玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項目 可行性研究報告 目 錄 第一章 項目綜述 . 1 一、項目名稱、代號及建設單位 . . 、項目性質(zhì) . . 、建設單位概況 . . . . 1 四、項目背景 . . 2 五、地理位置、交通運輸 . . 3 六、 可 研編制依據(jù) . . .、項目建設必要性 . . 3 第二章 基礎條件 . . .、玻璃熔窯現(xiàn)狀 . . 5 二、發(fā)生爐煤氣成分、熱值及消耗量 . 5 三、煙氣參數(shù) . . . . .、余熱負荷 . . . .、熱負荷 . . 6 六、電力負荷及供應 . . 6 七、建設場地 . . 7 八、供電 . . 7 九、供水及水質(zhì)狀況 . . 7 十、氣象條件 . . 7 十一、工程地質(zhì)水文 地質(zhì)、條件 . 三章 主要技術原則及設計范圍與接口 10 一、設計原則及指導思想 . .、設計范圍 . . . . 11 三、設計接口 . . . 11 四、執(zhí)行標準 . . . 12 第四章 技術方案 . .、煙氣余熱發(fā)電工作原理 . . 13 二、玻璃熔窯煙氣余熱的特性 . . .、對余熱發(fā)電系統(tǒng)及設備的要求 . . . .、本項目方案 . . 15 第五章 主要設備的選擇與確定 . 16 一、主機設備技術規(guī)范 . . .、配玻璃熔窯余熱鍋爐的性能 . 17 三、余熱鍋爐的布置方式 . . 17 四、余熱鍋爐水循環(huán)安全性 . . .、汽輪機性能 . . .六章 工程建設方案 20 一、余熱發(fā)電系統(tǒng)方案 . . .、主要技術經(jīng)濟指標 . 20 三、汽輪機熱力系統(tǒng) . . 、總圖運輸 . . . 、電氣 . . . 、熱工控制 . . . .、煙道系統(tǒng) . . .、給排水 . 27 九、建筑、結(jié)構 . 28 第七章 環(huán) 境保護 、設計中采用的依據(jù)和標準 . 30 二、主要污染物及防治措施 . 30 三、環(huán)境影響分析 . .八章 節(jié)約能源 、概述 、主要節(jié)能措施 、節(jié)能收益 九章 勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生 、概述 、設計依據(jù) 、生產(chǎn)過程中可能造成職業(yè)危害的因素 、防火、防爆 . . 、防塵、防毒、防化學傷害 、防暑、防寒、防潮 . . 39 七、防噪聲及防振動 . 39 八、衛(wèi)生設施 . . 40 九、勞動安全及工業(yè)衛(wèi)生機構與設施 . . 40 第十章 運行組織及設計定員 、定員 . 41 二、人員培訓 . 41 三、電站的啟動、運行 . 41 第十一章 項目實施進度 、項目實施管理 . 43 二、項目實施內(nèi)容 . 43 三、項目進度安排 . 43 第十二章 工程招投標 、概述 . 44 二、勘察招投標 . 44 三、設計招投標 . 44 四、施工招投標 .、監(jiān)理招標投標 .六、設備采購招投標 . 45 七、大宗材料采購 . 45 第十三章 初步設備清單 十四章 財務評價 、投資估算 .、經(jīng)濟評價 .十五章 結(jié)論及建議 1 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 第一章 項目綜述 一、項目名稱、代號及建設單位 （一） 項目名稱： 晶玻璃有限公司玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電項目 （二） 項目代號： 三） 建設單位： 晶玻璃有限公司 （四）項目法人： 晶玻璃有限公司 （五）建設規(guī)模： 2 臺余熱鍋爐和 電機組 以及配套設施 （六）建設地點 ：行唐縣工業(yè)園區(qū) 晶玻璃有限公司生產(chǎn)區(qū)內(nèi) （七）建設年限： 2009 年 10 月 2011 年 12 月 二、項目性質(zhì) 新建 三、建設單位概況 晶玻璃有限公司 由河北迎新玻璃集團有限公司 投資成立，注冊地址河北省行唐縣 。 河北迎新玻璃集團有限公司 注冊于河北省沙河市， 占地 600 畝，員工 1800 余人，其中高中級技術人員 200 余名，設有中心化驗室，配備先進的理、化分析設備和在線檢驗設備，配有完備的質(zhì)量檢測體系。同時，設有生產(chǎn)技術部，具有較強的產(chǎn)品綜合開發(fā)能力。 公司下屬 五 家子公司 ：浮法 玻璃有限公司、新型裝飾材料有限公司 、矸石熱電有限公司 、新型格法建材公司、 晶玻璃有限公司 。其中 浮法 玻璃有限公司為該集團公司的主業(yè)公司， 有 4 條浮法玻璃生產(chǎn)線，年產(chǎn) 3種規(guī)格 浮法 玻璃 1290 萬重量箱 （ 其中 投資 條在線 產(chǎn)線 ， - 2 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 璃 年生產(chǎn)能力 200 余萬重量箱 ，陽光鍍膜玻璃 215 萬重量箱），產(chǎn)品質(zhì)量達 準。新型裝飾材料公司本體著色浮法玻璃生產(chǎn)線2 條，年產(chǎn) 8各種規(guī)格本體著色玻璃 160 萬重量箱。矸石熱電有限公司，年發(fā)電能力為 2 億千瓦時、供熱 72 萬噸， 所發(fā)電量除滿足集團自身用電外，余量并網(wǎng)供電。新型格法建材公司，現(xiàn)有二窯三線生產(chǎn)線，年產(chǎn) 3種格法玻璃 120 萬重量箱。 