技改余热利用项目可行性研究报告

'技改余热利用项目可行性研究报告-18- 目录1.概述1.1项目概况及编制依据1.2公司热负荷1.3公司电负荷1.4公司锅炉设备2.机组选型及供热方案2.1机组选型2.2供热方案3.工程方案3.1汽机房的布置3.2热力系统3.3电气系统3.4热控系统3.5水工工程3.6土建工程3.7总平面布置4.环境保护5.节约能源6.消防7.定员8.项目实施进度-18- 9.投资估算10.经济初步评价11.结论附件1.X****X的委托书2.X****X技改余热利用项目建议书3.X省发改委关于X****X技改余热利用项目的批复4.X省环境保护局关于X****X年处理玉米92万吨深加工项目环境影响报告书的批复（豫环监［2005］143号）附图1.总平面布置图2.一期工程汽机房6m平面布置图3.二期工程汽机房7m平面布置图4.原则性热力系统图5.原则性电气主接线图-18- 1.概述1.1项目概况及编制依据1.1.1项目委托单位X****X1.1.2项目名称X****X技改余热利用项目1.1.3编制依据a.X****X的委托书（附件1）b.X****X技改余热利用项目建议书（附件2）c.X省发改委关于X****X技改余热利用项目的批复（附件3）d.X省环境保护局文件（豫环监［2005］143号）《X****X年处理玉米92万吨深加工项目环境影响报告书的批复》（附件4）1.1.4项目概况X****X年处理玉米92万吨深加工项目包括两期工程：一期工程年产8万吨酒精生产车间和2×25t/h循环流化床锅炉已于2005年底投产运行；二期工程年产12万吨酒精生产车间、12万吨淀粉生产车间、6万吨麦芽糊精和6万吨淀粉糖浆车间、21.6万吨DDG（饲料）车间、2×75t/h循环流化床锅炉车间正在施工建设，预计2006年底全部建成投产。项目总投资56695万元，项目设在X省临颖县颖北工业区。1.2公司热负荷-18- 热负荷汇总见表1.1，热平衡见示意图。表1.1热负荷汇总表序号用户名称用汽压力（MPa）用汽温度（℃）生产班制平均热负荷（t/h）生产天数（d）备注1年产6万吨酒精生产线0.47～0.69170～150324300已投运生产2年产18万吨酒精生产线0.47～0.69170～1503613003年产12万吨淀粉生产线0.47～0.69170～1503423004麦芽糊精、糖浆生产线0.47～0.69170～150363005DDGS生产线0.47～0.69170～1503453006全公司采暖（折合蒸汽量）0.47～0.69170～15033120仅采暖期使用合计181/178自用2.0除2×25t/h锅炉1×B3汽轮机盐42.3940.3910水减温器195.592×75t/h锅炉2×B6汽轮机185.593采暖2X752×72.6自用2×2.42漏损0.16除盐水190.59减温减压装置7.617.77198.36麦芽糊精、糖浆6万t/a酒精24621.6万t/aDDGS18万t/a酒精61454212万t/a淀粉单位：t/h热平衡示意图-18- 1.3公司电负荷详见表1.2电力负荷预测汇总表表1.2电力负荷预测汇总表序号用户名称单位(kW)装机容量计算负荷生产班制生产天数(d)备注18万吨酒精车间kW300021003330已投产22×25t/h锅炉车间kW7604503330已投产312万吨酒精车间kW450031503330412万吨淀粉车间kW4800360033305麦芽糊精、糖浆车间kW4000240033306DDG车间kW28001800333072×75t/h锅炉车间kW2400190033308公司供水系统kW60030033309公司污水处理站kW580290333010厂区生活、办公kW10005002330合计24440164901.4公司锅炉设备a.2×25t/h锅炉型式：循环流化床锅炉型号：SHF25-2.5/400-W＋炉渣额定蒸发量：25t/h-18- 过热器出口蒸汽压力：2.5MPa过热器出口蒸汽温度:400℃给水温度：105℃锅炉热效率：85.3％数量：2台生产厂：郑州锅炉厂b.2×75t/h锅炉型式：循环流化床锅炉型号：YG-75/5.29-M12额定蒸发量：75t/h过热器出口蒸汽压力：5.29MPa过热器出口蒸汽温度:485℃给水温度：150℃锅炉热效率：89.92％数量：2台生产厂：济南锅炉厂2.