【文章內(nèi)容簡介】 的、綜合專業(yè)的設(shè)計評審。 熱力系統(tǒng)及裝機方案 可利用余熱條件 鄂爾多斯冶金設(shè)備有限責(zé)任公司 ,兩臺 25500KVA 硅鐵礦熱電爐生產(chǎn)硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 12 硅鐵廢氣余熱資源如下： (1）硅鐵顯熱： (2 25500KVA) 風(fēng)量： 23820m3/h（標(biāo)況） ,溫度： 320℃，余熱鍋爐排風(fēng)溫度 100℃ ，具有約 1455300kcal/h的熱量 。 (2）硅鐵爐煙氣參數(shù)如下： 煙 氣 ： 129300m3/h（ 單臺 ） , 溫度： 280℃，余熱鍋爐排風(fēng)溫度 120℃ 。 上述 硅鐵顯熱 、 煙氣 兩部分 被利用的 廢氣余熱 總 量 是 282420m3/h,具有的熱量是 17713380kcal/h。 主要技術(shù)方案 技術(shù)方案比較 根據(jù)上述余熱條件以及目前的純低溫余熱發(fā)電的技術(shù)水平，對單壓、熱力系統(tǒng)計算發(fā)電能力如下： 蒸 汽壓力（ MPa） 主汽溫度 （ ℃ ） 蒸汽 量（ t/h） 排煙溫度 （ ℃ ） 年 發(fā)電功率（ kW） 單壓系統(tǒng) 230 26 100 32020 上述發(fā)電 功率的計算，是在汽輪機主進汽參數(shù)為： － 230℃；排汽壓力為 的情況下所得。 裝機 容量的確定 根據(jù)目前國內(nèi) 純余熱發(fā)電 技術(shù)及裝備現(xiàn)狀，結(jié)合 公司硅鐵礦熱電爐生產(chǎn)線余熱資源情況，本工程裝機方案采用 低溫 余熱發(fā)電技術(shù)。 (1）余熱鍋爐 利用硅鐵爐生產(chǎn)煙氣進入余熱鍋爐，每臺 可生產(chǎn)約 － － 230℃ 過熱 蒸汽； 利用硅鐵顯熱回收熱能煙氣進入余熱鍋爐， 可生產(chǎn) 每臺 －－ 230℃ 過熱 蒸汽； 小計 2 臺余熱鍋爐生產(chǎn)過熱蒸汽 26t/h. (2） 汽輪機組 根據(jù)余熱鍋爐所能產(chǎn)生的主汽品位， 本工程 選用 的汽輪機主蒸汽參數(shù)為 － 230℃, 兩臺余熱鍋爐共生產(chǎn)蒸 汽量 總共 約 26t/h， 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 13 發(fā)電機余熱發(fā)電功率約為 32020MW/年。 綜上所述，本工程確定裝機方案如下： 一 臺 6MW 凝汽式 汽輪機組＋ 兩 臺余熱鍋爐 熱力系統(tǒng) 根據(jù) 本 裝機方案，為滿足生產(chǎn)運行需要 并 達到節(jié)能、回收余熱的目的，結(jié)合 硅鐵礦熱電爐 生產(chǎn)工藝條件，熱力系統(tǒng)方案確定如下： 余熱鍋爐生產(chǎn)的 — 245℃過熱蒸汽作為主蒸汽，除去外管線損耗后，在母管中混合為 — 240℃過熱蒸汽，作為主蒸汽一并進入汽輪機做功。余熱鍋爐生產(chǎn)的 26t/h 蒸汽在汽輪機房內(nèi)汽輪機低壓進汽口，兩種壓力的蒸汽在汽輪機做功后的乏汽通過冷凝器冷凝成水，經(jīng)凝結(jié)水泵再次送入除氧器，再經(jīng)給水泵為余熱鍋爐提供給水，從而形成完整的熱力循環(huán)系統(tǒng)。 上述方案的配置，可以使電站運行方式靈活、可靠，能很好地與硅鐵生產(chǎn)配合，可最大限度的利用余熱。 熱力系統(tǒng)及裝機方案設(shè)計 原則 確定 本工程熱力系統(tǒng)及裝機方案 的基本原則如下 ： 充分利用 2 25500KVA 硅鐵礦熱爐生產(chǎn)硅鐵后產(chǎn)生煙氣及硅鐵顯熱回收的余熱。 