一炉一机湖南可研报告可行性研究报告.docx
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一炉一机湖南可研报告可行性研究报告
1.项目简介
1.1概况
煤矸石综合利用发电机组技改工程，是由湖南省资兴焦电股份有限公司承建，电厂规模为1×60MW＋1×240t/h循环流化床锅炉。
资兴焦电股份有限公司于2001年3月筹建。
公司前身为资兴矿务局煤电焦化总厂。
总厂建于1958年，2000年11月享受国家政策性破产重组改制。
公司位于资兴市三都镇南端1.4km，距郴州市46km，资兴市8.7km。
公司下辖洗煤炼油厂、煤矸石发电厂、焦化厂三大分厂。
年产洗精煤60万t、冶金焦42万t、煤焦油1.5万t、发电能力为1亿kw.h。
现有职工863人，固定资产原值近1亿元，净值3000万元，年创产值5.6亿元。
煤矸石发电厂是根据原煤炭部（85）湘煤科字第385号文转批煤炭部加工利用局（85）煤加利字第44号文批准兴建的，总建设规模为3×35t/h＋3×6MW。
一期建设2×35t/h锅炉＋2×6MW汽轮发电机组，并考虑留有扩建1机1炉的位置。
电厂锅炉以洗煤炼油厂的洗矸石和三都矿区不能外销的开采煤矸石及废弃煤矸石为主要燃料。
资兴煤矸石综合利用发电机组技改工程，原考虑两个厂址方案，一是在原厂址就地扩建改造，二是在东江精细化工厂，经过比选分析，确定采用原厂址方案，此方案可利用原电厂设施投资较少。
厂区交通方便主要有：
铁路与京广铁路支线许（家洞）三（都）线终点三都火车站相连，厂区公路与郴州、永兴等地相通。
1.2设计依据
⑴国家发展和改革委关于燃煤电站项目规划和建设有关要求的通知。
发改能源[2004]864号
⑵国家发展改革委办公厅关于加强煤矸石发电项目规划和建设管理工作的通知。
发改办能源[2004]864号
⑶能源节约与资源综合利用“十五”规划
⑷湖南省经济委员会湘经投资[2004]261号文，关于湖南省资兴焦电股份有限公司60MW煤矸石发电综合利用项目发展规划的批复（附件1）
⑸湖南省资兴市国土资源局资国土资函[2004]45号关于资兴焦电股份有限公司6万kw机组技改项目用地选址问题的复函（附件2）
⑹湖南省资兴市环境保护局，关于综合利用煤矸石2×60MW发电机技改工程项目立项初步意见。
⑺资兴焦电股份有限公司有关文件及所提供的基础资料
1.3建厂的必要性
1.3.1为了促进地方经济和企业的可持续发展，充分利用当地煤矸石使其变废为宝。
资兴市境内含煤地质分布主要集中在三都镇及周边地带，分布甚广，煤炭资源十分丰富。
资兴市地方煤业有限公司和宝源煤矿，每年可向电厂提供55万t，发热量小于12600KJ/Kg的煤矸石燃料，由于煤矸石不能供一般民用及工业用的锅炉使用，因此各矿区都积累了大量煤矸石。
将这部分煤矸石用来发电，既解决了矿区的堆放场地，又解决了当地的生态环境。
根据[能源节约与资源综合利用“十五”规划]要求：
节能降耗，资源综合利用作为技术开发和技术改造的重点。
按照国家发展和改革委员会办公厅文件，发改办能源[2004]864号文要求：
认真做好煤矸石综合利用及煤矸石发电规划。
煤矸石是煤炭生产和加工过程产生的固体废弃物，根据其矿物特性，可用于发电、生产建材和复垦、回填等。
要以提高煤矸石资源综合利用率和消除煤矸石的环境污染为目标……制定切实可行的煤矸石综合利用规划，并将煤矸石发电纳入该规划。
原电厂2×35t/h锅炉为第一代沸腾炉，后经多次技改，但发电标准煤耗率仍高达760g/KW.h，造成能源的极大浪费。
为了提高企业经济效益，改变厂区大气环境。
拆除原有厂址的2×6MW机组，改建1×60MW＋1×240t/h循环流化床锅炉机组，并考虑再扩建1台同型号机组的可能。
