 8.21%，山区占 91.79%。市 政府所在地隆阳区，距省会昆明市 593 千米，是滇西政治、经济、文 化中心，也是历代郡、府、司、署所在地。 气温 最热月平均气温 28.3 最冷月平均气温 7.7 年平均气温 18.6 湿度 最热月平均相对湿度 69 % 最冷月平均相对湿度 72 % 年平均相对湿度 70 % 大气压力 海拔 1300m 左右 大气压力 86 kpa 风向、风速 年主导风向 s，se 最大风速 17 m/s 平均风速 3.1 m/s 降水量 年平均降水量 1189 mm 日最大降水量 103 mm 3.3 交通运输交通运输 永昌公司地处云南省保山市龙陵县，东临怒江与施甸相望，西与 平达相接，南隔怒江与镇康县及缅甸毗邻相通，北与怒江坝一水相依。 矿区占地面积 30 平方公里。 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 10 石家 庄 本工程位于永昌公司硅业分公司厂区内部，厂区已建成完善的交 通系统，本工程对外交通运输、出入口等采用厂区交通系统，在此不 再赘述。 本工程生产运输为管道输送方式。 本工程将充分利用厂区道路及硬化场地，以满足设备安装、检修 及消防需要。 目前电厂该类电站的大件设备运输在铁路和公路上都有成熟的经 验，本工程大件设备如汽轮机和发电机本体等，可用汽车运输至电厂。 3.4 电厂水源电厂水源 补给水水源为永昌公司厂区统一供给，分别供至循环水系统和工 业水系统。 本工程分别采用生活、消防独立的供水系统，生活用水由永昌公 司厂区现有生活给水管网统一供给。本工程位于永昌公司的厂区内， 属于厂区的一部分，本工程界区内消防与厂区内的消防统一考虑，厂 区内设有完整的消防系统，所以，本工程内不设消防水池、消防水泵 及消防稳压系统。 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 11 石家 庄 4 技术方案技术方案 4.1 永昌公司电炉冶炼情况永昌公司电炉冶炼情况 4.1.1永昌公司电炉冶炼生产情况永昌公司电炉冶炼生产情况 永昌公司电炉采用半封闭烟罩冶炼形式，烟气处理仍采用传统工 艺：由电炉、半封闭集烟罩出来的高温含尘烟气，经空气冷却器自然 降温后去除了火星和大颗粒粉尘，再进入布袋除尘器过滤下来烟气中 的细微粉尘，净化后的气体经引风机、烟囱直接排入大气。布袋除尘 器滤袋内的粉尘经清灰、卸灰，由输灰车送走统一处理。 4.1.2 永昌公司对余热发电项目的要求永昌公司对余热发电项目的要求 在工业生产冶炼企业，冶炼生产是主业，余热回收是副业。永昌 公司对本余热发电项目的技术方案要求如下： （1）必须结合电炉冶炼工艺生产特点进行余热回收利用系统的 设计，不能影响正常生产。 （2）进布袋除尘器烟气温度控制在 150以上，防止布袋结露及 引风机腐蚀。 （3）高效利用余热，投资合理。 4.2 烟气余热情况烟气余热情况 4.2.1 烟气余热现状烟气余热现状 永昌公司电炉高温烟气的流程是：电炉高温烟气空气冷却器 布袋除尘器引风机烟囱排入大气。高温烟气在进入布袋除尘器 之前需要冷却到布袋滤袋承受温度以下，采用空气冷却器的形式通过 自然循环散热，大部分热量排放到周围空气中，即浪费了宝贵的余热 资源，又对周边环境造成了热污染。 4.2.2 烟气余热数据烟气余热数据 北京世纪源博公司对 2#电炉和 4#电炉分别进行了实地测量工作， 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 12 石家 庄 采用毕托管和热电偶等工具测量了烟气的流量和温度，其中一组测量 数据如图 4-1、4-2、4-3 和 4-4 所示。 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000 14:08:29 14:16:29 14:26:29 14:34:29 14:42:29 14:50:29 15:02:29 15:11:29 15:23:29 15:33:29 15:42:29 15:56:29 16:12:29 16:22:29 16:33:29 16:42:29 16:52:29 17:08:29 图 4-1 2#电炉烟气流量趋势图 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 14:08:29 14:16:29 14:26:29 14:34:29 14:42:29 14:50:29 15:02:29 15:11:29 15:23:29 15:33:29 15:42:29 15:56:29 16:12:29 16:22:29 16:33:29 16:42:29 