晶玻璃有限公司成立于 2009 年，注冊地址為河北省行唐縣 。 第一期占地 520 畝，員工 470 余人，其中管理人員 40 名。采用國外最先進設備在建的 2400t/d 超白壓延生產(chǎn)線及深加工生產(chǎn)線，年產(chǎn)超白壓延玻璃 480 萬重量箱，深加工 平方米。 公司采用國際最先進的玻璃工藝技術及先進的現(xiàn)代化科學管理，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 浮法 玻璃。產(chǎn)品質(zhì)量達到 準。自投放市場以來，贏得 了廣大用戶的信賴與青睞，除供應國內(nèi)市場外，并出口亞、歐、美洲等 30 多個國家和地區(qū)。 河北迎新玻璃集團有限公司 浮法 玻璃、 本 體著色 浮法 玻璃、 在線膜 玻璃，榮獲國家 “中國馳名品牌 ”、 “中國綠色、環(huán)保、節(jié)能建材產(chǎn)品 ”等多種稱號。 四、 項目背景 晶玻璃 有限公司位于 新區(qū)行唐工業(yè)園 ，現(xiàn)有 2 條 超白浮法玻璃生產(chǎn)線，設計日熔化量為 2 400t/d，該廠的 超白 浮法玻璃生產(chǎn)線 生產(chǎn)過程中要排放大量溫度為 500 左右的煙氣，如果這些煙氣中的余熱不加以回收利用， 就會通過煙囪排放到大氣中， 不僅浪費資源，而且還會造成環(huán) 境污染。 為進一步提高余熱利用率， 根據(jù) 河北 迎新集團利用玻璃熔窯煙氣余熱發(fā)電的實際經(jīng)驗及技術，擬建 晶玻璃 有限公司 浮法 超白 玻璃生產(chǎn)線配套 節(jié)能設施 利用 玻璃熔窯熱 煙氣 建 熱電站。 - 3 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 五 、 地理位置、交通運輸 晶玻璃有限公司位于 新區(qū)行唐工業(yè)園。 行唐交通便利，南距 際機場 25 公里，東距京廣鐵路、京深高速 15 公里。京贊公路、高平公路大致自東北 西南向橫貫全境，無繁公路自東南 西北向縱穿全縣；朔黃鐵路、京昆高速公路穿境而過。城區(qū)外環(huán)全線貫通，使京贊公路、無繁公路暢通無阻。形成了以縣城為中心，縣 城外環(huán)和三條省干線公路為骨架，縣鄉(xiāng)公路為脈絡， “村村通 ”公路為補充，鄉(xiāng)與鄉(xiāng)相連，村與村相通，干支結(jié)合、縱橫交錯的公路路網(wǎng)格局。目前，全縣共擁有各級公路 341 條，里，公路密度達 里 /平方公里。 河北省重點建設項目京昆高速公路行唐段 26 公里于 08 年 7 月份竣工通車，該工程投資近 12 億元，并在縣內(nèi)設有一個服務區(qū)，兩個互通出入口。京昆高速公路通車后，將使行唐縣的區(qū)位優(yōu)勢進一步加強，有效拉近了行唐與省會 及首都北京的距離，使行唐縣直接融入石市經(jīng)濟圈。 六 、 可研 編制 依據(jù) 晶 玻璃 有限公司 的委托 及要求 有關工程設計資料、圖紙、運行數(shù)據(jù)等基礎資料 七 、 項目建設必要性 利用玻璃熔窯 煙 氣余熱發(fā)電是一項資源綜合利用項目，不僅節(jié)能，而且環(huán)保，是 “十一五 ”國家十大重點節(jié)能工程之一。玻璃熔窯 煙 氣余熱發(fā)電。在對 煙 氣余熱進行綜合利用的同時，不僅可以大大提高全廠的能源利用率，而且還降低了單位玻璃生產(chǎn)成本的電耗和能耗，減少大氣污染物的排放，減少溫室效應。這對于玻璃生產(chǎn)企業(yè)來說，在獲得顯著的經(jīng)濟效益同時，還大大地提高了整個玻璃廠的社會效益和環(huán)保效益。這是玻璃企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑。 綜上所述，本項目 建設的必要性如下： 1、 利用 超白 玻璃 生產(chǎn)線 煙 氣余熱發(fā)電是節(jié)能和環(huán)境保護的需 - 4 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 要 從環(huán)境保護的角度出發(fā)，玻璃企業(yè)建設余熱發(fā)電站，用玻璃生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 煙 氣余熱作為熱源，整個發(fā)電工藝過程不需要燃燒燃料（煤、油和燃氣），對大氣環(huán)境不增加任何污染物（ 排放。與火力發(fā)電廠發(fā)出同等電量相比較，還可節(jié)約能源，減少 外由于可以降低排氣溫度，還可以減輕溫室效應、對保護生態(tài)環(huán)境有促進作用。因此，玻璃行業(yè)利用 煙 氣余熱發(fā)電其環(huán)保效益十分顯著。 2、 利用 超白 玻璃生產(chǎn)線 煙 氣余熱發(fā)電是優(yōu)化能源 結(jié)構的需要 超白 玻璃生產(chǎn)線的工藝過程要排出一定數(shù)量的 400500 的中低溫 煙 氣余熱，這些 煙 氣余熱如果直接排向大氣，不僅造成大量的能源浪費， 而且還會污染環(huán)境。 目前玻璃行業(yè)采取的節(jié)能措施是設置小型余熱鍋爐回收利用 煙 氣中的熱能，并生產(chǎn)出部分飽和蒸汽，承擔廠區(qū)的熱負荷，但是 由于蒸汽需求量小，大部分煙氣 被 直接 排出，余熱利用率較低，節(jié)能效果不顯著。 從能源利用率的角度出發(fā) ， 玻璃生產(chǎn)過程中的能源利用率為 4050%左右，其余的 煙 氣熱量隨著 煙 氣排向大氣中。