通过国内外运行实践证明，采用循环流化床锅炉燃用煤矸石发电，是消除煤矸石的最好途径，同时采用循环流化床锅炉也是减少污染，保护环境的最好措施之一。
在煤矸石中掺烧一定比例的石灰石，可以除去燃料中80％的SO2，炉膛燃烧温度在850～900℃时可减少60％NOX的排放量，采用4电场电除尘器，除尘效率可达99.75％。
因此新电厂建成后，厂区大气环境将会有很大的改善。
1.3.2资兴市电力是以水电为主，随着近几年经济蓬勃发展，电力需求逐步增大，到2006年全年预计装机容量缺27.5MW，2010年装机容量缺61.1MW。
郴州市预计2005年丰水期负荷容量缺132MW，枯水期缺412MW。
由以上数据可看出，随着当地经济的迅速发展，需要负荷不断增加，其后电力电量缺额将会越来越大。
因此本工程的建成将缓解当地经济发展中缺电的瓶颈问题，并改善和优化郴州市和资兴市的电网电源结构。
1.4设计原则及设计范围
1.设计原则
⑴本期技改工程为1×60MW凝汽式发电机组和1×240t/h循环流化床锅炉。
⑵电厂厂址在原电厂厂区内。
⑶电厂用煤矸石，由资兴市地方煤业有限责任公司和资兴矿业集团公司所属各矿供应。
⑷电厂供水由周源山矿井排水、南平硐矿井水，宝源河河水供给，采用一机一塔，冷却塔冷却面积为2500㎡。
⑸采用四电场电除尘器，除尘效率为99.75％。
1台炉选用1座烟囱其高度为150m，出口直径为4m。
⑹电厂的灰、渣场仍利用原厂的灰、渣场，其灰渣全部由资兴东江金鑫水泥有限公司、资兴市德兴水泥有限公司、东江金磊水泥有限公司等四家建材公司作为水泥掺和料使用。
2.设计范围
⑴本工程的可行性研究范围和深度按原电力部颁发的DLGJ118-1997《火力发电厂可行性研究报告内容深度》和《电力工程项目核准暂行办法》的要求进行编制。
⑵负责技改电厂机炉选型，厂内燃料输送、贮存系统和供应方案，厂内的各有关工艺系统流程的主要设备配置及相关建筑安装工程，三废排放及治理方案，项目实施规划及电厂劳动组织定员、工程投资估算及经济效益评价等。
3.由电厂另行委托设计项目
⑴电厂上网接入系统
⑵电厂供水水源的论证
⑶电厂厂址区域环境影响评价报告
1.5主要技术经济指标
⑴总投资：
静态总投资：
26330万元
动态总投资：
26905万元
⑵单位kw静态投资：
4388元/kw
单位kw动态投资：
4484元/kw
⑶年发电量：
360000MWh
⑷年供电量：
324000MWh
⑸年利用小时：
6000小时
⑹发电标准煤耗：
0.376kg/kWh
⑺投资回收期（所得税后）：
7.05年
⑻全部投资财务内部收益率（所得税后）：
14.7％
（9）投资回收期（所得税前）：
6.62年
（10）全部投资财务内部收益率（所得税前）：
17.2％
2.电力系统
2.1电力系统现况
2.1.1湖南省电力系统现况
湖南电网是华中电网重要组成部分，处于华中电网的南部。
2003年湖南省发电总装机容量为13049.97MW，其中：
水电6603.24MW，火电6446.73MW，水火电装机比为50.6：
49.4。
年发电量539×108kW·h。
其中：
水电244×108kW·h，火电295×108kW·h。
湖南电网拥有500kV变电所5座，主变容量4250MVA，500kV线路1148km；220kV变电所59座，主变容量11970MVA，220kV线路7618km。
截止2003年底湖南省全社会用电量548.5×108kW·h，其中：
第一产业用电39.48×108kW·h，占7.2%；第二产业用电370.49×108kW·h，占67.5%；第三产业用电56.29×108kW·h，占10.3%；生活用电82.28×108kW·h，占15.0%。
2003年全省统调最大负荷7196MW，平均日负荷率0.85。