16:52:29 17:08:29 图 4-2 2#电炉烟气温度趋势图 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 13 石家 庄 0 50000 100000 150000 200000 250000 18:17:31 18:22:31 18:27:31 18:31:31 18:38:31 18:47:31 18:59:31 19:04:31 19:23:31 19:49:31 20:01:31 20:11:31 20:17:31 20:36:31 20:43:31 图 4-3 4#电炉烟气流量趋势图 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 18:17:31 18:22:31 18:27:31 18:31:31 18:38:31 18:47:31 18:59:31 19:04:31 19:23:31 19:49:31 20:01:31 20:11:31 20:17:31 20:36:31 20:43:31 图 4-4 4#电炉烟气温度趋势图 从图上看出电炉烟气的流量和温度是波动的，这是由生产工艺的 特点所决定。通过现场测量和观察发现冶炼期间打开炉门进行加料、 捣炉等操作时，由于烟气管路负压运行会吸入过多冷空气，使烟气温 度产生较大波动。另外，每台铁合金电炉在冶炼过程中，每隔 2 个小 时会有 3040 分钟时间出铁水，此时烟气温度和流量都会有不同程度 的下降，有时温度会从 500下降到 300，流量也有不同程度的下 降，这个变化随冶炼周期也呈现周期性波动。 根据所有测量结果的统计和分析，12500kva 电炉和 25000kva 电炉烟气流量和温度的算术平均值如下： 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 14 石家 庄 （1）1#和 2#共 2 台 12500kva 硅铁电炉可利用余热量为： 17104nm3/h400 （2）3#和 4#共 2 台 25000kva 硅铁电炉可利用余热量为： 28104nm3/h400 （3）5#、6#和 7#共 3 台 25000kva 工业硅电炉可利用余热量为： 42104nm3/h400 该数据作为基础设计依据，考虑到烟气温度和流量的波动情况， 主要设备参数的选取都有一定裕量以及超负荷运行能力，如余热锅炉 蒸发受热面就是按最大烟气参数进行设计，留有富余量以保证适应烟 气参数波动的影响。 4.3 余热利用方案余热利用方案 4.3.1 余热利用必要性余热利用必要性 （1）采用余热回收技术和低压蒸汽余热发电技术，充分利用现 有余热资源，既降低了硅铁冶炼能耗，又提高了能源利用率，有利于 永昌公司的可持续发展。 （2）余热发电工程建成后，减少了废热对大气的污染，改善了 厂区环境。 （3）综合利用永昌公司余热资源，增加企业自发电量，有利于 永昌公司节能降耗和提升企业整体经济运行质量，带来可观的节能效 益、经济效益、环境效益和社会效益。 （4）从技术角度看，项目的建成可以进一步推动自主创新的国 产技术的发展，提高民族自主创新技术和产品的竞争能力，促进产研 结合，形成技术及企业层面的双向良性循环。 （5）项目的建成将使节能减排贯穿于各个生产环节。 4.3.2技术方案论证技术方案论证 常规余热发电汽轮机多采用过热蒸汽形式，此时汽轮机对进汽蒸 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 15 石家 庄 汽的过热度有严格要求，过热度不够会导致蒸汽湿度增加，影响汽轮 机效率甚至缩短叶片的使用寿命，严重时汽缸、主汽门外壳等高温部 件内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力和热变形，使金属部件产 生裂纹造成重大事故。 从 12500kva 和 25000kva 电炉的实测数据发现，烟气的流量和 温度是波动的。如果仍采用过热蒸汽发电形式，那么余热源经常性的 波动对余热锅炉产生的过热蒸汽品质会有很大影响，过热度很难保证。 根据铁合金电炉烟气参数波动的特点，北京世纪源博公司建议采 用饱和蒸汽发电技术，该技术方案专门针对有波动的余热源。因为只 要有热量就能产生饱和蒸汽，饱和蒸汽只有压力参数的要求没有过热 度的要求，控制非常简单，而且饱和蒸汽汽轮机组可以实现很广范围 内的滑压运行，不需要调整冶炼工艺。 北京世纪源博公司拥有专利技术的机内除湿再热的多级冲动式汽 轮机（专利号：zl200510034193.3）是一种先进的饱和蒸汽发电设备， 在汽轮机汽缸内的其中一相邻级或若干相邻级的级间设置有级间蒸汽 再热器，由该汽轮机的主汽门后的主蒸汽管上引出一股新蒸汽通入蒸 汽再热器中，用于加热汽轮机中膨胀到一定程度的湿饱和蒸汽，降低 其湿度，以保护汽轮机不受水蚀损害。