余熱發(fā)電建成后，可將排向大氣的 煙 氣余熱實現(xiàn)最大程度的回收，使得玻 璃企業(yè)的能源利用率提高到 60%以上，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。 3、 符合國家能源政策 利用 煙 氣余熱進行發(fā)電，是節(jié)約能源、資源、降低企業(yè)成本、減少污染物的排放保護環(huán)境的有效途徑之一，利國利民，符合國家的能源政策，對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、保證經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展有著重要的戰(zhàn)略意義。 4、 增加企業(yè)經(jīng)濟效益 從企業(yè)挖掘自身節(jié)能潛力的角度出發(fā)，玻璃企業(yè)利用自身的 煙 氣余熱，將 煙 熱資源轉(zhuǎn)換成電能，所發(fā)電量可以滿足玻璃企業(yè) 3050%的用電需求，發(fā)電成本較低，電力的補充可為玻璃企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。 - 5 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 第二章 基礎條件 一、 玻 璃熔窯現(xiàn)狀 晶玻璃 有限公司 由生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū) 等幾個功能區(qū)域組成。生產(chǎn)區(qū)現(xiàn)有 壓延 玻璃生產(chǎn)線 2 條 ， 生產(chǎn) 概況如下： 額定日熔化量： 2 400 t/d 實際日熔化量： 800 t/d 二、 熱值 及消耗量 晶玻璃 有限公司 超白 玻璃生產(chǎn)線均設計燃用 天然氣 ， 本項目將充分利用 天然氣 燃燒后排出的 中、低溫 煙氣。因此 天然 氣 成分及熱值 則是燃燒計算的基礎 ，現(xiàn) 將 2 條線的 燃 氣的成分如下： 成分 體積百分數(shù) % 2 400t/d 2 O 2 他 低位熱值 、 煙氣參數(shù) 玻璃窯排出的煙氣余熱主要由燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣（濕煙氣）、配合料析出的氣體、玻璃蒸汽、漏進的空氣等組成。進余熱鍋爐前的煙氣參數(shù)（煙氣溫度、流量、煙氣成份、壓力和含塵量）的多少與玻璃窯的熔化玻璃液量、燃料消耗量、爐窯及煙道的結(jié)構、蓄熱室的效率、漏風（空氣過剩系數(shù)）等有關。本項目 發(fā)電 余熱鍋爐入口處的煙氣參數(shù)按如下選取： - 6 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 超白生產(chǎn)線 1# 2# 實際日熔化量 400 400 t/d 燃料低位熱值 1,450 1,450 璃窯熱耗 1,800 1,800 量空氣系數(shù) 煙氣量 120000 120000 h 煙氣溫度 500 500 四、 余熱負荷 晶玻璃 有限公司 2 座玻璃熔窯， 設計 日熔玻璃液分別為400t/d、 400t/d， 本項目可用的 煙 氣余熱來自這 2 座玻璃熔窯。 可回收利用的熱量 及可產(chǎn)生出的過熱蒸汽量 分別為 ： 五、 熱 負荷 晶玻璃 有限公司的 生產(chǎn)及 生活用蒸汽。 六、 電力負荷 及供應 晶玻璃 有限公司 目前 年 用電 量 3000 萬 司擬計劃籌建 二 期 生產(chǎn)線，投資額為 10 億元 ， 2012 年建成投產(chǎn)，屆時新增用電負荷 8000用電負荷將達到 12000前，玉晶玻璃有限 項目 1#生產(chǎn)線 2#生產(chǎn)線 日熔化量， t/d 400 400 鍋爐入口煙氣流量， h 120000 120000 煙氣溫度， 500 500 余熱鍋爐排煙溫 度， 185 產(chǎn)生 g)、 420 過熱蒸汽量， t/h 16 16 - 7 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 公司生產(chǎn)及生活用電全部由國家電網(wǎng)提供。余熱電站投產(chǎn)后，扣除廠用電可為集團公司提供 力負荷。余熱電站所提供電力全部由本公司消耗，不足 部分由電網(wǎng)補充，實行并網(wǎng)不上網(wǎng)。 七、 建設場地 璃生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi) 。 本項目 的實施不需要新征土地，建設用地主要包括 2 臺余熱鍋爐用地及發(fā)電廠房用地 以及配套設施 。 余熱 發(fā)電用地在建超白玻璃生產(chǎn)線時 已 留出 。 八、 供電 余熱發(fā)電系統(tǒng)的啟動功率 約 250接從 廠 內(nèi)的 380V 低壓廠用電系統(tǒng)取得。 九、 供水 及水質(zhì)狀況 本項目所有新鮮水臨時采用地下水作為水源，由 晶玻璃 有限公司原有機井供給， 待 行唐縣 工業(yè)園區(qū) 污水處理廠經(jīng)深度處理后的中水作為工程循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補充水源。 （行唐縣工業(yè)園區(qū) 污水處理廠正在建設） 晶玻璃 有限公司 現(xiàn)有 4 眼水井， 取自當?shù)胤植荚谇鹆甑匦缘屯莸貛У牡谒南瞪硨?、礫石層潛水，含水層埋深 2050m，單井出水量80100m3/h。 十、 氣象條件 本項目廠址所在區(qū)域 地處北溫帶，屬大陸行季風氣候 ，四季 分明 。