【導(dǎo)讀】大行水泥股份有限公司。純低溫余熱發(fā)電工程。二0一一年八月八日。姓名專業(yè)職稱簽字。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人建材工程師。報(bào)告審核人機(jī)械高級(jí)工程師

　　

【正文】 站用輔機(jī)電壓： kV 站用照明電壓： 380 V/220V 操作電壓：交流或直流： 220 V 檢修照明電壓： 36 V/12V ② 站用電負(fù)荷及站用電率 站用電總裝機(jī)容量： 1650 kW 大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 28 站用電計(jì)算負(fù)荷： 1260 kW 電站年發(fā)電量： 1108810 4kWh 電站年自用電量： 77610 4 kWh 電站年供電量： 1031210 4 kWh 年 少購(gòu)電量： 1031210 4 kWh 站用電率： ％ ③ 直流系統(tǒng) 本電站直流負(fù)荷包括高壓開(kāi)關(guān)操作電源、保護(hù)電源、 緊急事故 直流油泵和事故照明。直流供電的電壓為 220V。 （ 2） 負(fù)荷情況及接入系統(tǒng) 擬建 18MW 余熱電站，在汽輪發(fā)電機(jī)廠房一側(cè)新建控制室。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過(guò)電纜接入總降 母線Ⅱ段，發(fā)電上網(wǎng)電量全部為自發(fā)自用電量，并網(wǎng)不上網(wǎng)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能全部用于工廠已有負(fù)荷。 （ 3） 過(guò)程控制 本余熱發(fā)電系統(tǒng)采用先進(jìn)、成熟的集散控制系統(tǒng)（ DCS）進(jìn)行控制、監(jiān)視，控制系統(tǒng)從功能上主要由兩部分組成： 現(xiàn)場(chǎng)控制 站和中央控制室操作站。 現(xiàn)場(chǎng)控制站控制器采用冗余方式，兩臺(tái)控制器實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換，保證系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，并通過(guò)預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行順序控制和過(guò)程控制?，F(xiàn)場(chǎng)的各種工藝參數(shù)通過(guò)智能傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送到中央控制室，由 DCS 進(jìn)行分析并在 CRT 上顯示 。 中控操作方式為微機(jī)操作，操作人員可通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)發(fā)出指令控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的起停、調(diào)整各路廢氣擋板，汽水閥門的開(kāi)度等，使整個(gè)系統(tǒng)適應(yīng)工況變化，自控系統(tǒng)能根據(jù)有關(guān)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量、汽、水等系統(tǒng)的平大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 29 衡，能按指令自動(dòng)完成發(fā)電機(jī)的同期投入，并設(shè)完善的報(bào)警和保護(hù) 程序，使整個(gè)工藝流程能長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)記錄、打印各種工藝參數(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)，本系統(tǒng)可與水泥生產(chǎn)系統(tǒng)間時(shí)進(jìn)行信息交流。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量： 18MW 發(fā)電機(jī)的額定電壓： 頻率： 50Hz 功率因數(shù)： 滯后 站用負(fù)荷： 1260kW 建筑設(shè)計(jì) （ 1） 建筑構(gòu)造 本工程主要生產(chǎn)車間為汽輪機(jī)房，汽輪機(jī)房為兩層框架結(jié)構(gòu)，其主要建筑做法如下： 屋面 ： 廠區(qū)生產(chǎn)車間及生產(chǎn)輔助建筑均為無(wú)組織排水，鋼筋混凝土屋面采用 SBS 橡膠卷材防水；小面積鋼筋混凝土屋面，采用剛性防水。壓型鋼板屋面排水坡度 10%。 屋面采用架空隔熱板隔熱 。 墻面 ： 框架填充墻采用空心磚砌塊，磚墻內(nèi)外均用水泥砂漿抹面。 地、樓面 ： 底層采用混凝土地面，水泥砂漿樓面。控制室、電房等要求較潔凈的房間，采用地磚地面。 門、窗 ： 生產(chǎn)車間均采用 PVC 塑料門窗 ； 輔助生產(chǎn)車間（如控制室、電房等）采用 PVC 門窗 ； 有防 火要求的房間按規(guī)定等級(jí)采用防火門窗。 （ 2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)工程 ： 本工程對(duì)荷載較小的一般建、構(gòu)筑物，可以考慮以上部粘土為天然地基基礎(chǔ)持力層。