【文章內(nèi)容簡介】 站，其中濟鋼轉(zhuǎn)爐余熱電站、昆鋼 3 燒燒結(jié)余熱電站、紅鋼燒結(jié)余熱電站，昆鋼4 燒燒結(jié)余熱電站已建成順利投產(chǎn)，其他項目在建設過程中。對于錳鐵、工業(yè)硅、硅鐵合金等行業(yè)北京世紀源博公司也關(guān)注已久，在湖南鐵合金廠、內(nèi)蒙古鄂爾多斯鐵合金廠已做過大量的測量和2 / 115調(diào)研工作，對鐵合金電爐的生產(chǎn)狀況和余熱源情況十分了解，此外，在建的珠鋼電爐余熱電站已進入施工階段，煉鋼電爐與鐵合金電爐相比，煙氣成分、溫度和流量都比較類似，但煉鋼電爐煙氣周期性更強，造成煙氣溫度和流量都有很大的波動，公司對該項目前期做了一年多的準備工作，詳實的核準了電爐余熱資源，確定了完整準確的技術(shù)方案。公司經(jīng)過對各類電爐余熱資源專門的分析、計算和討論，針對不同種類電爐余熱回收利用的技術(shù)路線和方案已非常準確和切實可行。 編制依據(jù)、原則 編制依據(jù)1）云南永昌鉛鋅股份有限公司提供的基礎數(shù)據(jù)資料；2）小型火力發(fā)電廠設計規(guī)范及火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定及與設計有關(guān)的法令、法規(guī)、標準及專業(yè)設計技術(shù)規(guī)定等；3）建設單位提供的各種支持性文件。本工程設計本著工藝先進、可靠，設備選型合理的原則，技術(shù)達到國內(nèi)先進水平。根據(jù)云南永昌鉛鋅股份有限公司目前的生產(chǎn)、管理情況，結(jié)合公司今后整體發(fā)展改造的思路進行設計。在設計中，充分考慮工藝的先進性、適用性、可靠性，充分考慮設備、儀表的可操作性?？偲矫娌贾眉肮に嚥贾冒凑赵O計規(guī)范要求，設備選型考慮安全生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)要求，選擇先進、節(jié)能、可靠的產(chǎn)品。 項目概況本項目擬建于永昌公司硅業(yè)分公司廠內(nèi)，不需新征用土地。本項目擬建一座裝機容量為 15MW 的電爐余熱電站。3 / 115針對永昌公司電爐冶煉煙氣的特點，工程設計方案為：在現(xiàn)有煙道上加裝三通，煙氣經(jīng)三通切換進入余熱鍋爐降溫后再進入布袋除塵器，最后排空。如圖 11 所示，以余熱鍋爐代替原有的空氣換熱器，這樣就可進行余熱利用，節(jié)能減排，通過余熱鍋爐回收高溫煙氣余熱產(chǎn)生蒸汽。原有空氣換熱器及煙氣管道作為改造后余熱鍋爐及煙氣管道的旁通管道，當余熱電站任一環(huán)節(jié)發(fā)生故障時可以隨時切換到原有管道，不影響生產(chǎn)工藝正常運行。 圖11 余熱回收系統(tǒng)工藝流程圖本電站工程裝機容量 15WM，按機組利用小時數(shù) 7500h，年發(fā)電量 11250 萬 kWh，扣除 10%自耗電之外年供電量 10125 萬 kWh，按目前的執(zhí)行電價每年可有 4860 萬元的供電收入。本電站熱源為電爐煙氣余熱，電站建成后相當于年節(jié)約標煤 萬 t，年減排二氧化碳 萬 t，年減排二氧化硫 1319t。如考慮節(jié)能減排項目政策獎勵及碳指標出售收入，項目實際收益將會明顯提高。本項目投資 14708 萬元，其中由企業(yè)自籌 30%，向銀行貸款70%。 全部投資內(nèi)部收益率為 %，全部投資投資回收期為 ，各項經(jīng)濟指標較好。