春季干燥多風，夏季炎熱多雨，秋季寒冷少雪。風向多為南風，其次為東北風，年平均風速 s， 氣象 參數(shù)如下 ： 多年平均氣溫 月平均最高氣溫 - 8 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 月平均最低氣溫 多年平均降雨量 539 年最大降雨量 年最小降雨量 262 日最大暴雨量 年平均氣壓 1009 年平均風速 s 最大風速 21m/s 年主導風向 S 最大凍土深度 54 年平均日照時數(shù) 無霜期 207g 年平均相對濕度 60% 十一、 工程地質(zhì) 水文地質(zhì)、條件 行唐縣在大地構造上，屬新華縣構造體系。境內(nèi)低山區(qū)大部份為太古界各種片麻、片巖及大理石類，僅口頭、秦臺局部有古生界石灰?guī)r、新生界第三系礫巖、粘土巖出露，山間溝谷有少量沖、洪積物覆蓋；丘陵以各 種白云巖、灰?guī)r、礫巖為主，大部上覆第四系紅黃土；平原第四系沉積物厚度自西向東，逐步增大，底板埋深 100，巖性為粘土、砂及礫卵石類。 該建設場地未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)條件，場地和地基穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)。作用地耐 行唐縣處于暖濕帶亞濕潤季風性氣候區(qū)，境內(nèi)冬季多為西北風，夏季多為西南風，年平均大風數(shù)十天。春、秋、冬三季主要受來自西伯利亞、蒙古冷空氣的影響，天氣晴朗，光照充足；夏季受南方暖溫氣候影響，空氣濕潤，降水充沛。 年平均降水量為 米，主要集中在 7份，占全年降水量的 75全年降水量 為 立方米，年平均徑流量為 立方米。全縣均為淡水區(qū)，水質(zhì)為重碳酸鹽鈣鎂型水，礦化度為 / - 9 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 升，適于人畜飲用和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 行唐屬海河流域的大清河水系，位于潴龍河上游的大沙河、磁河之間，境內(nèi)有郜河、曲河兩條河流，四條河流均依地勢自西北向東南順流而下，河道總長 里，除大沙河外，其他河流均為季節(jié)性河流，全縣計有大、中、小型水庫 16 座，其中大型水庫 立方米，中型水庫 立方米。 行唐縣 有 比較完善的基礎設施條件，較好的建設條件，均為本項目的順利實施提供了保障。 - 10 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 第三章 主要技術原則及設計范圍與接口 一、 設計原則及指導思想 利用玻璃生產(chǎn)線的 煙 氣余熱 熱進行發(fā)電是玻璃生產(chǎn)企業(yè)的配套工程，應以不影響主生產(chǎn)線的正常工作為前提。因此，對余熱發(fā)電系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和安全性的要求較高，不能影響玻璃窯生產(chǎn)線的正常運行。在此前提下余熱電站的設計遵循 “技術先進、生產(chǎn)可靠、節(jié)約投資 ”原則，具體指導思想如下： 1、 在不影響 玻璃熔窯正常生產(chǎn)的 的前提下最大限度地利用余熱 。 2、 本余熱發(fā)電工程位于 企業(yè)廠區(qū) 內(nèi)，總圖布置需考慮現(xiàn)有 廠 區(qū)的實際情況。 3、 本余熱電站工程采用國家專利技術 “單壓低參數(shù)回熱余熱發(fā)電技術 ”。 4、 余熱鍋爐露天布置。 5、 本余熱電站屬于資源綜合利用電站， 所發(fā)電力 送至 廠區(qū)總降壓站 供公司玻璃生產(chǎn)線及玻璃深加工項目用電，并入行唐縣電力系統(tǒng) 。 6、 余熱電站主、輔機的過程控制采用集散型計算機控制系統(tǒng)。 7、 本電站為資源綜合利用機組，設備額定負荷利用小時數(shù)按照7920h 計算。 8、 以生產(chǎn)可靠為前提，采 用成熟、可靠的工藝和裝備。 生產(chǎn)設備原則上采用國產(chǎn)設備。 9、 貫徹執(zhí)行國家和地方對環(huán)保、勞動、安全、計量、消防等方面的有關規(guī)定和標準，做到 “三同時 ”。 10、 本余熱電站工程不重復設置（不能滿足要求者除外）：綜合 辦公設施、食堂宿舍、勞動保健機構（設施）、安全衛(wèi)生機構、消防水泵房、生活水系統(tǒng)等。 - 11 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 二、 設計范圍 發(fā)電主輔生產(chǎn)廠房、余熱鍋爐、冷卻塔區(qū)域、化學水處理車間、玻璃窯爐煙氣系統(tǒng)與余熱鍋爐的連接、其他生產(chǎn)輔助車間等的總平面布置及相關的道路規(guī)劃、綠化； 主廠房內(nèi)的汽輪機本體熱力系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)、旁路回熱汽（水）系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、汽輪機潤滑油系統(tǒng)等。由余熱鍋爐至發(fā)電主廠房的蒸汽、給水等廠區(qū)管道； 水工系統(tǒng)：由冷卻塔區(qū)域至發(fā)電主廠房內(nèi)汽輪機的供回循環(huán)冷卻水系統(tǒng)； 發(fā)電主廠房內(nèi)的熱工控制系統(tǒng)：汽輪機、發(fā)電機、余熱鍋爐集 中控制；化學水處理控制； 電氣系統(tǒng)：發(fā)電主廠房汽輪機、余熱鍋爐及相關配套附屬設備的廠用電、照明、直流系統(tǒng)，汽輪發(fā)電機的控制及保護； 化學水處理間的工藝系統(tǒng)及至發(fā)電主廠房的除鹽水管道； 通風空調(diào)：新建汽輪機、發(fā)電機、余熱鍋爐集中控制室空調(diào)，廠用電配電間通風。 