机组选型及供热方案2.1机组选型2.1.1配一期工程一期工程使用的锅炉是次中压参数，故选用的汽轮机也应配次中压参数，具体技术规范为：汽轮机型式：背压式汽轮机-18- 型号：B3-2.35/0.785型额定容量：3MW额定转数：3000r/min进汽压力：2.35MPa进汽温度:390℃额定进汽量：42.39t/h排汽压力：0.785MPa排汽温度:240℃数量：1台生产厂：青岛汽轮机厂配套的发电机为：型号：QF-3-2型额定功率：3MW额定转速:3000r/min出线电压：10.5kV功率因数：0.8数量：1台生产厂：济南发电设备厂2.1.2配二期工程二期工程使用的锅炉是次高压参数，故选用的汽轮机也应配次高压参数，具体技术规范为：-18- 汽轮机型式：背压式汽轮机型号：B6-4.90/0.785型额定容量：6MW额定转速:3000r/min进汽压力：4.90MPa进汽温度:468℃额定进汽量：66.6t/h最大进汽量：77.7t/h排汽压力：0.785MPa排汽温度:280℃数量：2台生产厂：青岛汽轮机厂配套的发电机为：型号：QF2-6-2型额定功率：6MW额定转速:3000r/min出线电压：10.5kV功率因数：0.8数量：2台生产厂：济南发电设备厂2.2供热方案-18- 配一、二期工程的背压汽轮机背压蒸汽压力为0.785MPa，故两期工程背压汽轮机排出的蒸汽连成母管，向各生产车间供汽。考虑到各生产车间用汽为170～150℃，而一、二期背压机排汽温度为240℃、280℃，故在B3和B6出口分别加装喷水减温器，都控制在170℃连成母管。B3额定进汽为42.39t/h，扣除自用汽2.0t/h，外供蒸汽量为40.39t/h；B6额定进汽为66.6t/h，最大进汽为77.7t/h，因锅炉额定蒸发量为75t/h，所以B6的实际最大进汽为75t/h，扣除自用汽2.4t/h，B6外供汽的能力为2X72.6t/h。1XB3+2XB6的最大供汽能力为40.39+2X72.6=185.59t/h。经过喷水减温器，使蒸汽温度降为170℃，减温器喷水量为10t/h，供生产蒸汽能力提高为195.59t/h，扣除采暖用汽3t/h，漏损2t/h，供汽能力减为190.59t/h。　　2X25t/h锅炉供1XB3还有7.61t/h多余，经减温减压装置增加喷水0.16t/h后，蒸汽量增为7.77t/h，合到厂区供汽总管的供汽量增为198.36t/h。表1.1列出的是平均用汽量，合计为178t/h，可见供汽能力比平均用汽总量富裕20t/h。可预计基本上能满足生产蒸汽最大用汽量的需要。而经常的供汽量是平均用汽量，故汽轮机平时都能在额定工况下运行，保证汽轮机的使用寿命。3.工程方案鉴于一、二期锅炉分设在两个锅炉房，汽机房距锅炉房应尽量靠近，故本次技改余热利用的汽机房也分成两个。均在原有锅炉房、除氧煤仓间基础上接建。3.1汽机房的布置3.1.1配一期工程的汽机房的布置鉴于一期工程是两炉配一机，故汽轮发电机组采用纵向布置，头朝固定端，电气出线向北送至35kV配电站的10kV母线。汽机房在除氧煤仓间北侧新建，跨度为12m，柱距为6m，长18m。-18- 汽机房的运转层标高为6m，与锅炉房、除氧煤仓间的一致。汽机房设一台10/2t单梁慢速起重机，供检修用，屋架下弦暂定为16m。电动给水泵、减温减压装置仍设在锅炉房内。汽机房布置图详见附图2。3.1.2配二期工程的汽机房的布置考虑到汽机房尽量与锅炉房长度取齐，尽量减少汽机房面积，故采用纵向头对头布置，汽机房跨度为15m，柱距为6m，长度为42m。汽机房运转层标高为7m与锅炉房、除氧煤仓间的一致。两台发电机10.5kV出线分别送至汽机房西侧的35kV配电站的10kV母线。汽机房设一台16/3t双梁桥式慢速起重机，供检修用，汽机房屋架下弦为17m。鉴于锅炉给水温度为150℃，从大气旋膜式除氧器来的给水经电动给水泵送至高压加热器加热到150℃以上再送锅炉，故电动给水泵设在汽机房底层靠B列柱侧，这样系统比较合理。汽机房布置图详见附图3。3.2热力系统由于一、二期锅炉房参数不同，热力系统也不同，但外供汽是同一母管，故两期工程的原则性热力系统（重点在汽机房部分）画在一起，详见附图4。两期工程不同之处主要是：a.二期工程锅炉给水温度为150℃，故除氧器出水进入低压给水母管，再经电动给水泵（共3台）送至高压加热器，给水被加热到150℃-18- 以上，再送至锅炉。高压加热器的加热用蒸汽从背压排出的蒸汽引出一部分。一期工程锅炉给水温度为105℃，从除氧器出水经电动给水泵直接送至锅炉。b.