荣成市石岛热电联产项目初步设计总说明书Word格式文档下载.docx
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夏季室外计算温度（干球）:
32.1℃
年平均降雨量:
671.1mm
年室外平均风速:
2.5m/s
夏季平均风速：
2.5m/s
冬季平均风速：
3.0m/s
主导风向:
东、东南风
地下水位变幅：
0.6-4.0米；
大部分地区<
1.5米
最大冻土深度:
0.64m
抗震设防烈度：
6度
3.2.1地质、岩土工程及地震情况
1.工程地质条件与地下水
1.1场地地形、地貌
本场地位于胶东半岛低山丘陵山前滨海冲洪积地貌单元，地层具有上覆第四系松散层、下伏燕山期花岗岩的二元结构特点。
场地地势正在进行人工平整，勘察时地面标高最大值7.61m，最小值5.29m，地表相对高差2.32m。
1.2区域地质构造
根据区域地质资料本场区内无全新世活动断裂。
1.3地基土的分布和性质
据本次勘察钻探揭露结果,场地内第四系地层主要由以下地层组成，现按出露顺序描述如下:
①杂填土（Q4ml）
黄色，黄褐色；
主要组成为花岗岩风化料及少量耕土；
呈砂土状,松密不均；
力学性质较差。
该层分布不均匀，层厚0.60～3.60米。
②粉质粘土（Q4al+pl）
黄褐色,灰褐色，可塑状态,干强度中等,韧性中等,无摇震反应,土质均匀性一般,该层场地内局部缺失，层厚1.00～4.10米。
③中细砂（Q4pl）
灰褐色,主要成分为长石和石英,分选较一般,磨圆一般,极松散,饱和，局部含有较多的粉粒和粘粒。
该层场地局部分布，层厚0.70～4.20米。
④粗砾砂（Q4pl）
灰褐色,主要成分为长石、石英,磨圆一般,分选稍差,松散～中密,饱和,含砾石。
该层场区内局部缺失,层厚1.10～2.70米。
⑤残积土（Q4el）
灰黄色、可塑，原岩成分已风化蚀变,原岩组织结构已全部破坏,仍具残余结构强度,手搓呈砂状,局部含有粉粒,为砂性残积土。
该层场区内局部分布,层厚0.90～1.40米。
⑥全风化花岗岩（K3）
灰黄色；
风化裂隙极发育；
原岩结构大部分已破坏；
全晶质中粗粒结构与块状构造不甚清晰；
主要矿物成分为长石与石英，其次为少量黑云母与角闪石；
用锹可挖，岩样手搓呈碎屑状；
岩石坚硬程度属极软岩。
该层场区内局部分布,层厚1.30～2.50米。
⑦强风化花岗岩（K3）
黄色、黄灰色；
原岩矿物成分已显著变化；
原岩结构绝大部分已破坏；
全晶质中粗粒结构；
块状构造；
风化裂隙很发育；
岩体破碎；
岩石坚硬程度为软岩；
岩体基本质量等级为Ⅴ级。
该层场地内各钻孔均有揭露，揭露层厚度为3.20～7.00米。
1.4地下水
在本次勘察场地范围内场地水文地质条件简单，地下水位埋藏较浅，地下水类型为第四系孔隙潜水、微承压水及基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于第③层中细砂层及④粗砾砂中；
基岩裂隙水赋存于风化岩裂隙中，水质较好，水量一般。
地下水主要受大气降水和侧向迳流补给，排泄以蒸发和侧向地下迳流为主。
场地地下水流流向NE→SW。
勘察期间测得稳定地水位埋深2.70～3.50米,地下水位标高3.57～4.10米，水位观测日期2016年3月14日,水位年变幅0.50～1.00米。
最高地下水位埋深2.20米左右。
2、岩土工程评价
①层素填土:
松密不均,应清除；
②层粉质粘土：
承载力特征值由标贯试验指标及土工实验数据确定为150kPa，强度一般；
