硅钙电炉烟气余热发电技改工程项目节能评估方案报告.docx
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硅钙电炉烟气余热发电技改工程项目节能评估方案报告
3×6MW硅钙电炉烟气余热发电
技改工程
节能评估报告
项目名称：
3×6MW硅钙电炉烟气余热发电技改工程
建设单位：
评估单位：
评估人员
姓名
职称
签字
项目负责人
咨询工程师
编制人员
咨询工程师
咨询工程师
项目摘要表
项目概况
项目名称
3×6MW硅钙电炉烟气余热发电技改工程
项目建设单位
SX环宇冶化有限公司
联系人电话
节能评估单位
SX泰和节能咨询有限公司
联系人电话
项目建设地点
SX省汉中市洋县谢村镇
所属行业
冶金
项目性质
□新建■改建□扩建
项目总投资
8000万元
投资管理类别
□审批■核准□备案
建设规模和主要内容
建设3×6MW冷凝透平发电机组，项目建成后年余热发电1.08亿度，年供电量为0.9936亿度
项目
年综
合能
源消
费量
主要能源种类
计量单位
年需要实物量
计算用折标系数
折标煤量（tce）
电
104kWh
28840
1.229
35444.36
兰炭
t
18760
0.9714
18223.46
烟煤
t
18200
0.7143
13000.26
项目年综合能源消费总量（tce）66668.08
项目
能效
指标
比较
项目指标名称
项目指标值
新建准入值
国内先进水平
国际先进水平
对比结果（国内一般，国内领先，国际先进）
单位产品能耗
2.38tce/t
工序能耗
单位面积能耗
单位运输量能耗
对所
在地
能源
消费
影响
对所在地能源消费增量的影响
年增加能耗折3043.5tce
对所在地完成节能目标的影响
该项目单位工业增加值综合能耗为29.44tce/万元高于汉中市2010年度规模以上单位工业增加值综合能耗指标2.86tce/万元。
可研报告提出的主要节能措施及节能效果：
全面回收余热及工质，年节标煤3.88万吨
项目可研报告在节能方面存在的主要问题：
节能篇章篇幅过少、部分设备参数不全
节能评估提出的主要节能措施及节能效果：
优化控制运行，优选能效较高设备
第1章编制说明
1.1评估的目的和意义
随着经济的不断发展，我国能源消耗越来越大，而能源的利用率还处于较低水平，能源的供需矛盾很大，节约能源始终是摆在我国人民面前的一项长期艰巨任务。
为此，国家提出了循环经济的发展理念，加快建设资源节约型、环境友好型社会，自觉实现从重经济增长轻环保到经济和环保并重的转变，从环保滞后经济发展到同步发展的转变。
它是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益、实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。
为贯彻落实国务院转批国家经贸委等部门《关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发【1996】）等文件的精神，国家经贸委于2000年7月下发了——关于印发《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》的通知，该办法适用于全国所有的资源综合利用电厂（机组）。
该管理办法中明确指出：
资源综合利用电厂（机组）是指利用余热、余压、城市垃圾、煤矸石（石煤、油母页岩）、煤泥等低热值燃料生产电力、热力的企业单位。
对于以工业余热、余压为工质的资源综合利用电厂，应依据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺汽量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量，并且特别指回收利用工业生产过程中产生的可利用的热能及压差进行发电的企业。
从企业自身利益来说，合理利用、节约能源资源可有效降低产品成本，提高经济效益和市场竞争力。
1.2评估依据
1.2.1节能分析篇编制委托书
1.2.2建设单位提供的其他基础资料
1.2.3本项目节能设计严格遵循以下法律法规：
（1）《中华人民共和国节约能源法》（2008年4月1日施行）；
（2）《中华人民共和国清洁生产促进法》（2003年1月1日施行）；
（3）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）；