荷載較大的建、構(gòu)筑物，可考慮采用樁基礎(chǔ)，以下部風(fēng)化灰?guī)r為樁基礎(chǔ)持力層。 大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 30 建筑物 ： 汽輪機(jī)房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。 給水排水 （ 1） 設(shè)計(jì)范圍及原則 新建余熱發(fā)電系統(tǒng) PH 及 AQC 鍋爐輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)，汽輪機(jī)房凝汽器和輔機(jī)設(shè)備循環(huán)冷卻水，化學(xué)水處理及凝汽器補(bǔ)給水，生產(chǎn)消防給水等。 設(shè)計(jì)原則為“系統(tǒng)安全可靠、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理”，與工廠管理要求一致，并保持環(huán)境協(xié)調(diào)。 （ 2） 水源 供水水源來(lái)自距廠區(qū) 4km 的長(zhǎng)江，依托碼頭設(shè)置取水泵站，通過(guò) 2 DN400 輸水管線，將原水輸送至廠區(qū) 2 400m3/h 給水處理裝置，原水凈化處理后經(jīng)二級(jí)泵房加壓供廠區(qū)熟料線及余熱發(fā)電系統(tǒng)生產(chǎn)、生活用水； 18MW 余熱發(fā)電系統(tǒng)耗水量約 170m3/h（包括冷卻水補(bǔ)充水及化學(xué)水補(bǔ)充水量），日消耗水量約 4080m3/d。 （ 3） 生產(chǎn)給水 生產(chǎn)給水 系統(tǒng)主要由鍋爐給水 系統(tǒng) 、 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) 和 化學(xué)水處理系統(tǒng) 三大部分組成。 1） 鍋爐給水 系統(tǒng) 鍋爐給水由給水泵升壓后進(jìn)入 AQC 鍋爐省煤器段加熱，省煤器出水分為三部分，分別 進(jìn)入 AQC 爐汽包、 PH 爐汽包和閃蒸器。 PH 鍋爐和 AQC 鍋爐給水經(jīng)蒸發(fā)和過(guò)熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽 (即汽輪機(jī)的主蒸汽 )，兩股蒸汽匯合后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹作功； AQC 鍋爐省煤器一部分出水作為閃蒸器的給水，閃蒸汽作為汽輪機(jī)的輔助蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，將蒸汽所含的熱能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能。 蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹至很低的壓力后，在真空狀態(tài)下經(jīng)冷凝器冷凝大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 31 成水，然后由冷凝水泵升至常壓，與閃蒸器出水匯合，經(jīng)鍋爐給水泵升壓，重新回到 AQC 鍋爐省煤器，從而完成熱力循環(huán)。 該水系統(tǒng)處于密閉運(yùn)行狀態(tài)，水量除少量的排污外均為重復(fù)利用。 2） 循環(huán)冷 卻水系統(tǒng) 機(jī)組的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水泵、冷卻塔、循環(huán)水池及循環(huán)水管網(wǎng)。該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)冷卻水泵自循環(huán)水池抽水送至各生產(chǎn)車間供生產(chǎn)設(shè)備冷卻用水，冷卻過(guò)設(shè)備的水（循環(huán)回水）利用管網(wǎng)的余壓送至冷卻塔降溫，再進(jìn)入循環(huán)水池，供循環(huán)水泵繼續(xù)循環(huán)使用。為確保該系統(tǒng)良好、穩(wěn)定的運(yùn)行，系統(tǒng)中設(shè)置了加藥和旁濾設(shè)備。 蒸汽冷凝時(shí)放出大量熱，必須要有大流量的冷卻水帶走，為解決冷卻水本身的溫度升高，設(shè)置冷卻塔對(duì)其進(jìn)行冷卻，水系統(tǒng)為循環(huán)運(yùn)行，為保證循環(huán)水質(zhì)，需投加相應(yīng)的除垢劑和防腐劑。 系統(tǒng)的循環(huán)水量為 7800t/h，考慮系 統(tǒng)的蒸發(fā)和排污，補(bǔ)充水量取循環(huán)水量的 2%，補(bǔ)充水來(lái)自生活給水管網(wǎng)。 3） 化學(xué)水處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用一級(jí)陰陽(yáng)離子樹(shù)脂交換處理，工藝流程為：原水→原水箱→原水泵→過(guò)濾水箱→水泵→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→純水（除鹽水）→純水箱→給水泵→熱力系統(tǒng)。