當(dāng)前現(xiàn) 測硅鐵爐煙氣溫度為 280℃ ，要提高煙氣溫度，提高蒸汽產(chǎn)量就必須實施以下措施來保證我們的要求： 加密封系統(tǒng)； ，及時關(guān)閉加料 門 ，以減少爐內(nèi)冷空氣的吸入量， 增加煙氣溫度 ； 、數(shù)顯表以便隨時監(jiān)測煙氣溫度。 從 而將煙氣溫度由 目前 280－ 300℃ 增至 450℃ ，便于余熱鍋爐設(shè)計，提高蒸汽產(chǎn) 在 45t/h 以上 ， 才能帶動 6MW 汽輪發(fā)電機年發(fā)電量4800MW。 本余熱 電站的建設(shè)及生產(chǎn)運行不影響 硅鐵礦電熱爐 生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)運行 ； 本余熱 電站的系統(tǒng)及設(shè)備成熟可靠 、技術(shù)先進、節(jié) 省投資、提高效益為原則，全部采用國產(chǎn)設(shè)備。 煙氣通過余熱鍋爐沉降下來的窯灰經(jīng)機械振動后清除。 主要設(shè)備 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 14 電站主要設(shè)備選型見下表： 序號 設(shè)備名稱及型號 數(shù)量 主要技術(shù)參數(shù)、性能、指標(biāo) 參數(shù) 煙氣溫度 280－ 300℃ 技改加密封系統(tǒng)后 煙氣溫度 450℃ 1 凝汽式汽輪機 1 型號 S4－ S6－ 額定功率 4MW 6 MW 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 3000r/min 主 蒸汽參數(shù) － 230℃ － 260℃ 低壓蒸汽參 數(shù) 排汽壓力 Mpa Mpa 2 發(fā)電機 1 型號 QF4－ 2 型 QF6－ 2型 額定功率 4MW 6MW 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 3000r/min 3 余熱鍋爐 1 入口廢氣參數(shù) 282420m3/h(標(biāo)況 )— 280℃ 232020m3/h(標(biāo)況 )— 450℃ 入口廢氣含塵濃度 15g/m3(標(biāo)況 ) 15g/m3(標(biāo)況 ) 出口廢氣溫度 100℃ 100℃ 產(chǎn)汽量 26t/h— — 250℃(過熱 ) 45t/h— — 260℃ 給水參數(shù) 29t/h— 鍋爐總漏風(fēng)： ≤ 3% 布置方式： 露天 4 除氧器及水箱 1 除氧能力 30t/h 45t/h 工作壓力 工作溫度 60℃ 60℃ 除氧水箱 30m3 45m3 5 鍋爐給水泵 2 型號 DG25－ 40 10 DG25－ 45 10 流量 30t/h 45t/h 揚程 273m 273m 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 15 車間布置 (1） 主廠房 主 廠房由汽輪發(fā)電機房及電站控制室、高低壓配電室 、化學(xué)水處理部分組成 ，布置在硅鐵爐東側(cè)的空地上，占地 70 32m。 汽輪發(fā)電機房 占地 為 24 18m，雙層布置， 177。 m 平面為輔機平面，布置有給水泵、汽輪機凝汽器 及供油系統(tǒng) 等， 平面為運轉(zhuǎn)層，汽輪機及發(fā)電機布置在此平面 。為了便于檢修，汽機間內(nèi)設(shè)起重機 1 臺，橋式 起重 機 10t/S4－ ,15t/S6－ ，軌頂標(biāo)高 。 