（4）《国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知》（国发[2005]40号）；
（5）《能源发展“十一五”规划》（国家发改委2007年4月）；
（6）《国家发展改革委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）的通知》（发改环资[2007]21号）；
（7）《“十一五”十大重点节能工程实施意见》（发改环资[2006]1457号）；
（8）《中国节能技术政策大纲》（2006年）；
（9）《十五工业结构调整规划纲要》（国家经济贸易委员会，2001年10月）；
（10）《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国务院，2007年6月）；
（11）《关于印发千家企业节能行动实施方案的通知》（国家发展改革委，国家能源办，国家统计局，国家质检总局，国务院国资委，2006年4月）；
（12）《中国节能技术政策大纲（2006年版）》（国家发展改革委，2006年12月）；
（13）《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》国家发展改革委，第6号，2010年9月）；
（14）《“十二五”资源综合利用指导意见》（国家发展改革委，2011年12月）；
（15）《国务院关于发布实施〈促进产业结构调整暂行规定〉的决定》（国发〔2005〕40号）；
（16）《国家发展改革委员会关于进一步巩固电石、铁合金、焦炭行业清理整顿成果规范其健康发展的有关意见的通知》（国办发明电［2004］号）；
（17）《国家发展改革委关于加强铁合金生产企业行业准入管理工作的通知》发改产业［2005］1214号。
1.2.4标准规范
（1）《综合能耗计算通则》（GB2589-1990）；
（2）《企业能耗计量与测试导则》（GB6422-1986）；
（3）《用能单位能源计量器具配备与管理通则》（GB17167-2006）；
（4）《节能监测技术通则》（GB15316-1994）；
（5）《企业能源审计技术通则》（GB/T17166-1997）；
（6）《设备热效率计算通则》（GB/T2588-2000）；
（7）《企业节能量计算方法》（GB/T13234-1991）；
（8）《工业企业能源管理导则》（GB/T15587-1995）；
（9）《评价企业合理用热技术导则》（GB/T3486-1993）；
（10）《评价企业合理用电技术导则》（GB/T3485-1998）；
（11）《评价企业合理用水技术导则》（GB/T7119-2006）；
（12）《企业能量平衡统计方法》（GB/T16614-1996）；
（13）《企业能量平衡表编制方法》（GB/T16615-1996）；
（14）《企业能源网络图绘制方法》（GB/T16616-1996）。
1.2.5其他
《SX环宇冶化有限公司硅钙余热综合利用发电工程项目申请报告》；
《SX环宇冶化有限公司2×30000KVA硅钙电炉扩建技改工程项目可行性研究报告》。
1.3评估范围和内容
本项目是环宇公司实施3×30000KVA硅钙系统工程的重要组成部分。
因此，本次评估是分析实施余热发电前后的节能变化，以此来评价项目的节能情况。
第2章项目概况介绍
2.1项目建设单位概况
2.1.1建设单位及法人代表
单位名称：
SX环宇冶化有限公司
单位地址：
SX省汉中市洋县谢村工业园
法人代表：
魏新华
2.1.2建设单位简介
SX环宇冶化有限公司位于长江最大支流汉江北岸，SX洋县谢村镇工业厂区，距西汉高速公路洋县出口3公里，108国道谢村镇工业厂区段南侧100米，环境优美，交通便利。
SX环宇冶化有限公司是在2007年11月成立的民营独资企业，注册资本5217万元，法人代表魏新华，公司拥有固定资产23490万元，其中净资产19846万元，资产负债率53.64%。
公司近三年来的销售收入、利润、税金稳步增长。
2009年销售收入6079万元、利润1339万元、税金419万元，2010年销售收入11949万元、利润2632万元、税金816万元,2011年销售收入1.685亿元，利润1850万元，税金1020万元。
银行信用等级为AA级。
项目法人魏新华，生于1963年5月，汉族，1985年毕业于汉中师范学院,大学文化，工程师，中共党员。
现担任SX环宇冶化有限公司董事长兼总经理，法人代表。