③层中细砂：
承载力特征值由标贯试验指标及土工实验数据确定为70kPa，强度较低；
④层粗砾砂：
承载力特征值由标贯试验指标及土工实验数据确定为170kPa，强度一般；
⑤层残积土：
承载力特征值由标贯试验指标及土工实验数据确定为180kPa，强度一般。
⑥层全风化花岗岩：
承载力特征值由标贯试验指标及土工实验数据确定为260kPa，强度较高。
⑦层强风化花岗岩：
承载力特征值由标贯试验指标及土工实验数据确定为400kPa，强度高。
据地层勘探情况，各层地基土承载力特征值、压缩模量推荐如表1。
表1地基承载力特征值等参数推荐表
地层编号
岩土名称
fak（kPa）
Es（MPa）
②
粉质粘土
150
5.12
③
中细砂
70
8.2
④
粗砾砂
170
17.5
⑤
残积土
180
15.0
⑥
全风化花岗岩
260
29.2
⑦
强风化花岗岩
400
39.6
3、场地地震效应评价
场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值0.05g,第一组,设计特征周期（Tg）为0.35s；
场地土类型为中软场地土，场地类别Ⅱ类；
经判别，场地地基土不具液化性。
场地无影响稳定性的不良地质作用，为可进行建设的一般场地。
第二章总图部分
2.1.厂区总平面规划布置
本工程厂址在山东省威海市荣成市石岛镇。
本工程位于山东省威海市荣成市石岛镇。
本工程为新建工程，装机容量为3台240t/h高温高压循环流化床锅炉+1台B30-8.83/0.98背压式汽轮发电机组+2台CB50-8.83/0.98/0.196背压式汽轮发电机组；
本期装机规模为139MW。
需对厂区建、构筑物、生产场地及道路绿化进行有序布置。
总体布局考虑二期工程向西征地扩建。
2.2.布置原则
遵循国家现行有关规范标准，依据当地工业生产区的规划要求进行总平面布置。
满足工艺生产及运输要求，合理布局，使流程、管线及道路短捷顺畅，节省占地，节约投资。
在设计中结合防火防爆、安全卫生、交通运输、地形地貌、水文气象等方面的因素，力求布置紧凑，整体协调、美观。
2.3.总平面规划布置方案
厂址总占地面积为74385m2。
根据外部条件，工艺流程，运输和风向等因素，及拟建厂址场地实际条件，在尽量优化布置的前提下，推荐了如下布置方案：
（1）平面布置：
根据工艺流程及生产要求，结合拟建厂址场地实际及交通运输条件，考虑总图布置方案如下：
本工程界区内的主要生产建、构筑物和辅助建筑按功能划分，由北向南依次为：
综合楼和水工区、化水车间和升压站区、主厂房区、炉后区、储煤区等部分。
生产区：
包括综合水泵房、冷却塔、消防水池等。
位于主厂房区的西北侧。
主厂房区：
主厂房位于热电厂区的中部，汽机南北向布置，锅炉间南北向布置，主厂房自北向南依次为汽机间、除氧间、煤仓间、锅炉间。
输煤栈桥由南向北走向，由煤仓间东侧进入炉前。
炉后区：
锅炉房后布置有除尘器、引风机、烟囱、脱硫装置、脱硝区、渣仓、灰库、破碎机室、空压机房、地下油罐等。
储煤区：
干煤棚布置在整个厂区正南侧。
（2）管线规划：
本设计消防、一次水管、排水管、厂区采暖供回水管、部分电缆等等为埋地敷设外，其余室外管线均为管架敷设。
（3）道路：
在主装置及辅助生产装置四周均设计了道路，宽度分别为13米、8米、6米、4米，满足生产及消防要求。
道路采用城市型水泥混凝土路面。
2.4.工厂绿化
厂区主要出入口、厂前、主要建筑入口附近、主厂房区周围等部位进行重点绿化，配置观赏和美化效果好的树木、草坪、灌木及其它具有降噪作用的植物，全厂绿化率15%。
