抽凝机组改背压机技改工程设计方案样本.doc

2号机组节能技改工程

方案设计

***院
二〇〇九年七月

2号机组节能技改工程

方案设计
工程编号：***
工程规模：1×3MW

院 长
：

分管副院长
：

院总工程师
：

院分管副总工程师
：

项目责任人
：

***院
二〇〇九年七月

*2号机组节能技改工程

方案设计
工程编号：***
工程规模：1×3MW

电厂所所长
：

电厂所总工程师
：

项目责任人
：

***院
二〇〇九年七月

目 录
1概述………………………………………………………………………… 1
1.1企业概况…………………………………………………………………1
1.2工程概况…………………………………………………………………1
1.3设计依据………………………………………………………………………2
1.4设计标准………………………………………………………………………2
2热负荷及装机方案…………………………………………………………4
2.1热负荷……………………………………………………………………4
2.2装机方案…………………………………………………………………5
3厂址条件……………………………………………………………………6
3.1地形………………………………………………………………………6
3.2气象…………………………………………………………………………6
3.3工程地质、水文地质……………………………………………………7
3.4抗震设防烈度…………………………………………………………9
4电力系统…………………………………………………………………10
5改造方案……………………………………………………………………11
5.1热力系统…………………………………………………………………11
5.2主厂房部署……………………………………………………………12
5.3电气部分………………………………………………………………12
5.4热控部分………………………………………………………………14
5.5土建部分………………………………………………………………17
6投资估算………………………………………………………………20
6.1设计依据…………………………………………………………………20
6.2编制标准及依据………………………………………………………20
6.3说明………………………………………………………………………21

附件：
附件一：#2机组节能技改工程方案及施工图设计委托书
附件二：机电设备目录
附件三：附图

1 概述

1.1 企业概况
***厂始建于1987年，在***号，***市工业区中心，是***市唯一热电联产企业。该企业专业生产热力和电力两种产品，供给着**市市区及经济开发区60多家企机关生产、生活用蒸汽，属国有中一型企业，现有职员***人，其中高中级工程技术人员近***人。企业资产总值***万元，固定资产原值***万元，是安徽省百家节能关键企业之一。

1.2 工程概况
***厂是***市唯一热电联产企业，负担着***市工业及民用热负荷供给，现在已形成北线、南线及安兴彩色化纤专线等3条主干供热管网。平均热负荷为50t/h，冬季最大热负荷为80t/h，以工业热负荷为主。在冬季供热高峰期时，常启用减温减压器以满足用户用热需求。
现在,电厂装机规模为四炉三机，2台无锡锅炉厂生产35t/h中温中压抛煤机链条炉和2台北京锅炉厂生产75t/h中温中压循环流化床锅炉；2台武汉汽轮机厂生产12MW凝改抽汽轮发电机组和1台青岛汽轮机厂生产C12-3.43/0.98型抽凝机组；并配置了30t/h(2.8MPa)、80t/h(0.981MPa)减温减压器各一台。
本工程建设关键内容有：将现# 2机拆除，在# 2机基础上新建1×B3-3.43/0.981背压式汽轮发电机组及其辅助设施。

1.3 设计依据
1.3.1 《***厂# 2机组节能技改工程可行性研究汇报》，4月。
1.3.2 《***厂# 2机组节能技改工程可行性研究汇报》审查、批复意见。
1.3.3 ***厂提供相关设计基础资料。
1.3.4 和本工程相关汽机、发电机设计技术资料。
1.3.5 《火力发电厂初步设计文件内容深度要求》（DLGJ9-92）及国家、电力行业颁发相关规程、规范、技术标准。
1.3.6 本工程《地质勘测汇报》。
1.3.7 我院和***厂就本期工程技改内容、范围、关键技术标准讨论形成会议纪要。
1.3.8 我院和***厂签署本期工程设计协议。