魏新华从1996年至今连续当选为汉中市一至四届人大代表。
2002年至今连续担任洋县第十四届、第十五届人大常委会委员。
2009年被评为汉中市杰出民营企业家并多次被推选为优秀共产党员。
主持的《30MVA大型硅钙合金电炉高效低耗冶炼新工艺及相关装备研发》于2010年度获SX省人民政府科学技术三等奖,获得2011年第二届SX省发明协会“发明创业奖”。
SX环宇冶化有限公司第一台冶炼炉于2008年12月开始运行。
现总共有30000kV•A电炉三座，生产硅钙合金，及其相应生产辅助设施。
目前，SX环宇冶化有限公司30000KVA大型硅钙电炉为半封闭式（矮烟罩）电炉，每台日产硅钙合金40吨，台炉年硅钙合金产量1.4万吨。
其中生产的硅钙合金获国家认证中心ISO9000认证，产品质量达到（YB/T5051-1997）或意大利OET的技术标准，或根据用户要求组织生产，并取得自营出口权，产品远销国内外。
30000kV•A电炉生产硅钙合金技术，原是1992年国家从意大利OET公司引进的生产硅钙合金的先进技术，目的是为了改变我国硅钙合金冶炼技术落后面貌。
寻找能源和资源丰富，并有一定的技术力量作依托的地方来消化这项技术是多年选择的目标。
SX环宇冶化有限公司具有足够的电力资源和长期从事铁合金生产的经验，其产品可供应国内大型钢厂或出口。
通过加强管理，重视人才的培养和技术的引进，几年来培养了一批会管理、懂技术的管理和技术队伍，为企业的发展奠定了坚实的基础。
2.2项目概况
2.2.1项目名称
SX环宇冶化有限公司3×6MW硅钙电炉烟气余热发电技改工程
2.2.2项目建设地点
SX省汉中市洋县谢村镇
2.2.3建设规模及内容
1、建设规模
SX环宇冶化有限公司余热发电项目是利用3台30000KVA硅钙电炉生产时产生的高温烟气（1.44×109Nm3/a），分别经3台余热锅炉产生中压中温的蒸汽，进入冷凝透平发电机组发电并网。
本项目建设规模为建设3×6MW冷凝透平发电机组，项目建成后年余热发电1.08亿度，年供电量为0.9936亿度。
产品综合能耗降低约30%。
2、项目建设的主要内容
主要建设内容为建设3台余热锅炉、3×6MW汽轮发电机组、化学水处理，电站循环冷却水系统，站用电及计算机控制系统及烟气输送系统等。
土建工程主要为汽轮发电机组厂房，高低压配电室、控制室，循环水泵房、化学水处理车间、电气综合配电楼、地下水池、改造公用配套设施等。
2.2.4项目建设资金及资金筹措
1、投资规模
经估算，本项目总投资为8000万元，其中：
工程费用6283万元，其它费用615万元，预备费用710万元，建设期利息122万元，流动资金60万元。
2、资金来源
资金来源：
固定资产投资6283万元的资金来源计划申请银行贷款4000万元。
其余由企业自筹。
2.2.5建设工期
本项目建设工期12个月。
2.3项目建设方案
2.3.1概述
本工程总平面设计原则：
根据规划厂区内硅钙合金烟气余热电厂的预留位置进行设计布置，要与建厂条件、周边环境、城市及区域规划相协调，从工艺和功能分区要求、环境保护、节约用地用水、降低工程量与投资、方便安全运行管理方面进行设计，同时尽量考虑利用厂区的公用设施以降低投资，按有关规程、规范和国家的方针政策等诸多因素进行综合考虑。
2.3.2电厂总体规划
厂区总平面规划布置，本期按1×9MW设计布局，不考虑扩建。
1、电厂生活区
电厂生活区按硅钙厂区已有的总体规划生活区统筹考虑，不再另建。
2、水源
电站各项用水，电站各项用水，均由硅钙厂配套管网统一提供。
3、灰场及运灰渣道路
本工程三个锅炉均依硅钙电炉建造相距较远，设置一个临时事故灰场，考虑运灰道路。
4、电气出线
本工程属于自备发电站，建设规模为3×6MW水冷机组，发电机额定容量为18MW。
根据电站的自身特点和厂区内变电站情况，发电机电压等级适合采用10.5kV，发电机接入厂内10kV母线，10kV母线为单母线接线，并以一回10kV电缆线路接入厂内110kV总降站10kV母线侧。
5、施工区
本期工程施工场地紧靠电厂主厂房布置。
施工场地及设在主厂房东侧，满足大件运输的需要。
进场道路用厂区原有的通往西门的主干道。
2.3.3工艺流程
2.3.3.1工艺流程图
1、改造前
图2-1改造前的工艺流程图
2、改造后
图2-1改造后的工艺流程图
2.3.3.2工艺流程说明
本项目利用3台30000KVA硅钙电炉生产时产生的高温烟气（1.44×109Nm3/a），分别经3台余热锅炉产生中压中温的蒸汽，进入冷凝透平发电机组发电并网。