消防：發(fā)電主廠房汽輪機間、輔助間（除氧間、廠用電配電間、集中控制室）冷卻塔區(qū)域等的消防設計； 環(huán)保：完成電站界區(qū)內(nèi)有關環(huán)保的設計； 土建工程：發(fā)電主廠房、生產(chǎn)輔助車間的建筑、結(jié)構施工圖設計。 三、 設計接口 本余熱發(fā)電工程與外部接口的范圍原則上應接至相關的 工質(zhì)現(xiàn)有管網(wǎng)及相關交接點，輸送工質(zhì)管道交接點的內(nèi)容包括： 電站的循環(huán)補充水管道應接至廠房外 1 米處。 電站的消防用水、生活水管（包括生活污水）、排污水管（包括鍋爐排污、化水排污）等均接至廠房外 1 米處。 余熱鍋爐進口煙道以窯總煙道出地面 處，出口煙道到煙囪 的煙氣入口，包括旁路煙道。 - 12 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 余熱電站發(fā)電主廠房外 1 米。 電站接入系統(tǒng)設計，巖土工程勘測報告，水文勘測報告，環(huán)境影響報告書等均不本范圍內(nèi)。 四、 執(zhí)行標準 小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范（ 4） 環(huán)境空氣質(zhì)量標準（ 996） 火 力發(fā)電廠環(huán)境保護設計規(guī)定（ 02 地表水環(huán)境質(zhì)量標準（ 002） 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準（ 3） 火電廠大氣污染物排放標準（ 996）， 時段 大氣污染物綜合排放標準（ 996） 污水綜合排放標準（ 996） 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準（ 0） 工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準（ - 13 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 第四章 技術方案 一、 煙 氣余熱發(fā)電工作原理 1、 余熱發(fā)電 系統(tǒng)的熱力 系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)相同 ，主要工作原理為：利用余熱鍋爐回收 煙 氣余熱熱能，將鍋爐給水加熱生產(chǎn)出 過熱蒸汽，過熱 蒸汽 送到 汽輪機中 膨脹 做功， 將熱能轉(zhuǎn)換成機械能，進而帶動 發(fā)電機發(fā) 出電力，實現(xiàn)熱能 機械能 電能的轉(zhuǎn)換 。 做過功的蒸汽（乏汽）從汽輪機排出，經(jīng) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 冷卻后形成冷凝水，冷凝水及補充水混合在一起做為鍋爐的給水，經(jīng)給水泵在送回到鍋爐中，這樣就完成了一個熱力過程。 2、熱平衡計算方法及實際發(fā)電量 （ 1）鍋爐蒸發(fā)量 =煙氣流量（進口煙氣焓值 出口煙氣焓值）（過熱煙氣焓值 給水焓值）鍋爐效率 （ 2）汽輪發(fā)電機 組發(fā)電量 =汽輪機組進氣量（即鍋爐蒸發(fā)量）汽輪機氣耗 - 14 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 可得出： 1#余熱鍋爐產(chǎn)汽量 16 噸 ， 2#余熱鍋爐產(chǎn)汽量 16 噸 。 發(fā)電量 =（ 16+16） 1000 h （ 1）標壓 450 500，煙氣焓值為 536 710KJ/ 2） t=420 p=熱蒸汽焓值 3284KJ/kg t=400 p=熱蒸汽焓值 3232KJ/kg t=120 p=3和蒸汽或水焓值 729KJ/ 3）汽輪機氣耗為 州 中能汽輪機設計值） 鍋爐熱效率為 78%（杭州鍋爐廠鍋爐設計值） 但是 ，余熱發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)的主要差距就是熱源不同。余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱源為主工藝生產(chǎn)過程排出的 煙 氣余熱。因此，摸清煙 氣余熱的特性是保證余熱發(fā)電項目建設成功的前提。 二、 玻璃熔窯煙氣余熱的特性 玻璃熔窯排出的煙氣具有如下特性： 煙氣余熱溫度在 400500 ，煙氣流量小，屬中溫余熱，中級能，其熱品位相對較低。 由于玻璃熔窯頻繁換向，因此 煙 氣余熱的參數(shù)（溫度、流量、壓力）具有一定的波動性，波動范圍較大。 三、 對余熱發(fā)電系統(tǒng)及設備的要求 在理解上 述特性的基礎上，要認清玻璃熔窯中溫 煙 氣余熱對余熱鍋爐的換熱特性，通過對整個余熱發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)優(yōu)化設計，提出適應中、低溫 煙 氣余熱特性的特種余熱鍋爐和與之配套的汽輪機，以獲得最大化的余熱利用率，進而保證余熱綜合利用項目的經(jīng)濟性。 