330mw供热机组乏汽余热回收利用可行性论证报告.doc
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1、 XXXX发电有限公司XX热电厂330MW供热机组乏汽余热回收利用项目可行性研究报告XX电力科学研究院二一二年五月目 录1 概述31.1 项目概况31.2 编制依据41.3 工作简要过程51.4 工作组织52 热负荷分析72.1热负荷现状分析72.2 供热可靠性82.3 电厂水质分析83 厂址条件103.1 厂址概述103.2 水文及气象条件123.3 电厂水源134汽轮机乏汽冷凝热回收方案比较144.1 各种汽轮机排汽冷凝热利用方案分析144.2吸收式热泵回收汽轮机排汽冷凝热改造方案175 装机方案195.1技术方案分析195.2余热回收方案215.3 主要工艺系统235.4 电气部分245
2、.5 热泵站房布置265.6 建筑结构部分275.7 热工自动化部分285.8采暖通风及空调285.9 消防系统326 环境影响分析336.1 环境保护设计依据336.2 采用的环境保护标准336.3 环境影响分析及防治措施336.4 环境效益分析347 劳动安全与职业卫生357.1 劳动安全357.2 职业卫生368 项目实施的条件和建设进度398.1 项目实施的条件398.2 项目实施的进度419 主要设备清册4210工程投资估算及经济效益分析4510.1工程投资估算4510.2 一期投资经济效益分析4610.3 二期投资经济效益分析4911 结论51昌吉三期电厂330MW空冷供热机组乏汽
3、余热回收利用项目 (初)可行性研究报告551 概述1.1 项目概况 XXXX发电有限公司XX热电厂位于XX北疆电网的乌昌负荷中心,是乌昌负荷中心的主力电源之一,同时也是乌昌城网中的一座重要热电厂。该热电厂2330MW投产后,不仅可满足乌鲁木齐市、米东区和XX州及北疆地区的国民经济和社会发展对电力的需求,在北疆地区做到就地平衡。同时该工程的建设有利于加强受端网架及加强北疆电网结构,对提高乌鲁木齐核心电网的供电安全和供电质量具有重要意义。 XXXX发电有限公司XX热电厂装机为2330MW燃煤亚临界直接空冷供热式汽轮发电机组,配21180t/h亚临界、自然循环、一次中间再热、固态排渣、煤粉锅炉,以及
4、相应的生产辅助、附属设施。一期工程于2009年10月开工建设,2011年11月第一台机组投产发电并开始带供热,2011年12月第二台机组投产发电。采暖抽汽参数定为0.43MPa(a),248,汽源来自1、2号汽轮机5段抽汽,每台机组额定采暖抽汽量370 t/h。采暖供热方式为:由汽轮机抽出的加热蒸汽送至厂内的热网首站,经热交换后,加热蒸汽的凝结水通过热网疏水泵输送回主厂房汽水系统。热网首站的外网(热水管网)采用软化水做为采暖热负荷的供热介质,经加热蒸汽加热后的高温水经厂外热网送至各小区的换热站,经热交换后,将换热后95的低温水经小区内热网送至热用户。现XX热电厂2330MW机组是XX市供热的主
5、要热源之一,目前接带的供热面积共约为170万m2,预计到2012年达到650万m2,到2013年达到800万m2。随着XX市的发展,集中供热的面积将逐渐增加,XX三期将承担越来越重大的供热压力。从机组设计五段抽汽量、热网设备设计参数看,XX电厂供热能力虽未达到饱和。但由于缺乏备用热源,集中供热工作存在很大安全隐患,若XX热电厂机组设备稍有闪失,即可能造成大面积停暖事故,都将对居民正常采暖产生巨大安全威胁与恶劣的社会影响。近年来,随着社会的日益发展与进步,国家对资源节约、环境保护、能源的综合利用等方面的要求逐步提高。中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要提出了“十二五”期间单位国内
