自备电厂余热发电项目建议书可行性报告余热发电可研报告

陕西平利县秦巴硫化钡有限责任公司
余热自备电厂
可行性研究报告
西安华能电力建筑设计有限公司
二00八年十二月
设计院总经理：陈春社
设计院总工程师：姜兰宝
编写：潘彬祥李绍庭王岚吴珍
张茂盈傅青果缪琨罗勇
序
陕西平利县秦巴硫化钡有限责任公司生产硫化钡的炉窑所产生的余热气体温度高达600℃，为有效控制排放,减小大气污染，将余气温度用于发电，提高热利用效率，为企业创二次效益。

本可行性研究报告针对拟建的余热发电机所进行的可行性研究，从环境条件、建设规模，机组选择及布置、工程建设造价等方面进行的论述和结论。

本可行性研究报告包括以下部分组成：
第一部分：陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司余热电厂可行性研究报告；
第二部分：陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司余热电厂环评报告；
第三部分：陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司地质灾害评价报告；
第一部分由西安华能电力建筑设计有限公司编制，第二、三部分由平利县秦巴硫化钡有限责任公司另行委托单独进行编制。

陕西平利县秦巴硫化钡有限责任公司
余热自备电厂可行性研究报告
第一部分：余热电厂可行性研究报告
西安华能电力建筑设计有限公司
二00八年十二月
目录
第一章概况···········································错误!未定义书签。

第二章建厂条件 ······································错误!未定义书签。

第三章工程设想········································错误!未定义书签。

第四章环境保护········································错误!未定义书签。

第五章劳动安全工业卫生及消防···················错误!未定义书签。

第六章生产组织定员及项目实施轮廊·············错误!未定义书签。

第七章投资估算及财务分析·························错误!未定义书签。

第八章结论··············································错误!未定义书签。

附件
(1)公司简介
(2)委托书
(3)陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司目前厂内用电价、水价、工人工资等情况证明
（4）平利县国土资源局文件（土地预审的批复）
（5）征用土地证明
（6）厂址环境情况
（7）锅炉烟气的化学成分分析报告
第一章概况
平利县秦巴硫化钡有限责任公司，位于陕西安康平利县洛河镇双垭村，是在原平利县秦巴重晶石有限责任公司在矿业开采中取得良好经济效益的基础上，拟建的新公司
随着国家工农业兴兴向荣发展的大好时机，地方中小型企业也在努力寻求扩大生产力，开发新品种，以满足国内外的供求需要。

硫化钡产品就是该公司经过市场充分调查的基础上确定开发的项目产品，它是在原重晶石为产品原料与煤在高温下焙烧还原制成的可溶性颗粒。

因而大大提高了原产品的经济价值。

该公司原来生产重晶石，其矿的总贮量约160万吨，年生产量为15万吨。

按目前市场销售价，每吨重晶石为150元。

如果经深加工，提练成硫化钡产品，每吨价格达1500元。

按年产量8～10万吨计算，产值超亿元，企业国家利税千万元，并可安排200多人的就业人员。

是一项利国利民的好项目。

本余热发电厂，就是利用生产硫化钡高温焙烧的余热温度（约600℃）来加热锅炉，生产过热蒸汽供汽轮发电机组运行发电。

是一项国家倡导的充分利用余热发电的环保项目。

第二章建厂条件
2.1厂址条件
本余热发电厂位于安康平利县，洛河镇双垭村，建厂地址是南陕河滩地约宽60m，长约150m。

背靠山坡，面临洛河是青山绿水的边沿山区。

地质情况良好，表层5～6米为沙片石块，下部为基岩。

交通方便与安康市、
平利县、洛河镇均有公路相联。

提炼硫化钡的焙煤炉已由有关环保部门批准实施，开工兴建，水源，电源完备，施工条件方便。

根据双方“征用土地合同”规定，共征用集体公地7.5亩属永久性征地。

陕西省平利县秦巴硫化钡有限责任公司可以永久使用。

2.2设计依据
（1）设计委托书
（2）业主提供的部分环境资料
（3）硫化钡焙烧炉工艺设计
（4）国家及电力行业的设计规范和项目前期准备的相关文件
2.3设计范围
本余热发电厂的整个生产工艺平面布置，是根据建设单位按硫化钡生产特点所确定的厂区平面布置。