煙 氣余熱的品位及特性對余熱發(fā)電系統(tǒng)的影響最大，熱能的多少（溫度、流量和壓力）具有 “不可控 ”的特征，因此，在充分理解和掌握理解 煙 氣特性及換熱特性的前提下，需正確處理好余熱發(fā)電與主工藝的主輔關系，余熱發(fā)電系統(tǒng)及裝備的設計及選擇必須滿足如下條件： - 15 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，因為余熱發(fā)電系 統(tǒng)是主工藝的配套工程，在任何情況下不能影響主工藝的正常運轉(zhuǎn)； 提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對主工藝排出的 煙 氣參數(shù)要無條件適應，做到 “有多少、吃多少 ”； 提高余熱發(fā)電系統(tǒng)的適應性，在主工藝排出的 煙 氣參數(shù)波動時，要求余熱發(fā)電系統(tǒng)及設備的變工況性能要好； 玻璃窯 煙 氣余熱資源屬于二次能源、中級能，其熱品位相對較低，為實現(xiàn) “梯級利用，高質(zhì)高用 ”的利用原則，在保證余熱發(fā)電系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性、適應性的前提下，應實現(xiàn)余熱利用率的最大化，是保證余熱利用項目經(jīng)濟性的關鍵。 四、 本項目方案 晶玻璃 有限公司 的 煙 氣余熱來自 超白 玻璃熔窯，日熔玻璃液800t/d 為 2 400t/d， 因此本項目可用的 煙 氣余熱來自這 2 座玻璃熔窯。 基于上述情況， 根據(jù)第 2 章的基礎條件， 本可研 提出了如下技術方案， 方案的基本情況如下： 四 爐 二 機 方案說明 余熱電站采用 二 爐 一 機方案，即每條玻璃生產(chǎn)線配置 1臺發(fā)電用余熱鍋爐，共 2 臺， 設 凝氣 式汽輪發(fā)電機組一 套 75002 臺余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱正氣匯總在一起 全部送到汽輪機內(nèi)膨脹做功并發(fā)電。 發(fā)電余熱鍋爐過熱蒸汽 g)/420 1#： 16t/h 2#： 16t/h 計算發(fā)電功率 7100站裝機規(guī)模 7500- 16 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 第五章 主機設備的選擇與確定 一、 主 機設備 技術規(guī)范 余熱鍋爐技術規(guī)范 1#d 2#t/d 入口煙氣流量（正常） h 120000 120000 入口煙氣溫度 500 500 鍋爐額定蒸發(fā)量 t/h 16 16 過熱蒸汽壓力 g) 爐蒸汽溫度 420 給水溫度 104 給水壓力 g) 4 鍋爐給水量 t/h 爐排煙溫度 185 鍋爐煙氣側(cè)阻力 900 布置方式 立式、露天布置、 煙氣進出口 水平設置、下進下出 抽凝汽式汽輪機技術規(guī)范 額定功率 7500 定轉(zhuǎn)速 3000 r/汽流量 36 t/h 主汽壓力 Pa(g) 主汽溫度 400 排汽壓力 轉(zhuǎn)方向 從汽輪機端向發(fā)電機端看為順時針 設計冷卻水溫 20 空冷式發(fā)電機技術規(guī)范 額定功率 7500 定轉(zhuǎn)速 3000 r/線電壓 10.5 定功率因數(shù) 后） 額 定頻率 50 數(shù) 3 旋轉(zhuǎn)方向 從汽輪機向發(fā)電機端看為順時針方向旋轉(zhuǎn) - 17 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 二、 配 玻璃 熔 窯余熱鍋爐的性能 余熱鍋爐的性能好壞關乎余熱發(fā)電系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定、可靠運行的前提，此外余熱鍋爐出力的大小還決定了余熱發(fā)電項目的整體經(jīng)濟性。 中國建材國際工程有限公司 與天 壕 （北京）節(jié)能科技有限公司在總結(jié)燃氣聯(lián)合循環(huán)、 各種 工業(yè)窯爐（水泥行業(yè)、冶金行業(yè)、化工行業(yè)）余熱發(fā)電系統(tǒng)技術及裝備的經(jīng)驗基礎上， 針對玻璃窯 煙 氣余熱的特性，配玻璃熔窯的余熱鍋爐應滿足下述要求： 開發(fā)出來的余熱 鍋爐對 玻璃窯 煙 氣余熱資源的低品位及參數(shù)的波動性有較強的適應能力，可保證長期安全、可靠、穩(wěn)定運行； 通過選取適當?shù)摹⑾鄬^低的工作壓力參數(shù)，提高了余熱鍋爐的出力，在同樣 煙 氣參數(shù) 前提 下，可增加 20%的產(chǎn)汽量，進而提高了余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，為玻璃企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益； 通過先進的設計指標，如窄點溫差、換熱端差等，大大提高了余熱鍋爐對玻璃窯 煙 氣余熱的余熱利用率，可達 80%，間接地提高玻璃生產(chǎn)企業(yè)全廠的能源利用率； 采用獨特的密封設計手段，減少余熱鍋爐的漏風，進而提高了余熱鍋爐的熱效率； 采用可拆卸式受熱面結(jié)構設計，方便低溫易腐蝕段受熱面的更換； 采用 有效清灰和除灰方式，防止鍋爐受熱面積灰和腐蝕，保證鍋爐的正常運行。 二、 余熱鍋爐 的 布置方式 大型余熱鍋爐的布置主要有立式和臥式兩種方式，在煙 氣壓力 道為負壓時兩種布置方式各有優(yōu)缺點， 需 視 煙 氣資源的 特點和現(xiàn)場條件進行優(yōu)化選擇。 本項目中余熱鍋爐推薦使用立式、露天布置。 - 18 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 玻璃企業(yè)的余熱發(fā)電設施是主生產(chǎn)工藝的配套工程，通常，可利用的空間較小。還有，鍋爐的布置方式還要考慮水循環(huán)的安全性。因此，玻璃熔窯余熱鍋爐采用立式 倒“ U”型 布置。 對 玻璃熔窯 煙 氣 余熱鍋爐而言，立式布置的優(yōu)點如下： 1） 占地小，布置方便； 2）、 鍋爐煙道密封 容易，減少漏風； 3） 、灰的收集（或攜帶）方便； 4） 、煙氣 流動均勻，可避免出現(xiàn)煙氣走廊而導致的傳熱效率降低和局部過速磨損。 缺點是 ： 1） 鍋爐鋼結(jié)構用量略有增加， 2）對清灰的要求更高。 三、 余熱鍋爐水循環(huán)安全性 鍋爐的水循環(huán)方式主要由自然循環(huán)、強制循環(huán)和復合循環(huán)三種。依靠工質(zhì)的重度差而產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為自然循環(huán)。借助水泵壓頭使工質(zhì)產(chǎn)生的循環(huán)流動稱為 強制 循環(huán)。 結(jié)合自然循環(huán)和強制循環(huán)兩種方式的循環(huán)方式為復合循環(huán)。本項目 配 玻璃熔窯的余熱鍋爐工作壓力參數(shù)較低，因此，只對自然和強制循環(huán)進行比較。 自然循環(huán)形成：汽包、下降管、下 聯(lián)箱和傾斜式的受熱面組成一個循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽，汽水混合物的比重 /密度小，而下降管在爐外不受熱，管中是水，其比重 /密度大，兩者比重 /密度差就產(chǎn)生壓力差，壓力差形成水流推動力，水沿下降管向下流動，而汽水混合物則沿上升管向上流動，這樣就形成水的自然循環(huán)流動。 強制循環(huán)鍋爐的結(jié)構與自然循環(huán)基本相同，所不同的在下降管中增加了循環(huán)泵，作為增強汽水循環(huán)的推動力。 強制循環(huán)鍋爐的優(yōu)點 ： 1） 工質(zhì)在受熱面中是強制流動，因而受熱面的布置方式靈活； 2） 汽水流速高，換熱效率高； 3） 起、停爐快； 4）循環(huán) 倍率 820（自然循環(huán)的循環(huán)倍率一般為 510）或更高，蒸發(fā)受熱面可使用小管徑，相對汽包容積減小，節(jié)省鋼材。缺點： 1） 加裝熱水循環(huán)泵，操作、檢修相對復雜，系統(tǒng)可靠性降低； 2） 循環(huán)泵系統(tǒng)投資增加； 運行費用高。 - 19 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 自然循環(huán)的優(yōu)點： 1） 系統(tǒng)可靠性高； 2） 系統(tǒng)水容積增大，（在 熱源 波動情況下）穩(wěn)定性好； 3） 運行費用低。缺點： 1） 鍋爐鋼材消耗較強制循環(huán)系統(tǒng)而言有所增加（由于鍋爐設計水平的提高，受熱面布置難度提高的問題已經(jīng)解決）； 2） 鍋爐啟、停慢。 在中低溫余熱 發(fā)電 領域，燃氣輪機余熱發(fā)電的鍋爐及其熱力系統(tǒng)的技術相當成熟， 許多設計思想可以應用到 玻璃窯 余熱發(fā)電領域。自從 20 世紀 90 年代 明的自然引致循環(huán)的專利技術后，首臺立式余熱鍋爐脫離循環(huán)泵成功運行，由此中低溫余熱鍋爐以立式自然循環(huán)為潮流。比 如 日本三菱就有 61 臺中低溫立式自然循環(huán)余熱鍋爐在投入運行。 綜合所述，在本項目中推薦使用的余熱鍋爐全部采用立式自然循環(huán)布置。 但是，采用自然循環(huán)方式需充分考慮鍋爐的布置方式，即立式還是臥式。配玻璃熔窯的 余熱 鍋爐蒸發(fā)量普遍較小、工作壓力參數(shù)低，因此，為保證水循環(huán)的可靠性和安全性，自然循環(huán)的余熱鍋爐建議采用立式布置。 四、 汽輪機性能 對余熱 發(fā)電項目來講，由于熱源不可控，余熱鍋爐的蒸汽參數(shù)（壓力、溫度、流量）無法與標準系列汽輪機要求的進汽參數(shù)一致，因此，本項目汽輪機也將是非標的。如果簡單選用標準系列的汽輪機將會帶來效率的較大降低，影響將來的發(fā)電量和經(jīng)濟效益。同時，由于 煙 氣參數(shù)的波動，必然帶來蒸汽參數(shù)的變化，或者說汽輪機處于非設計工況下運行的情況較多，因此汽輪機變工況性能對余熱發(fā)電來講是比較重要的。 本項目采用的汽輪機將根據(jù)蒸汽參數(shù)（壓力、溫度、流量），對汽輪機轉(zhuǎn)子葉型進行四維設計，提高汽輪機內(nèi)效率 58 百分點。 - 20 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 第六章 工程建設 方案 一、 余熱發(fā)電 系統(tǒng)方案 本項目 余熱發(fā)電系統(tǒng)采用 “單壓低參數(shù)回熱發(fā)電技術 ”，能最大限度地利用余熱資源，提高余熱利用率，同時對 煙 氣余熱的資源的波動有很好的適應性，提高隨窯運轉(zhuǎn)率，運行安全穩(wěn)定可靠。 余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱力系統(tǒng)由余熱鍋爐和抽凝式汽輪發(fā)電機組及相應的輔機、除氧器、給水泵等設備組成。 余熱電站采用 二 爐 一 機的配置方案，即，在每條玻璃生產(chǎn)線的端部各自配置一臺余熱鍋爐，共 2 臺。 