5、厂区主要经济技术指标
厂区主要技术经济指标（总规模）
序号
项目
单位
数量
1
建设用地面积
m2
74385
2
建、构筑物占地面积
29712
3
建筑系数
%
40
4
总建、构筑物面积
34570
5
计容建筑面积
52070
6
容积率
0.7
7
绿化面积
11158
8
绿地率
15
第三章机务部分
1概述
1.1工程概述
1.2电厂性质及热负荷
本工程为热电联产，满足荣成市石岛区新增热、电负荷需要。
本工程对外供热系统分两路出去，一路去厂区外工业蒸汽管网，一路去厂区内供热首站。
供工业蒸汽的参数：
P=0.98MPa.a；
T=260℃；
供采暖用蒸汽的参数：
P=0.196MPa.a饱和蒸汽。
1.3主机设备型号、参数及主要技术规范
（1）锅炉参数：
型式：
240t/h高温高压锅炉。
过热蒸汽：
最大连续蒸发量：
240t/h
出口蒸汽压力：
9.81MPa
出口蒸汽温度：
540℃
给水温度：
215℃
锅炉效率：
92.21%
台数：
3台
75t/h高温高压锅炉。
75t/h
90%
1台
（2）汽轮发电机组参数：
汽轮机型号：
B30-8.83/0.98
背压式供热汽轮机。
额定功率：
30MW
主蒸汽阀前主蒸汽额定压力：
8.83MPa（a）
主蒸汽阀前主蒸汽额定温度：
535℃
主蒸汽额定工况流量：
235t/h
排汽压力：
0.98MPa（a）
排汽温度：
271℃
冷却水温：
设计：
20℃
最高：
33℃
额定转速：
3000r/min
发电机额定功率：
30MW
额定电压：
10.5kV
额定功率因数：
0.8
额定频率：
50Hz
3000r/min
冷却方式：
空冷
效率（保证值）：
≥98%
励磁方式：
自并励静止励磁系统
数量：
CB50-8.83/0.98/0.196
50MW
额定抽汽压力：
额定抽汽温度：
275℃
0.196MPa（a）
149℃
2台
50MW
型号：
B9-8.83/0.98
9MW
73t/h
5200r/min
9MW
97.2%
1.4机务专业设计范围及主要原则
1.4.1设计范围
设计范围包括本期汽轮机及锅炉主辅机设备选择，烟风物料系统、热力系统、点火油系统、工业水系统及主厂房布置、主厂房内检修起吊、汽机润滑油有关系统、供热管网设计至厂房外、总图专业厂区桁架。
1.4.2主要设计原则
1机组为定压运行：
既可以承担基本负荷也可调峰运行。
2高压给水系统：
3台240t/h锅炉设置4台变频电动给水泵，3用1备；
75t/h锅炉设置2台变频电动给水泵，1用1备。
3主蒸汽管道采用母管制，各个锅炉可以互相协调。
4低压给水系统、高压给水系统也采用母管制。
5回热系统
采用汽轮机厂汽轮机组本体资料设计。
6供热系统
本工程供热系统对外供应蒸汽的参数：
T=270℃；
P=0.196饱和蒸汽。
2台B50汽轮机背压排汽进入排汽母管供至首站，首站布置在汽机间固定端；
2台B50汽轮机抽汽、B30汽轮机背压排汽、B9汽轮机背压排汽进入2根工业蒸汽母管；
主蒸汽母管上引出一路，经2台减温减压进入2根工业蒸汽母管；
2根工业蒸汽母管自主厂房A列及固定端侧新建桁架接至厂区外工业蒸汽管网。
7高压加热器疏水系统疏水逐级自流至高压除氧器疏水母管。
8除氧器加热系统采用母管制，蒸汽来自汽轮机抽汽、排汽管道
9锅炉过热器减温水系统引自高压给水热母管。
10补水系统采用化学除盐水直接补入高压除氧器。