1.4 设计标准
1.4.1 热机部分：在原有# 2机位置上新建1台3MW背压机组。主蒸汽及排汽等热力系统和现有系统合理对接。
1.4.2 电气部分：发电出口电压6.3KV；电气综合自动化；35KV接入系统。
1.4.3 热控部分：新建3MW背压机采取DCS；控制室和#3机共用。
1.4.4 土建部分：对现有# 2机基础进行改造，对主变基础进行改造。
1.4.5 对外供热管道接至***厂指定厂区内供热专线。

2 热负荷及装机方案

2.1 热负荷
依据《***厂# 2机组节能技改工程可行性研究汇报》提供热负荷资料，现有和近期发展热负荷统计见下表：

***厂-供热汇总表
名 称

**线供热
157063.3
171093.3
212123.4
217712.3
61.8
202250.9
209492.1
***线供热
144981.5
157932.3
153606.6
157653.7
146248.2
146457.5
151701.1
***线总供热
302044.8
329025.6
365730
375366
348210
348690.4
361100.2
***线供热

35768
38093
总供热量
302044.8
329025.6
365730
375366
348210
384476.4
399193.2
总流量（t/h）
34.48
37.56
41.75
42.85
39.75
43.89
45.57

近期新增热负荷汇总表
序号
热用户
参数
最大负荷(t/h)
平均负荷(t/h)
最小负荷(t/h)
1
***高科
0.8MPa饱和
30
27.5
25
2
***啤酒
0.8MPa饱和
6
5
4
3
***医院
0.8MPa饱和
6
5
4
4
***
0.8MPa饱和
3
2
1
5
***卷烟厂
0.8MPa饱和
5
3.5
2
6
***学院新校区
0.8MPa饱和
5
4
3
7
***物业
0.8MPa饱和
10
8.5
7

合 计
65
55.5
46
热负荷汇总表
序号
热负荷性质
平均热负荷（t/h）
备注
1
现实状况热负荷
45.57

2
近期新增热负荷
55.5

3
折算到热电厂
97.93

设计热负荷确定为97.93t/h，供热参数为0.98MPa，303℃。

2.2 装机方案
本工程设计前业主已订货，本工程作为替换技改项目，意在提升供热效率，降低能耗，热电厂供热运行方法并未改变，本工程装机方案在可研汇报里已经论证并经过审查批复，本方案设计不再论证。装机方案为：将现#2机拆除，在#2机基础上新建1×B3-3.43/0.981背压式汽轮发电机组。

3 厂址条件

3.1 地形
***厂厂区在城东南郊（京沪铁路西边），交通方便。现有厂区自然地形平坦，地貌单一，地层结构较为单一。厂区地面高程在13.43～13.79m之间（黄海高程，以下同）。

3.2 气象
历年平均气温 15.2°C
绝对最高气温 41.2°C（1958年8月23日）
绝对最低气温 -23.8°C（1955年1月6日）
夏季平均最高气温 31.2°C（6月～8月）
冬季平均最低气温 -0.8°C（12月～2月）
多年平均相对湿度 75%
最大积雪深度 43cm（1955年1月1日）
最大冻土深度 13cm（1957年1月）
历年平均降水量 1031.2mm
最大年降水量 1537.3mm（1957年）
最小年降水量 623.3mm（1966年）
多年主导风向 东风，频率8
次多风向 东北偏东，东南偏东西北、频率7
历年极端最大风速 21m/S（风向：东）
历年平均风速 2.7m/S

