煤矸石热电厂一期工程项目可行性研究报告.docx
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煤矸石热电厂一期工程项目可行性研究报告
煤矸石热电厂一期工程项目
可行性研究报告
6．建厂条件
6.1场址概述
6.1.1区域概况
XX市位于山西省最北端，介于内外长城之间，居XX盆地中心。
北以外长城为界，与内蒙自治区为邻，南与朔州市交界，东与河北省相接，处于晋、冀、蒙交界地带。
全市现辖城区、矿区、南郊区、新荣区四个区和阳高、天镇、广灵、浑源、灵丘、XX、左云七县。
14112km2，人口280万。
区内矿产资源丰富，有煤、铁、金、铜、石灰石、耐火粘土砖等，以煤炭资源最丰富。
是闻名全国的“煤都”，全市已探明的含煤面积为962km2，总储量718亿吨，年产原煤8000万吨，其生产量、外调量、出口量均占全国煤炭城市之窗。
XX市区位于XX市西北，是XX盆地的中心，东邻阳高县XX县，西靠左云县，北与内蒙古自治区毗邻，南接怀仁县。
XX市区三面环山，御河纵贯南北，中部和南部是广阔的平川，整个地势西北高，东南低，一般海拔标高在1000米以上，最高峰七峰山海拔1714米，位于XX市区西南面，境内主要河流有御河、十里河、口泉河、淤泥河等。
XX市经济技术开发区位于XX市区以东约7km处，由蔚州瞳和樊庄两个自然村组成。
目前已开发面积8.2km2，规划占地面积37.2km2。
开发区南靠大秦铁路湖东编组站；北倚京包铁路；东邻大准铁路解庄站，西与XX城区相接，大塘公路与京大高速路沿开发区南边而过，109国道主干线贯穿区内。
拟建的国道主干线二连浩特—河口高速路，XX—丰镇段，也将从区内穿过，交通十分便利。
XX市经济技术开发区为大陆性气候，隶属于温带气候区，气候的主要特点是春季干旱多风，夏季温暖而降水集中，昼夜温差较大，年平均气温6.5℃，最低气温-29.1℃，最高气温37.7℃，一月均温-11.8℃，七月均温21.8℃，年降水量400~500mm，年平均风速2.9m/s，常年主导风为北风和西北风。
6.1.2厂址选择
本工程为XX市经济技术开发区自备电厂，服务于开发区，目前开发区已初具规模，入驻企业137家，今后将有企业不断进入。
根据山西省建设厅晋规选2003字第005号“建设项目选址意见书”，本电厂厂址位于XX市经济技术开发区南部，京大高速公路北侧。
本电厂规划占地面积30公顷。
场地地形平坦、开阔，自然标高约1038m，场地高于百年一遇洪水位标高，不受洪水威协。
厂址场地上现为非耕地，没有拆迁工程量。
6.2交通运输
6.2.1铁路
本工程不设铁路专用线，燃煤采用汽车运输，厂址东侧约1km有大准铁路解庄站，电厂大件设备拟采用铁路运输至解庄站后经汽车转运至厂区。
6.2.2公路
109国道主干道贯穿开发区，大塘公路与京大高速路沿开发区南边而过，拟建的国道主干线二连浩特—河口高速路，XX—丰镇段也将从区内穿过。
开发区内也已建成“六横五纵”的道路网，电厂厂址三面紧邻区间道路，距大阳线1500m左右，交通十分便利。
6.3电厂水源
XX开发区煤矸石热电厂位于XX市经济技术开发区内，其日用水量9000吨。
XX市供水公司对开发区日供水能力5万吨，每年同意给开发区提供自来水365万吨，作为电厂生产用水。
