04热机初步设计说明书.docx
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04热机初步设计说明书
卷册检索号
21-F166C-J01
阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程
初步设计
第四卷热机部分
说明书
电力工程设计甲级证书证书编号:
060021-sj
辽宁电力勘测设计院
2005年01月沈阳
阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程
初步设计
第四卷热机部分
说明书
批准：
审核：
校核：
编写：
分卷目录
序号
名称
卷册号
编制人
第1卷
总的部分
21-F166C-A01
张林
第2卷
电力系统部分
21-F166C-X
胡大龙
第3卷
总图运输部分
21-F166C-Z
夏涤非
第4卷
热机部分
21-F166C-J
马宏山
第5卷
运煤部分
21-F166C-M
佟毓翔
第6卷
除灰渣部分
21-F166C-C
王铁英
第7卷
电厂化学部分
21-F166C-H
魏鹏
第8卷
电气部分
21-F166C-D
吴夯
刘英敏
第9卷
热工自动化部分
21-F166C-K
范建军
第10卷
建筑结构部分
21-F166C-T
李学琦
第11卷
采暖通风及空气调节部分
21-F166C-N
常杰飞
第12卷
水工部分
21-F166C-S01
尹子旭
刘绍中
第13卷
环境保护
21-F166C-P
王鑫
第14卷
消防部分
21-F166C-S02
尹子旭
第15卷
劳动安全及工业卫生
21-F1234C-Q01
王鑫
第16卷
节约能源及原材料
21-F166C-Q02
张林
第17卷
施工组织大纲部分
21-F166C-Q03
夏涤非
第18卷
运行组织及设计定员部分
21-F166C-Q04
马宏山
第19卷
概算部分
21-F166C-E
刘琴
第20卷
主要设备材料清册
21-F166C-A02
张林
本卷图纸目录
序号
图号
图名
1
F166C-J-01
说明书
2
F166C-J-02
热力系统图
（一）
3
F166C-J-03
热力系统图
（二）
4
F166C-J-04
燃烧系统图
5
F166C-J-05
点火油系统图
6
F166C-J-06
冷却水系统图
7
F166C-J-07
汽机房底层、除氧煤仓间4.500m平面布置图
8
F166C-J-08
汽机房、除氧煤仓间运转层平面布置图
9
F166C-J-09
锅炉房、除氧煤仓间底层平面布置图
10
F166C-J-10
锅炉房运转层、除氧煤仓间17.500m平面布置图
11
F166C-J-11
锅炉房尾部平面布置图
12
F166C-J-12
主厂房平面布置图
13
F166C-J-13
主厂房横断面布置图
14
F166C-J-14
设备明细表
本卷目录
1概述
1.1设计依据
⑴阜新金山煤矸石热电有限公司文件：
[2004]第（3）号“阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程进行可行性研究委托书”；
2004年07月23日
⑵国家发展和改革委员会文件：
发改能源[2004]1343号“国家发展改革委关于辽宁阜新矿业（集团）有限责任公司煤矸石热电厂项目建议书的批复”；
2004年07月12日
⑶辽宁省电力有限公司文件：
辽电综计[2003]390号“关于阜矿集团煤矸石热电厂新建工程初步可行性研究报告审查意见”；
2003年11月28日
⑷阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程可行性研究审查意见。
1.2设计原则
1.2.1阜新金山煤矸石热电有限公司煤矸石热电厂新建工程建设规模为四台150MW超高压中间再热汽轮发电机组，其中两台为150MW超高压单抽中间再热冷凝式汽轮发电机组，两台为150MW超高压中间再热凝汽式汽轮发电机组，配四台480t/h超高压中间再热循环流化床锅炉。
