关于20MW余热发电项目备案申请报告

20MW余热发电项目简介
一、项目名称及规模
项目名称：阿坝州潘达尔20MW余热发电
项目规模：·本项目土建建筑面积4692㎡
·本项目建设安装35t余热锅炉3台，配置一台8MW 和一台12MW汽轮发电机组
1.1项目单位名称及概况
阿坝州潘达尔余热发电有限责任公司
1.2项目提出的背景
茂县潘达尔硅业有限公司“5.12”灾后重建由汶川水磨镇迁入茂县工业经济园区槽木工业集中区，公司原有生产设备全部淘汰，新建三台33000KV A金属硅矿热炉，产能大幅提高，所产生的余热形成发电能力，在国家节能减排发展循环经济的大背景下，茂县潘达尔硅业有限公司在工厂建设初期，就将余热发电项目列入计划。

1.3项目提出的理由
1.3.1烟气余热发电是实现节能降耗的有力措施之一。

·据报道，世界能源消费总量中约有33～70%的能源主要是以废热形势损失的，而余热资源的回收利用是节能降耗的主要途径。

余热资源普遍存在于钢铁、石油、化工、建材和轻工行业的生产过程中，被认为是继煤炭、石油、天然气和水利之后的第五常规能源。

其中高温
烟气余热数量大，约占余热资源总量的50%。

随着余热发电技术日益成熟，又有国家政策的大力扶持，铁合金行业烟气余热的发电潜力巨大。

·本项目拟利用的潘达尔硅业有限公司3×33000KV A金属硅矿热炉产生的烟气量达到40×104m³/h，烟气温度达600℃，达到可利用条件。

·本项目已纳入茂县潘达尔硅业有限公司工厂整体规划，已完成大环评和可行性研究报告。

二、技术方案
2.1工艺方案
电
余热回收装置是利用生产过程中的气体或废气、废液，以及某些动力机械排出的热量产生蒸汽的锅炉。

余热回收装置是重要的节能设备。

各种冶炼炉和焙烧窑的排烟温度为200～1250℃；安装余热回收装置吸收这些排烟中的部分热量，全系统的热能利用率可以显著提高。

例如轧钢加热炉安装余热回收装置后，全系统热能利用率甚至可
提高1倍左右。

在化工生产的裂解工艺中，为避免高温裂解气体的重新聚合，需要将高温裂解气体急速冷却到裂解反应停止的温度，这时余热回收装置就成为不可缺少的急冷工艺设备。

高温含尘废气通过余热回收装置后，除温度降低外，还可沉降一部分尘粒，这对减轻环境污染和选择除尘器都是有利的。

进入余热回收装置的烟气温度，是决定余热回收装置受热面布置形式的一个重要因素。

进口烟气温度为450～800度，锅炉内主要设置对流管束，不设置炉室；但烟尘熔化点低时也有例外，应设置冷却炉室以控制进入对流烟道的入口烟的温度，避免灰渣在对流管排间搭桥。

当进口的烟气温度或废气燃烧温度在1100℃以上时，其布置形式与一般的工业锅炉无多大区别。

当高温废气中含有大量堆积性细灰时，锅炉的管排应垂直布置，并使烟气以较高烟速(约20米／秒)纵向冲刷管排。

对于含有腐蚀性烟尘的高温废气，流速应低(约8米／秒)而且均匀，并采取其他防磨措施。

在化工生产过程中，余热回收装置的排气温度取决于下一道工艺的要求。

工业炉窑用的余热回收装置，一般利用引风机将排气排往大气；动力机械和化工生产过程用的余热回收装置，则依靠进气自身的压力使之通过余热回收装置，并排往大气或进入下一道工艺装置。

在一般情况下应设置与余热回收装置并联的旁通烟道，以便余热回收装置在停用时，工业炉窑或动力机械仍能正常运行。

2.1.1烟气余热量及发电能力计算
1、烟气参数：
根据该公司33mva金属硅电炉可研计算和实测数据如下：
●平均烟气量35万立方/h，(最大45万立方/h，最小30万立
方/h)
●烟气平均温度：500℃ (最低450℃，正常炉况450～550℃，
少数时间最高900℃)
●烟气含尘量：主要成份SiO2 2～7g/NM3
●烟气总余热量：Q总=V总×C烟气比热×(t1进口烟气温度-t2
排烟温度)
V总---平均烟气总量M(立方米)/小时
Q总=35×1.34×(500-180)=15008万KJ/H
2.1.2锅炉蒸发量的计算
根据排烟温度平均500℃，最低烟温不低于450℃，为了尽量提高热效率，锅炉选择压力3.82MPa，温度435℃的中温中压余热锅炉。