全省人均用电量823kW·h。
目前，全省人均装机容量、人均用电量大大落后于全国平均水平，2003年分别为0.1959kW/人和823kW·h，为全国平均水平的60%左右。
随着湖南省工业速度的加快，供需矛盾日益突出，并将日趋严重。
必将对湖南经济发展的整体战略的实施产生严重影响。
2.1.2资兴地区电网现状及规划
目前在资兴地区电网主要依托鲤鱼江电厂和小东江电厂供电。
截止2003年底在资兴地区拥有省网直属110kV变电站2座，即秀水变、团山变，主要容量分别为2×31.5MVA和1×31.5MVA。
中压配电网络以秀水、团山110kV变电站为枢纽，形成35kV环网和10kV放射网的电网结构。
省网与资兴地区电量交换主要通过秀水—瓦家坳的110kV线路完成。
同时资兴市电力集团公司拥有一个独立的水电电力网络。
截止2003年底，在资兴地区拥有大小水电站60余座，总装机容量65MW。
拥有110kV变电站3座，即瓦家坳、凉亭、新区变，主变容量分别为1×16＋1×20MVA，1×8MVA和2×20MVA。
中压配电网络以瓦家坳、新区110kV变电站为枢纽，形成35kV环网和10kV放射网的电网结构。
资兴市电力集团公司的110kV电网系统通过瓦家坳—秀水的110kV线路实现与省网的联网。
在三都附近又有35kV变电站和新建的110kV石鼓村轧钢厂变电站，电源取自瓦家坳110kV变电站。
2003年省网在资兴地区售电量为26432万kW·h，其中售资兴市电力集团公司电量为3775万kW·h；售资兴矿业集团10MW·h，售金磊水泥厂10MW·h，其它2600万kW·h，最大统调负荷为56MW，其中资兴市电力集团最大下网负荷为22MW。
2003年资兴市实际用电量高达1.4亿kW·h（不含省网在资兴的售电量）。
近几年随着资兴市工业发展和第三产业的快速发展，资兴市用电量增长率高达20%左右，尤其是干旱时期和枯水季节，水电机组实际出力低，缺电现象严重。
目前，资兴市最大用电负荷超过55MW，高峰时期需从省网倒电20MW，尖峰时段倒电超过30MW。
2006年—2010年期间，省网在资兴市境内将规划新建1座220kV变电站（资兴变），扩建1座110kV变电站（团山变），并完善110kV网络结构，形成2个110kV单环网。
近年来，由于高载能负荷的迅速增长，资兴地区电网网架结构薄弱，供电能力不足等问题非常严重，主要存在以下问题：
A.电网供电薄弱，供电可靠性低。
B.电源结构不合理，水电所占比例过大，枯水期长，调峰能力差。
C.有功缺额大，无功容量不足，电压低的问题日益突出。
2.1.3资兴矿业集团电网现状
资兴矿业集团拥有35kV变电站3座，主变6台，即矸石发电厂，周源山、唐洞变，其主变容量分别为2×8MVA、2×6.3MVA和2×3.2MVA，全部采用一用一备的运行方式。
集团公司拥有小火电厂1座，即资兴焦电股份公司煤矸石发电厂，装机容量为2×6MW，另有焦炉煤气发电机组，装机容量为8×0.5MW，即总容量为16MW机组规模。
现矸石发电厂两台主变采用并联运行方式。
矸石发电厂35kV变电站通过矸石发电厂—团山、矸石发电厂—周源山—唐煤—秀水两回35kV线路分别接入团山110kV变电站和秀水110kV变电站。
2.2资兴地区电力负荷预测
因资兴矿业集团内部所需电量与原有发电量基本平衡，因此无需对资兴矿业集团进行负荷预测，只根据资兴目前地方负荷水平及今后的发展情况，对资兴地区进行负荷预测，预测表见附表2.1
表2.1 资兴市地方负荷预测表 单位：
MW
年份
负荷
2003年
（实际）
2004年
2005年
2006年
2010年
地方负荷
50
60
72
82.8
121.2
综合负荷
46.8
56.1
67.3
77.4
113.3
注：