純水經(jīng)鍋爐補(bǔ)給水泵進(jìn)入鍋爐給水系統(tǒng)。 （ 4） 消防給水 水泥生產(chǎn)線消防給水系統(tǒng)是一套完整高效的消防系統(tǒng)，由生活、消防水池、消防水泵、生活、消防給水管網(wǎng)及室內(nèi)、室外消火栓所構(gòu)成，余熱發(fā)電將納入全廠統(tǒng)一管理。 余熱電站總消防水量為 25l/s，其中室內(nèi)消防用水量為 10l/s， 室外消防用水量為 15l/s；室內(nèi)最高點(diǎn)處消火栓所需供水壓力約為大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 32 ；水泥生產(chǎn)線消防水量為 50l/s，水壓不小于 ；消防用水及消防設(shè)施可以滿足余熱發(fā)電項(xiàng)目的需要。 （ 5） 主要給水構(gòu)筑物和設(shè)備 工業(yè)用逆流式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔。 （ 6） 排水系統(tǒng) 項(xiàng)目無(wú)新建生活設(shè)施，僅在汽輪機(jī)車間內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置洗手池。 生產(chǎn)水系統(tǒng)無(wú)直接排水，大 部分 水均進(jìn)行 回收 和循環(huán) 利用 ，僅有鍋爐和冷卻系統(tǒng)的少量不定期排污， 不造成污染。 雨水采用道路邊溝排放，匯入廠區(qū)雨水溝。 主要原材料、燃料供應(yīng) 本項(xiàng)目為利用余熱 進(jìn)行發(fā)電，所需主要“原材料”即為熟料生產(chǎn)的余熱；其他輔助材料為發(fā)電調(diào)節(jié)水質(zhì)所用的化學(xué)藥品，用量不大。 （ 1）主要原燃材料 —— 熟料生產(chǎn)余熱資源 水泥熟料生產(chǎn)的特點(diǎn)，一方面是消耗相當(dāng)數(shù)量的能源，另一方面又有大量的廢氣余熱被排入大氣。目前我國(guó)新型干法工藝中窯尾 5 級(jí)預(yù)熱器排出的廢氣溫度一般在 320～ 350℃之間，窯頭篦冷機(jī)余風(fēng)排出的溫度一般為 300℃左右。純低溫余熱發(fā)電技術(shù)就是利用中低溫的廢氣產(chǎn)生低品位的蒸汽，由此推動(dòng)低參數(shù)的汽輪機(jī)組做功發(fā)電。目前先進(jìn)的新型干法工藝，單位熟料燒成熱耗在 2900～ 3300kJ/kg， 根據(jù)熱工標(biāo)定，熟料形成熱約占 42%，出冷卻機(jī)熟料和預(yù)熱器飛灰?guī)ё叩臒崃考s占 5%，系統(tǒng)表面散熱約占 13%，預(yù)熱器廢氣和冷卻機(jī)廢氣帶走的熱量約為 33%，其他熱損失為 7%。純低溫余熱發(fā)電就是利用這 33%左右的預(yù)熱器和篦冷機(jī)排出的廢氣來(lái)發(fā)電，以節(jié)約能源，降低成本，保護(hù)環(huán)境。 本工程系利用 2 4500t/d 熟料生產(chǎn)線窯尾預(yù)熱器及窯頭熟料冷卻機(jī)廢氣余熱聯(lián)合生產(chǎn)低壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)行發(fā)電，是典型純低溫余熱發(fā)電的大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 33 節(jié)能工程。 （ 2）輔助材料 —— 化學(xué)藥品供應(yīng) 藥品用途及用量表 序號(hào) 藥品名稱 用 途 年用量（ t） 1 磷酸三鈉 Na3PO4 12H2O 鍋爐給水阻垢 2 聯(lián)氨 N2H4 H2O 鍋爐給水除氧 3 嗎啉 C4H9NO 鍋爐給水 PH 值調(diào)節(jié) 4 HEDP 冷卻水防腐及防結(jié)垢 5 ClO2 冷卻水粘性控制 6 35%HCl 純水制取再生藥品 7 48%NaOH 純水制取再生藥品 對(duì)能源消費(fèi)和利用的影響 大行 水泥股份有限公司 18MW 純低溫余熱發(fā)電工程余熱發(fā)電裝置擬引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)水平的日本川崎公司余熱鍋爐核心技術(shù)和較先進(jìn)的熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)綜合熱 回收效率可達(dá)到較高水平 ， 在不影響水泥熟料生產(chǎn)線的前提下，最大 程度 地利用 了 熟料生產(chǎn)線的余熱，將現(xiàn)有的廢熱資源最大 程度 地轉(zhuǎn)換為電能。 結(jié)論： 本工程 生產(chǎn)工藝選擇合理、技術(shù) 成熟、 先進(jìn)可行 。經(jīng) 計(jì)算，本水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率達(dá)到 %， 符合 《水泥工廠余熱發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB505882020）要求的余熱發(fā)電指標(biāo)。 項(xiàng)目工藝處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。 