11全厂疏放水系统设两个疏水扩容器、疏水箱，三台疏水泵，两开一备。
12循环水系统向冷油器、发电机空气冷却器提供循环冷却水，为给水泵等汽机房内辅助设备提供备用冷却水，并提供汽机房冲洗水。
13汽轮发电机组采用横向布置；
汽轮机头朝向除氧间。
14汽机间检修起吊设施采用1台50/10t桥式起重机。
15汽机间检修场地设在两台机组之间，检修平台设加强平台（考虑检修荷载）。
16高加旁路采用大旁路系统，设高加入口、出口联成阀。
17汽机不设高位油箱。
18厂区设综合蒸汽管廊：
0.98MPa蒸汽去厂区外工业蒸汽管网，采取架空布置。
19油净化装置设1台润滑油净化装置（4机合用1台）。
2系统描述
2.1燃料
2.1.1锅炉的设计煤种为山西煤矿的原煤。
主要的煤质特性见表：
分析项目
符号
设计煤种
碳
Car
61.08
氢
Har
2.9
氧
Oar
2.89
氮
Nar
0.93
硫
Sar
0.5
灰
Aar
24.1
水
War
7.6
挥发分
Vdaf
12.1
9
低位发热量
Qdw
kJ/kg
22.96
2.2燃烧系统
2.2.1系统拟定
本工程采用循环流化床锅炉，燃煤被破碎成不大于10mm的煤粒后，由原煤仓落煤口落至变频调速皮带称重式给煤机，经给煤机输送至炉膛下部密相区内进行燃烧。
每台240t/h锅炉配置4台给煤机；
75t/h锅炉配置2台给煤机。
每台锅炉燃烧所需一次风、二次风均采用独立系统，每台锅炉配置一次风机1台、二次风机1台、引风机1台。
每台炉配1台静电除尘器，4炉合用一座单管套筒烟囱，烟囱高度120m，内筒上口直径4.5m。
2.2.1燃烧系统辅机选型
根据锅炉厂提供的初步设计阶段热力计算书，进行相关计算。
（1）给煤机
耐压皮带计量式
14台
出力：
2～15t/h（单台）
（2）一次风机
（待定）（240t/h锅炉配套）
单吸离心式、单支撑
台数:
3
风量:
138740Nm3/h
全压：
13253Pa
流量富裕系数:
1.2
压头富裕系数:
电动机功率：
800kW
（待定）（75t/h锅炉配套）
1
48941Nm3/h
12000Pa
280kW
（3）二次风机
8400Pa
500kW
10910Pa
250kW
（4）引风机
单吸、双支撑离心式
468451m3/h（单台）
8820Pa（单台）
压头富裕系数1.2
电动机：
1800kW
150012m3/h（单台）
8820Pa（单台）
560kW
（5）罗茨风机
9（6用3备）
14.66m3/min（单台）
34.3kPa（单台）
15kW
2（1用1备）
7.55m3/min（单台）
24.5kPa（单台）
压头富裕系数1.20
5.5kW
2.3热力系统
2.3.1热力系统拟定原则及特点
由于本工程为热电联产工程，为了使系统安全可靠、调节灵活，主蒸汽、给水系统采用母管制，同样除氧器有关管道等均采用母管制。
2.3.1.1主蒸汽系统
主蒸汽系统采用母管制，主蒸汽通过母管运行。
4台锅炉产生的新蒸汽经流量测量装置引往布置于除氧间的主蒸汽母管，然后自母管分别再经流量测量装置接到4台汽机主汽门。
主蒸汽压力为9.81MPa，温度为540℃。
本工程设2台150t/h、0.98MPa.a减温减压器，自主蒸汽母管设一路去减温减压器，当汽轮机组停用或检修时，可利用主蒸汽减温减压后供用户用汽。
每台240t/h锅炉集汽联箱出口至主蒸汽母管通流能力按240t/h设计（B-MCR工况），选用1根Φ325×
28的管道；