另XX开发区污水处理有限责任公司污水处理厂日处理污水能力为10万吨，一期工程2002年年底已投入使用，日处理污水3万吨，处理后污水水质排放达到国家一级标准，排放的污水经简单的处理使可满足电厂的生产需求，且同意每年供冷却用水290万吨。
故该水也可作为电厂生产水水源之一。
电厂所需生活用水引自开发区生活水给水管网。
6.4灰渣处理及灰渣场
本工程3台循环流化床锅炉年耗煤量约为107.82万吨，年产灰渣总量约为57.24万吨，按灰渣比6：
4计算年产灰量约为34.34万吨，渣量约为22.89万吨。
灰渣处理系统采用灰渣分除、灰渣干除方式，以利于灰渣综合利用。
根据灰渣销售意向书，XX市经济开发区交通局每年可消化10万吨灰渣用于公路建设，XX市湖东经济开发总公司市政工程公司每年可消化16万吨灰渣用于平整场地和基本设施建设；XX县地方国营水泥厂每年可消化5万吨灰作生产原料，XX县倍加造镇砖厂每年可消化15万吨灰渣作生产原料；XX县倍加造村东风建材厂每年可消化8万吨灰渣作生产原料，开发区大型新型墙体生产线每年可利用灰渣量10万吨，总计消耗灰渣总量为64万吨。
当综合利用厂停产，检修时，贮灰渣场可全部接纳电厂灰渣。
灰场场址选在电厂附近已废弃的砖瓦厂（距电厂1公里），占地300亩，深20米。
三府坟村以西的荒沟（距电厂10公里），占地500亩，沟谷山坡稳定，沟谷内又无地下矿产资源和文物古迹，交通便利，出入方便，是电厂贮灰的可靠场所。
贮灰场用地已征得相关部门同意，据初步估算，这两个场地作为灰场使用，能满足电厂贮灰20年以上的要求。
6.5岩土工程和地震性质
6.5.1区域地形地貌
由于本区新构造运动以基岩山地抬升，盆地下降的差异运动为主，因而具有典型断块山地、断陷盆地的地貌特征，从地貌与第四系沉积特点，本区可划分为基岩剥蚀山区和第四系冲洪积平原区两大地貌单元。
基岩剥蚀山地按其相对高程及形态特征又分为低山和丘陵。
低山分布于XX西北部，呈NE走向展布，高程1300~1400米，相对盆地高出200~300米，形成XX的西北屏障；低山山势陡峻，剥蚀作用强烈，基岩裸露，冲沟发育，低山东南麓缓坡地带堆积了厚度不大的坡风和黄土,在地势上由30°~50°的陡坡转变为3°~7°的倾斜地带。
丘陵区位于XX市区东北郊，属采凉山的余脉~马铺山。
丘陵山脉走向NE，山顶较平呈馒头状，高程约1300米，丘陵东南麓较陡，冲沟短且深；西北麓坡度较小，冲沟延伸长而浅；北东部逐渐抬高与采凉山相接。
丘陵遭剥蚀作用较强，基岩裸露，地层为前寒武系变质岩，周边由风坡积物覆盖，形成缓坡。
第四系冲湖积平原区，一般发育在盆地及边缘地带，剥蚀山地与盆地相连地段是山前堆积倾斜平原，主要沿西北边山山前呈此东向展布和沿马铺山周缘展布,宽度一般4km，高程变化相对较大，XX地区1050~1200m，沿山前堆积倾斜平原向前延伸为剥蚀堆积台原（即中湖积平原），分布于XX市城区南部、东部广大地区，台原总体较平坦，西北略高，自西北向东南微有倾斜，平均坡降5‰，台面高程1055~1100m，高出现代河床10~25m，台原整体自西北向东南呈台阶状下降，呈现NE至NEE向的有规律分布的陡变缓坡地带及大的梁岗洼地。
一般在地形上的陡变缓地带高差1~5m，梁岗与洼地高差10~15m，而拟建电厂所选厂址则位于马连庄约2公里处，该场地第四系覆盖层厚约150~170米。
6.5.2区域地质构造
