【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 12 3 工程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)主要技術(shù)原則 （ 1） 充分回收燒結(jié)余熱發(fā)電，盡可能提高熱能利用率。 （ 2） 采用成熟、穩(wěn)定、先進(jìn)的中低溫?zé)煔庥酂峄厥瞻l(fā)電技術(shù)（余熱高效回收及能量梯級(jí)利用技術(shù)）和工藝流程及設(shè)備，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。本項(xiàng)目燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)由 **有限公司自主開(kāi)發(fā)成功， 已申請(qǐng)國(guó)家專利，專利為 《高效燒結(jié)雙壓余熱鍋爐配 置補(bǔ)汽式汽輪機(jī)余熱發(fā)電系統(tǒng)》（專利號(hào)： ）。 （ 3） 本項(xiàng)目配置 3 臺(tái)雙壓余熱鍋爐和 1 臺(tái) 15MW 補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。 （ 4） 鍋爐采用雙壓技術(shù)。 本項(xiàng)目采用的燒結(jié)余熱鍋爐由杭州鍋爐集團(tuán)公司自主開(kāi)發(fā)，已申請(qǐng)國(guó)家專利（專利號(hào) ）。 （ 5） 采用雙壓汽輪機(jī)組，提高發(fā)電效率。 汽輪機(jī)的選型充分考慮燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定、短時(shí)間停機(jī)多的特點(diǎn)，與廢氣溫度相匹配 ,選擇進(jìn)汽參數(shù) 低 ,且允許波動(dòng)范圍大的汽輪機(jī)。 （ 6） 總平面布置在滿足消防、生產(chǎn)安全要求，工藝流程合理，施工和運(yùn)行方便的前提下，節(jié)約用地，盡量考慮美觀。 （ 7） 環(huán) （帶） 冷機(jī)的密封及煙氣循環(huán)等設(shè)備及施工不能影響燒結(jié)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。不需要 環(huán)（帶）冷機(jī) 停車即可施工的安排平時(shí)施工，需要 環(huán)（帶）冷機(jī) 停車才能施工的工程應(yīng)根據(jù)燒結(jié)車間檢修時(shí)間合理安排施工。 （ 8） 鍋爐及發(fā)電機(jī)組的開(kāi)、停及運(yùn)行應(yīng)當(dāng)服從燒結(jié)生產(chǎn)的需要，服從燒結(jié)生產(chǎn)安排，保證燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量。 （ 9） 環(huán)（帶）冷機(jī) 余熱鍋爐及發(fā)電機(jī)組的設(shè)施及運(yùn)行必須保證不影響燒結(jié)正常生產(chǎn)，保證 環(huán)（帶）冷機(jī) 的冷卻效果，燒結(jié)礦的排礦溫度滿足運(yùn)輸皮帶要求。 （ 10） 全循環(huán) 余熱利用煙氣系統(tǒng)帶旁路系統(tǒng)，若余熱鍋爐發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可快速的啟動(dòng)原 1＃ 環(huán)冷風(fēng)機(jī)， 同時(shí)打開(kāi)煙囪上煙氣擋板門(mén)，關(guān)閉煙道上的煙氣擋板門(mén)，系統(tǒng)可切換到原有工況下運(yùn)行，等余熱鍋爐發(fā)電機(jī)組故障排除后，系統(tǒng)可很快的切換，充分保證燒結(jié)主工藝的安全和正常運(yùn)行。 （ 11） 鍋爐自帶除氧裝置，無(wú)需額外的除氧裝置及其所需的加熱蒸汽。特別是在余熱鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)階段，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供除氧加熱蒸汽，該優(yōu)點(diǎn)尤為重要，可保障余熱鍋鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾低溫?zé)煔?