項目用水：本項目年新水用量為 104t，按照永昌公司廠區(qū)總體規(guī)劃及實際水量裕量，利用現(xiàn)有水源和管網(wǎng)可以滿足要求。4 / 115公用設施：利用永昌公司廠區(qū)現(xiàn)有的公用設施和道路，不另外新建。 綜合技術(shù)經(jīng)濟指標項目綜合技術(shù)經(jīng)濟指標見表 11。表 11 綜合技術(shù)經(jīng)濟指標表序號 名 稱 單位 指標1 發(fā)電機組參數(shù) 汽機額定進汽壓力(絕壓) MPa （飽和蒸汽） 汽機額定進汽溫度 ℃ 201 額定汽機進汽量 t/h 83 排汽壓力 MPa 裝機容量 kW 150002 技術(shù)經(jīng)濟效益指標 廠自耗電率 % 10 機組利用小時數(shù) h/a 7500 年發(fā)電量 104kWh/a 11250 年供電量 104kWh/a 10125 年節(jié)約標煤 104t/a 年減排 CO2 104t/a 年減排 SO2 t/a 13193 投資概算、融資及經(jīng)濟分析 總投資 萬元 14708 自籌 % 30 銀行貸款 % 70 年發(fā)電收入 萬元 48605 / 115 全部投資內(nèi)部收益率 % 全部投資投資回收期 年 6 / 1152 發(fā)電規(guī)模與供電方案 發(fā)電規(guī)模根據(jù)永昌公司電爐煙氣余熱回收量，本工程擬采用 6 臺余熱鍋爐系統(tǒng)以及 1 臺 +QF152/ 凝汽式汽輪發(fā)電機組。7 臺鐵合金電爐同時運行時，回收的煙氣余熱共可產(chǎn)生 飽和蒸汽83t/h 進入汽輪機組發(fā)電，余熱電站裝機容量為 15MW。 供電方案余熱電站為永昌公司余熱回收再利用自備電站，屬于節(jié)能降耗和能源循環(huán)利用型項目，電站外供所有電量供電爐冶煉使用，可減少廠區(qū)全部外購電量的 10%左右。根據(jù)該電站的特點及建設規(guī)模，接入系統(tǒng)方案初步擬定為：發(fā)電機出口電壓采用 ，站內(nèi)設置發(fā)電機電壓母線（為單母線） ，發(fā)電機通過真空斷路器與母線相連接。 母線再通過一臺110/10kV、18000kVA 升壓變壓器經(jīng) 110kV 電纜聯(lián)絡線與云南保山永昌鉛鋅有限公司內(nèi)部 110kV 總降站 110kV 側(cè)連接，110kV 采用架空鋼芯鋁絞線接入。余熱電站啟動電源引接：由 110kV 聯(lián)絡線倒送電啟動。7 / 1153 廠址選擇 廠址選擇原則廠址選擇的主要原則為：（1） 節(jié)約用地，充分利用廠區(qū)原有場地。（2）有利于廠區(qū)合理布置和安全運行，滿足生產(chǎn)工藝要求，廠區(qū)布置緊湊合理，有利于安全生產(chǎn)運行。（3）有利于環(huán)境保護和生態(tài)，有利于保護風景區(qū)和文物古跡。 廠址選擇位置現(xiàn)狀 地點與地理位置永昌公司地處云南省保山市龍陵縣，東臨怒江與施甸相望，西與平達相接，南隔怒江與鎮(zhèn)康縣及緬甸毗鄰相通，北與怒江壩一水相依。礦區(qū)占地面積 30 平方公里。 廠址選擇永昌公司電爐余熱發(fā)電項目工程選址于永昌公司硅業(yè)分公司廠區(qū)的空地上，因本工程利用電爐煙氣余熱發(fā)電，為縮短煙氣管道和蒸汽管道距離減少散熱損失，充分利用廠區(qū)內(nèi)的現(xiàn)有公輔設施，不再進行廠址比選。廠址能滿足項目建設和生產(chǎn)運營的要求。