本区属于山西“S”型地堑系北段的桑干河断陷，其范围北西侧以口泉河断裂为界，南西以恒山北麓山前大断裂为界，与XX一宁武煤田斜接；南东以恒山北麓山前大断裂及桑干河断裂为界，与五台隆起毗邻；南东侧麻峪口以东以桑干河断裂为界与燕山沉降带接壤，北东与风蒙地轴相邻，桑干河断陷主要由XX、后所两箕状凹陷和对应两箕舌间的黄花梁陷隆组成。
XX凹陷位于桑干河断陷的西北部XX—怀仁一带，基岩埋深多达1500米，区内主要构造简述如下：
（1）口泉断裂
展布于XX断陷盆地西北缘,南西起自山阴县上神泉,向北东经鹅毛口，口泉进入本区,向北过境100余公里,总体走向北乐20°~30°，倾向南东，倾角在地表附近70°~80°，向深部延伸倾角变小断层两盘落差最小为800~1500米，为全新世活动正断层。
据山西省地震局上皇庄地震站资料垂直活动速率为2mm/a。
（2）水峪断裂
北东段位于采凉山主峰南侧西至马铺山东南麓山前一带，向南经海力村、沙岭呈隐伏状通过御河至智家堡南1km处，总体走向北东30°，倾向南东，倾角65°左右，长约30km，为切割基底活动正断层，断距数十米至百米。
（3）马铺山西缘断裂
北起泉头寺村西200m处，往南经古城砖厂、齐家坡、智家堡、东河一带，然后穿过十里河出本区，总体走向呈北北东，倾向北西，倾角70°，为活动正断层，自地面向深部延伸断距逐渐增大至基底，断距210米。
（4）泉头寺断裂，北起泉头寺，往南西经梓家村，斜跨御河，过城东南角至西河河村北西600m处，断裂总体走向呈北北东，倾向东南，倾角65°~70°，为一隐伏切穿第四系的基底正断层，错断第四系70余米，至基底断距为230米。
（5）肖家寨断裂
东起肖家寨，向西至燕庄南，走向N60W，倾向SW，倾角68°，长3.8km，为第四系活动正断层。
（6）樊庄断裂
北东起于谢瞳村北500米，向西南经蔚州瞳至樊庄西南1km处，走向N53°E，倾向SE，长8km，为基底正断层，第四系未见断裂，基底断距130米。
以上所述断层最近距厂址区为4km，此断层据已有资料为第四系不活动断层，对厂址区稳定性无影响，适宜建筑。
6.5.3区域地震活动性
以XX市为中心150km范围内，有史料记载以来（1998），区内共发生大于4.75级地震42个，频次分布：
4.7~4.9级12个；5.0~5.9级19个；6.0~6.9级9个；7.0~7.9级12个；5.0~5.9级2个；记录最早的是公元前231年河北蔚县附近的6.25级地震，1976年内蒙和林格尔地震以来，先后在区内发生1989年山西XX阳高6.1级地震和1998年河北张北、尚交6.2级地震，从发震频率来看，本区地震较为活跃，据《山西省抗震设防烈度图》（1993）与《建筑抗震设计规范》拟建厂址区抗震设防烈度为7°，设计基本地震加速度0.15g，为抗震有利地段，适宜建筑。
6.5.4工程地质条件
该拟建煤矸石电厂厂址位于开发区南端的马连庄，占地450亩，属剥蚀一堆积台原洼地，地形平缓，北西高东南低，坡度为3‰，区内无任何建筑物，借鉴厂区周围以往地质资料以及《XX城市地质勘察研究》主要为第四系冲湖积形成的砂类土及粘土，0~25米地层；顶部3~7米为淤泥质粉质粘土，可塑—软塑，饱和状态，压缩性大，不能用作天然地基；上部为粗砂、砾砂层、厚度2.25~14.8m不等，承载190kPa左右；中间夹粘土粉质粘土层，流塑，厚2.15~6.1米不等，承载力较低，120kPa左右；底部为砾砂、粗砂层，厚度1.8~13.5m不等，承载力约250kPa左右，适宜做各种建筑物的天然地基。