汽轮机可以自由使用饱和蒸汽 或过热度比较低的蒸汽，在保持比较高的效率情况下不用担心叶片的 水蚀问题。任何压力的饱和蒸汽、湿蒸汽、过热度过小的蒸汽都可直 接用来发电。这种汽轮机是我们在长期的地热发电、低品位余热发电 的过程中发明出来的,使用此项技术，在同样的余热条件下可以多发 25左右的电力，从而大幅提高余热电站的经济性。 4.3.3项目技术方案项目技术方案 本工程利用烟气余热发电，运行方式为以热定电，机组选型按全 年发电量最大化优化设计。直接利用饱和蒸汽发电实现机组大范围的 滑压运行，适应硅铁电炉周期性的烟气参数波动，保证机组安全、平 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 16 石家 庄 稳运行，并提高发电效率。 1#和 2#两台 12500kva 的硅铁电炉容量较小，设置一台余热锅炉， 两炉烟气汇总进入该余热锅炉。3#和 4#两台 25000kva 的硅铁电炉单 独设置两台余热锅炉，5#、6#和 7#三台 25000kva 工业硅电炉单独设 置三台余热锅炉。 共 6 台余热锅炉产生的蒸汽汇总后进入汽轮机组，6 股蒸汽汇合 于蒸汽总管共有 1.8mpa，207，83 t/h 的饱和蒸汽作为主蒸汽通入汽 轮发电机组，电站装机容量为 15000kw。 4.4 主要技术经济指标主要技术经济指标 主要技术经济指标见表 4-2。 表 4-2 主要技术经济指标 序号名 称单位技术参数 1汽机额定进汽压力(绝压)mpa1.6 2汽机额定进汽温度 201（饱和蒸汽） 3额定汽机进汽量t/h83 4排汽压力mpa0.008 5装机容量kw15000 6厂自耗电率%10 7机组利用小时数h7500 8年发电量104kwh/a11250 9年供电量104kwh/a10125 10年节约标煤104t/a3.54 11年减排 co2104t/a9.95 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 17 石家 庄 序号名 称单位技术参数 12年减排 so2t/a1319 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 18 石家 庄 5 设备方案设备方案 5.1 热力系统热力系统 5.1.1原则性热力系统拟定原则性热力系统拟定 原则性热力系统的拟定主要依据机组的型式和参考有成熟运行经 验机组的系统拟定（见原则性热力系统图） 。 5.1.1.1热力系统描述 主蒸汽系统采用单母管制，从 6 台锅炉出来的蒸汽汇聚在一起， 经主汽门后分两路进入汽轮机内做功。 凝结水系统采用母管制，从凝汽器出来的水经凝结水泵打致真空 除氧器，系统选用 2 台 110%容量的凝结水泵，一台运行一台备用。 给水系统采用母管制，配 3 台给水泵，给水泵出口管均接到一根 给水母管上，从母管上再引出 2 根管分别去各个锅炉省煤器，如锅炉 有不同负荷，可在去锅炉的给水管道上设给水操作台，调节给水流量， 以满足不同的锅炉负荷要求。按照设计技术规程，流量裕量 10%。压 头裕量 20%。 凝汽器采用射水抽气器抽真空。 5.1.1.2热力系统辅助设备选择 本工程根据实际的具体情况配置 1 台机组。选用 2 台 110%容量 的卧式离心式凝结水泵，一台运行一台备用。 本机组抽真空采用射水抽气系统，设置 2 台射水抽气器和 3 台射 水泵，其中 1 台射水抽气器和 1 台射水泵用于凝汽器的抽真空，1 台 射水抽气器和 1 台射水泵用于真空除氧器的抽真空，剩余的泵作为备 用。 汽机房内设一台起重量为 32/5t 的电动桥式起重机。 5.1.2余热锅炉选型及技术参数余热锅炉选型及技术参数 本项目锅炉热源来自硅铁电炉排出的烟气，锅炉为负压运行，要 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 19 石家 庄 求密封性好。针对锅炉的烟气和运行特点，为了提高锅炉的热效率， 使锅炉安全、稳定运行，本锅炉在整个设计中采取了以下相应措施。 （1）工作安全可靠。锅炉设计采用广为应用的立型烟道式自然 循环余热锅炉，蒸发受热面就是按最大烟气参数进行设计，留有富余 量以保证适应烟气参数波动的影响，采用合理结构确保水循环安全。 （2）重量轻、尺寸小。 （3）机动性强。本型锅炉水容量小，启动速度快。 （4）运行费用省。本型锅炉不设强制循环泵、燃烧设备，因此 设备工作可靠，运行成本低。 （5）结构简单，制造简易，安装方便。 （6）烟道截面形状好。本型锅炉烟道截面长、宽比例较一般余 热锅炉为佳，烟气充满度好，炉内热力均匀、热偏差小，受热面冲刷 较完全，对改善炉内传热性能，提高工作可靠性，减少烟气阻力都有 利。 （7）一体化构架结构使锅炉安装更简便。 （8）锅炉蒸发器、省煤器受热管均采用环向绕翅管，加强换热 效果。 （9）炉墙采用金属护板；人孔、穿墙管（集箱） 、护板接缝处全 密封设计；受热面集箱内置，确保锅炉不漏风。 （10）选取合适的烟速，据铁合金电炉空气冷却器运行情况看， 只要保证一定的烟气流速可以有效的解决锅炉受热面的积灰问题。 锅炉为水冷、室外布置、全钢结构、平衡通风、低温低压自然循 环汽包炉，主要技术参数见表5-1。 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 20 石家 庄 表 5-1 锅炉主要技术参数 序号名 称单位1#锅炉2#6#锅炉 1锅炉进口烟温400400 2锅炉烟气容积流量knm3/h170140 3锅炉出口烟温150150 4给水温度4040 5饱和蒸汽压力mpa1.81.8 6饱和蒸汽温度207207 7饱和蒸汽流量t/h16.213.3 5.1.3汽轮发电机组选型及技术参数汽轮发电机组选型及技术参数 根据硅铁电炉烟气余热的特点设计，采用饱和蒸汽汽轮发电机组， 与常规过热蒸汽汽轮发电机组相比可适应余热源参数大范围的波动， 能够保证机组安全运行，并且采用级间再热之后在相同条件下能提高 发电效率。 汽轮机主要技术规范如下： （1）型式：凝汽式汽轮机。 （2）型号：rn15-1.6 （3）转速：3000r/min 主要技术参数见表 5-2。 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 21 石家 庄 表 5-2 汽轮机主要技术参数 序号项 目单位技术参数 1 汽机额定进汽压力（绝压） mpa1.6 2汽机额定进汽温度 201（饱和蒸汽） 3额定汽机进汽量t/h83 4汽机排汽压力mpa0.008 5汽机排汽温度41.5 6额定发电功率kw15000 7给水温度40 8冷却水设计温度20 5.1.4发电机发电机 发电机主要技术规范如下： （1）型式：水、空冷式 （2）型号：qf-15-2/10.5kv 主要技术参数见表 5-3。 表 5-3 发电机主要技术参数 序 号项 目 名 称单位数 据 1额定功率mw15 3额定电压kv10.5 4额定转数hz50 5额定转速r/min3000 5.1.5辅机设备选型及技术参数辅机设备选型及技术参数 主要汽机辅机设备选型及技术参数见表 5-4。 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 22 石家 庄 表 5-4 汽机辅机设备表 序号辅机设备名称型号及技术要求 1凝汽器 1 台n-2200f=2200m 2凝结水泵 2 台150n110 q=100m/h h=116mh20 3真空除氧器 1 台yzk-10090t/h 4除氧器水箱 1 台v=60m 5 汽轮机机内除湿再 热装置 专利设备自制 6直流润滑油泵 1 台chy18 q=20.5m/h h=36mh20 7交流润滑油泵 1 台chy18 q=20.5m/h h=36mh20 8交流高压油泵 1 台80y1002c q=50m/h h=104mh20 9冷油器 2 台yl-20-1 10射水抽气器 1 台cs-7.5 型 q=105m/h p=0.392mpa 11射水泵 2 台is125-80-200a q=162m/h h=44mh2o 12射水箱 1 只砼结构v=8m 13 定期排污扩容器 4 台 dp-3.5v=3.5m 14 高压电动给水泵 3 台 d46-506 q=50m/h h=288mh2o 15胶球清洗装置 1 套dn700 16 电动双梁桥式起重 机 1 台 32/5t 起吊重量 32/5t 起吊高度 h=14.5m 跨距 lk=15m 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 23 石家 庄 注：汽轮机辅助设备最终以汽机厂家配套为准。 5.1.6 主要设备备品备件主要设备备品备件 本工程的备品备件应在设备订货时要求设备制造厂提供 3 年的备 品备件，见表 5-5，表 5-6。 