【文章內(nèi)容簡介】 3000r/min出線電壓kV額定功率因數(shù) （滯后）額定頻率50Hz相數(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)二、配玻璃熔窯余熱鍋爐的性能余熱鍋爐的性能好壞關(guān)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(shù)及裝備的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，針對玻璃窯煙氣余熱的特性，配玻璃熔窯的余熱鍋爐應(yīng)滿足下述要求：252。 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(yīng)能力，可保證長期安全、可靠、穩(wěn)定運行；252。 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；252。 通過先進的設(shè)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；252。 采用獨特的密封設(shè)計手段，減少余熱鍋爐的漏風(fēng)，進而提高了余熱鍋爐的熱效率；252。 采用可拆卸式受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計，方便低溫易腐蝕段受熱面的更換；252。 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。玻璃企業(yè)的余熱發(fā)電設(shè)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(fēng)；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(dǎo)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(gòu)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(fù)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(fù)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(gòu)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8~20（自然循環(huán)的循環(huán)倍率一般為5~10）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(fù)雜，系統(tǒng)可靠性降低；2）循環(huán)泵系統(tǒng)投資增加；③運行費用高。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(shè)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(lǐng)域，燃氣輪機余熱發(fā)電的鍋爐及其熱力系統(tǒng)的技術(shù)相當成熟，許多設(shè)計思想可以應(yīng)用到玻璃窯余熱發(fā)電領(lǐng)域。自從20世紀90年代CMI發(fā)明的自然引致循環(huán)的專利技術(shù)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(shè)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(shè)計，提高汽輪機內(nèi)效率5~8百分點。第六章 工程建設(shè)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(shù)”，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(yīng)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(yīng)的輔機、除氧器、給水泵等設(shè)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(fēng)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(fēng)冷卻。另外，系統(tǒng)設(shè)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(shè)發(fā)電主廠房一座，分別設(shè)置一臺（套）抽凝式汽輪機、發(fā)電機以及相關(guān)的輔助設(shè)施。二、 主要技術(shù)經(jīng)濟指標252。 裝機容量： 7500 kW252。 計算發(fā)電功率： 7100 kW252。 年額定負荷運行時間： 7920 h252。 年發(fā)電量： 5643104 kWh252。 自用電率： 11 %252。 年供電量： 104 kWh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。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(shè)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。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。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(shè)備和管道發(fā)生故障。汽輪機本體疏水設(shè)計有：l 自動主汽閥前疏水（直接排地溝）；l 前后汽封疏水（直接排地溝）；l 自動主汽閥桿疏水（直接排地溝）；l 汽輪機前后汽缸、軸封供汽管疏水，引至疏水膨脹箱。l 設(shè)置1臺疏水擴容器、1臺疏水箱、2臺疏水泵，1用1備。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(shè)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(yīng)由專設(shè)的軟化水管向凝汽器注水。設(shè)置2臺凝結(jié)水泵，1用1備。