3.3 工程地质、水文地质
3.3.1工程地质
依据工程地质勘测汇报，电厂厂区围墙内地层为第四层全新统地层，自上而下关键可分为为三层：
第一层：亚粘土层
层厚3～4m，表层受耕植影响，局部呈褐黄色，以下为灰黄色，裂隙发育，灰色淤泥质充填在裂隙中，从上往下淤泥质成份渐多，下部局部夹褐色铁锰质，粉质较大，且有自上而下粉性逐步增强趋势，1.5m以上通常呈可塑状态，往下渐变成软塑状态。
第二层：淤泥质粘性土，又可分为上、下二层：
上层：淤泥质亚粘土-1
层厚2～4m，灰色，局部含腐烂植物根及微孔隙，手搓时粉感强，近乎轻亚粘土质，呈极软塑状态，钻孔时缩孔严重。
下层：淤泥质亚粘土-2
层厚通常在7～8m，局部达9m左右，灰、深灰、黑灰、兰灰色，局部在中部略带土黄色。含腐烂植物根及微孔隙。靠近下卧层时，粉性增大，状态不稳定，通常为软可塑，局部为软塑、可塑。
第三层：砂砾层
由砂层和砾石层组成，从上到下，颗粒由细到粗，由细砂到中砂、粗砂，最终到砾石层。较松散、无填充物，砾石有一定磨园度，分选性及排列方向不清，砾径5～30mm不等，砾石成份关键为石英岩和硅质岩。
第四层：强风化粉细砂岩
紫红色，细颗粒粉质结构，铁质胶结，成份为石英、长石等，强风化状态，手易折断岩心，平均埋深24.1m。
岩土物理力学性质
经土工试验，静力触探及标准贯入试验，确定土关键物理力学指标推荐值以下：
地 层
天然容量γ(g/cm3)
内摩擦角φ(°)
内聚力C
KPa
压缩模量Es MPa
许可承载力[R] Kpa
序号
土名

亚粘土
1.89
15
25
5
90～120
-1
淤泥质亚粘土
1.87
13
11
4
60～90
-2
淤泥质粘土
1.87
15
25
5
90～120

砂砾层

200

强风化粉细砂岩
1.90

24
200

3.3.2水文地质
厂区地下水位埋藏较浅，深度为0.2～0.5m，标高为13.10～13.50m，分布较稳定。地下水类型按埋藏条件应为潜水，按含水层性质为土壤孔隙水，补给起源关键是降雨入渗，排泄方法关键为蒸发。其补给排泄可能和清流河有一定关系。静止地下水年变幅1.0m左右。
地下水对混凝土无侵蚀性。

3.4 抗震设防烈度
依据GB50011-《建筑抗震设计规范》（）要求：滁州市抗震设防烈度为6度，设计基础地震加速度值为0.05g，第一组。

4 电力系统

***地域电网供电范围为二区一市。现在形成了以500千伏变电站为中心、220千伏电网环网、110千伏变电站双电源、城市10千伏配电线路手拉手比较坚强市级电网，为***经济发展提供了可靠电力保障。
关键输变配电设施有*500千伏变电站1座、220千伏变电站6座、110千伏变电站9座，主变总容量2503.5兆伏安；220千伏线路678.4公里、110千伏线路336.4公里、35千伏线路42.1公里、10千伏配电线路207.7公里。
***厂现有2台12MW和1台15MW汽轮发电机，其中＃1、2号机组（12MW）以2回35kV线路接入***变电所，线路长约2km，导线截面为240mm2。
3号发电机组（15MW）所发电力经三卷变升压至110kV和35kV电压等级，110kV线路暂未投入使用，3号机所发电力经35kV线路接入***变电所。

5 改造方案

5.1 热力系统
热力系统图详见图F5137-J-1。
5.1.1主蒸汽系统
采取母管制。汽机主蒸汽接自原主蒸汽母管，进入主汽门前第一道电动闸阀设有小旁路，在暖管和暖机时使用。
5.1.2 背压排汽系统
B3-3.43/0.98型背压式汽轮机没有中间级抽汽，仅有背压排汽。为提升热力系统效率，背压机组设1台高压加热器，利用汽轮机背压排汽加热锅炉给水，背压排汽接入原抽汽供热母管对外供汽。
依据现有热力系统现实状况，加热除氧器所需加热蒸汽通常情况下全部有由#3机组二段抽汽供给，#3抽凝机故障时，由外供汽经减压后供给。
5.1.3 疏放水系统
轴封加热器疏水流入疏水箱；高压加热器疏水接至除氧器。
主蒸汽管道、背压排汽管道及其阀门疏水接至扩容器降压后进入疏水箱。
5.1.4 化学补充水系统
本工程对原有化学补充水系统进行改造，原有化学补充水进入主厂房后经改造后分成两路，一路直接进入除氧器，一路进入本期工程3MW机组汽封加热器，经加热后再进入除氧器。