最大负荷同时率按0.935计。
根据表中数据可以看出，资兴地区的地方电力负荷到2005年将达到72MW，年平均增长率为20%。
到2010年将达到121.2MW。
电力负荷增长迅速。
因此本工程拟建的1×60MW机组，所发电量全部通过1×70000kVA变压器升压至110kV上网。
所发电量即可保证本企业用电的安全可靠运行，又可以满足资兴地区的电力需求。
2.3电力、电量平衡
根据湖南郴州市电业局对资兴地区的电网装机安排和负荷预测，资兴地区的电力平衡表见附表2.2
表2.2 资兴市地方电力平衡预测表 单位：
MW
年份
项目
2003年
（实际）
2004年
2005年
2006年
2010年
需要负荷
46.8
56.1
67.3
77.4
113.3
水电站供电能力
24.6
24.6
49.9
49.9
52.2
需电网供给电力
22
31.5
17.4
27.5
61.1
注：
上表中水电按装机容量46%计算。
从资兴地区的电力平衡表可以看出，从2003年开始资兴地区电力供应就已出现较大亏缺，2004年其亏缺更大。
到2010年，资兴市电力供应一直会存在严重的电力供应紧缺。
本项目1×60MW机组预计在2006年投产发电，厂用电率按11%计算，上网负荷为53.4MW，正好能满足此时资兴市用电量的需求。
由电力、电量平衡表可知，资兴地区电力负荷发展迅速，从2003年开始资兴地区电力供应就已出现较大亏缺，2004年其亏缺更大。
到2010年，资兴地区电力供应一直会存在严重的电力供应紧缺。
为满足资兴及周边地区对电力的需求，只能通过两种途径来解决，除了由主电网受电外，就是加快当地的电源建设。
而资兴地区是一个煤炭资源非常丰富的地区，由系统向该地区供电，将造成煤电倒流的局面。
因而，完全靠从主电网受电来解决资兴地区的缺电问题是不合适的。
本电厂的建设能够满足资兴及周边地区电力增长的需求，电力就地消耗，不用远距离输送，在地区增加了电源支撑，保证了地区供电的质量，因此在资兴地区加快电源建设是非常必要的。
综上所述，在资兴焦电公司建设1×60MW机组，不仅符合国家“以大代小”的产业政策，而且对满足地区负荷的供电、发展地区经济、改善地区环境质量、充分利用能源具有特别重要的作用。
2.4接入系统方案
根据本工程装机规模，所处地理位置及郴州电业局所辖110kV网络和资兴市地方电力集团公司110kV网络，电厂接入系统电压等级采用110kV。
综合分析各种因素，筛选二个方案作为本工程1×60MW机组110kV升压站接入系统方案。
方案一：
由本工程第一期建一个110kV升压站安装一台SFSZ11—70000/110变压器，架设一条110kV线路至团山或秀水110kV变电站，直接上郴州电业局电网。
线路长度在11km左右。
待机组建成后原2×6MW机组拆除，两台8MVA变压器退出。
方案见图D-01。
方案二：
由本工程110kV升压站架设一条110kV线路至石鼓村110kV降压站（资兴市地方电力集团公司从瓦家坳110kV变电站新建了一条长8.2km的110kV线路至石鼓村轧钢厂），线路长度约为2.5km，直接上资兴市地方电力集团公司水电网。
待机组建成后原2×6MW机组拆除，两台原有8MVA变压器不退出，保留原35kV、10kV系统，做到发电和供电分开。
投资基本上不增加。
方案见图D-02。
从经济和技术上的综合考虑，接入系统设计推荐技术上较好、经济上合适的方案一作为资兴焦电1×60MW机组接入系统方案。
资兴焦电1×60MW机组接入系统方案见图D-01。
2.5对电厂电气主接线的要求
资兴焦电1×60MW机组经一台三绕组升压变压器以发电机～10.5kV母线～变压器的形式接入电厂110kV和35kV母线，通过新建的110kV升压站和老厂原有的35kV配电装置接入系统。