余熱 發(fā) 電 項(xiàng)目 技術(shù)協(xié)議書(shū) 13 爐的正常運(yùn)行。 （ 12） 供排水系統(tǒng)：采用帶機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)，提高水的重復(fù)利用率。由 鋼鐵 提供 電廠 原水 ；電廠生產(chǎn)回水集中回收；電廠排水采用生產(chǎn)、生活與雨水分流制系統(tǒng) 。循環(huán)冷卻水量按蒸汽全部用來(lái)發(fā)電 進(jìn)行 計(jì)算 選型 。 （ 13） 熱控系統(tǒng)：機(jī)、爐、電采用 DCS 分散集中控制系統(tǒng)，提高全廠的自動(dòng)化水平。 （ 14） 化水由業(yè)主接入廠區(qū)紅線。 （ 15） 汽水取樣 采用 手動(dòng) 檢測(cè) 。 （ 16） 認(rèn)真貫徹執(zhí)行國(guó)家和地方有關(guān)節(jié)能、環(huán)保、生產(chǎn)安全、工業(yè)衛(wèi)生、消防及職業(yè)病防治的法令、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 （ 17） 地震基本烈度：本工程按 7 度設(shè)防。 （ 18） 本項(xiàng)目一次性完成全部設(shè)計(jì)，但分一、二期建設(shè)，其中因 6燒結(jié)機(jī)尚未完工，故 6燒結(jié)余熱發(fā)電鍋爐及配套公輔設(shè)施 （即鍋爐本體附屬設(shè)備） 為二期項(xiàng)目，其余為一期項(xiàng)目。 主機(jī)參數(shù) 燒結(jié) 余熱鍋爐 參數(shù) 本設(shè)計(jì)根據(jù) 業(yè)主 提供的燒結(jié)機(jī)及其配套環(huán)冷機(jī)的煙氣技術(shù)參數(shù) ，通過(guò)計(jì)算及優(yōu)化，確定燒結(jié)余熱鍋爐主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表 31。 表 31 燒結(jié) 余熱鍋爐參數(shù)表 序號(hào) 項(xiàng)目 200 燒結(jié) （ 2 臺(tái)） 2 100 燒結(jié) （ 1 臺(tái)） 1 Ⅰ 段煙氣 （鍋爐進(jìn)口） 溫度（ ℃ ） 400 350 煙氣量（萬(wàn) Nm3/h） 18 20 2 Ⅱ 段煙氣 （鍋爐進(jìn)口） 溫度（ ℃ ） 300 煙氣量（萬(wàn) Nm3/h） 18 3 余熱鍋爐 中壓蒸汽 壓力（ ） 溫度（ ℃ ） 370 325 鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾低溫?zé)煔?余熱 發(fā) 電 項(xiàng)目 技術(shù)協(xié)議書(shū) 14 流量（ t/h） 23 14 4 余熱鍋爐 低壓蒸汽 壓力（ ） 溫度（℃） 226 217 流量（ t/h） 9 4 5 排煙溫度（℃） ~145 ~140 6 低壓給水溫度（℃） ~40 ~40 補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組 根據(jù)以上方案， 考慮蒸汽進(jìn)汽機(jī)前的溫度損失為 5～ 10℃，壓力損失 ，廠區(qū)汽水損失 3％，得到 一期和終期 汽輪機(jī)參數(shù)如下表 32。 