5.2 主厂房部署
原#2机位置在柱6号至9号之间，柱距为6m，主厂房跨距为15m。运转层标高为7m，加热器平台为3.4m。
本工程3MW背压机组在原 # 2机组位置上进行改造，保留加热器平台，对汽轮机基座按背压机组进行改造。汽机中心线标高由7.75m调高至7.900m，发电机中心线和原发电机中心线偏移85mm，主汽门位置和原#2机主汽门位置保持不变。
加热器平台下底层平面部署高压电动油泵、直流油泵等辅机设备，3.4m加热器平台部署汽机高压加热器、汽封加热器、油箱；运转层部署汽轮发电机组。
主厂房设备部署详见图F5137-J-2~4。

5.3 电气部分
5.3.1 电气主接线及部署
***厂现有2台12MW和1台15MW汽轮发电机，发电机出口电压均为6.3kV。3台发电机均采取发电机——变压器组接线，其中1、2号机组经2台16000kVA双卷变升压后分别接入电厂35kVⅠ、Ⅱ段母线，每段母线馈出1回35kV线路和系统相连。3号发电机经1台40MVA三卷变升压后分别接入电厂110kV、35kVⅠ段母线，分别以110kV电压和35kV电压和系统相连。现在电厂110kV线路暂未投运。
本工程拟将原2号机拆除，在原2号机位置安装1台3MW背压式汽轮发电机。发电机出口电压6.3KV。电气主接线保持不变，仍采取发电机——变压器组接线，即本期3MW发电机经1台4000kVA双卷变升压后仍接入电厂35kVⅡ段母线。
其中4000kVA主变仍安装在现有＃2主变位置（原＃2主变拆除），35kV开关利用现有设备，本期不新增35kV设备。
5.3.2 厂用电接线及部署
***厂厂用电采取6kV和380V两种电压等级，电厂设两段6kV母线，2回工作电源分别引自＃1、＃2发电机出口，电厂另设1台4000kVA高备变，作为电厂开启及备用电源。
电厂低压负荷采取2台厂用变压器及1台公用厂用变压器供电。厂用变压器电源均引自电厂6kV母线，另从煤气变引1回380V电源作为低压备用电源。
本期技改仅拆除＃2机组，并在原＃2机组位置安装1台3MW背压式汽轮发电机，＃1、＃3机及锅炉部分均不作改动。维持现有厂用电接线不变，仅将6kVⅡ段母线电源改接至3MW发电机出口。
380V系统维持现有接线方法。仅将原＃2机专用盘拆除，新增1台3MW汽轮机专用盘，安装在原＃2机专用盘位置，电源引自原＃2机专用盘电源回路。
***厂现有1组500AH阀控式密封铅酸蓄电池直流屏，作为全厂控制、继电保护、自动装置、直流油泵及事故照明直流电源，采取单母线分段接线。直流电源容量满足此次技改要求，故本工程不改变现有直流系统接线及部署。