锅炉的蒸发量=烟气余热量÷(过热蒸汽焓－给水焓)×锅炉效率×烟道散热、锅炉排污等10%
=15008÷(3423.2-376.2)×0.8×(1-0.1)
=35.4636吨/H
工质焓增=过热蒸汽焓—给水焓（已知过热蒸汽压力3.82MPa、
温度435℃，给水温度105℃可查焓温表查得过热蒸汽焓、给水焓均值）
过热蒸汽管网损失一般为锅炉蒸发量的2～5%。

根据理论产汽量，锅炉选择35t/h，435℃的余热锅炉，由此可以计算3台35T/H锅炉产汽量：35×3=105t/h
三、余热发电项目节能评估
3.1余热利用量
本项目利用潘达尔硅业有限责任公司3台33mva金属硅电炉生产过程中排掉的500℃以上废气余热来发电。

本工程余热条件如下：
余热量的计算：根据中华人民共和国国家标准《工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与导则》GB/T17719-1999附录A计算如下：
单台电炉烟气余热量
Q=V×C×△t＝烟气量×烟气500℃时的比热×(进口烟温－排烟温度)
＝35×1.34×(500－180)
＝15008万kj/h
排烟温度180℃取值较高，主要考虑烟气中的少量二氧化硫的结露温度较高，温度稍低会严重腐蚀后段的除尘系统。

3.2余热锅炉计算
锅炉可利用余热量：余热锅炉热效率设计为80%。

Q 锅＝Q ×0.8=15008×0.8=12006万kj/h
根据锅炉输入热量和输出热量平衡计算
锅炉蒸发量：q=Q 锅÷(过热蒸汽热焓-给水热焓)
=12006÷(3423.2-376.2) ×(1-0.08)
=36.25t/h
计算式中：锅炉产生435℃/ 3.82MPa 过热蒸汽的热焓：3423.2kj/kg ，锅炉给水温度105℃热焓：376.2 (查表值) ，锅炉排污、管网损失约0.08。

经以上计算余热锅炉可利用的有效热量为12006万kj/h ，理论上可产生36.25吨过热蒸汽，考虑金属硅烟气粉尘粘度很大，很难彻底清除干净，会影响锅炉传热，烟气随炉况变化而有一定波动，单台锅炉蒸发量选为35吨/h 较为可靠，3台电炉配套3台锅炉，总蒸发量：105吨/h 。

余热发电机组发电量： W=汽机单机锅炉蒸发量
=105000/4.8=21875kw/h=21.875MW/h
设计配套汽轮发电机组为20mw ，配置1台8mw 和1台12mw 汽轮发电机组，这样配置可满足1～3台电炉分别或同时运行，即：当一台电炉生产时开一台8mw 发电机组，两台电炉运行时开12mw 发电机组，三台电炉生产则两台发电机组同时运行，每台机组都可实现经济运行。

年平均发电量：
汽轮发电机组发电功率：20mw/h
年运行时间7920h
全年电炉平均生产11个月共7920小时
年平均发电量=发电功率×年运行时间
=20000 kW/h×7920 h=158400000kW/h
发电厂用电率： 3.9 %
发电厂用电量=新增用电设备容量=锅炉给水泵(110kw×2)+凝结水泵（2×22KW）+凝结水射水泵（2×28KW）+循环水泵（2×200KW）+其它（50KW）=770KW/h
发电厂用电率=小时站用电量/发电总功率=770 KW/20000 KW=3.9% 余热发电机组可供出的电力：
P供=20000kw-770=19230kw
可供电量：W供=19230kw/h×7920h=152300000kw/h
烟气余热发电节能量计算：
该项目年供电量1.523亿度，国家规定火电机组每度电折标煤系数为0.35全年可节约标煤：
152300000×0.35=53305560Kg标煤=5.33万吨/标准煤
余热利用电站机组额定工况下发电功率约为20MW/h，对外供电约1.523亿Kwh，每年可节约标煤量5.33万吨。

3.3环保与减排分析
1）本技改项目是在原金属硅生产工艺流程中取消了烟气冷却系统，加进了余热回收锅炉，余热锅炉对烟气中粉尘携带的热量进行了
回收和转换，同时锅炉受热面和管束对烟气粉尘进行了捕捉和沉淀，相当于在烟气进入除尘系统前增加了一道预除尘系统，经国内多家同类电厂实测烟气经锅炉回收热后排出的烟气含尘量平均降低了40%，烟气平均含尘量降低到3g/立方米以下，这样就大幅度降低了后级除尘系统的负担，后级除尘系统除尘效率设计为99.4%，因此烟气排放含尘浓度由设计的30mg/立方米降低到了18mg/立方米，国家环保总局规定矿热炉烟气排放最新标准规定排放烟气含尘浓度为50mg/立方米，该项目实施后，比未加余热锅炉前降低了40%的烟尘排放浓度，达到了欧州20mg/立方米排放标准。