通过综合利用烟气余热发电，可有效缓解企业用电压力。
经测算，项目建成后，每万吨硅钙合金节约电能2700万度，折合标准煤3318.3吨。
2.3.4锅炉系统
2.3.4.1概述
本工程为SX环宇冶化有限责任公司新建硅钙余热综合利用发电工程，机组容量为3×6MW，位于SX环宇冶化有限责任公司产业厂区内，安装3台19.54t/h余热锅炉及其相关辅助配套系统。
2.3.4.2余热锅炉及增压风机型号及规范
1、硅钙余热锅炉
型号：
QC-19.54-1.7/340
额定蒸发量：
19.54t/h
额定蒸汽压力：
1.7MPa（a）
额定蒸汽温度：
340℃
排烟温度：
175℃
台数：
3台
2、增压风机
由于硅钙炉先建成，锅炉及管道的阻力较大，原来的引风机压头可能不够，暂先拟定在余热锅炉后配置一台增压引风机，待实际设计时再详细核算是否加增压风机。
增压风机参数暂定如下：
全压：
2010Pa
流量：
388747m3/h
台数：
每台余热锅炉配置一台
总数：
3台
2.3.4.3余热锅炉的烟气参数
1、名称：
硅钙合金烟气。
2、硅钙合金烟气成份分析如下表，其含量为体积含量。
表2-1硅钙炉余热锅炉烟气成分
名称
样品编号
#1
#2
备注
成份
含量
含量
1
N2
78.096%
77.96%
2
O2
19.13%
19.00%
3
CO2
2.79%
3.03%
4
CO
162ppm
105ppm
5
SO2
6ppm
25ppm
6
NO
3ppm
2ppm
7
NO2
0.4ppm
18.4ppm
通过计算，锅炉参数如下所示：
表2-2硅钙炉烟气及余热锅炉技术参数
项目
单位
参数（单台）
锅炉进口烟气温度
℃
400
锅炉进口烟气量（标况）
Nm3/h
18.6×104
锅炉型号
QC-19.54-1.7/340
主蒸汽压力
MPa（a）
1.7
主蒸汽温度
℃
340
锅炉给水温度
℃
104
主蒸汽蒸发量
t/h
19.54
锅炉出口烟气温度
℃
175
锅炉本体烟气阻力
Pa
1200
三台硅钙余热锅炉产汽量
t/h
58.62
2.3.4.4除灰系统
1、设计原则
①锅炉排灰系统采用干式排放方式。
②拟采用炉底灰用人工方式，罐装后，采用小推车运输的方案。
③不设置灰库。
④设置一个临时事故灰场。
2、设计原始资料
①气象特征值及地震烈度参见其它相关章节。
②硅钙余热锅炉灰量
表2-3硅钙余热锅炉灰量（年利用小时数为7200小时）
锅炉容量/台数
灰量
每小时灰量（t/h）
每天灰量（t/d）
每年灰量（t/a）
1×19.54/h
0.104
2.496
750
2×19.54t/h
0.208
4.992
1500
3×19.54t/h
0.312
7.488
2250
3、节能措施
①以最简单的系统配置达到使用要求。
②选用低能耗的设备。
2.3.5汽轮机及发电机型号和规范
1、汽轮发电机组型号及主要参数
本工程处于汉中地区，当地水源比较丰富，充分利用自然条件，拟选用低温低压1×9MW水冷凝汽式汽轮发电机。
①汽机主要技术参数
表2-4汽机技术参数
项目
单位
参数（单台）
型号
N9-1.57/330
额定进汽压力
MPa（a）
1.57
额定进汽温度
℃
330
额定汽机进汽量
t/h
58.62
排汽压力
kPa
15（a）
额定转速
r/min
3000
额定发电功率
MW
9
给水温度
℃
104
冷却水设计温度
℃
20
②发电机主要参数
表2-5发电机技术参数
项目
单位
参数
型号
QF-9-2
额定功率
MW
9
额定电压
kV
10.5
额定转速
r/min
3000
额定频率
HZ
50
功率因数
0.8
冷却方式
空冷
励磁方式
微机控制静止可控硅励磁
2.3.6热力系统
1、主蒸汽系统
主蒸汽系统采用单母管分段制，由三台硅钙余热锅炉产生低压蒸汽通过集汽缸混合后，通过单根主蒸汽管道送至汽轮机主汽门，经调节阀进入汽轮机内做功。
2、给水系统
本系统共设2台110％额定容量的电动给水泵，1台运行，1台备用。
给水泵为定速泵，主给水经给水泵升压到给水母管后，分别送往3台余热锅炉，在给水泵出口设置再循环管道，2台电动给水泵，选用参数Q=60m3/h、H=4.0MPa。
3、凝结水系统
系统共设一台除氧器，采用定压运行方式，做完功后的乏汽进入凝汽器凝结为水，经凝结水泵、轴封加热器、输送至除氧器。
在凝结水泵出口设有再循环管。
凝结水泵、给水泵轴封密封用水由凝结水泵出口取水。