高低壓配電室 、 電站控制室布置在汽輪發(fā)電機房 的西側(cè)，占地 為9 15m，雙層布置 。 高、低壓配電室 布置在 177。 m 平面 ， 電站控制室布置在 平面。 化學(xué)水處理 布置在汽輪發(fā)電機房 的東側(cè)，雙層布置， 177。 m 平面布置軟化水處理設(shè)備， 平面布置水箱。除氧器布置在 平面上。 (2)余熱鍋爐 余熱鍋爐布置于 硅鐵爐西側(cè)的空地上， 采用露天布置，運行平面 分別 為 ： 余熱鍋爐布置 在地面 上 ， 汽水取樣器 、 排污擴容器、 加藥裝置及輸灰裝置 等 分別布置 177。 m 的平臺 上。 電站室外管線 室外汽水管線主要有：來自 余熱鍋爐 的主蒸汽管道；由汽機房去余熱鍋爐的給水管道。 管道敷設(shè)方式：管道 采用架空敷設(shè)，并盡量利用廠區(qū)現(xiàn)有的建筑物或構(gòu)筑物做管道的支吊架以減少占地面余熱鍋爐積和節(jié)省投資。 管道保溫及油漆：管道保溫采用巖棉管殼和巖棉板，管道設(shè)計按照國家和行業(yè)的有關(guān)規(guī)范和規(guī)定進行。 爐 灰處理 本工程 為低溫余熱發(fā)電，當(dāng)硅鐵礦熱電爐廢氣經(jīng)余熱鍋爐后，收集下來的爐 灰 均用鏈板輸送機輸送到潔灰場運走。 硅鐵 工藝系統(tǒng)改造 由于余熱鍋爐設(shè)置于 硅鐵 生產(chǎn) 排煙 管道上， 在煙管上增設(shè)檢查口及防爆器，余熱鍋爐設(shè)計有防爆系統(tǒng)及自動報警器， 一旦發(fā)生事故（如鍋爐爆管、粉塵堵塞等） 不會 影響 硅鐵 生產(chǎn)的正常 運行。 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 16 (1）保留原來的煙 氣管道 ，在該管道上 設(shè)旁通 閥 ，一旦鍋爐發(fā)生事故， 開 啟旁通 閥使原煙 氣管道 暢通，保證硅鐵生產(chǎn)正常進行 。 (2） 發(fā)電系統(tǒng)汽水管路考慮了將余熱鍋爐從發(fā)電系統(tǒng)中解列出來的措施。 現(xiàn)有電力系統(tǒng) 鄂爾多斯冶金有限責(zé)任公司 配套 建 設(shè)一座 35kV/ 總降壓變電站一座，內(nèi)設(shè) 余熱回收發(fā)電機組專用的 主變壓器 7000kVA一臺。 單回 35kV電源引自廠區(qū)附近區(qū)域變電站。 總降 35kV 母線 為單母線接線方式。 電站接入系統(tǒng) 擬建 6MW 余熱電站的發(fā)電機 機端電壓均為 ，電站 10kV 母線采用單母線接線方式 ，通過電纜線路連接于變電站的升壓變壓器上，經(jīng)變壓器升壓到 35KV 后通過 電纜線路與 硅鐵 廠總降壓變電站 35kV 母線聯(lián)絡(luò)。 6MW 余熱電站與現(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)及電站側(cè) 發(fā)電機 聯(lián)絡(luò)線開關(guān)處設(shè)置并網(wǎng)同期點。接入系統(tǒng)方案見附圖 F08接入系統(tǒng)方案圖。 在不改變總降原有供電、運行方式及 硅鐵 生產(chǎn)線全部正常的前提下，發(fā)電機發(fā)出的電量將全部用于廠內(nèi)負荷。 本接入系統(tǒng)方案應(yīng)以當(dāng)?shù)仉娏Σ块T出具的 《 接入系統(tǒng)報告 》 中接入系統(tǒng)方案 為準。 電量平衡 2 臺 25500KVA 硅鐵爐的 總 裝機容量 為 55000kW， 年總用電量約為 34500 萬 kWH。 