2）本项目是利用矿热炉排放出高温烟气进行余热回收和利用，本装置不会产生任何环境污染物，同时还明显改善了原有除尘系统效果，由于增加了锅炉的降温除尘效果，高温烟气由500℃降低到180℃温度体积大大缩小，原有的除尘负荷明显降低，大大延长了除尘系统的使用寿命，提高了除尘系统的可靠性。

3）本项目可实现节约标准煤5.33万吨，按发电厂1kg标煤燃烧锅炉产生约2.67kgCO2计算，减排二氧化碳13.96万吨。

项目实施完成后节能5.33万吨煤，烟尘排放浓度降低40%，减排二氧化碳13.96万吨，本工程具有显著的环保节能效益。

四、建设工期
4.1建设工期
本工程建设周期计划主要分为：建设前期工作、设计、施工及设备购置调试等阶段；根据实行情况和以往经验，建设期安排为1.5年。

4.2项目进度安排
本项目计划用2年时间完成，具体时间安排如下所示：
第一阶段：2011年11-2012年8月完成项目可研编制、备案、初步设计和施工设计等前期工作。

第二阶段：2012年9月-2012年12月土建工程完工。

第三阶段：2012年10月-2013年1月进行1台锅炉的制作安装.
第四阶段：2013年1月-7月进行剩余2台锅炉的制作安装和软化水系统工程的设备安装。

第五阶段：2013年8月进行设备调试，试运转。

第六阶段：2013年9月项目竣工验收。

第七阶段：2013年10月项目投产。

五、投资规模和资金筹措方案
5.1本项目总投资为13184.56万元。

其中：建设总投资13009.09万元（含建设期利息869.73万元），流动资金154.57万元。

5.1.1建设总投资
建设总投资13009.09万元。

其中：建筑工程费1755.33万元，设备购置及安装工程费8804万元，工程建设其他费用680.82万元，预备费899.21万元，建设期利息869.73万元。

详见表12-1。

5.1.2流动资金
本项目采用分项详细估算法，参照同类企业的平均周期天数，流动资金估算为154.57万元。

8.2资金筹措和使用计划
5.2.1资金筹措
项目总投资13184.56万元中，银行贷款8000万元，占总投资的
60.67%；企业自筹5163.66万元，占总投资的39.33%。

5.2.2使用计划
本项目建设期安排两年，其中：第1年使用6959.87万元，第2年使用6049.22万元；第3年流动资金增加额为125.82万元；第4和第5年流动资金增加额均为13.18万元。

六、经济效益分析
6.1总成本680万元
6.2利润
6.2.1利润总额
经测算，项目达产年第1年利润总额为2652.68万元（包括财政补贴收入），在25年运营期间累计实现利润总额61437.05万元。

6.2.2所得税
财政部、国家税务总局、国家发展改革委《关于公布环境保护节能节水项目企业所得税优惠目录（试行）的通知》中规定：企业从事符合条件的环境保护、节能节水项目，包括公共污水处理、公共垃圾处理、沼气综合开发利用、节能减排技术改造、海水淡化等，其取得的项目所得，自项目取得第1笔生产经营收入所属纳税年度起，第1年至第3年免征企业所得税，第4年至第6年减半征收企业所得税。

本项目为余热发电项目，符合上述文件规定，所得税税率为25%：故投产年第1年所得税免征，第2年减半征收，为282.71万元，第5年起全额征收，为628.59万元。

6.2.3净利润
净利润=利润总额－所得税
经测算，项目达产年第1年净利润为2652.68万元（包括财政补贴收入、第1年免所得税），在25年运营期间累计实现利润总额48608.8万元。

6.3主要经济指标
项目建设总投资：13009.09万元
财务内部收益率（IRR）：17.86%，远大于行业基准收益率12%
全部投资累计财务净现值（NPV）：20919.72万元（远大于零）
全部投资回收期（静态）：18.84年（含建设期2年）
全部投资回收期（动态）：13.50年（含建设期2年）
营运期平均销售净利率：38.55%
营运期平均成本净利率：70.92年
七、社会效益
本项目在我国工业硅行业率先实施建设，每年可节约标准煤5.33万吨（按350g/kwh计算，8000h计算），减少温室气体二氧化碳13.96万吨（按1kg标煤约为2.493kg计算），为全国工业硅行业节能减排有极大的示范意义。