场地土类型为中硬场地土，等效剪切波速281m/s，建筑物场地类别为II类，场地地下无压煤、压矿及采空区，据《XX市城市勘察研究》，该场地建筑物适宜采用深基础、筏型基础。
此厂址建筑物上部土层需进行地基处理，可采用换填法深层搅拌桩复合地基。
6.5.5水文地质
（1）气象资料
XX市属大陆性半干旱气候，降雨集中在6~9月，每年11月冰冻，第二年5月解冻，详细资料见附表。
（2）水文
本区水系为御河，属桑干河支流，由北向南流经本区汇入桑干河。
河流在冬春季节，河水径流量极少，甚至干涸；夏秋季约7~9月雨季时期，山洪暴发来势凶猛，径流量骤增，历时短暂，水土流失严重，冬季冰冻期，河水断流，据XX水文资料1999年径流量为0.408亿立方米。
山西XX地区气象资料附表
项目
单位
数据
发生时间
备注
平均气压
kPa
900
平均气温
℃
6.6
极端最高气温
℃
37.7
1996.7.7
极端最低气温
℃
29.1
1967.1.15
平均最高气温
℃
平均最低气温
℃
平均绝对湿度
%
最大绝对湿度
%
平均相对湿度
%
49
续上表
项目
单位
数据
发生时间
备注
最小相对湿度
%
46
平均雷暴日数
d
平均雾日数
d
最多雾日数
d
实测最大风速
m/s
18.0
1998.3.8
平均风速
m/s
2.9
主导风向
N、WN
最热月平均气温
℃
最冷月平均气温
℃
平均年降水量
mm
384
最少年降水量
mm
212
一日最大降水量
mm
579
平均年蒸发量
mm
187
最大冻土深度
cm
186
实测最大积雪深
cm
9
1996.3.23
年平均日照时间
h
2736
7.工程设想
7.1全厂总体规划及厂区总平面规划布置
7.1.1全厂总体规划
XX市经济技术开发区是1992年经省政府批准设立的省级开发区，目前已成为XX市对外开放的试验区，力争建设成为高新技术的示范区，外资企业的集中区，高新产品的辐射区。
该区总体规划面积37.2平方公里，首期开发面积8.2平方公里。
目前开发区已逐步形成了以生物制药业、建材加工业为龙头的经济结构模式。
截止2002年已累计引进项目271个，总投资22.4亿元。
入区企业137家，三资企业24家。
为缓解开发区发展所需用电、用汽的迫切要求，保护环境，决定建设热电联产项目。
电厂水源条件较好，本工程拟利用XX市供水公司提供的自来水和开发区已建的污水处理厂提供的中水，作为电厂生产用水。
电厂出线为220kV，从厂区南侧出线，接入宫堡220kV变电站。
电厂煤源主要来自厂区东侧5公里的山西云岗洁净煤物流公司。
电厂燃煤采用公路运输，运输车辆按地方社会力量筹备，货物交接方式为厂内货物交接。
电厂灰渣：
除考虑出厂综合利用外，剩余部分运至厂区东侧1公里废弃的砖瓦厂（占地300亩，深5m）和距电厂10公里处的三府坟以西的荒沟内。
增加灰场防渗漏措施及防次污染措施，
电厂进厂道路设置两条，均由厂区南侧的开发区道路引入。
电厂施工用地：
利用厂区主厂房以东扩建预留的80米宽，140米长的场地，及煤场以东的6000m2场地。
能够满足主厂房的土建、设备安装的需求。
7.1.2厂区总平面布置
XX开发区煤矸石热电厂本期工程装机容量2×50MW，预留二期工程2×125MW和今后进一步发展余地。