5.4 热控部分
5.4.1 概述
本期工程将现有# 2机拆除，在# 2机基础上新建1×B3-3.43/0.981背压式汽轮发电机组。此次热工自动化设计范围为新建3MW机组热工检测及控制。
5.4.2 热工自动化水平和控制室部署
5.4.2.1 热工自动化水平
本期工程3MW汽机采取分布式控制系统（DCS）。
5.4.2.2 控制室部署
本期控制室和原3#机控制室共用。控制室面积约63m2，在7m运转层，和电子设备间相邻。该控制室内已部署有1#炉控制盘、2#炉控制盘、除氧给水控制盘、3#机控制盘，现拟新增2#机控制盘台放置DCS操作员站一台。控制盘上除部署热工信号光字牌外还部署有部分关键参数常规仪表，这些仪表信号直接来自现场变送器。新增电源柜一台，放置UPS设备及厂用电切换装置。
在工程师室内新增一台DCS工程师站。操作员站和工程师站互为备用。本期DCS和原DCS系统实现网络互联。
在工程师室内新部署DCS系统机柜2台（1台和ETS适用），TSI机柜1台。
5.4.3 热工自动化功效
为确保汽机设备正常安全经济运行，热控设计努力争取优异、可靠、安全、经济。
DCS可实现机组数据采集(DAS)、次序控制及联锁保护(SCS)、汽机保护(ETS)等功效，以完成整个热力系统集中控制。
5.4.3 .1 数据采集(DAS)
DAS是机组安全经济运行关键监视手段，含有高度可靠性和实时响应能力，完成机组相关参数连续采集，处理全部和机组相关关键测点信号及设备状态信号，立即为运行人员提供机组运行多种信息。含有输入信号处理、LCD屏幕显示、报警显示及报警限值检验、制表打印、越限时间累计及参量累计、趋势统计、事故次序统计(SOE)等功效。
5.4.3 .2 次序控制及联锁保护(SCS)
SCS设置备用辅机和工作辅机联锁，依据相关工艺参数启、停辅机联锁等功效。
5.4.3.3 汽机保护(ETS)
ETS设置在DCS中，其关键功效是在有危险情况时使汽机跳闸，以确保汽机及人身安全。该系统关键跳闸条件依据汽机厂提供保护要求和相关规范实施。
在DCS异常情况下，经过运行人员手动操作紧急停机按钮来实现机组安全停机。
5.4.4 热工自动化设备选择
依据电力设计相关规程，选择技术成熟、质量可靠仪表，信号接口为：4～20mADC(或1～5VDC)。
DCS选择在热电站控制领域经验丰富，有较多业绩，性能价格比高中国品牌。
汽机本体监视仪表(TSI)由汽机厂配套供货。
汽机保护(ETS)在DCS内实现。
变送器选择中外合资生产二线制智能变送器。
热电阻、热电偶选择性能可靠国产产品。
就地温度计选择双金属温度计。
压力表为不锈钢压力表。
调整型电动实施机构选择内置伺放、智能一体化产品。
开关型电动装置全部采取一体化结构形式。
用于保护关键逻辑开关拟采取进口产品。
5.4.5 辅助车间控制系统及设备造型
本期设计不含辅助车间相关设计。
5.4.6 电源和气源
本期热工自动化部分电源系统采取双回路(两路独立厂用电源)供电，一路运行，一路备用。接入UPS供DCS系统。
本期热工自动化部分不考虑气源。
5.4.7 热工自动化试验室
本期热工自动化部分依据建设方实际情况，利用原有试验室，不考虑新建试验室。
5.5 土建部分
5.5.1概述
本工程土建部分关键包含2#汽轮发电机基础改造、加热器平台改造、主变压器基础改造等。
5.5.2关键设计规范及技术参数
5.5.2.1关键设计规范
《建筑结构可靠性设计统一标准》 GB50068—
《砌体结构设计规范》 GB50003—
《建筑地基基础设计规范》 GB50007—
《建筑结构荷载规范》 GB50009—（）
《混凝土结构设计规范》 GB50010—
《建筑抗震设计规范》 GB50011—（）
《混凝土结构加固设计规范》 GB50367-
《建筑设计防火规范》 GB50016-
《建筑地基处理技术规范》 GBJ79—
《火力发电厂总图运输设计技术规程》 DL/T 5032—
《小型火力发电厂设计规范》 GB50049—94
《火力发电厂和变电所设计防火规范》 GB50229—
《电力设施抗震设计规范》 GB50260—96
5.5.2.2关键技术参数
设计基准年为50年
抗震设防烈度为6度，设计基础地震加速度为0.05g（第一组），依据使用功效关键性，抗震设防类别为丙类。
建筑场地土为Ⅳ类，
基础风压 0.40kN/m2
基础雪压 0.35kN/m2
主厂房抗震等级为四级；
汽轮发电机基础抗震等级为三级。
5.5.3改造加固方案标准和方法
5.5.3.1改造方案标准
工程仅在原2#汽轮发电机基础上进行加固改造，加固改造标准为：采取可靠技术，在安全适用、经济合理、确保质量前提下，尽可能利用原用基础，最大程度降低土建工程量，以满足新建背压式汽轮发电机组安装使用。
5.5.3.2改造方案方法
1、汽轮机基础框架柱改造加固
对汽轮机基础6根600x700框架柱进行外包钢（湿法）加固改造。柱四角用角钢包起，角钢之间焊接扁钢箍，相连成整体。在型钢和原柱间采取环氧树脂进行灌浆，使型钢和柱能够整体工作，共同受力。
2、汽轮机基础标高7.000层改造加固
1）、原汽轮发电机基础部分梁、板凿出，原风道侧板均拆除。
2）、新增混凝土梁、板采取植筋技术和原框架梁、柱结合成整体，采取C30微膨胀混凝土进行浇筑。
3）、新浇筑风道侧板采取植筋技术锚固到原框架梁、柱内。
4）、对原承载力不满足框架梁进行外包钢（湿法）加固。
5）、7.000m层板采取单面增厚进行整体加固，加厚150mm,板面标高为7.150m，以满足汽轮发电机安装时所需表面开槽要求。
3、关键建筑材料：
混凝土：柱、梁为C30微膨胀混凝土;
钢 材：钢筋为HPB235（Q235）、HRB335；未注明钢材型号为Q235-B。
在对汽轮机基础改造过程中，采取一定方法避免对未改造部分造成不利影响。