2 臺鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽通過蒸汽母管匯總在一起后 進入抽凝式汽輪機做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。 過熱蒸汽經(jīng)隔離閥、主汽閥、調(diào)節(jié)閥進入汽輪機膨脹作功后，排至凝汽器 ，乏汽在凝汽器中凝結(jié)成水后，匯入熱井，在由凝結(jié)水泵送往熱水箱作余熱鍋爐給水循環(huán)使用。循環(huán)冷卻水泵將水池中冷卻水打入凝汽器對汽輪機排汽（乏汽）進行冷卻，然后再排往機械通風冷卻塔進行冷卻，經(jīng)過冷卻的水回到水池作為凝汽器冷卻介質(zhì)循環(huán)利用。發(fā)電機冷卻介質(zhì)為空氣，冷卻方式為閉式循環(huán)通風冷卻。 另 外 ，系統(tǒng)設抽汽管路，從汽輪機后部開口抽汽，滿足全廠 對蒸汽 之需求。 余熱電站設發(fā)電主廠房一座，分別設置一臺 （ 套 ） 抽凝式汽輪機、發(fā)電機以及相關的輔助設施。 二、 主要技術經(jīng)濟指標 裝機容量： 7500 計算發(fā)電功率： 7100 年額定負荷運行時間： 7920 h 年發(fā)電量： 5643104 自用電率： 11 % 年供電量： 04 - 21 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 三、 汽輪機熱力系統(tǒng) 本汽輪機熱力系統(tǒng) 主要 由主蒸汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、疏水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)等組成。 1、 主蒸汽 及其旁路系統(tǒng) 來自余熱鍋爐的主蒸汽經(jīng)隔離閥至主汽門，再經(jīng)調(diào)節(jié)閥進入汽輪機作功，做完工后的乏汽進入凝汽器凝結(jié)為水，經(jīng)凝結(jié)水泵、除氧器、給水泵送回鍋爐循環(huán)使用。 為滿足啟動、停機和負荷變化的需求、達到節(jié)約用水目的，主蒸汽系統(tǒng)設有旁路裝置，旁路裝置通過 減溫減壓器將主蒸汽的溫度和壓力降低后，進入凝汽器，減溫水由余熱鍋爐給水系統(tǒng)提供。 2、 軸封系統(tǒng) 為了減少 汽輪機 汽缸兩端軸封處的漏氣損失，在軸伸出氣缸的部位均裝有軸封，分別由前汽封、后汽封和隔板汽封，汽封均采用高低齒型迷宮式。 供汽輪機前后軸封和隔板汽封蒸汽的管道連接在主汽門前。 3、 疏水系統(tǒng) 在汽輪機啟動、停機或低負荷運行時，要把主蒸汽管道及其分支管道、閥門等部件中集聚的凝結(jié)水迅速地排走，否則進入汽輪機通流部分，將會引起水擊，另外會引起其它用汽設備和管道發(fā)生故障。 汽輪機本體疏水設計有： 自動主汽閥前疏水（ 直接排地溝）； 前后汽封疏水（直接排地溝）； 自動主汽閥桿疏水（直接排地溝）； 汽輪機前后汽缸、軸封供汽管疏水，引至疏水膨脹箱。 設置 1 臺疏水擴容器、 1 臺疏水箱、 2 臺疏水泵， 1 用 1 備。 4、 凝結(jié)水系統(tǒng) 凝汽器熱井中的 凝結(jié)水 ，由凝結(jié)水泵經(jīng)抽氣器送至除氧器。 汽輪機啟動和低負荷運行時，為了保證有足夠的凝結(jié)水量 ， 維持熱井水位， 在 主凝結(jié)水管道上裝設了一根再循環(huán)管，使一部分凝結(jié)水可以在凝汽器及 凝結(jié)水 - 22 - 中國輕工業(yè)西安設計工程有限責任公司 泵 之間循環(huán)，再循環(huán)水量的多少由再循環(huán)管道上的閥門來控制。 汽輪機第一次啟動及大修后啟動時，凝汽器內(nèi)無水，這 時 應由專設的 軟化水管向凝汽器 注水 。 設置 2 臺凝結(jié)水泵， 1 用 1 備。 5、 真空系統(tǒng) 汽輪機運行需要維持一定的真空，必須抽出凝汽器、凝結(jié)水泵等中的空氣，它們之間均用管道相互聯(lián)通，然后與 射水 抽氣器連在一起，組成一個真空抽氣系統(tǒng)。 1 臺 機組選用 2 臺射水泵， 1 臺運行， 1 臺備用；機組配射水抽氣器 2 臺 ， 1 用 1 備， 射水箱 1 臺。 6、 循環(huán)水系統(tǒng) 凝汽器、冷油器以及發(fā)電機的空氣冷卻器必須不斷地通過冷卻水，以保證機組的正常工作，冷卻水管道、循環(huán)水泵、補充用的工業(yè)水管道及冷卻循環(huán)水的冷卻設備總稱為循環(huán)水系統(tǒng)。 余熱電站 循環(huán)水系統(tǒng) 采用 1050 雙 曲線冷卻塔循環(huán)系統(tǒng) ，其補充水水源來自廠區(qū)自來水 ，待污水處理廠投入運行后用其處理后的中水 。 7、 給水除氧系統(tǒng) 進入鍋爐的補充水和從汽輪機回收的凝結(jié)水在進入鍋爐前必須進行除氧，以防止水中的溶解氧對鍋爐受熱面的氧化腐蝕。 本項目采用大氣式熱力除氧方式。 本項目選取大氣式熱力除氧方式 ， 凝結(jié)水、化學補充水及旁路回熱水進入除氧器，經(jīng)去除水中的氧氣后進入除氧水箱。除氧熱源取自汽輪機尾部抽汽。 鍋爐單元式給水系統(tǒng)，給水泵在鍋爐運轉(zhuǎn)層下，除氧器采用鍋爐自加熱除氧系統(tǒng)，這是杭鍋自行設計的 124的高位除氧器布置在 鍋爐頂部，每臺除氧器設計容量為該臺鍋爐最大蒸發(fā)量的 8、 鍋爐給水系統(tǒng) 除氧水經(jīng) 鍋爐給水泵 分別送入 2 臺余熱鍋爐，設置 4 臺鍋爐給水泵， 2 用 2 備，采用變頻控制。 -