厂区占地东西长750米，南北宽400米，占地面积30公倾。
目前按350MW容量规划。
本期工程用地面积10.88公顷。
本期工程由主厂房、升压站、上煤设施、除尘、除灰设施、给水系统、化学水处理、凝汽空冷器、空压站、点火油库、油泵房、机电炉修、材料库及办公、生活等42个建构筑物组成，总占地面积3.112万平米；建构筑物名称一览表见表7.1.2。
总建筑面积2.7万平米。
根据生产工艺流程，总平面布置时，将厂区有机地划分为三个区，即生产区、辅助生产区和厂前区。
（1）生产区
生产区布置在场地的东侧，采用三列式布置方式，主厂房呈南北向布置，厂房的固定端朝西，扩建端预留在东铡，出线向南。
生产区自南向北依次布置有：
220kV升压站、主厂房、贮煤场。
干煤棚布置在煤场的东侧，空压站和输煤除灰控制室布置在2号栈桥下的空间内，既靠近用户，又节约用地。
（2）辅助生产区
辅助生产区布置在主厂房西侧至厂区北围墙处，该区主要布置有：
结水及循环水系统、化学水处理、机电炉检修、材料库、启动锅炉房、推煤机库、灰库、石灰石和点火油库、油泵房等。
（3）厂前区
厂前区由综合楼、倒班宿舍、食堂、浴室组成，呈Г型，布置厂区西南角。
7.1.3厂区竖向布置
7.1.3.1厂区竖向布置方式
本工程地势平坦，厂区竖向布置方式采用连续式平坡式布置方式。
7.1.3.2厂区排水方式
厂区场地地表水采用有组织排水方式，由北向南，经雨水管排至厂外开发区排水干管内。
7.1.4厂区绿化
厂区绿化既能美化环境，又能防尘、降噪，减少污染，厂前区采用规则式的绿化布置方式以引导视线，组织人流、车流，给人以宏伟壮观的感觉，绿化树种以观赏为主的常绿乔木、花卉、草皮组成，配合以建筑小品形成工厂公园化的美感。
生产区内考虑种植防风、防尘、防噪的树种，在厂区道路两侧形成林荫防尘行道树带，厂区绿化系数为15.6%。
7.1.5主要技术经济指标表
建、构筑物名称一览表
序号
名称
备注
序号
名称
备注
1
汽机间
22
机炉电检修间
2
除氧煤仓间
23
材料库
3
锅炉间
24
220kV屋外配电装置
4
电除尘器
25
主变
5
风机基础
26
备变
6
烟囱及烟道
烟囱高度150m
27
变压器事故油池
7
渣仓
28
凝汽空冷器
8
输煤栈桥（一号皮带）
29
循环水泵房
9
一号皮带安全出口
30
机械通风冷却塔
10
碎煤机室
31
综合水泵房
11
输煤栈桥（二号皮带）
32
贮水池
12
受煤斗
33
化学水处理室
13
干煤棚
34
化学水处理室外装置
14
贮煤场
35
地磅房
15
石灰石仓
36
推煤机库
16
空压机房
37
综合楼
17
输煤及除尘控制室
38
倒班公寓
18
点火油泵房
39
食堂
19
点火油罐
40
浴室
20
灰库
41
传达室
21
启动锅炉房
42
警卫室
表7.1.5主要技术经济指标
序号
名称
单位
数量
备注
1
厂区内占地面积
Ha
30
2
规划容量
MW
350
3
本期工程容量
MW
100
4
单位容量占地面积
Ha/MW
0.13
不包括规划容量
5
厂区建（构）筑物占地面积
m2
31120
不包括规划面积
6
建筑系数
%
23.88
不包括规划面积
7
厂区利用面积
m2
55000
不包括规划面积
8
利用系数
%
42.2
不包括规划面积
9
厂区土石方工程量挖/填
m2
0
10
厂区铁路线长度
m
0
11