75t/h锅炉集汽联箱出口至主蒸汽母管通流能力按75t/h设计（B-MCR工况），选用1根Φ168×
16的管道；
主蒸汽母管通流能力按480t/h设计，选用1根Φ377×
32的管道；
主蒸汽母管至汽轮机入口通流能力B30机组按232.8t/h设计（汽轮机最大进汽工况），选用1根Φ325×
B9机组按72.75t/h设计（汽轮机最大进汽工况），选用1根Φ168×
16的管道。
主蒸汽管材选用12Cr1MoVG/GB5310无缝钢管。
2.3.1.2给水系统
低压给水系统、高压给水系统采用母管制。
工艺流程：
化学补给水和工艺回水→高压除氧器→锅炉给水泵→（158℃）高压给水冷母管→高压加热器→（215℃）高压给水热母管→锅炉给水控制台→锅炉省煤器。
本工程共设3台高压除氧器；
3台240t/h锅炉设置4台变频电动给水泵，3台运行，1台备用；
75t/h锅炉设置2台变频电动给水泵，1台运行，1台备用。
每台汽轮机组设2台高加；
高加设100%电动旁路，高加事故解列时，给水自旁路去锅炉，其启闭与高加高3水位连锁。
高压给水管径选择均按给水泵额定工况计算，选型结果见主要汽水管径流速表。
高压给水管材选用20G/GB5310无缝钢管。
低压给水管材选用GB3087无缝钢管或Q235-B螺旋缝电焊钢管。
2.3.1.3汽机回热系统
为提高全厂热效率，实现能源阶梯利用，本工程汽轮机回热系统按照汽轮机组本体资料设计。
所以汽机回热系统采用“2高加＋1除氧”的3级回热系统。
两台高加的疏水逐级自流入高压除氧器。
其中高加疏水管道设有根据液位自动调整的汽-液两相流疏水阀，保证各级加热器疏水系统安全稳定运行。
所有高加均设有危急疏水（紧急放水）管，在高加疏水水位不正常升高时能及时排至定期排污扩容器，以防汽机进水，危急疏水（紧急放水）管上装设电动闸阀，其启闭与高加高2水位联锁。
2.3.1.4除氧器加热系统
高压除氧器加热系统采用CB50汽轮机组抽汽、B30汽轮机组背压排汽、B9汽轮机组背压排汽，在除氧间层设有加热蒸汽母管，以满足除氧器用汽的需要。
邻炉加热用汽及锅炉间杂项用汽（含锅炉本体吹灰系统用汽）来自布置于除氧间的除氧器加热蒸汽母管。
2.3.1.5锅炉减温水系统
锅炉过热器减温水引自高压给水热母管，采用二级喷水减温，一级减温作为粗调，二级减温作为细调。
喷水减温管路设有调节阀通过调整减温水量来调节过热蒸汽温度；
喷水减温管路还设有永久性滤网及反冲洗系统，避免给水中杂质堵塞减温器喷嘴。
2.3.1.6锅炉补水系统
补充水采用化学除盐水，除氧间设有除盐水母管，将除盐水补入高压除氧器；
机组汽封加热器由于采用除盐水冷却，因此该部分除盐水经汽封冷却器后接至除氧间补水调节阀后管道补入高压除氧器。
锅炉启动时，除盐水可通过全厂疏水泵向锅炉上水；
锅炉事故紧急停炉时，除盐水可直接补入高压除氧器，通过电动给水泵为锅炉紧急上水并维持锅筒水位。
2.3.1.7锅炉排污系统
本工程设1台7.5m³
的定期排污扩容器，各台炉定期排污管单独接入定期排污扩容器。
设1台5.5m³
的连续排污扩容器，连续排污扩容器的二次蒸汽接入高压除氧器。
经验算，1台7.5m³
的定期排污扩容器、1台5.5m³
的连续排污扩容器满足4台锅炉定期、连续排污要求。
2.3.1.8全厂疏放水系统
本期工程设二台2.0m³
的疏水扩容器及二台30m³
的疏水箱，除汇集全厂管道及设备正常的疏水外，并考虑除氧器的溢放水。
疏水箱内的水通过疏水泵送入高压
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