根据国家发展和改革委员会发改能源[2004]864号文件，本期工程的设计原则是发电为主、兼顾城市集中供热，而且工程建成后可以开发利用煤矸石，既节约能源，又改善环境，达到资源综合利用，减少碳硫化合物污染的目的，不仅符合我国的产业政策，而且也是政府扶持和鼓励的开发项目。
1.2.2本期工程热机专业设计范围为：
锅炉燃烧系统、锅炉点火及助燃油系统、汽轮机热力系统、主厂房内辅机冷却水系统、检修及仪用压缩空气系统、启动锅炉房等。
具体设计内容包括：
主厂房及辅助车间布置、各系统管道或烟风道布置（支吊）和有关计算、设备选型及其相应的计算、主辅设备安装、主辅设备检修起吊、设备和管道的保温油漆等。
所有与其它专业连接的管道分界均设在主厂房柱中心线外1m。
1.2.3本期工程厂区内设有启动锅炉房，锅炉房内装设一台10t/h的燃煤启动锅炉和一台10t/h燃油启动锅炉，提供第一台机组的启动蒸汽以及厂区采暖蒸汽。
1.3主机设备技术规范
1.3.1锅炉
1.3.1.1
1号、2号锅炉
型式：
超高压一次中间再热循环流化床锅炉
生产厂家：
无锡华光锅炉股份有限公司
额定蒸发量：
480t/h
过热蒸汽压力：
13.7MPa
过热蒸汽温度：
540℃
再热蒸汽流量：
389.3t/h
再热器蒸汽入口压力：
2.83MPa
再热器蒸汽入口温度：
324.17℃
再热器蒸汽出口压力：
2.65MPa
再热器蒸汽出口温度：
540℃
汽包工作压力：
14.56MPa
给水温度：
250.53℃
排烟温度：
132℃
锅炉效率：
89.46%
1.3.1.2
3号、4号锅炉
型式：
超高压一次中间再热循环流化床锅炉
生产厂家：
无锡华光锅炉股份有限公司
额定蒸发量：
465t/h
过热蒸汽压力：
13.7MPa
过热蒸汽温度：
540℃
再热蒸汽流量：
385.78t/h
再热器入口压力：
2.61Mpa
再热器入口温度：
315.0℃
再热器出口压力：
2.43MPa
再热器出口温度：
540℃
汽包压力：
14.56MPa
给水温度：
242.90℃
排烟温度：
130℃
锅炉效率：
89.56%
1.3.2汽轮机
1.3.2.1
1号、2号汽轮机
型式：
超高压中间再热单抽凝汽式汽轮机
型号：
C135/N150-13.24/0.294/535/535
生产厂家：
南京汽轮电机（集团）有限责任公司
额定功率（抽汽/冷凝）：
135/150MW
主蒸汽额定压力：
13.24MPa（a）
主蒸汽额定温度：
535℃
主蒸汽额定流量（抽汽/冷凝）：
480/446t/h
冷段再热蒸汽压力（抽汽/冷凝）：
2.928/2.9224MPa（a）
冷段再热蒸汽温度：
329.39℃
再热蒸汽进汽压力（抽汽/冷凝）：
2.567/2.562MPa（a）
再热蒸汽进汽温度：
535℃
再热蒸汽流量（抽汽/冷凝）：
389.3/363.2t/h
额定采暖抽汽压力：
0.294MPa（a）
额定采暖抽汽量：
150t/h
额定工业抽汽压力：
0.98MPa（a）（预留条件）
额定工业抽汽量：
50t/h
冷却水温：
20℃
背压：
0.0052MPa（a）
额定转速：
3000r/min
额定给水温度（冷凝）：
250.6℃
回热系统：
2级高压加热器+1级高压除氧器+4级低压加热器
1.3.2.2
3号、4号汽轮机
型式：
超高压中间再热凝汽式汽轮机
型号：
N150-13.24/535/535
生产厂家：
武汉汽轮发电机厂
额定功率：
150MW
主蒸汽额定压力：
13.24MPa（a）
主蒸汽额定温度：
535℃
主蒸汽额定流量：
432.027t/h
冷段再热蒸汽压力：
2.56MPa（a）
再热蒸汽进汽温度：
315.1℃
再热蒸汽进汽压力：
2.221MPa（a）
再热蒸汽进汽温度：
535℃
再热蒸汽流量：
363.656t/h
冷却水温：
20℃
背压：
0.0049MPa（a）
额定转速：
3000r/min
额定给水温度：
236.7℃
回热系统：
2级高压加热器+1级高压除氧器+4级低压加热器
1.3.3发电机
1.3.3.1
1号、2号发电机
型号：
QFJ-150-2
生产厂家：
南京汽轮电机（集团）有限责任公司
额定功率：
150MW
最大功率：
158MW
额定电压：
15750V