表 5-5 余热锅炉及烟道备品备件 序号名 称单 位数量备注 1翅片管根10受热面 2保温钉套100 3金属缠绕垫片只10 4人孔门垫个6 5142 仪表管m10不锈钢 6硅酸铝毡m36保温层 表 5-6 汽轮发电机组备品备件 序号名 称单 位数量 1冷却管 250.77286(0cr18ni9 直管)个2 2冷却管 250.57286(0cr18ni9 直管)个38 3滤芯（过滤器 4pd110160）个2 4滤芯（过滤器 4pd140400）个2 5螺栓 m644420(材质：45-5)个4 6双头螺柱 am2770(材质：45-5)个6 7双头螺柱 am3080(材质：45-5)个4 8双头螺柱 am423140(材质：45-5)个8 9双头螺柱 cm564160(材质：45-5)个2 10罩螺母 m27(材质：35-5)个6 11罩螺母 m30(材质：35-5)个4 12罩螺母 am423(材质：35-5)个8 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 24 石家 庄 序号名 称单 位数量 13罩螺母 bm564(材质：35-5)个2 14罩螺母 bm644(材质：35-5)个4 15汽封环（460 z=10）个2 16汽封环（560 z=10）个2 17弹簧个54 18汽封环（400 z=8）个2 19弹簧个24 20汽封环（500 z=7）个3 21汽封环（660 z=6）个1 22汽封环（700 z=5）个1 23弹簧个60 24衬瓦个1 25衬瓦个1 26衬瓦个1 27主推力瓦个1 28付推力瓦个1 29弹簧个1 30活塞环支3 31浮动环个1 32油封环个1 33填料环 52d9/36h98（切口）个24 34填料环 52d9/36h98个14 其它设备备品备件在设备订货时确定，为保证三年用量的备品备 件。 5.2 水处理系统水处理系统 5.2.1概述概述 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 25 石家 庄 5.2.1.1 水源及水质 锅炉补给水处理原水为自来水，循环水系统补充水为工业水，均 由永昌公司现有的自来水系统和工业用水系统提供。由于目前缺乏厂 区自来水及工业水水质资料，暂时按一般情况水质考虑，待下阶段设 计取得详细的水质资料后再对水处理工艺进行校核。 5.2.1.2 水汽质量标准 本期建设机组属低压机组,其机组补充水、给水、炉水、回水等水 汽质量标准均执行国家标准(gb 15762008)工业锅炉水质中有关 规定。 5.2.1.3 设计范围 化学水处理部分设计内容包括：锅炉补给水处理、循环冷却水处 理、给水炉水校正处理、水汽取样分析和监测、化学试验室等。 5.2.2锅炉补给水处理系统锅炉补给水处理系统 5.2.2.1 系统出力 厂内正常水汽损失：1.63t/h 锅炉的正常排污损失: 1.66t/h 锅炉的正常补水量为 3.29 t/h，考虑到水处理系统自用水量，锅炉 补给水处理系统正常出力以 5t/h 计。 5.2.2.2 系统选择 本期软化水处理设备出力为 5t/h,并设 75m3 软化水箱 1 座。 软化水通过两台软化水泵（q=7.5t/h,h=30mh2o）加压，送至主 厂房除氧水箱。 5.2.2.3 系统出水水质 总硬度 0.03 mmol/l 浊度 5 ftu ph（25） 7.09.0 含铁（fe） 0.3 mg/l 含油量 2 mg/l 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有限公司 26 石家 庄 电导率（25） 5.5102s/cm cl- 1.1进水cl- 5.2.3辅机冷却水处理辅机冷却水处理 辅机冷却水防垢采用加水质稳定剂处理,浓缩倍率按 3 倍设计。循 环水防微生物采用杀菌剂处理。 循环水处理设备布置在循环水泵房内。 5.2.4给水炉水校正处理给水炉水校正处理 针对机组水化学工况特性，给水采用加氨处理。炉水加入磷酸盐 处理，以防止残余硬度导致锅炉结垢，每台锅炉分别配置一套加氨装 置、一套加磷酸盐装置。 加药装置分别布置在每台锅炉附近，露天放置，加防雨棚。 5.2.5汽水取样汽水取样 本工程锅炉布置距离主厂房较远，不宜采用整体的汽水取样设备 集中取样，所以每台锅炉处各取样点可集中布置取样，汽机房取样点 采用就地取样的方式，然后送至化学试验室分析。 5.2.6化学实验室仪器设备配置化学实验室仪器设备配置 本工程新建化学试验室，试验室的主要仪器设备参考火力发电 厂化学设计技术规程规定进行配置。 化学水处理主要设备见表 5-7。 表 5-7 化学水处理主要设备表 序名 称型 号 及 规 格单位数量 1软化水处理系统5t/h套1 2循环水加药装置/套1 3炉水加磷酸盐装置二箱二泵 套6 4汽水取样装置/套6 5加氨装置二箱二泵 套6 5.3 循环及供水系统循环及供水系统 云南永昌铅锌股份有限公司电炉余热发电工程 可行性研究报告 heed 河北能源工程设计有