为了提高供电可靠性，资兴电厂110kV主母线采用双母线接线。
原有35kV主母线采用单母线分段接线保持不变。
3.燃料供应
资兴焦电公司位于湖南省资兴市三都镇南部，该市境内含煤地质分布主要集中在三都镇及周边地带，分布甚广。
南起唐洞，北至七里，长约20km，东起茅岭、罗仙岭，西至许三线铁路的三都段，宽约10km，称之三都煤田，分布国有鲤鱼江煤矿、唐洞煤矿、周源山煤矿、宝源煤矿、宇字煤矿（即祥和公司）现代化矿井七对。
煤炭资源十分丰富，煤质从一煤至十一煤品种齐全，是湖南省三大矿务局之一。
建矿年代始于1948年，已有近60年开采历史。
上述七对矿井仍然蕴藏有丰富的原煤开采伴生物煤矸石（发热量≤3000kcal/kg），其中二煤、三煤、付三煤、九煤、十煤等品种已被列入资兴矿业集团公司十年（2003年~2012年）开采规划中。
3.1可供电厂使用的煤矸石资源
3.1.1三都煤田各大矿煤矸石
表3.1三都煤田高热值煤矸石资源储存量情况表单位：
万吨
煤层名称
蕴藏地区
二煤
三煤
付三煤
九煤
十煤
合计
宝源南平峒煤矿
152.9
879.8
1032.7
宝源北平峒煤矿
485.4
485.4
周源山煤矿
1059.6
1371.7
646.6
3077.9
唐洞煤矿
1092.8
1092.8
祥和公司
761.6
761.6
鲤鱼江煤矿
60
60
三都煤田煤矸石总储存量为：
6510.4万吨
列入集团公司十年（2003年~2012年）开采规划中的原煤开采伴生物煤矸石资源可开采量（截止2002年底）已达2377.86万t。
届时，每年的煤矸石开采量（不包括其它地方来矸石）将会达到67～83万吨供给电厂。
3.1.2废弃煤矸石量
由于三都煤田开发历史长，长期的煤炭开采过程中产生了大量的煤矸石（每开采一吨原煤产生约150－200kg的煤矸石），且随着矿井的老化，煤矸石产生比率将不断上升。
截至目前，现废弃堆放的煤矸石不少于10500万吨，热值600－1100kcal/kg，可利用40%折合利用量4800万吨。
尤其有几处煤矸石利用价值很高：
唐洞煤矿唐井历年废弃煤矸石，可利用量18万吨，发热量近3000kcal/kg；宝源煤矿中平硐历年废弃煤矸石，可利用量10万吨，发热量近3000kcal/kg；祥和公司历年废弃煤矸石，可利用量15万吨，发热量近3000kcal/kg，合计可利用的优质煤矸石量为43万吨。
3.1.3泥煤储量
资兴焦电公司、周源山煤矿洗煤厂、唐洞煤炭股份有限公司洗煤厂、鲤鱼江煤矿洗煤厂及邻近乡镇、个体小洗煤厂年实际总入洗原煤为164万t，泥煤产生量按10%计时，废弃泥煤约16万t/a。
综上所述该地区每年可向电厂提供发热量为3000kcal/kg左右的煤矸石达80万吨左右，加之现已堆放的废弃煤矸石中发热量近3000kcal/kg的已有86万吨。
因此该煤量完全能够满足1×60MW机组年限内所需的燃料耗量。
3.2煤质
电厂拟用的煤矸石燃料均为低硫煤，含硫0.5%左右。
三都矿区可用高热值煤矸石性质及测试结果如下表3.2：
表3.2 三都矿区可用高热值煤矸石性质及测试结果
矿井名称
煤层名称
煤层厚度
Mad（%）
Ad（%）
Vdaf（%）
CRC
St,d
（%）
Qgr,ad
（MJKg）
Qgr,d
（MJ/Kg）
Qgr,daf
（MJ/Kg）
Had
（%）
Mt，ar
（%）
Qnet,ar
（MJ/Kg）
唐洞矿唐一窿
三煤
1.22
1.74（4）
51.14（4）
36.44（4）
（4）
0.47（4）
15.56（4）
15.83（4）
32.41（4）
唐一窿
三煤
1.3
1.46（5）
59.33（5）
40.30（5）
（5）
0.32（5）
12.60（5）
12.78（5）
31.44（5）
八一井