6、生产总值能源消耗降低16%,单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%。这是贯彻落实科学发展观,构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是提高人民生活质量,维护中华民族长远利益的必然要求。火电厂低温乏汽的能量约占电厂耗能总量的30%以上,充分利用这部分能量可以为XX热电厂利用2330MW供热机组进一步拓展供热市场的提供支持,同时也能增加电厂的供热安全裕量,对企业发展的是一个良好机遇。因此本项目的实施不仅会使XX热电厂节能减排目标责任的履行情况得到进一步的保证,更会对企业的可持续发展产生积极影响和促进作用。本项目将利用X
7、X电厂现有厂区内的场地,分两期进行供热机组的乏汽余热回收,一期安装341.01MW的热泵,回收现有一台330MW供热机组部分乏汽余热49.36MW,可增加供热面积约82万m2,满足规划供热面积450万m2的需求,二期安装542.50MW的热泵,回收现有剩余乏汽余热85.26MW,可新增供热面积约142万m2,满足规划供热面积1200万m2的需求。通过两期工程实现乏汽余热回收并用于供热,提高现有机组的供热能力和经济性。1.2 编制依据本项目可行性研究报告的编制依据下列文件和资料开展工作:中华人民共和国能源法(征求意见稿); 国家发展改革委员会有关产业政策、节能政策和法规;采暖与通风空气调节设计规
8、范GB50019-2003;建筑设计防火规范GB50016-2006;蒸汽、热水型溴化锂吸收式制冷机; 溴化锂吸收式制冷机安全规范; 工业金属管道工程施工及验收规范GB502532010; 工业金属管道工程施工质量验收规范GB501842011; 现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB502362011; 建设单位提供的经确认的其它资料1.3 工作简要过程我院受建设单位的委托,开展XX热电厂330MW供热机组乏汽余热回收利用项目可行性研究工作。为保证本项工作的顺利开展,我院结合本项目情况,组成项目组,项目组成员主要包括:主管总工程师、项目经理、专业主管和专业主设人等。为进一步了解现场实际情况,
9、与建设单位有关人员沟通主要设计原则和思路,我院有关专业人员多次赴XX电厂进行现场调查,进一步落实项目建设的外部条件。现场调查中,我们重点踏勘了厂区、空冷系统、热力系统等;与建设单位有关人员就本项目的设计原则和思路交换了意见。1.4 工作组织本可行性研究报告由XX电力科学研究院负责编制,参加本报告编制的人员包括:主管总工程师、项目经理、专业主管和专业主设人等,具体为:主管总工程师: 项 目 经 理: 专业主管和专业主设人见表1.4-1。参加本报告编、校人员表1.4-1序号专 业专 业 主 管主要设计人1热 机2电气一次3电气二次4照 明5通 讯6结 构7建 筑8总 交9暖 通10水工结构11供
10、水12给 排 水13热 控14环 保15技 经16工程地质17水文气象2 热负荷分析2.1热负荷现状分析 本项目供热范围包括XX市中山西路以南、石河子路以北、三屯河东干渠以东、长宁路以西地区和乌伊东路以北、中山东路以南、绿洲北路以东、河滩北路以西地区。供热范围内2005 年现状建筑面积为214 万m2、2010 年建筑面积将达到621万m2、2020 年建筑面积将达到1231万m2。目前XX热电三期接待的面积约为376万平方米,其中供热首站接带约170万m2,其他206万m2由换热站热水炉接带,到2012年下半年,该部分热水炉接带面积将由热电厂首站直供。同时,热电厂正积极拓展市场,保守估计20
11、12年下半年接带450万m2,2013年接带面积达到800万m2,2014年接带面积达到1200万m2。 XX市现状建筑的综合热指标为84W/m2。根据城市热力网设计规范 GJJ342002及XX市城乡建设委员会于2004年发布了文件昌市建发(2004)99 号转发自治区建设厅关于进一步加强节能建筑外墙外保温体系质量监督管理的通知,并考虑供热系统由于监控水平不高会存在局部水利失调现象,在留有余地的前提下确定新建居住建筑热指标45W/m2,其他公共建筑热指标取70W/m2,依据各类建筑所占比例,计算出规划建筑综合采暖热指标为55W/m2。 XX市冬季采暖期按室外环境温度+5为计算期,从当年10月