额定转速：
3000r/min
功率因数：
0.85
冷却方式：
空冷
1.3.3.2
3号、4号发电机
型号：
QF-150-2
生产厂家：
武汉汽轮发电机厂
额定功率：
150MW
最大功率：
158MW
额定电压：
13800V
额定转速：
3000r/min
功率因数：
0.85
冷却方式：
空冷
2燃料
2.1燃料来源
2.1.1本工程所消耗的燃料由阜新矿业（集团）有限责任公司所属各矿提供，燃料由煤矸石和劣质煤混合，其混合后的煤质符合国家发展和改革委员会办公厅[2004]864号文件要求。
本期工程耗用的煤矸石及其它消耗性材料采用公路运输和铁路运输两种方式，其中铁路运输占50%，公路运输占50%。
2.2煤质分析
2.2.1煤质分析资料见表2-1。
煤质资料表
表2-1
序号
名 称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
1
收到基碳分
Car
%
34.53
36.9
2
收到基氢分
Har
%
2.12
2.634
3
收到基氧分
Oar
%
6.41
6.61
4
收到基氮分
Nar
%
0.58
0.67
5
收到基硫分
Sar
%
0.62
0.64
6
收到基水分
Mar
%
10.47
9.41
7
收到基灰分
Aar
%
45.04
43.14
8
空气干燥基水分
Mad
%
5.36
4.8
9
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
41.82
47.2
10
收到基低位发热量
Qnet,ar
kJ/kg
12160
13477
11
哈氏可磨性指数
HGI
82
2.3灰分析
2.3.1灰分析资料见表2-2。
灰成分分析
表2-2
序号
项目
单位
设计煤种
校核煤种
1
SiO2
%
58.59
2
AL2O3
%
17.31
3
Fe2O3
%
12.18
4
MgO
%
2.42
5
CaO
%
1.8
6
TiO2
%
1.09
7
Na2O
%
1.00
8
K2O
%
2.88
9
P2O5
%
0.009
10
S2O3
%
1.8
11
其他
%
0.92
12
变形温度
℃
1170
13
软化温度
℃
1220
14
半球温度
℃
1260
15
流动温度
℃
1290
2.4石灰石分析
2.4.1石灰石分析资料见表2-3。
石灰石矿料成分分析
表2-3
序号
名称
数量
单位
1
CaO
51．80～53.20
%
2
SiO2
2.53～5.86
%
3
SO3
0.01～0.08
%
4
MgO
0.29～0.43
%
5
Al2O3+Fe2O3
0.93～1.20
%
6
K2O+Na2O
0.01～0.07
%
7
烧失量
38.2～41.3
%
石灰石的粒度要求：
粒度范围0-1mm,50%切割粒径d50=0.2mm。
2.5锅炉点火油及助燃油
2.5.1锅炉点火及助燃油采用0号轻柴油。
由于循环流化床锅炉稳燃负荷较高，点火油量少，冬季可采用-20号轻柴油，这样可以简化燃油系统，减少投资。
其它季节采用0号轻柴油。
燃油运输采用汽车罐车运输方式。
2.5.2点火油油质分析见表2-4
油质分析
表2-4
序号
名称
0号轻柴油
单位
1
运动粘度（20℃）
3.0～8.0
mm2/s
2
灰份
≤0.02
%（m/m）
3
水份
痕迹
%（v/v）
4
硫含量
≤1.0
%（m/m）
5
机械杂质
无
6
凝点
≤0
℃
7
闪点（闭口）
≥65
℃
8
低位发热量
41031～41870
kJ/kg
3燃烧系统及辅助设备选择
3.1本工程锅炉燃煤量及石灰石耗量见表3-1
锅炉燃煤量及石灰石耗量
表3-1
序号
项目名称
单位
设计煤种
校核煤种
备注
1、2号炉
3、4号炉
1、2号炉
3、4号炉
1
小时燃煤量
t/h
121.07
119.58
108.63
107.29
单台炉
2
日燃煤量
t
2905.68
2869.92
2607.12
2574.96
单台炉
3
年燃煤量
105t
6.38
6.30
5.72
5.65
单台炉，按5269小时计
4
小时石灰石耗量
t/h
5.312