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。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(shè)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。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(xué)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)，、124℃的高位除氧器布置在鍋爐頂部。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(shè)置4臺鍋爐給水泵，2用2備，采用變頻控制。鍋爐排污系統(tǒng)鍋爐排污水送到排污擴容器，擴容蒸汽排入大氣，飽和水排入降溫池。補給水系統(tǒng)化學(xué)車間送來的補充水送入給水箱。1余熱電站爐水化驗及加藥系統(tǒng)為減少鍋爐蒸發(fā)器和過熱器的積垢和腐蝕，對余熱鍋爐爐水和過熱蒸汽品質(zhì)有一定要求，所以要設(shè)置鍋爐汽包爐水取樣分析裝置和鍋爐爐水加藥系統(tǒng)，以保證鍋爐汽水品質(zhì)符合標準。另外還要配備相應(yīng)的水質(zhì)分析儀器。化學(xué)藥劑采用磷酸鹽，加藥量受在線監(jiān)測設(shè)備控制。鍋爐爐水水質(zhì)標準（工作壓力≤ MPa）懸浮物總硬度PH油溶解氧（mg/L）(mmol/L)（25℃）(mg/L)(mg/L)≤5≤≥7≤2≤四、總圖運輸 區(qū)域概況石家莊玉晶玻璃有限公司位于河北省石家莊行唐縣工業(yè)園區(qū)。 建設(shè)場地石家莊玉晶玻璃有限公司位于河北省石家莊行唐工業(yè)園。本項目的實施不需要新征土地，建設(shè)用地主要包括2臺余熱鍋爐用地、發(fā)電廠房用地以及雙曲線冷卻塔用地。余熱鍋爐建在每條生產(chǎn)線的窯頭余留地位置，主廠房、冷卻塔建在余留地空閑位置。 總平面布置廠區(qū)總平面布置遵循國家及行業(yè)有關(guān)防水、防爆、安全衛(wèi)生、環(huán)境保護等現(xiàn)行標準、規(guī)范，同時考慮如下情況：252。 總平面布置將根據(jù)甲方提供的最終資料進行設(shè)計。252。 廠區(qū)總平面布置按一次規(guī)劃、一次實施以節(jié)約用地。252。 結(jié)合廠區(qū)自然條件及交通運輸狀況，綜合考慮，使本工程廠區(qū)既相對獨立，又與玻璃生產(chǎn)廠區(qū)形成一個有機的整體。252。 結(jié)合自然地形，因地制宜，緊湊合理，力求工藝流程順暢，物流線短。252。 滿足交通運輸方便，線路簡捷順暢，人流、貨流避免相互干擾。本項目總平布置初步方案為：252。 2臺余熱鍋爐分別安裝在相應(yīng)玻璃生產(chǎn)線的窯頭，余留余熱鍋爐房位置處，余熱鍋爐露天布置。252。 汽輪發(fā)電機主廠房：（長）22（寬）m。252。 循環(huán)水系統(tǒng)：冷卻塔直徑50m，冷卻有效面積1050m2。 交通運輸本工程建設(shè)在廠區(qū)內(nèi)，不需建設(shè)新道路，利用原有廠區(qū)道路即可滿足建設(shè)、生產(chǎn)、檢修需要。 豎向、排洪、雨水排除、綠化本工程排洪、雨水排除、綠化等均利用現(xiàn)有設(shè)施。五、電氣電力負荷及電力平衡石家莊玉晶玻璃有限公司生產(chǎn)及生活用電全部由國家電網(wǎng)提供。根據(jù)目前該生產(chǎn)線的煙氣參數(shù)，本項目余熱電站裝機規(guī)模 7500kW，計算發(fā)電能力7129萬kW，綜合廠用電率 11%，年發(fā)電量5643萬kWh，年供電量 。余熱電站所供電量全部用于本廠區(qū)的供電，不足部分需從國家電網(wǎng)購電。電廠接入系統(tǒng)方案為保證用電穩(wěn)定可靠及保證發(fā)電質(zhì)量，將采用“并網(wǎng)但不上網(wǎng)”的方式。，發(fā)電機母線采用單母線分段形式，兩臺廠用變壓器均接在發(fā)電機母線上，通過兩條10KV聯(lián)絡(luò)線分別接至公司配電站與系統(tǒng)并網(wǎng)。啟動及備用電源電站設(shè)一臺備用變壓器，作為啟動和備用電源。備用變壓器的電源取自廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的35kV總降壓變電站的10kV母線。廠用電及直流系統(tǒng)、380V，設(shè)兩臺低壓廠用變壓器，啟動負荷約250kW。設(shè)直流系統(tǒng)一套。主要設(shè)備選擇高壓設(shè)備選用先進、可靠的真空斷路器。低壓斷路器選擇可抽出式開關(guān)，采用綜合控制、保護裝置。過電保護及接地電廠設(shè)計按《電力設(shè)備過壓保護設(shè)計規(guī)范》和《電力設(shè)備接地設(shè)計規(guī)范》的要求進行。電廠按照《電力裝置繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》和電廠接入系統(tǒng)的要求設(shè)置各種繼電保護和自動裝置。發(fā)電機保護、廠用變壓器和高壓電動機的保護采用微機型保護裝置。照明包括所有生產(chǎn)廠房、輔助廠房、廠區(qū)道路等場所的照明設(shè)計。電纜汽機房、10kV和380V配電裝置的電纜和廠區(qū)的電纜以電纜溝敷設(shè)為主，部分穿管敷設(shè)。汽機房、10kV和380V配電裝置及機電爐控制樓內(nèi)的動力和控制電纜采用阻燃電纜，根據(jù)部分控制電纜采用屏蔽電纜或計算機電纜。汽機房、10kV和380V配電裝置及機電爐控制樓內(nèi)的電纜敷設(shè)要采取防火隔離措施。全廠通信全廠通信包括廠內(nèi)通信和系統(tǒng)通信；根據(jù)廠內(nèi)的設(shè)計要求進行配置。六、熱工控制熱工控制自動化水平本余熱發(fā)電工程設(shè)置機、電集中控制室，在該控制室內(nèi)能監(jiān)視和控制鍋爐、汽機、電氣、主汽、除氧給水、減溫減壓、循環(huán)水系統(tǒng)。本工程的控制系統(tǒng)采用一套先進的微機機控制系統(tǒng)DCS，運行人員主要以CRT和鍵盤/鼠標作為機組運行監(jiān)視和控制手段，少量的硬手操作為后備手段。DCS主要功能有：模擬量調(diào)節(jié)MCS；數(shù)據(jù)采集DAS；汽機保護系統(tǒng)ET