其发电工艺，由二个车间组成。

即锅炉房与硫化钡生产车间为一体，包括脱硫除尘、引风机、烟囱等。

这一部分已由有关环保部门批准实施，开工兴建。

汽轮发电机组为另一单元车间，包括过热蒸汽管道、除氧给水、疏水系统、冷凝器冷却系统、电气、热工仪表装置、供水系统、化学水处理系统以及其相应的土建工程等工艺系统。

本余热发电自备电厂可研报告对上述二大单元，作为一个整体来分析其可行性与经济效益。

第三章工程设想
3.1总平面布置及交通运输
1）燃料供应及运输方式
本余热电站属余热发电自备电站，利用本厂硫化钡矿石煅烧炉废气的余热，废气用钢制管道输送至余热锅炉，产生蒸汽供给汽轮机发电或供热。

2）电站水源
该厂厂址地水源充足，地表水有黄洋河河水和地下水的井水。

经市环境监测站监测评估，均达到国标《地表水质量标准》及《地下水质量标准》II级，可满足生产，生活用水标准。

3）电站出线
本电站拟设10KV电压等级出线，其中一回到厂区630KVA变电室；站内自用电变送至厂外公网，接至就近10KV变电所母线。

4）储灰场
本电站不设永久性储灰场。

余热锅炉尾部，布袋除尘器的排灰，采用气力输送法，送入立式高位储灰点罐，罐的容积为φ2.5m×10m（高），容量约43m3，可存10天的排灰量。

定期用密封专用槽罐车运出厂外，可作筑路的填充料。

5）电站生活区
利用本厂已建成的生活区，本项目不予考虑。

1）本电站规模为1×40t/h 1.5MPa余热锅炉，两台N3/1.27MPa纯凝汽式空冷发电机组，不考虑扩建。

2）根据现场场地条件，因地制宜，充分利用地形，各建筑物功能结合便捷，路程短。

3）符合国家现行的防火、安全生产，环境保护等相关标准。

建设本站的场地窄小，北靠河道，南面山体挡路，各建筑物只能利用
地形见缝插针。

故不作方案比选。

详见附图一：
厂区至安康市，距离67km。

厂区至洛河镇，距离8km。

厂区至平利县城，距离60KM
以上均为三级公路
3.2主厂房布置
锅炉间布置在厂区的东侧，厂房南北向布置跨度为10.0m，开间2×50.0m，砖混结构，高20.0m，系单层厂房。

除尘器间8m×18m×高3.5m为框架结构。

炉后布置布袋除尘器及引风机。

50m高，上口直径φ2.5m（烟气出口流速为8.0m/s）的砖烟囱布置在南山坡上。

φ2.5m×10m的灰仓也布置于此。

因受场地限制，汽机间与锅炉间脱开，布置在锅炉间的西南侧。

汽机间为双层框架结构，跨度15.0m，5×6.0m开间，运行层高度6.0m，屋架下弦为15.0m，行车牛腿面高为13.5m。

配电室跨度6.5m，开间5×6.0m；二层6.0m为汽机控制室，局部三层9.0m为除氧器间。

3.3热力系统
,流速10米/秒，烟气压力为500Pa，烟气通过锅炉燃烧后形成310℃的过热蒸汽，压力1.5MPa，进入汽轮机组发电。

（1）汽轮机主要技术参数：
型号：N3-1.27型
功率：3000KW（洛阳汽轮机厂）
转速：3000r/min
进汽压力：1.27MPa
进汽温度：280℃
进汽量：20.4t/h
（2）发电机主要参数
型号：QFK-3-2型
功率：3000KW
出口电压：10.5KV
额定转速：3000r/min
（3）锅炉主要技术参数
锅炉额定出力：40t/h（最小出力35t/h）
锅炉设计热效益η=80%
过热蒸汽温度310℃
锅炉排烟温度t≤100℃
锅炉进水温度t=104℃
锅炉额定工作压力p=1.5MPa(ata)
锅炉内部烟气阻力损失:1000Pa
主蒸汽系统为单母管制
主蒸汽管从锅炉过热器出口集箱接出后，经厂区室外架空送至汽机间。