12、25日供热至次年4月15日,采暖期约173天。采暖期室外平均温度-9.5,室外采暖设计温度-25。本项目采暖供热面积在2010年为620.7万m2,其最大热负荷为403.41MW,近期2011年两台机组投产时最大热负荷为491MW,2015 年(中期)总热负荷约为570MW,远期2020年XXXX新热电厂供热区域中每平米采暖供热面积最大热负荷约为60W,其最大热负荷为738.82MW。 近期2011年供热最大热负荷:491MW 近期2011年供热平均热负荷:491(18+9.5)/(18+25)=314.1MW 近期2011年供热最小热负荷:491(18-5)/(18+25)=148.4MW
13、近期2011年采暖最大负荷利用小时为:17324(18+9.5)/(18+25)=2655.3h 近期2011年采暖供热量:Q=314.110636004152/109=469.5万GJ 远期每平米采暖供热面积最大热负荷:738.82106/(1230.54104)=60W 远期供热平均热负荷:1230.5410460(18+9.5)/(18+25)=472.18MW 远期供热最小热负荷:1230.5410460(18-5)/(18+25)=223.21MW 远期采暖最大负荷利用小时为:17324(18+9.5)/(18+25)=2655.3h 远期年采暖供热量:Q=472.181063600
14、4152/109=705.77万GJ2.2 供热可靠性本项目由于利用汽轮机低压缸排汽作为第一类溴化锂吸收式热泵的低温热源,汽轮机的五段抽汽为第一类溴化锂吸收式热泵的驱动汽源,为了提高本项目的可靠性,无论是作为驱动汽源的五段抽汽还是作为低温热源的汽轮机乏汽,均与1号机组和2号机组相连,两台机组互为备用。因此本330MW空冷机组乏汽余热回收利用项目提高了XX电厂的供热可靠性。2.3 电厂水质分析图2-1 热网循环水试验单XX热电厂的热网水补水主要是由化学软化水箱来的补充水,不含钙、镁离子,同时,由于是新建热网,运行时间短,一次网水质较好。根据热网日常监测水质报告,热网循环水的浊度和硬度等符合标准要
15、求。经与热泵厂家联系,该厂的水质较好,对余热回收系统及热泵本体不存在影响。电厂热网循环水水质报告单如图2-1所示。3 厂址条件3.1 厂址概述3.1.1 厂址地理位置XX市城区位于乌鲁木齐市以西,准噶尔盆地南沿,距乌鲁木齐市中心36公里,是自治区首府乌鲁木齐通往北疆各地的交通要道,位于东经8716308721之间,北纬435730440230之间。厂址地处XX市辖区,位于XX市区以北约3km,XX市至友丰四队X121道路东侧50米处。厂址所在位置可利用面积约70公顷,南北长900米,东西长800米。厂址以东南4km为第二污水厂,地处东经8719.82,北纬4403.91。厂址地势平坦开阔,东南
16、高西北低,地面自然坡度约0.6%,厂址地面高程为540米(1956年黄海高程系)。厂址土地为XX市城市建设预留地,本期厂区用地19.65公顷,东西最大宽600米,南北最大长400米,厂址有少量拆迁,贮灰场用地9.7公顷。3.1.2 工程场地概述场地广泛分布第四系上更新统冲、洪积堆积物,主要由粉土及碎(砾)石土组成。地表有盐渍化现象,地下水最高水位埋深在6.43-11m左右;地基土在水平和垂直方向上分布不均匀,地基土:粉土fak =140220kpa,砂、砾石fak =200300kpa。不满足主要建(构)筑物对天然地基的要求,需对其进行人工地基处理方式。3.1.3 厂址自然条件3.1.3.1