表 32 一期發(fā)電參數(shù)表 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 備注 1 計(jì)算發(fā)電功率（ MW） 補(bǔ)汽量為 2 中壓蒸汽進(jìn)汽壓力（ ） 3 中壓蒸汽進(jìn)汽溫度（℃） 340 4 中壓蒸汽額定進(jìn)汽量（ t/h） 5 補(bǔ)汽進(jìn)汽壓力（ ） 6 補(bǔ)汽進(jìn)汽溫度（℃） 215 7 補(bǔ)汽額定進(jìn)汽量（ t/h） 8 汽輪機(jī)排汽壓力（ ） 8 9 數(shù)量（臺(tái)） 1 表 33 終 期 發(fā)電參數(shù)表 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 備注 1 計(jì)算發(fā)電功率（ MW） 2 中壓蒸汽進(jìn)汽壓力（ ） 3 中壓蒸汽進(jìn)汽溫度（℃） 350 4 中壓蒸汽額定進(jìn)汽量（ t/h） 5 補(bǔ)汽進(jìn)汽壓力（ ） 6 補(bǔ)汽進(jìn)汽溫度（℃） 215 鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾低溫?zé)煔?余熱 發(fā) 電 項(xiàng)目 技術(shù)協(xié)議書(shū) 15 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 備注 7 補(bǔ)汽額定進(jìn)汽量（ t/h） 8 汽輪機(jī)排汽壓力（ ） 8 9 數(shù)量（臺(tái)） 1 主機(jī) 技術(shù) 特點(diǎn) 燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐 特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)余熱鍋爐擬采用雙壓無(wú)補(bǔ)燃自然循環(huán)鍋爐，適用于燒結(jié)環(huán)冷機(jī)排放煙氣的余熱回收及除塵。 鍋爐采用雙通道煙氣進(jìn)氣系統(tǒng)，高溫?zé)煔饨?jīng)部分高壓受熱面換熱，低溫?zé)煔饨?jīng)部分低壓受熱面換熱，高溫?zé)煔鉄煖亟抵僚c低溫?zé)煔庀喈?dāng)后，兩股煙氣混合再與其余的受熱面換熱，充分利用煙氣的不同品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)煙氣熱能的 梯級(jí)利用。圖 33 為余熱鍋爐余熱利用的 Q— T 圖，圖中紅線代表單壓蒸汽系統(tǒng)鍋爐吸收的焓值，紅線和綠線組合代表雙壓蒸汽系統(tǒng)鍋爐吸收的焓值，棕線代表煙氣所含的焓值，組合線比紅線更逼近棕線，也就是說(shuō)雙壓蒸汽系統(tǒng)鍋爐比單壓蒸汽系統(tǒng)鍋爐吸收的焓值越接近煙氣所含的焓值，即煙氣余熱的回收利用率越高。雙壓蒸汽系統(tǒng)能更充分利用煙氣各能級(jí)的熱能，降低排煙溫度，提高煙氣余熱的利用率。 余熱鍋爐產(chǎn)生的 2 路不同壓力的蒸汽，全部是過(guò)熱蒸汽。余熱鍋爐高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)高壓段做功，低壓蒸汽從低壓段入口進(jìn)入汽輪機(jī)做功。 鍋爐自帶除氧器，采用自 身除氧，除氧蒸汽由鍋爐低壓系統(tǒng)提供。 鍋爐采用全自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)。 鍋爐在負(fù)荷不小于 40％工況下能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。 余熱鍋爐的受熱面及爐墻應(yīng)在鍋爐缺水、或蒸汽不流動(dòng)的情況下，繼續(xù)通過(guò)高溫?zé)釤煔?5 分鐘以內(nèi)不損壞。若超過(guò) 5 分鐘按鍋爐規(guī)范進(jìn)行操作。 鍋爐的主要部件 (汽包、集箱等 )設(shè)計(jì)使用壽命大于 30 年。 余熱鍋爐受熱面采用管箱結(jié)構(gòu)、螺旋鰭片管錯(cuò)列布置，受熱面管子及集箱均布置在管箱內(nèi)，集箱管接頭引出至管箱外，管箱外設(shè)置保溫材料。 汽包液位設(shè)置差壓式水位變送器、就地水位計(jì)及遠(yuǎn)程攝像傳輸裝置。就地水位計(jì)采用一套為玻璃云母 片雙色就地水位計(jì)和一套雙色磁性翻板就地水位計(jì)。 鍋爐采用塔式布置，鋼結(jié)構(gòu)支撐，鍋爐為負(fù)壓運(yùn)行，各段煙氣通道系統(tǒng)均能承受燒鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾低溫?zé)煔?