本工程位于永昌公司硅業(yè)分公司廠區(qū)空地上。該區(qū)域地形平坦，現(xiàn)狀場地標高與總廠標高系統(tǒng)一致，因此本工程豎向設計仍采用平坡式。其工程地質(zhì)資料需要永昌公司提供，或者簽訂合同后由建設方進行詳細勘探。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》 （GB500112022） ，本工程建構(gòu)筑物抗震設防烈度為 8 度，設計基本地震加速度值為 。保山市地處云南省西部，位于東徑 98176。25′～100176。02′和北緯8 / 11524176。08′～25176。51′之間。東與大理州、臨滄地區(qū)接壤，北與怒江州、西與德宏州毗鄰，西北、正南同緬甸交界，國境線長 千米。國土面積 萬平方千米，其中：壩區(qū)占 %，山區(qū)占 %。市政府所在地隆陽區(qū)，距省會昆明市 593 千米，是滇西政治、經(jīng)濟、文化中心，也是歷代郡、府、司、署所在地。氣溫 最熱月平均氣溫 ℃最冷月平均氣溫 ℃年平均氣溫 ℃濕度 最熱月平均相對濕度 69 %最冷月平均相對濕度 72 %年平均相對濕度 70 %大氣壓力海拔 1300m 左右大氣壓力 86 kPa風向、風速年主導風向 S，SE最大風速 17 m/s平均風速 m/s降水量年平均降水量 1189 mm日最大降水量 103 mm 交通運輸永昌公司地處云南省保山市龍陵縣，東臨怒江與施甸相望，西與平達相接，南隔怒江與鎮(zhèn)康縣及緬甸毗鄰相通，北與怒江壩一水相依。礦區(qū)占地面積 30 平方公里。本工程位于永昌公司硅業(yè)分公司廠區(qū)內(nèi)部，廠區(qū)已建成完善的交9 / 115通系統(tǒng)，本工程對外交通運輸、出入口等采用廠區(qū)交通系統(tǒng)，在此不再贅述。本工程生產(chǎn)運輸為管道輸送方式。本工程將充分利用廠區(qū)道路及硬化場地，以滿足設備安裝、檢修及消防需要。目前電廠該類電站的大件設備運輸在鐵路和公路上都有成熟的經(jīng)驗，本工程大件設備如汽輪機和發(fā)電機本體等，可用汽車運輸至電廠。 電廠水源補給水水源為永昌公司廠區(qū)統(tǒng)一供給，分別供至循環(huán)水系統(tǒng)和工業(yè)水系統(tǒng)。本工程分別采用生活、消防獨立的供水系統(tǒng)，生活用水由永昌公司廠區(qū)現(xiàn)有生活給水管網(wǎng)統(tǒng)一供給。本工程位于永昌公司的廠區(qū)內(nèi)，屬于廠區(qū)的一部分，本工程界區(qū)內(nèi)消防與廠區(qū)內(nèi)的消防統(tǒng)一考慮，廠區(qū)內(nèi)設有完整的消防系統(tǒng)，所以，本工程內(nèi)不設消防水池、消防水泵及消防穩(wěn)壓系統(tǒng)。10 / 1154 技術(shù)方案 永昌公司電爐冶煉情況永昌公司電爐采用半封閉煙罩冶煉形式，煙氣處理仍采用傳統(tǒng)工藝：由電爐、半封閉集煙罩出來的高溫含塵煙氣，經(jīng)空氣冷卻器自然降溫后去除了火星和大顆粒粉塵，再進入布袋除塵器過濾下來煙氣中的細微粉塵，凈化后的氣體經(jīng)引風機、煙囪直接排入大氣。布袋除塵器濾袋內(nèi)的粉塵經(jīng)清灰、卸灰，由輸灰車送走統(tǒng)一處理。 永昌公司對余熱發(fā)電項目的要求在工業(yè)生產(chǎn)冶煉企業(yè)，冶煉生產(chǎn)是主業(yè)，余熱回收是副業(yè)。