一期工程锅炉产汽经减温减压装置送至厂区供汽母管，在增建B3背压式汽轮机后，汽轮机排汽经减温器接至厂区供汽母管。二期工程则在B6背压式汽轮机后经减温减压装置接至厂区供汽母管。锅炉产汽的主蒸汽管可不再设减温减压装置，但当锅炉先上，汽轮机后上，仍需设减温减压装置，为节省投资，减温减压装置只上一套。c.一期工程电动给水泵设在锅炉房部分，增加背压式汽轮机后，给水泵与汽轮机系统没有关系，仍设在锅炉房，不用移动。二期工程因增设高压加热器后，给水泵应属汽机房部分，故必须设在汽机房内。3.3电气系统QF-3-2和QF2-3-2型发电机出线电压均为10.5kV，分别送至35kV配电站10kV母线。一期工程10kV母线不分段，二期工程上时10kV母线应分段。由于这次技改是余热利用，自发自用不上网，因此，没有必要升至35kV，故本技改工程不设主变。主接线见附图5。厂用电电压等级采用10kV、0.38/0.22kV。厂用电直接从发电机出口引接。厂用变设在除氧煤仓间的底层，采用干式变。电气主控制室设在除氧煤仓间的运转层，与机炉控制室连在一起。35kV配电站为公司已有，但结合本次技改也需进行局部调整、补充。-18- 3.4热控系统原有2×25t/h锅炉房和正在建设的2×75t/h锅炉房均采用DCS控制，增加汽轮发电机组后共增加了3台电脑，DCS系统扩大至汽轮发电机部分，控制室位置不变，面积有所增加。3.5水工工程本技改工程，水工部分主要包括汽机房的工业水系统、消防水系统。生活水系统已包括在锅炉房、除氧煤仓间内。本工程无凝汽器冷却水循环水系统。工业水主要是冷油器、空气冷却器、泵的冷却水。由于工业水没有污染，故采用复用循环水系统，冷却塔采用机力塔，容量2×250m3/h，冷却塔设在综合水泵房顶上。3.6土建工程汽机房采用排架结构，与除氧煤仓间构成框排架抗震体系。墙体采用空心砖，屋架和屋面板为预制钢筋混凝土结构。汽轮发电机组基座采用小岛式结构，与厂房基础脱开，避免相互影响。汽机房、汽轮发电机组基座均采用桩基，辅机基础采用天然地基。一期工程的汽机房长度只有18m，不设天窗；二期工程的汽机房设天窗。两个汽机房均设吊车，一期工程设10/2t单梁桥式慢速起重机，一期工程设16/3t双梁桥式慢速起重机。3.7总平面布置本技改工程在公司厂区范围内进行。-18- 一期、二期工程汽机房的位置详见附图1。一期工程汽机房位于一期工程锅炉房的煤仓楼北侧，二期工程汽机房在二期工程除氧煤仓间北侧接建。工业水系统冷却塔设在综合水泵房房顶。现有35kV变配电站位于一期工程汽机房北边、二期工程汽机房的西边。道路、排水均按公司厂区总平面规划的进行。4.环境保护汽机房无烟气排放，也无有害废水排放。《X省环境保护局关于X****X年处理玉米92万吨深加工项目环境影响报告书的批复》仍照样能严格执行。汽机房环保主要措施是降噪。a.汽轮发电机组噪声为86～98dB（A），以中低频为主；b.疏水管道噪声为106～110dB（A），以中低频为主。采取降噪的主要措施是：a.汽机房采用密闭结构，减少噪声向周围环境传出；b.安全阀排汽管加装消声器；c.管道进行绝热保温，使管内噪声减少向外传出；d.为保证控制室的工作条件，控制室门窗采取隔音措施。5.节约能源本工程本身就是一项节能工程，利用现有锅炉差压余热发电。本工程主要节能措施是：a.全部采用背压式供热机组，排汽除少部分自用外，全部送至各车间供-18- 生产使用。b.二期工程采用次高压参数，为进一步提高综合热效率，故设有高压加热器。c.工业水系统主要供汽轮机的油冷却器、发电机的空气冷却器、电动给水泵等的冷却水，回水不受污染，故采用复用循环水系统，以节约补充水量。d.疏放水尽量回收，以节约补充水量。e.尽量提高凝结水回收率，目前可达50％以上，提高回收率，可减少化学除盐水量，降低生产成本和减少补充水量。6.消防原设计锅炉房已有消防水系统，本技改工程增加的两个汽机房同样设有消防水系统和消防设施。汽机房的位置也按《建筑设计防火规范》的规定设计。7.定员因为本工程是技改工程，仅增加汽机房的人员，除氧给水、电气厂用均由原锅炉房人员兼任，因此，定员为：一期汽机房司机4人二期汽机房司机7人电气7人合计18人-18- 8.项目实施进度2006年4月～5月立项报批2006年5月～7月设计2006年7月～9月土建工程施工2006年10月～12月安装、调试、试运行9.