经流量测量装置分别送至两台汽轮机的电动主汽门。

共分5个系统
1）锅炉给水系统
由除氧器出水口受水至高压电动给水泵吸水口，升压后，经厂区管网送至锅炉省煤器。

锅炉给水泵设两台，一用一备，布置在汽机间底层。

2）冷凝水系统
由布置在汽机房底层的冷凝水箱出水口受水至冷凝水泵的吸水口，加压后送至除氧器的除氧头。

冷凝水泵共四台，两用两备，布置在汽机房底层。

3）冷却水循环系统
汽轮机连续运转中，其冷凝器和冷油机在不断升温，必须用冷却水不间断的降温，才能保持其正常运转。

每台机组所需冷却水量为1100m3/h。

现选用两台冷却量为1300 m3/h，△t=5℃，强制风冷玻璃钢冷却塔，并四台冷却水循环泵，两用两备，以保证冷却水不间断供给。

4）化水补水系统
由于锅炉的排污和厂用汽的损失，经测算为50m3/h。

这部分由化水处理间处理完成，生产原水经除盐达标后输入除盐水箱，经泵加压后送至除氧间的除氧器头。

5）生产、生活和消防用水系统
生活用水有食堂、卫生间、淋浴室等，用水量2m3/h。

生产用水有化水间7m3/h，引风机轴承冷却水2m3/h，取样冷却器用水1m3/h，冷却塔损耗水13m3/h，总计23m3/h。

消防用水为60L/S，按一次延续一小时考虑，其水量为116 m3/h。

本系统采用一管制，即生产、生活和消防用一条上水母管，各用水点分井支管接入，井内设闸阀和计量表。

供水母管绕经各车间环状布置，水源由厂区水源井泵房加压供给。

供水母管DG200，埋地500mm铺设。

3.4除灰系统
本锅炉运行时底部有少量落灰，其主要灰量是炉后布袋除尘器排出的灰。

旋风加布袋除尘器，其除尘器效率为99.9%，由1170个布袋组成，下有6个灰斗，自重110t，内部阻力500Pa。

其排灰量见下表
出灰方式：采用气力输送方式，将除尘器下的灰斗由管道连接，将排出的灰粒高压气力输送至贮灰仓（高位布置）。

灰仓容积为φ2.5m×10m，约43m3，可贮存10天的排灰量。

采用定期由专用密闭槽卸车运送出厂区，可用作筑路碎石的填充料或作为水泥厂的掺合料。

3.5电气部分
本自备电厂总装机容量为2×3.0MW主结线采用单母线分段接线方式，发电机出口电压为10.5KV，二段10.5KV母线上，各有一台S9-630/10 400KVA 变压器，并有一回10.5KV对外联络线与地区10.5KV电网相联。

厂用电压为380/220V，采用单母线分段接线，其工作电源引自发电机
出口的10.5KV电压。

厂用电系统，以380/220V动力与照明共用网络，变压器中性点直接接地系统。

厂用电按单母线分段接线，即按机组分段，设置两段厂用电母线，分别供全厂用电负荷。

厂用电布置在主厂房B-C框架内，0米层设厂用配电室，主要安排有厂用变压器，高、低压配电柜等设备。

本自备电厂的控制方式采用微处理器为基础的分散控制系统（DCS），作为机组的主要控制系统，实现单元机组的机、炉、电集中控制。

对发电机、厂用电源，设置电气控制系统，将其电气的保护、测量、控制、通过主控元件与DCS实现通讯接口，并与主控单元接入电气主结线，以完善电厂运行、管理、维护工作的安全可靠性。

本自备电厂有一回10.5KV电压线路与地区10.5KV网络相联，其联网点的保护，控制、测量及其并网方式，应由建设方委托当地供电部门统一设计联网方案。

热工仪表控制方式，是同DCS系统，在少量就地操作和巡回检查配合下，在集中控制室实现机组的启动，停止操作，并在集中控制室内实现机组正常运行工况的监视、调整和异常工况的停机、停炉、报警和紧急事故处理。