5.247
4.949
4.888
单台炉
5
日石灰石耗量
t
127.488
125.928
118.776
117.312
单台炉
6
年石灰石耗量
104t
2.80
2.76
2.61
2.58
单台炉，按5269小时计
3.2燃烧系统
3.2.1给煤系统
本期工程循环流化床锅炉为前墙给煤系统，设计采用电子称重式皮带给煤机，保证给煤量可以随锅炉负荷的变化而变化。
每台锅炉配6台给煤机，。
给煤机容量按三台能满组锅炉满负荷运行设计。
原煤仓共8个，几何容积590m3，每台炉配2个，可满足锅炉9小时的运行要求。
6台给煤机将原煤仓落煤输送至炉前的6个给煤口，然后送入燃烧室内燃烧。
在锅炉给煤口及炉膛入口处有一次热风作为播煤风，使煤能均匀铺在炉床上。
由于循环流化床锅炉内可能出现正压，因此要求给煤机能承受正压又要有良好的密封性能。
为防止炉内正压烟气返窜到给煤系统中，在给煤系统中通入二次冷风，作为正压密封风。
进入锅炉的燃煤粒度小于10mm。
3.2.2石灰石给料系统
为减少锅炉烟气中SO2的排放量，需向锅炉内输送石灰石颗粒。
石灰石颗粒采用制成品，粒度在1mm以下的成品通过汽车罐车运输到厂区内一个有效容积为74m3的石灰石中间储仓。
石灰石储仓底部有气力输送设备，通过压缩空气和仓泵将石灰石输送到主厂房内的四个几何容积为400m3的石灰石仓（每炉一个，满足锅炉3天用量），再通过石灰石输送风机输送到二次风管线上的16个给料口内（每炉4个），最后送入燃烧室。
中间储仓和主厂房内石灰石仓均设有干燥装置，以保证石灰石的流动性。
3.2.3送风系统
送风系统采用一、二次风并联系统，即一次风、二次风风机单独配置。
每台炉配两台一次风机，两台二次风机。
循环流化床锅炉采用分级送风的方式，一次风从布风板下送入，二次风分二层从炉膛下部密相区送入，可以有效地抑制NOX的生成。
一次风经过空气预热器后从布风板下进入炉膛，二次风经过空气预热器后进入锅炉侧墙的二次风喷口，从布风板上送入炉膛，一次热风和二次热风一起作用使床料处于流化状态,保证炉膛以及旋风分离器的物料循环。
从一次热风主管上引出一路热风进入床下启动燃烧器作为锅炉点火风和混合风，一路热风作为播煤风密封风。
从二次冷风主管上引出一部分二次冷风作为给煤机的密封风。
锅炉配有2台高压风机作为旋风分离器下部的回料阀处物料的流化和回送。
2台高压风机1台运行，1台备用。
3.2.4引风系统
为保证锅炉引风系统的安全性和可靠性，每台锅炉配2台引风机。
3.3辅助设备选择
3.3.1燃烧计算成果表
燃烧计算成果表
表3-2
序号
项目名称
单位
设计煤种
校核煤种
备注
1、2号炉
3、4号炉
1、2号炉
3、4号炉
1
锅炉实际燃煤量
t/h
121.07
119.58
108.63
107.29
2
锅炉计算燃煤量
t/h
118.40
116.92
106.56
105.25
3
理论空气量
Nm3/kg
3.45
3.45
3.79
3.79
4
理论烟气量
Nm3/kg
3.81
3.81
4.17
4.17
5
引风机入口烟气量
m3/h
851509
838491
837227
824434
6
一次风量
m3/h
320803
317644
317145
317973
7
二次风量
m3/h
217532
214898
214474
211879
3.3.2主要辅助设备选择
设备规范表
表3-3
序号
名称
规范
单位
数量
1
一次风机
192530m3/h22.549KPa
台
2
2
二次风机
130519m3/h15.976KPa
台
2
3
高压风机
13094m3/h90KPa
台
2
4
石灰石风机
4320m3/h49KPa
台
2
5
引风机
480680m3/h9.192KPa
台
2
6
皮带称重给煤机
5～40t/h运距12.84m
台
6
7
石灰石给料机
0～5t/h运距2000mm
台
2
注：
表中设备为一台锅炉所需，本期共安装四台炉。
3.3.3锅炉点火油系统
锅炉点火采用0号轻柴油。
点火方式为二级点火，即高能点火器—轻油。