余熱 發(fā) 電 項(xiàng)目 技術(shù)協(xié)議書(shū) 16 結(jié)環(huán)冷機(jī)排氣溫度變化帶來(lái)的沖擊。 圖 33 余熱鍋爐余熱利用的 Q— T 圖 鍋爐采取有效的膨脹設(shè)計(jì)、防磨設(shè)計(jì)。 鍋爐人孔門(mén)設(shè)置應(yīng)有利于檢修運(yùn)行。 鍋爐頂部都布置有防雨罩。 鍋爐爐頂設(shè)有檢修起吊設(shè)施。 汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組 特點(diǎn) 本項(xiàng)目 根據(jù)燒結(jié)環(huán)冷余熱鍋爐的性能參數(shù)，選用一臺(tái)補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)，配合雙壓無(wú)補(bǔ)燃自然循環(huán)鍋爐使用，能夠達(dá)到充分利用 低參數(shù)余熱蒸汽發(fā)電的需要。 汽輪機(jī)主要的工藝流程為：雙壓余熱鍋爐產(chǎn)生的 (a)蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的中壓缸部分， (a)低壓過(guò)熱蒸汽在低壓缸部分補(bǔ)入，與汽輪機(jī)內(nèi)部降能后的中壓蒸汽混合，在低壓缸繼續(xù)做功，能夠充分利用低品位熱能，提高汽輪機(jī)的出力。做功后的蒸汽經(jīng)凝汽器冷卻成水，再送入余熱鍋爐循環(huán)利用。 汽輪機(jī)為補(bǔ)汽凝汽式汽輪機(jī)，采用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，汽輪機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足滑參數(shù)運(yùn)行要求（穩(wěn)定運(yùn)行的進(jìn)汽參數(shù)范圍為： 中壓主汽 ～ ， 中壓主 汽過(guò)熱度不小于50℃ ；低壓補(bǔ)汽 ～ ，低壓補(bǔ)汽過(guò)熱度不小于 25℃ ），并能夠快速啟動(dòng)。 鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾低溫?zé)煔?余熱 發(fā) 電 項(xiàng)目 技術(shù)協(xié)議書(shū) 17 汽輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)振動(dòng)值≤ 。 汽輪機(jī)采用數(shù)字電液調(diào)速系統(tǒng)。 汽輪機(jī)進(jìn)汽端加裝 可拆卸的 隔音罩 。 總圖部分 廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)原則 (1) 按照 鋼鐵 給定的地塊廠址用地 ,布置緊湊，注意節(jié)約用地。 (2) 工藝流程合理，交通運(yùn)輸方便，符合環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和工藝衛(wèi)生的要求。 (3) 降低工程造價(jià)，減小運(yùn)行費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益。 (4) 滿足鋼廠、電廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求。 總圖布置 本工程主要由 五 個(gè)區(qū)域島組成，分別為 3 臺(tái)余熱鍋爐島、汽機(jī) 島（主廠房、集控室）、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)（含循環(huán)水泵房、冷卻塔、加藥間）以及其他一些附屬建構(gòu)筑物。 本工程的各主要建、構(gòu)筑物圍繞燒結(jié)環(huán)冷機(jī)布置，處于整個(gè)鋼鐵廠的右上方。帶冷機(jī)鍋爐利用空隙地靠近燒結(jié)室布置， 1環(huán)冷機(jī)鍋爐毗鄰一次混合室靠近 1燒結(jié)環(huán)冷機(jī)布置， 2環(huán)冷機(jī)鍋爐靠近 2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)與燒結(jié)配電室成“一”字布置，循環(huán)風(fēng)機(jī)布置在鍋爐爐側(cè)。