6 投资估算

6.1 设计依据
6.1.1 ***厂# 2机组节能技改工程设计协议。
6.1.2***厂提供基础资料。
6.1.3项目概况
6.1.3.1 工程规模：将现有# 2机拆除，在# 2机基础上新建1×B3-3.43/0.981背压式汽轮发电机组
6.1.3.2建设地点：安徽省滁州热电厂厂区内。

6.2 编制标准及依据
6.2.1工程项目划分依据《火力发电工程建设预算编制和计算标准》（）。
6.2.2工程量：依据方案设计图纸、设备、材料清册计算工程量。
6.2.3定额套用：
《火力建设工程概算定额——建筑工程》 （）。
《电力建设工程概算定额——热力设备工程》（）。
《电力建设工程概算定额——电气设备工程》（）。
《电力建设工程预算定额》第六册，调试工程（）。
6.2.4设备费：
6.2.4.1关键设备费：
（1）背压式汽轮机：B3-3.43/0.98 3.43MPa 1台
（2）汽轮发电机： QF1-3-2Z 3MW 6.3KV 1台
总价***万元/套（订货价）
6.2.4.2设备运输费：关键设备运杂费按设备原价0.5%计列，其它通常设备运杂费按设备原价0.7%计列。
6.2.5安装工程：
安装工程装置性材料实施中电联技经［］141号文《相关颁布“发电工程装置性材料综合预算价格（）通知》并实施电定总造（）9号文《相关颁布“电力建设工程概预算定额价格水平调整措施”通知》调整定额内材料、机械费、计入表一，只计取税金。
6.2.6建筑工程
建筑工程材料价差根据安徽省滁州地域价格信息（12月）和预算价之差，计入表一，只取税金。
6.2.7人工费
定额综合单价，建筑工程26元/工日；安装工程31元工日。地域性工资津贴按0.97元/工日进行调整，并计入取费基数。

6.3 说明
6.3.1估算静态投资编制水平为。
6.4 估算结论：
工程静态投资为843.54万元，单位投资2812元/KW。工程动态投资为843.54万元，单位投资2812元/KW。自筹资金，无贷款利息。
投资估算表见表一甲
安装工程汇总表见表二甲
建筑工程部分估算表见表二乙
其它费用计算表见表四