15000KW硫酸余热发电工艺说明

15000KW硫酸余热发电工艺说明

1 设备方案及工艺流程

表1：项目主要设备一览表

根据硫酸装置热负荷现状，遵循以热定电、热电联产、汽电平衡、节约能源的原则，确定采用15000kW的凝汽式汽轮机。

汽轮发电机组型号及主要参数如下：

（1）汽轮机(青岛捷能汽轮机股份有限公司)

凝汽式汽轮机：N15-3.43

额定进汽压力： 3.43MPa(绝压)

额定进汽温度：435℃

汽轮机额定功率：15000kW

（2）发电机(东方电气集团东风发电机厂有限公司)

空冷式发电机：QF-15-2A

额定功率：15000kW

额定电压：6300V

项目的建设力求与原硫酸生产线衔接适当,合理布局，节省投资，余热发电工艺流程如下图。

图2：余热发电工艺流程图

2.热力系统

（1）主蒸汽系统

由废热锅炉来过热蒸汽经电动主汽门至自动主汽门，然后进入汽轮机作功。

（2）冷凝水和补给水系统

汽轮发电机组正常运行时，可回收60t/h冷凝水，由凝结水泵送至除氧器，补给水3.6t/h由脱盐水站制备的脱盐水供给，与冷凝水同时进入除氧器。经除氧后的给水温度为l04℃，由锅炉给水泵送至中压锅炉之汽包。

Na3P04溶液由设在发电厂房内的加药装置经加药泵送至锅炉汽包。（3）冷却水系统

汽轮机凝汽器、冷油器、空气冷却器由循环水站提供循环冷却水，机泵用直流水冷却。

（4）调节保安系统

汽轮机本体带有自动调节系统，实现汽轮机转数的自动调节。汽轮机本体带有自动保安系统，以防止汽轮机发生意外事故。它由主汽门、速关逆止阀、危急遮断油门、磁力断路油门和轴向位移遮断器组成。当汽轮机出现超速、轴向位移超值、轴承温度过高汽轮机可实现自动停机。

3.主厂房布置

汽轮发电机组布置在18×30m主厂房内，为双层布置，运转层高7.0m，底层布置锅炉给水泵、加药装置、凝结水泵、凝汽器、冷油器等。运转层布置汽轮发电机组，并留有吊装孔，主厂房东侧有9×30m 边跨，为双层建筑，底层为6.3kV高压配电房，二楼布置中央控制室及男女更衣室等。11.0m屋顶布置除氧器、减温减压装置及消音器。主厂房主要尺寸：

柱距6m

运转层标高7m

跨距18m

吊车轨顶标高～14.2m

汽机房架下弦标高～17.7m

主厂房内设置电动桥式起重机一台，跨度16.5m，起重量32t/5t，起升高度15m，工作级别A5级，可满足汽轮发电机组维修时吊装需要。

4.自动控制

余热发电装置设一个控制室，采用集中盘装仪表对整个工艺过程进行操作和控制，对生产过程的主要参数如温度、压力、流量、物位、介质成分等进行显示、记录、累计、报警、自动调节和安全联锁。为保证系统安全稳定运行，设计中考虑如下自动调整和联锁装置。

汽轮发电机组润滑油压低、轴向位移大、转速超标皆同磁力断路油门进行了连锁,以保证汽轮发电机组的安全运行。

废热锅炉控制室与发电控制室设有声光讯号联系便于安全可靠的操

作。

5. 供配电

5. 1 设计范围

(1) 热电站内与同建硫酸装置共用的6kV配电所；

(2) 热电站内6/0.4kV变电所；

(3) 热电站15000kW余热发电装置；

(4) 热电站的电动、照明、防雷及接地；

向本工程供电的化工变电站改造及至本工程6kV配电所的双回路6kV供电线路由建设单位负责，不在本设计范围。建设单位应根据化工变电站目前实际供电情况和拟建热电站和硫酸装置用电需要等对化工变电站等进行相应改造。

5..2 用电负荷及负荷等级

(1) 用电负荷情况

余热电站年电能需要量约2100万kW•h。发电机额定容量为15000kW,发电机正常运行时的发电容量12500kW，发电机正常运行时除能满足发电装置用电需要外，年外供电量为：7900万kWh，其中4700万kWh为硫酸生产线使用，另外3200万kWh富余电量供给云浮集团及下属企业使用。

(2) 负荷等级

根据《供配电系统设计规范》(GB 50052-95)的规定，热电站划为二级负荷；其辅助设施为三级负荷。

5.3 供电电源选择

5.3.1 外部供电情况

云浮硫铁矿企业集团公司建有一座110/35/6kV、2x20000kV A 的硫矿变电站，在该公司化工基地建设有一座35/6kV、2x6300kV A的化工变电站。化工变电站双回路35kV电源经矿六线(LGJ-95，约6km)由硫矿变电站架空引来。化工变电站目前主要向附近的4万吨/年、8万吨/年硫酸装置和铁红装置供电，两台6300kV A的主变压器尚有较大的富裕量向热电站供电。

5.3.2 本工程电源选择

根据本工程负荷需要，拟在热电站建设一座具有双电源进线的6kV 配电所，其6kV电源来自该公司化工变电站。

5.3.3供电方案选择及原则确定

（1）供电方案

根据电源状况及用电情况，拟在本工程内设置如下变配电设施：1）建设一座发电机容量为15000kW、电压等级为6.3kV的余热发电装置，利用与40万吨/年硫酸装置生产过程中产生的余热蒸汽进行发电。

2）在热电站建设一座6kV配电所，向热电站及同建的硫酸装置6/0.4kV变压器、6kV电动机提供电源。6kV配电所采用双电源单母线分段运行方式，双回路6kV电源来自化工变电站。15000kW发电机组在此配电所6kV母线并网发电。

3）在热电站建设6/0.4kV变电所，此变电所同时向脱盐水站供电。4）在局部地区设置动力配电箱。

（2）电压等级的划分

供配电回路：高压：6kV；

低压：380/220V；

电动机回路：电动机容量P＞220kW 6kV；

P≤220kW 380/220V。（3）节电措施

为了节约电能，本工程设计中消耗电能较多的电气设备均采用节能型。电力变压器采用低损耗节能型；照明灯具采用高效节能光源；采用功率因数补偿装置，使变压器高压侧的功率因数在0.90以上，减少无功损耗。其它电气设备在可能的情况下，尽可能采用节电型。

5.3.4 非线性谐波预测

热电站内用电负荷基本属于三相对称线性负荷，且设计中选用D,yn11结线组别的配电变压器，故本工程用电负荷对电网的非线性谐波影响极小，不必采取补偿措施。

5.3.5 照明

1) 照明电源

在热电站内设置照明配电箱，380/220V电源由6/0.4kV变电所的照明配电

柜供给。

2）光源和灯具

根据各生产岗位环境特征、使用要求配置合适的照明灯具和相应的光源。