泥工廠余熱發(fā)電設(shè)計(jì)規(guī)范余熱發(fā)電指標(biāo) 指標(biāo) 生產(chǎn)線規(guī)模 余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率 （ %） 站用電率 （ %） 相對(duì)于窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率 （ %） 2020t/d～ 4000t/d ≥ ≤ 9 ≥ 95 4000t/d 及以上 ≥ ≤ 8 ≥ 95 備注：本項(xiàng)目余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率為 %，站用電率為 7%，相大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 34 對(duì)于窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率為 %。均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn) 指標(biāo) 。 水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)熱效率 = 系統(tǒng) 轉(zhuǎn)化電能 /水泥窯 廢氣余熱總量 = 11088 萬(wàn) kWh 3600/1807455168000 萬(wàn) kJ/a = % 相對(duì)于窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率 = 發(fā)電 系統(tǒng)年運(yùn)行時(shí)間 /水泥窯年運(yùn)行時(shí)間 = 7200h/7440h = % 主要 耗能 工序 、耗能設(shè)備 及其能耗指標(biāo) 和能效水平 主要 耗能工 序 根據(jù)《可研報(bào)告》 技術(shù)方案 ，本項(xiàng)目主要 耗能 工序 為生產(chǎn) 給水 、粉塵處理 和照明系統(tǒng)。 工序能耗指標(biāo)和能效水平 工序 能耗指標(biāo) 計(jì)算 見(jiàn)下表： 廠用電量 計(jì)算 表 序 號(hào) 名 稱 運(yùn)行 臺(tái)數(shù) 總裝機(jī) 功率（ KW） 運(yùn)行時(shí)間（ h） 計(jì)算有功電耗（ 萬(wàn)kWh） 計(jì)算無(wú)功電耗（萬(wàn)kvah） 年耗電量 （萬(wàn) kWh） 1 生產(chǎn)用電設(shè)備 冷卻塔水泵 1臺(tái) 250 7200 鍋爐給水泵 1臺(tái) 110 7200 冷卻塔風(fēng)機(jī) 2臺(tái) 264 7200 凝結(jié)水泵 1臺(tái) 37 7200 真空泵 1臺(tái) 37 7200 鍋爐循環(huán)水泵 4臺(tái) 360 7200 大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 35 序 號(hào) 名 稱 運(yùn)行 臺(tái)數(shù) 總裝機(jī) 功率（ KW） 運(yùn)行時(shí)間（ h） 計(jì)算有功電耗（ 萬(wàn)kWh） 計(jì)算無(wú)功電耗（萬(wàn)kvah） 年耗電量 （萬(wàn) kWh） 拉鏈機(jī) 2臺(tái) 30 7200 拉鏈機(jī) 2臺(tái) 37 7200 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 2臺(tái) 15 7200 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 2臺(tái) 22 7200 其他耗電 設(shè)備 69 7200 小計(jì) 1227 2 照明 500燈 50 3600 合計(jì) 1277 計(jì)算公式： 總裝機(jī) 功率 =配套電機(jī)功率設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù) 計(jì)算有功電耗 =總裝機(jī) 功率 有功 負(fù)荷系數(shù)（取 ） 運(yùn)行時(shí)間 計(jì)算無(wú)功電耗 =總裝機(jī) 功率 無(wú)功負(fù) 荷系數(shù)（取 ） 運(yùn)行時(shí)間 年耗電量 =計(jì)算有功電耗 +計(jì)算無(wú)功電耗 分析： 本項(xiàng)目生產(chǎn)給水系統(tǒng)年耗電量為 萬(wàn) kWh； 粉塵處理系統(tǒng)年耗電量為 萬(wàn) kWh； 照明系統(tǒng)年耗電量為 萬(wàn) kWh； 電站自用電量為 萬(wàn) kWh/a，占發(fā)電量的 7%。 結(jié)論： 經(jīng)計(jì)算，項(xiàng)目站用電率為 7%，低于 8%的限值標(biāo)準(zhǔn)，表明項(xiàng)目工藝能耗較低，能效水平較高。 主要耗能設(shè)備 各用能系統(tǒng)系統(tǒng)主要耗能設(shè)備情況見(jiàn)前表 23“生產(chǎn)用能系統(tǒng)主要耗大行 水泥股份有限公司純低溫余熱發(fā)電工程 能評(píng)報(bào)告 36 能設(shè)備表”。 經(jīng) 查， 項(xiàng)目所選擇的設(shè)備均 不屬于 《淘汰落后生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品的目錄》 （ 第一批 、第二批、第三批）和 《高耗