投资估算见总估算表（表9.1）表9.1总估算表金额单位：万元序号工程或费用名称建筑工程费设备购置费安装工程费其它费用合计备注一期二期一期二期一期二期一期二期一期二期1热力系统（汽机房部分）652241.1汽轮机13743420601.2发电机852549301.3辅机2592131.4汽水管道251051.5保温油漆1040小计652242477806523837712422电气系统8252.1发电机出线小室4012010182.210.5kV出线4512012302.3厂用电8025020602.4其他514-18- 小计825165490471222206373热控系统401501565552154水工系统305065145一、二期合并建设5室外工程10050150一、二期合并建设6其他费用1003801003807合计73379452147012754010038075227698预备费（10％）6022260222总计7337945214701275401606028122991一、二期总计静态投资3803万元。10.经济初步评价作为技改工程经济评价是不完整的，经济效益都算到技改工程上了，虽然这不太公平，但也是符合实情的。主要数据的计算：a.锅炉产蒸汽的焓与汽轮机排汽的焓差是汽轮机作功的能耗。再除以煤的发热量、除以锅炉热效率，就是折合原煤耗量。一期工程：G1＝＝5893t/a二期工程：G2＝＝25286.9t/ab.原煤到厂价为320元/t计，生产成本按燃料占生产成本的60％计，则生产成本为：-18- 一期工程：B1＝G1×320/60％＝5893×320/60％＝3142933.3元/a≈314万元/a二期工程：B2＝G2×320/60％＝25286.9×320/60％＝13486347元/a≈1349万元/ac.发电量扣除自用电量，实际自发自用大约只能满足公司用电的80％左右，如售电价与网上来电的电价（0.5元/kWh）相同，则得售电收入。一期工程：N1＝3000×24×330×（1-17％）＝19720800kWh/aS1＝N1×0.5＝19720800×0.5≈986万元/a二期工程：N2＝6000×2×24×330×（1-15％）＝80784000kWh/aS2＝N2×0.5＝80784000×0.5≈4039万元/ad.利润.收入扣除生产成本、折旧、大修理费就是利润。由于本工程为厂内技改，自发自用，燃料已交增值税，不另计税。一期工程：L1＝S1－B1－C1－D1＝986－314－－353×2.5％＝623万元/a二期工程：L2＝S2－B2－C2－D2＝4039－1349－－1089×2.5％＝2525万元/a-18- e.投资回收期一期工程：606/623＝0.97年二期工程：2021/2525＝0.82年可见投资不到一年即可回收。这里要说明的是效益全部算到本技改工程上了，如连同已有的锅炉房及有关系统，投资回收期约为3年。11.结论a.从经济初步评价可见，经济效益是非常好的。但效益均算到技改工程头上，不甚公平，但也不是没有道理：即没有技改工程就没有这些效益。b.本技改工程节能效果也是非常明显的，热电比和全站热效率远远高于规定，当然，仅本技改工程无法计算热电比和全站热效率，故连同燃料、锅炉一起计算：一期工程：一期工程的供热量：Qa1＝3014.5×103×45×24×330＝1.074×106GJ/a一期工程的发电量折合热量：Na1＝3000×24×330×3600＝0.0855×106GJ/a热电比＝1.074×106/0.0855×106＝1256％耗煤量折合热量：Q1＝（3239.85－83.74）×103×48×24×330/85.3％＝1.407×106GJ/a一期工程热效率：-18- η1＝＝＝82.41％二期工程：二期工程的供热量：Qa2＝（119×24×330＋4×24×120）×103×3014.5＝2.876×106GJ/a二期工程的发电量折合热量：Na2＝6000×2×24×330×3600＝0.342×106GJ/a热电比＝2.876×106/0.342×106＝841％耗煤量折合热量：Q2＝（3395.3－83.74）×103×（127×24×330＋4×24×120）/89.92％＝3.748×106GJ/a二期工程热效率：η2＝＝＝85.86％全站热电比：＝＝924％全站热效率：η＝＝＝84.92％c.从经济初步评价可知，本技改工程的投资回收期不到一年就全部回收了，如连同锅炉等其他部分一起计算，不到三年可全部收回投资。d.综上所述，本技改工程各方面效益都很好，是应该尽快上马的。-18- -18-'