分散控制系统DCS，包括：数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、锅炉安全保护系统（FSSS）和电气控制系统（ECS）等。

对汽轮机的安全、运行没有安全监测系统（TSI）、监测轴向位移、轴承振动、胀差、转速、大轴弯曲等重要参数；并有汽机紧急跳闸系统（ETS）。

在化学水处理系统的控制，采用上位机加可编程序控制器（PLC），实现对工艺过程的监控。

3.6控制室
机、炉、电集中控制室，设在6米运转层。

3.7化水部分
本工程机组规模为1台40t/h/1.5MPa废气余热锅炉和两台N3/1.27MPa 纯凝汽式汽轮发电机组。

1）水源及水质
水源为本厂自备井，水质资料暂缺，可比照的邻近井水水质资料如下列：
PH 7.8～7.9 总硬度68.4mg/L
溶解性总固体74.5mg/L 硫酸盐32.47mg/L
氯化物 2.64mg/L硝酸盐0.68mg/L
2）汽水质量标准
汽水质量执行国家《低压锅炉水质标准》（GB1576-85）
①锅炉给水量标准总硬度≤0.03m moL/L；溶氧量≤0.12mg/L；PH≥
7.0
②炉水质量标准：
含盐量≤2500mg/L；PH：10-12；t=25℃；总碱度≤12 mg/L
③实验室主要设备仪器配置：
按国家《火力发电厂化学实验室面积及仪器设备定额》（DLGJ101-91）
标准配置。

1）系统概述
为了保证水处理系统的出水水质，满足拟安装机组对给水水质的要求，本工程可研阶段锅炉补给水系统按下列方案设计。

采用一级除盐加混床的系统，其流程如下：生产上水入生水箱，经水泵加压→机械过滤器→无顶压逆流再生阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水泵→无顶压逆流再阴离子交换器→混床离子交换器→软水箱→经加压泵加压送至除氧器。

处理后的除盐水水质可达以下指标：
硬度2.5～0μmoL/L；碱度0.1 mg/L；CO2≤100μg/L；电导率≤2μs/cm （25℃）
2）水处理系统的出力
经各项损失测算累计，确定锅炉的最大补给水量为5m3/h
多介质机械过滤器、阴、阳离子交换器、混合床离子交换器及CO2除气器，按流程及尺寸合理布局在室内；各类泵及酸碱计量器邻室布置。

化水处理间室外布置酸、碱贮罐、中和池、生水箱、除盐水箱、中和池及压缩空气贮罐等。

4）废水处理：
交换器再生时排出的酸碱废液先流入中和池，经处理达标后排入厂区下水系统。

5）本站所需压缩空气，由机务段除尘系统引来，送至贮气罐备用。

在锅炉间增设两个加药系统。

为防止热力系统腐蚀，提高炉水的PH值。

在给水泵入口处采用加氨法。

加氨量可自动调节控制。

加氯装置为二箱三泵组合式。

为防止汽包钢质苛性脆化，采用炉内加药补充处理，即加磷酸三钠（Na3PO4），亦用二箱三泵组合装置，加药量可自动调节。

汽、水取样采用槽式布置于锅炉沿墙布设，人工取样。

3.8水工部分
夏季最高温度：30℃
冬季最低温度：-3℃
主导风向：西东风风速2m/s
年雨量：500～600mm
最大冻土深度：20～30cm
地震烈度：8°
1）生产、生活及消防用水由厂区深井泵房加压后由埋地管道向全站供水，管径Dg200，埋深0.5m。

2）空冷器、冷油器及蒸汽凝气器的冷却循环水，经机力冷却塔冷却补充后，循环使用。

3）其他辅机的冷却水，如引风机轴承座、取样冷却器、空压机由生产上水管提供。

冷却塔的损耗补充水也有生产上水供给。

4）汽轮机的排汽冷凝水进冷凝水箱后，经加压泵打入除氧箱，其不足部分约5.0m3/h，由化水车间除盐水箱的除盐水经泵加压后亦送入除氧器。

5）电站生产、生活污水采用合流制，一并排入厂区的污水处理站处理后可回用。

1）设计依据及采用的规范规程：
《中华人民共和国消防法》
《建筑设计防火规范》
2）消防的主要设计原则
消防设计总体规划上贯彻以“预防为主，防消结合”的方针，消防系统采用水消防。