水冷风箱下部布置有4只床下启动燃烧器，单只油枪的出力1200Kg/h，布风板上3米处布置有4只床上启动燃烧器，单只油枪的出力1000Kg/h，雾化方式采用内回油机械雾化。
油枪为气动，压缩空气压力0.5MPa。
油枪投运时，可以打开手动截止阀对点火器及油枪的气缸送气，实施点火器及油枪的进退（床下启动燃烧器仅有点火器进退，油枪不需要进退），油枪入口油压3.0MPa。
吹扫蒸汽来自厂用蒸汽。
燃烧系统图见F166C-J-04。
点火油系统图见F166C-J-05。
4热力系统及辅助设备选择
4.1汽平衡
投产期（2006年）和达产期（2015年）的汽平衡分别见表4-1、4-2。
投产期汽平衡表
表4-1
类别
项目
单位
数值
采暖期
非采暖期
最大
平均
平均
最小
锅炉新蒸汽13.7MPa
锅炉蒸发量
t/h
1890
1832
1878
——
单抽汽轮机
进汽量
t/h
960
960
952
——
纯凝汽轮机
进汽量
t/h
930
872
926
——
比较
t/h
±0
±0
±0
——
采暖用汽
0.294MPa
汽轮机抽汽量
t/h
125
95
——
——
采暖用汽量
t/h
92
62
——
——
热网除氧器
t/h
12
12
——
——
厂内采暖
及生活
t/h
21
21
——
——
比较
t/h
±0
±0
±0
——
单台汽轮机
功率
单抽汽轮机
MW
145000
150000
150000
——
纯凝汽轮机
MW
158000
150000
150000
——
达产期汽平衡表
表4-2
类别
项目
单位
数值
采暖期
非采暖期
最大
平均
平均
最小
锅炉新蒸汽13.7MPa
锅炉蒸发量
t/h
1920
1824
1872
——
单抽汽轮机
进汽量
t/h
960
960
952
——
纯凝汽轮机
进汽量
t/h
960
872
920
——
比较
t/h
±0
±0
±0
——
采暖用汽
0.294MPa
汽轮机抽汽量
t/h
300
207
——
——
采暖用汽量
t/h
267
174
——
——
热网除氧器
t/h
12
12
——
——
厂内采暖
及生活
t/h
21
21
——
——
比较
t/h
±0
±0
±0
——
单台汽轮机
功率
单抽汽轮机
MW
135000
140000
150000
——
纯凝汽轮机
MW
158000
150000
150000
——
4.2热经济指标
投产期（2006年）和达产期（2015年）的热经济指标分别见表4-3、4-4。
投产期热经济指标成果表
表4-3
序号
项目
单位
2xC135/N150+2xN150
设计煤种
校核煤种
1
平均采暖负荷
t/h
62
62
2
年发电量
kW·h/a
3.3x109
3.3x109
3
年供电量
kW·h/a
3.036x109
3.036x109
4
年对外供热量
GJ/a
5.467x105
5.467x105
5
发电设备利用小时
h
5500
5500
6
锅炉年利用小时
h
5269
5269
7
发电年均标准煤耗率
kg/kWh
0.312
0.311
8
供电年均标准煤耗率
kg/kWh
0.339
0.337
9
供热年均标准煤耗率
kg/GJ
39.71
39.44
10
年供热标准煤耗量
t/a
21711
21711
11
年发电标准煤耗量
t/a
1030401
1024600
12
全年标准煤耗量
t/a
1052112
1046311
13
综合厂用电率
%
8
8
14
供热厂用电率
%
0.1
0.1
15
发电厂用电率
%
7.9
7.9
16
年燃煤量
t/a
2535970
2275365
达产期热经济指标成果表
表4-4
序号
项目
单位
2xC135/N150+2xN150
设计煤种
校核煤种
1
平均采暖负荷
t/h
174
174
2
年发电量
kW·h/a
3.3x109
3.3x109
3
年供电量
kW·h/a
3.036x109
3.036x109
4
年对外供热量
GJ/a
1.534x106
1.534x106
5
发电设备利用小时
h
5500
5500
6
锅炉年利用小时
h
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