另外，汽轮机如有其他杂用水（如排汽喷水减温等），可根据需要在凝结水主管上连接取水。
4、抽真空系统
机组抽真空系统采用射水抽气器，设2台射水泵、2台射水抽气器，1个射水箱。
射水箱用水来自工业水供水。
射水泵选用Q=100m3/hH=0.5MPa两台，一台运行，一台备用。
5、补给水系统
本工程化水处理设备间设在汽机房5-6柱之间。
软化水补充进B-C跨11.0米层的软化水箱，软水直接补入凝汽器上部，再进入热井中。
6、工业水及冷却水系统
循环冷却水由硅钙厂提供，采用机力通风冷却塔冷却，循环水泵房在主厂房外单独设置。
循环冷却水用于凝汽器冷凝排汽，同时提供主厂房部分设备如空冷器、冷油器的冷却用水。
冷却水的供水对象主要是冷油器和发电机空冷器，水源取自循环水管，冷却水采用闭循环系统，回水至循环冷却水水池。
工业水水源取自硅钙厂工业水管网。
7、锅炉排污系统
三台余热锅炉共设一套连续排污系统。
排污水先经过排污冷却井冷却后，再经工业废水下水道汇集后进入总厂工业排水系统。
8、主要辅助设备选择
⑴凝汽器
型式：
两流道两流程表面式
有效冷却面积：
1350m2
冷却水量：
3000～3500t/h
冷却水温度：
25～32℃
最大进水温度：
32℃
台数1台
⑵除氧器及水箱
型式：
卧式压力除氧器
运行方式：
定压
工作压力：
0.588MPa
出力：
60m3/h
出水含氧量：
小于0.05mg/L
进水压力：
1.0MPa
台数：
1台
⑶凝结水泵
型式：
单级卧式
流量：
60m3/h
扬程：
1.0MPa
台数：
2台
⑷电动给水泵
型式：
多级卧式
流量：
60m3/h
扬程：
4.0MPa
台数：
2台
⑸射水泵
型式：
KQW125/200-37/2
流量：
100m3/h
吸入压力：
0.0075MPa
工作水压力：
0.4MPa
水温：
27℃
台数：
2台
⑹冷油器
型号：
YL-40-2
冷却面积：
4m3
台数：
2台
⑺高压电动油泵
型号：
YL型立式离心油泵
流量：
125m3/h
扬程：
1.05MPa
台数：
1台
⑻交流油泵
型号：
KCB300
流量：
300L/min
扬程：
0.36MPa
台数：
1台
⑼直流油泵
型号：
KCB300
流量：
300L/min
扬程：
0.36MPa
台数：
1台
⑽轴封加热器
型号：
汽轮机厂配套
出力：
60t/h
台数：
1台
⑾连续排污扩容器
型式：
LP-3.5（A）型
容量：
3.5m3
工作压力：
4.0MPa
台数：
1台
⑿集汽缸
型式：
φ600型
额定出力：
60t/h
工作压力：
1.7MPa
工作温度：
27℃
容器类别：
一类
台数：
1台
⒀电动桥式起重机
起重量：
20/5t
跨度：
13.5m
工作级别：
A3（轻级）
台数：
1台
2.3.7主厂房布置
2.3.7.1主厂房设计原则
1、主厂房布置按3×6MW机组模式、格局布置，不留扩建余地。
2、两机采用集中控制，控制室布置汽机房零米。
3、主厂房内部从左至右依次布置汽机房、化水间，配电间在除氧间下面。
2.3.7.2主厂房尺寸
本工程为新建工程，主厂房布置采用汽机房、除氧间2列布置方式。
运转层标高为7.0m，余热锅炉为室外露天布置。
主厂房（包括汽轮发电机房、中央控制室）采用钢框架结构，锅炉构架为钢构架。
主厂房布置的主要尺寸见下表
表2-6主厂房主要尺寸
序号
项目
数值（m）
1
跨度
2
汽机房（A—B）
15
3
除氧间（B—C）
6
4
柱距
6
5
档数
5
6
主厂房全长（含化水车间）
30×21
7
余热锅炉
9.8×7.4×3
8
主厂房各层标高
（1）
汽机房运转层
7
（2）
汽机房中间层
3.4
（3）
汽机房屋架下铉
16.8
（4）
汽机房行车轨面
14.3
（5）
除氧层
11
（6）
余热锅炉烟气入口
21.205
（7）
余热锅炉烟气出口
23.165
（8）
余热锅炉汽包中心
22.230
2.3.7.3各车间布置方式
1、汽机房布置
主厂房主要包括汽轮发电机房及电站控制室、高低压配电室，布置在#2、3#硅钙炉北侧空地上，占地30×21m。
汽轮发电机房为主厂房的AB跨，汽轮发电机组采用岛式纵向布置。
主厂房0m层为辅机平面，布置有给水泵、凝汽器、凝结水泵、高压启动油泵、交直流油泵、射水泵及射水箱等，3.6m层布置有主油箱、轴封加热器。
汽轮机及发电机运转层布置于7m。
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