三煤
1.20
1.55（3）
58.22（3）
37.94（3）
（3）
0.32（3）
12.88（3）
13.08（3）
31.31（3）
八一井
三煤
1.20
1.50（3）
60.61（3）
39.15（3）
（3）
0.27（3）
12.32（3）
12.51（3）
31.75（3）
宝源矿南平硐
三煤
1.0
2.09
（2）
50.06
（2）
33.51
（2）
（2）
0.43
（2）
15.97
（2）
16.32
（2）
32.68
（2）
北平硐
三煤
1.3
2.45
（2）
50.80
（2）
33.65
（2）
（2）
0.48
（2）
15.68
（2）
16.07
（2）
32.67
（2）
中平硐
三煤
1.82
（2）
61.34
（2）
34.59
（2）
（2）
0.34
（2）
11.80
（2）
12.02
（2）
31.09
（2）
祥和公司
三煤
1.3
1.82
（2）
59.99
（2）
36.84
（2）
（2）
0.34
（2）
12.04
（2）
12.27
（2）
30.66
（2）
周源山矿
三煤
2.2
1.59（7）
50.17（7）
34.09（7）
（7）
0.45（7）
16.11（7）
16.37（7）
32.85（7）
加权平均值
三煤
1.698（30）
55.109（30）
36.478（30）
0.386（30）
14.153（30）
14.398（30）
32.01（30）
2.31
6.5
12.86
唐洞矿唐一窿
付三煤
1.1
1.70
（2）
63.43
（2）
41.90
（2）
（2）
0.36
（2）
10.47
（2）
10.65
（2）
29.13
（2）
宝源矿北平硐
付三煤
0.8
2.19
（2）
60.60
（2）
37.92
（2）
（2）
0.69
（2）
11.98
（2）
12.25
（2）
31.07
（2）
祥和公司
付三煤
0.9
1.67
（2）
53.73
（2）
36.23
（2）
（2）
0.56
（2）
14.56
（2）
14.81
（2）
32.00
（2）
加权平均值
付三煤
1.853（6）
59.253（6）
38.683（6）
0.54（6）
12.337（6）
12.57（6）
30.733（6）
2.10
7.0
11.12
祥和公司
九煤
1.7
1.70（8）
52.64（8）
31.09（8）
（8）
0.69（8）
15.10（8）
15.36（8）
32.43（8）
2.40
6.6
13.73
祥和公司
十煤
2.1
1.75（10）
55.85（10）
31.16（10）
（10）
0.41（10）
13.82（10）
14.06（10）
31.86（10）
2.30
6.4
12.57
注：
Mad—分析水份；Ad—干燥基灰分；Vdaf—可熔基挥发分；CRC—粘焦性指数；St,d—硫分；Qgr,ad—分析基高位发热量；Qgr,d—干燥基高位发热量；Qgr,daf—可熔基高位发热量；Had—分析基氢含量；Mt,ar—应用基全水分；Qnet,ar—应用基低位发热量。
经建设单位对各种煤矸石的分选，提出设计煤种和校核煤种。
煤种发热量如表3.3：
表3.3 设计、校核煤种热量表
名称
符号
单位
煤矸石
收到基低位发热量（设计煤种）
Qnet.ar
KJ/kg
12360
收到基低位发热量（校核煤种1）
Qnet.ar
KJ/kg
10540
收到基低位发热量（校核煤种2）
Qnet.ar
KJ/kg
13610
3.3供煤意向
资兴焦电股份有限公司与各大煤矿经双方友好协商就机组
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