17、工程地质拟定厂址地处XX市辖区,该场地位于XX市滨湖乡,区域地貌环境位于头屯河冲洪积扇中部,地势由南向北倾斜,南高北低,坡度不大。场地地形平坦、开阔,地面自然坡度约为5,地貌形态单一,属头屯河阶地,海拔高程约537539m。场地地层主要由第四系山前冲、洪积物、湖积物交错沉积组成。3.1.3.2地质 依据岩土工程勘察规范(GB 500212001),本工程重要性等级按一级考虑,场地为中等复杂场地,地基为中等复杂地基,综合以上因素确定本工程岩土勘察等级为甲级。厂区场地内没有全新世活断层通过,厂区附近不存在有威胁的地质构造,较适宜进行工程建设。拟建厂区场地地形平坦,开阔,地层结构较为复杂,不会发生滑
18、坡、崩塌,泥石流地面沉降,震陷等破坏性危害。场地内未见采空区或洞穴等不利地段。3.1.4 交通运输3.1.4.1 铁路运输XX州境内有两条铁路线通过:兰(州)新(疆)铁路线西段和乌(鲁木齐)甘(河子)铁路。兰新铁路线西段,为国家铁路,东起乌鲁木齐与兰新铁路相接,途经XX市、石河子市、奎屯市、博乐市,西至阿拉山口口岸,是北疆地区的交通大动脉。在XX州境内设有XX火车站和军户火车站。XX火车站为四等客货站,现有4股道,最大有效长911米,最小有效长875米,正线有效长887米。另有2股货物线,最大有效长150米。军户火车站为四等客货站,现有3股道,最大有效长911米,最小有效长874米,正线有效长
19、874米。该车站为榆树沟厂址的接轨站及编组站,经实地考察,具备改扩建的条件。3.1.4.2 公路运输XX州主要公路干线长达2000余km,具备强大的运输能力。312、216两条国道、吐乌大高等级公路、乌奎高速公路及其它省、县乡道路,将全州八县市相连。州府距乌鲁木齐国际机场、乌鲁木齐火车西站、北站均在18km以内,形成了公路、铁路、航空立体交通网。全州主要公路干线长达2000余km,具备强大的运输能力。312国道:东起上海市,西至霍尔果斯口岸。其中乌鲁木齐市至伊宁市段,亦称乌伊公路,是北疆的经济大动脉。乌鲁木齐至XX段为一级公路,路面宽24米;216国道:南起乌鲁木齐市,北至阿勒泰地区布尔津县,
20、二级公路,路面宽9米。硫磺沟矿区公路:南起硫磺沟矿区,北至头屯河镇(八一钢铁厂),通过八一钢铁厂进厂公路向东北方向与312国道相接,三级公路,路面宽9米。本工程依托道路为312国道、216国道、硫磺沟矿区公路、县道X121。3.2 水文及气象条件XXXXXX新热电厂址位于位于XX市北郊,地处天山北麓平原地区,准葛尔盆地南缘,为温带大陆性干旱气候。其主要气候特点:冬冷夏热,气温年较差、日较差大,春、秋温度变化剧烈。降水较少,年际变化不大。春、夏多大风,冬季多阴雾天气,冻土深厚。XX气象站近10年全年主导风向为西南风SW,频率为9.1%。根据空冷气象资料在新建的厂址的40米高度,气温24、25、2
21、6,平均风速3m/s、4m/s、5m/s、6m/s时的主以西北偏西风(WNW)为主。XX市气象站地理参数气象站地理坐标:北纬4401,东经8726,海拔高度577.5米,气象站位于市区人口密集区,周围多为楼房建筑。拟选场地与XX市气象站的直线距离约3km左右,两地海拔高差100m左右。电厂在厂址区域内设立了空冷气象观测,并进行了一年的气象观测,空冷气象站观测资料用于空冷系统设计中并对气象站资料进行了修正。根据XX气象站主要气象特征参数:以下为XX气象站近52年(资料年代:19562007年)主要气象参数如下:资料年代:19562007年年平均气温: 7.1年极端最高气温: 43.5(2004年
22、07月14日)年极端最低气温: -37.7(1966年12月20日)年平均降水量: 238.2mm最大一日降水量: 58.4mm(2003年7月13日)最长降水连续日数: 12天(2002年1月9日-1月20日)年最大降水量: 291.3mm(1999年)年平均蒸发量: 1750.7mm(小型蒸发器)年最大蒸发量: 2165.8mm(1965年)年平均气压: 952.8hpa年平均相对湿度: 61%年最小相对湿度: 0(1982年8月20日、1989年3月30日)最大冻土厚度: 超过150cm(1969年2、3、4月出现59天)年平均风速: 1.9m/s(10分钟) 年主导风向: 西南风(SW
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