以主厂房为重点的消防保护对象，以消火栓灭火为主，另配移动式灭火器。

3）消防系统
本工程消防用水量为60L/s，同一时间火灾次数为一次，火灾延续时间为一小时，一次消防用水量为216m3。

主厂房周围布置环状消防管网，与生产上水管网合用，室外按一定间隔距离设消火栓。

在主厂房各层、办公楼各层设室内消火栓，并配备灭火器。

设有专职管理消防的人员。

3.9采暖及通风
《火力发电厂采暖通风与空气调解技术规程》
（DL/T5035-2004）
《采暖通风与空气调解设计规范》
（GB50019-2003）
依据建站地区的当地气象资料，该地区冬季最低温度为-1℃。

不属采暖地区，故本设计不做安排。

为节约能源，提高通风效果，本设计依照有组织的自然通风为主、机
械通风为辅的原则。

该机房为封闭式厂房，采用自然进风、机械排风的全面通风方式排除车间内的余热。

进风由底门窗引入，气流由组织地经过主要散热区，热气流上升经屋顶排风机排出。

屋顶风机每跨设两台共12台。

除氧间和锅炉间均采用自然通风。

1）低压配电间采用自然进风和机械排风，并考虑事故通风；
2）变压器室考虑自然对流通风；
3）化水车间配电室、除尘控制室配间都要求设置降温通风和事故通风。

4）蓄电池间，蓄电池选用免维护式蓄电池，采用自然进风和机械排风方式，风机要选防腐防火型。

1）综合泵房采用自然通风；
2）化水车间的处理二段采用自然通风；酸碱计量间需设机械排风，风机选防腐防爆型；
3）化水处理的控制化验室，选用双制式节能型壁挂式空调机。

选用双制式MRV变频变容量多联系统，它具有简单的配管和布线，轻巧的室外机，室内为嵌入式空调器，美观、实用，室内机可连接新风，能有效地改善集控室的空气质量。

3.10土建部分
本工程的土建部分以列表方式一览之。

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第四章环境保护
4.1大气污染物及其排放的浓度
硫化钡高温烘烧炉的污染物及其排放浓度，已有专门编制的环境评估报告。

并已经有关部门审批通过。

不属于本报告内容。

4.2水环境主要污染源及主要污染物
电厂废水包括锅炉排污水、工业冷却水、化学水处理间排水等工业废水和生活污水。

主要污染物为PH、COD、SS等。

二台机组的工业废水总排放量约8m3/h,排入电厂污水处理系统后，全部回收使用。

4.3工业固体废弃物
工业固体废弃物主要是高温烘烧炉产生的灰渣，已由其硫化钡生产过程中集中处理。

已由环保部门审批通过。

4.4噪声污染源及主要污染因子
电厂是一个较大的噪声污染源，主要有机械动力性噪声、空气动力性噪声及电磁噪声等。

主要污染因子为高、中、低频噪声。

主要设备噪声水平见下表：
主要设备噪声水平
4.5编制依据和执行标准
《建设项目环境保护设计规定》【87国环字第002号】
《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》DLGJ118-94
《火电行业环境监测管理规定》电计（1996）280号
《建设项目环境保护管理条例》【中华人民共和国国务院令253号】
《中华人民共和国环境保护法》1989年12月颁布
《关于环境保护若干问题的决定》（国发【1996】31号）
《中华人民共和国大气污染防治法》（2000年4月29日）
《中华人民共和国水污染防治实施细则》（20003月20日）
《中华人民共和国环境噪声污染防治法》（1996年10月29日）《中华人民共和国固体废弃污染防治法》（1995年10月30日）
①环境质量标准
大气：执行《环境空气质量标准》（GB3095-1996）二级标准
地表水：执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）三类水地下水：执行《地下水质量标准》（GB/T14848-93）三类标准
声环境：执行《城市区域环境噪声标准》（GB3.96-93）三类标准
②污染物排放标准
《火电厂大气污染物排放标准》（GB/3223-2003）中Ⅲ时废标准《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准
《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准
③噪声排放标准
《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）中Ⅱ类标准
④固废物排放标准
《一般工业固体废物贮存、处理场污染控制标准》（GB18599-2001）
以上相关环境保护标准值见有关附表。