永昌公司對本余熱發(fā)電項目的技術(shù)方案要求如下：（1）必須結(jié)合電爐冶煉工藝生產(chǎn)特點進行余熱回收利用系統(tǒng)的設計，不能影響正常生產(chǎn)。（2）進布袋除塵器煙氣溫度控制在 150℃以上，防止布袋結(jié)露及引風機腐蝕。（3）高效利用余熱，投資合理。 煙氣余熱情況 煙氣余熱現(xiàn)狀永昌公司電爐高溫煙氣的流程是：電爐高溫煙氣→空氣冷卻器→布袋除塵器→引風機→煙囪→排入大氣。高溫煙氣在進入布袋除塵器之前需要冷卻到布袋濾袋承受溫度以下，采用空氣冷卻器的形式通過自然循環(huán)散熱，大部分熱量排放到周圍空氣中，即浪費了寶貴的余熱資源，又對周邊環(huán)境造成了熱污染。 煙氣余熱數(shù)據(jù)北京世紀源博公司對 2電爐和 4電爐分別進行了實地測量工作，采用畢托管和熱電偶等工具測量了煙氣的流量和溫度，其中一組測量數(shù)據(jù)如圖 442 、43 和 44 所示。11 / 11502022040000600008000010000012022022000016000018000020220014:08:2914:16:2914:26:2914:34:2914:42:2914:50:2915:02:2915:11:2915:23:2915:33:2915:42:2915:56:2916:12:2916:22:2916:33:2916:42:2916:52:2917:08:29圖 41 2電爐煙氣流量趨勢圖05010015020225030035040045050014:08:2914:16:2914:26:2914:34:2914:42:2914:50:2915:02:2915:11:2915:23:2915:33:2915:42:2915:56:2916:12:2916:22:2916:33:2916:42:2916:52:2917:08:29圖 42 2電爐煙氣溫度趨勢圖05000010000015000020220025000018:17:3118:22:3118:27:3118:31:3118:38:3118:47:3118:59:3119:04:3119:23:3119:49:3120:01:3120:11:3120:17:3120:36:3120:43:31圖 43 4電爐煙氣流量趨勢圖12 / 11505010015020225030035040045050018:17:3118:22:3118:27:3118:31:3118:38:3118:47:3118:59:3119:04:3119:23:3119:49:3120:01:3120:11:3120:17:3120:36:3120:43:31圖 44 4電爐煙氣溫度趨勢圖從圖上看出電爐煙氣的流量和溫度是波動的，這是由生產(chǎn)工藝的特點所決定。通過現(xiàn)場測量和觀察發(fā)現(xiàn)冶煉期間打開爐門進行加料、搗爐等操作時，由于煙氣管路負壓運行會吸入過多冷空氣，使煙氣溫度產(chǎn)生較大波動。另外，每臺鐵合金電爐在冶煉過程中，每隔 2 個小時會有 30~40 分鐘時間出鐵水，此時煙氣溫度和流量都會有不同程度的下降，有時溫度會從 500℃下降到 300℃，流量也有不同程度的下降，這個變化隨冶煉周期也呈現(xiàn)周期性波動。根據(jù)所有測量結(jié)果的統(tǒng)計和分析，12500kVA 電爐和 25000kVA電爐煙氣流量和溫度的算術(shù)平均值如下：（1）1和 2共 2 臺 12500kVA 硅鐵電爐可利用余熱量為：17104Nm3/h－400℃（2）3和 4共 2 臺 25000kVA 硅鐵電爐可利用余熱量為：28