三個(gè)鍋爐見(jiàn)縫插針式地布置，但是鍋爐島場(chǎng)地布置不影響燒結(jié)機(jī)和環(huán)冷機(jī)及輔助設(shè)備的檢修。主廠房靠近 1環(huán)冷機(jī)鍋爐且與其平行布置布置，但是主廠房與周圍建構(gòu)筑物和道路的間距不滿足防火要求 ，受用地限制，故只能以此布置，另多做其他防火措施。循環(huán)水泵房與冷卻塔布置在主廠房與燒結(jié)室之間，循環(huán)冷卻塔旁邊流出 6 米的檢修通道。受用地限制，整體布置為見(jiàn)縫插針式布置，比較擁擠，冷卻塔與、主廠房與周圍建、構(gòu)筑物及道路的間距都不滿足規(guī)范要求。后續(xù)管道設(shè)計(jì)將會(huì)比較困難。 管道主要沿道路敷設(shè)，遠(yuǎn)離環(huán)冷機(jī)，以便檢修。 豎向布置及排水 本工程 處于 鋼鐵 的 生產(chǎn)區(qū)內(nèi)， 建、構(gòu)筑物 室內(nèi)地坪標(biāo)高與 鋼鐵 現(xiàn)有的建筑物 室內(nèi)地坪 標(biāo)高保持一致。 室內(nèi)外高差設(shè)計(jì)為 米， 具體標(biāo)高在初步設(shè)計(jì)階段確定。 本項(xiàng)目豎向設(shè)計(jì)按平坡式布置，場(chǎng)地排 水方式采用明溝排水方式，排至廠區(qū)的排水系統(tǒng)。 道路運(yùn)輸 本工程為余熱發(fā)電工程，無(wú)生產(chǎn)原料和廢渣的運(yùn)輸，主要增設(shè)一些車間引道與廠區(qū)鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾低溫?zé)煔?余熱 發(fā) 電 項(xiàng)目 技術(shù)協(xié)議書(shū) 18 現(xiàn)有道路銜接 道路，滿足生產(chǎn)運(yùn)輸、設(shè)備檢修、廠區(qū)消防及人行需要。 本工程道路的道路結(jié)構(gòu)采用廠區(qū)的原有道路做法，方便施工與管理維修。 廠區(qū)綠化及消防 本工程為老廠改造，場(chǎng)地面積狹小，綠化設(shè)計(jì)按美觀、實(shí)用的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。盡量采用當(dāng)?shù)氐木G化樹(shù)種及花卉。因地制宜進(jìn)行綠化美化處理，為本廠文明生產(chǎn)創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。 廠區(qū)道路兼做消防通道，其它消防設(shè)施依托當(dāng)?shù)叵啦块T(mén)。建構(gòu)筑物間距均滿足消防要求。 熱機(jī)部分 汽水平衡及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 本項(xiàng)目 共 配置 3 臺(tái)雙壓余熱鍋爐和 1 臺(tái) 15MW 補(bǔ)汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。 熱力系統(tǒng)的擬定原則為運(yùn)行安全可靠、系統(tǒng)效率較高、操作管理 方 便。 各工況下的汽水平衡數(shù)據(jù)表 類別 項(xiàng) 目 單位 數(shù)量 備注 鍋爐新蒸汽 中壓鍋爐總蒸發(fā)量 t/h 60 低壓鍋爐總蒸發(fā)量 t/h 22 汽機(jī)進(jìn)汽量 t/h 汽機(jī)補(bǔ)汽量 t/h 汽水損失 t/h 其他汽水有關(guān)數(shù)據(jù) 化學(xué)補(bǔ)充水 t/h 鍋爐排污 t/h 凝汽量 t/h 發(fā)電量 MW 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 序號(hào) 項(xiàng) 目 單 位 全補(bǔ)汽 備注 1 鍋爐出口蒸汽量 中壓蒸汽 t/h 60 低壓蒸汽 t/h 22 2 汽機(jī)進(jìn)汽量 鋼鐵有限公司燒結(jié)機(jī)尾