硅鐵 生產(chǎn)線余熱電站建成后 余熱發(fā)電 裝機容量為 6000KW，實際發(fā)電量 5600KW/小時，自用電 7%，年發(fā)電時間 7500 小時，年發(fā)電量為 3906 萬 KWH， 電站年總供電量約為 3906 萬 kWH。通過電站運行調(diào)整公司用電系統(tǒng)功率因數(shù)并 使現(xiàn)有供配電系統(tǒng)損耗減少，公司再向電網(wǎng)減少購電量約為 3906 萬 kWH， 即公司年向電網(wǎng)少購電量 3906 萬 kWH。因此在公司 硅鐵電爐 及電站正常運行的情況下，全 分 廠供電 自給率可達 12%以上。從而大大減少了公司購電成本，提高了公司的整體經(jīng)濟效益。 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 17 根據(jù)余熱發(fā)電的特點，電站的運行以并網(wǎng)電量不上網(wǎng)、自發(fā)自用為原則。 電氣 站用電配電 ①電壓等級 發(fā)電機出線電壓： 站用高壓配電電壓： 站用低壓配電電壓： 站用輔機電壓： 站用照明電壓： 380V/220V 操作電壓：交流或直流： 220V 檢修照明電壓： 36V/12V ②站用電負荷及站用電率 站用電計 算負荷 392kW 平均發(fā)電功率 5600kW 站年發(fā)電量 2436104kWH 電站年自用電量 185104 kWH 電站年供電量 104 kWH 站用電率 % 電站主要用電負荷 裝機容量（ kW） 臺數(shù) 計算負荷（ kW） 鍋爐給水泵 75 2 36 冷卻塔風(fēng)機 75 2 54 循環(huán)水泵 150 2 105 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 18 主要電氣設(shè)備選型 (1)根據(jù)站用電負荷情況，同時考慮電站運行的經(jīng)濟、可靠性 及大容量電動機的啟動 ， 6MW 余熱電站站用變壓器選擇 2 臺 S(c)B10－ 630 。 采用單母分段接線方式，每段母線各帶一半負荷。 正常工作時， 母聯(lián)不合閘，兩臺變壓器各帶一段母線 。當(dāng)一臺變壓器因故障或檢修退出運行時， 母聯(lián)合閘，由另一臺變壓器帶全部負荷 。 (2)直流系統(tǒng)的負荷 (包括正常工作負荷和事故負荷 )，考慮投資、維護以及管理等費用，為了安全可靠，設(shè)計選用一套鉛酸免維護直流蓄電池成套裝置。 本電站直流負荷包括高壓開關(guān)操作電源、保護電源、 緊急事故 直流油泵和事故照明。直流供電的電壓為 220V，直流負荷的統(tǒng)計見下表： 負荷類型 經(jīng)常負荷 事故照明負荷 直流油泵 沖擊負荷 合計 容量（ kW） 2 3 3 8 電流（ A） 9 17 10 計算時間（ H） 1 1 1 事故放電容量（ AH） 9 17 直流系統(tǒng)容量選擇： 按滿足事故全停電狀態(tài)下長時間放電容量選擇，取容量儲備系數(shù)KK=,容量換算系數(shù) Kc，根據(jù) 1H 放電時間終止電壓為 ,查得Kc=，由式 Cc? KK*CS/ Kc（ Cc直流系統(tǒng)容量， CS— 事故放電容量）可得： Cc? 由此 ,設(shè)計選用鉛酸免維護蓄電池直流成套裝置 150AH 一套。 (3)35kv、 10kV高壓配電設(shè)備選用金屬鎧裝全封閉中置移開式高壓開關(guān)柜。 (4)400V 站用低壓配電設(shè)備選用抽屜式低壓配電屏。 (5)繼電保護屏選用 PK－ 10 標(biāo)準屏。 (6)控制屏選用 KG 系列儀表控制屏 , 控制臺為由 DCS 系統(tǒng)配套的電腦工作臺。 硅鐵電爐余熱發(fā)電項目工程 可行性研究報告 19 站用電