环境保护标准以当地环保部门批复的标准为准。

大气环境标准
水环境标准单位 mg/l（PH除外）
声环境标准单位：Db(A)
4.6污染防治措施
4.6大气污染防治
大气污染防治主要是对烟囱排放的SO2、NO X和烟尘进行控制。

本工程拟采取以下防治措施：
①防治SO2污染的措施
本工程的硫化钡高温烘烧炉是一种新型的燃烧炉，经研究试验表明，在燃烧中产生的平均含硫量远远低于允许的含硫量排放要求。

并经有关环保部门测算认可。

②防治烟尘污染的措施
为满足烟尘允许排放浓度50mg/m3的要求，拟采用高效布袋除尘器除尘。

要求除尘效率可达ηc≥99.8%。

③防治NO X措施
生产硫化钡的高温烘烧炉，其燃烧温度在600～800℃，与传统燃烧方式完全不同的低温燃烧。

这种低温燃烧特性，使气体污染物NO和NO2的排放大大减少。

满足排放标准450mg/m3的标准要求。

④综合防治措施
设一座50m高的烟囱排放烟气（以环评批复为准），充分利用大
气的扩散与稀释能力。

以降低大气污染物落地浓度。

并设有在线烟气排放连续监测系统，对污染物排放实时监控。

发电厂生活污水和化水车间工业废水约160 m3/d排入排水管网，由电厂循环水处理系统进行处理再利用。

本工程产生噪声的设备主要有汽轮机、发电机、及各类风机等
①在设备选型中选用同类型噪声较低的设备，并在签订订货技术协议时，向制造厂家提出设备噪声限值。

其主机设备噪声不得超过90dB(A),辅助设备噪声不得超过85 dB(A).否则要求采取相应的降噪声措施。

②本设计对过热排汽装设消声器，使排汽噪声不大于110dB(A)。

③在风机吸风口处装设消声器，减少空气动力性噪声。

④汽轮机、发电厂、引风机、给水泵及各类水泵等大型设备均采用独立基础减震设计，各风机与其支架之间安装减震装置，防止产生振动噪声。

⑤在管道布置设计及支吊架选择上注意防振、防冲击以减少噪声的发生。

⑥集中控制室设门斗及双层玻璃隔音门窗。

内墙采用吸音、隔音材料。

屋顶采用吸音吊顶。

在结构设计中采用减震平顶、减震内壁和减震地板，使集中控制室内噪声降至60Db(A)以下。

各含有强噪声源的车间均设有值班室，使工作场所与强噪声环境隔音，保护工作人员的身心健康。

⑦在厂区总平面布置中，合理布局，声源设备及车间合理布置。

在厂区绿化设计中，合理安排绿化带，充分利用植物的降噪作用，从总体上消减噪声对外界的影响。

⑧本工程应取得当地规划与环保部门的设置噪声保护区的文件，以保证保护区内不建设噪声敏感设施
本工程排放的固体废物为灰渣，已由硫化钡生产过程的环境保护中作了充分安排，以达到全部综合利用。

4.7环境影响分析
本工程采取高效布袋除尘效率达99.8%和低温燃烧抑制NO X生成等措施后，大气污染物排放率和排放浓度均能满足排放标准要求。

大气污染物落地浓度小于《环境空气质量标准》二级标准。

对环境影响很小。

本工程污废水排入电厂污水处理系统后，全部回收利用，对水环境不会产生影响。

电厂的噪声源主要在主厂房内的设备、其厂房周围噪声值较高，但其噪声随距离的增大而很快衰减，在厂界附近一般可以降低至60Db(A)以下，对周围环境影响很小。

锅炉排气噪声采用高效消声器措施后，对周围环境影响不大。

本工程为干除灰系统，综合利用前景很好。

对环境影响很小。

4.8清洁生产
本工程的主要清洁生产和工艺
①厂区总平面布置的基础上体现工艺流程合理、统一规划。

②在硫化钡生产烘烧过程，采用有效的脱硫措施，控制SO2的产。