道路及广场占地面积
m2
23600
不包括规划面积
12
厂区围墙长度
m
2282
13
绿化面积
m2
17000
不包括规划面积
14
绿化系数
%
15．6
不包括规划面积
7.2燃料系统
7.2.1贮煤设施
电厂贮煤设施由贮煤场及干煤棚两部分组成，面积约5291m2+2880m2=8171m2，堆高按5m考虑可贮煤34727t，按最大耗煤量计算，可供锅炉8天的需要量。
其中干煤棚面积为2880m2，计算贮煤量为14400t。
可供锅炉额定工况下3天使用。
根据《火力发电厂设计技术规程》规定，采用公路运输贮煤场容量应不小于全厂5天的耗煤量，干煤棚容量应不小于3天的耗煤量。
所以电厂的贮煤设施可满足要求。
7.2.2筛碎设备
本工程运煤系统筛碎部分拟采用一级筛碎方式，筛分装置采用滚筒筛，破碎机采用环锤式细碎机。
滚筒筛2台，1用1备，型号参数如下：
型号：
LGSX-300型，铭牌出力300t/h。
配电机功率：
N=11kW
环锤式细碎机2台，1用1备，型号参数如下：
型号：
PCHX110×140GAJF350~450t/h
出料粒度≤10mm
配电机功率N=245kW
环锤式细碎机根据来料粒度不同，出力也不同，当粒度>150mm的煤较多时，破碎机出力只能达到铭牌出力的70~80%。
故选择破碎机出力应大于300t/h。
7.2.3运煤系统及运行方式
运煤系统采用带宽B=1000mm的双路DTII型胶带输送机，1用1备，3班工作制。
胶带输送机运行方式为：
干煤棚的煤由桥吊抓斗向受煤坑装运，受煤坑内的煤经电磁振动给料机送到1#带式输送机，再送至滚筒筛和破碎机，符合要求的煤经2#带式输送机提升到除氧煤仓间运煤层，再经3#带式输送机，通过电动犁式卸料器及卸料孔至炉前原煤仓。
在1#带式输送机中部设置有圆盘式除铁器，对煤中的铁进行选除。
每路带式输送机设计输送能力为300t/h，带速1.0m/s。
运煤系统流程如下：
煤场干煤棚
桥式抓斗起重机
受煤坑
汽车来煤
圆盘除铁器
滚筒筛
电磁振动给料机
1#带式输送机
炉前原煤仓
3#带式输送机
2#带式输送机
破碎机
7.2.4输助设施
在运煤系统中设置了带式输送机跑偏信号、速度信号、煤流信号、堵煤信号、煤斗的煤位信号，控制室可通过这些信号判断故障采取必要措施。
在1#带式输送机中部采光室中设置有圆盘除铁器，可除去煤中的铁质物，2#带式输送机上设置有称量装置，可自动指示输送量并累计输送量。
在破碎楼及煤仓间设有电动葫芦和手动葫芦，用于检修时起吊物件。
带式输送机的西侧还设有双向拉线开关。
7.2.5煤尘防治
为改善工作人员的工作环境和防止污染，本工程在破碎机室、转运及卸料处均设有除尘装置，运煤栈桥采用水力清扫的方式，污水排入集水池，经沉淀后用泵送入污水系统统一处理。
7.3燃烧系统
7.3.1烧料特性及燃料消耗量
（1）煤质资料
锅炉燃用的燃料为煤矸石和中煤：
煤矸石分析资料为：
MtMadAarVarFcdStarHar
3.432.3549.6821.9125.250.621.75
Qnet,ar11.253MJ/kg（2691kcal/kg）
中煤的分析资料如下：
MtMadAarVarSt，ar
2.960.9650.3623.140.33
Qnet,ar12.30MJ/kg（2941kcal/kg）
（2）燃料消耗量
根据锅炉性能参数，按以上两种燃料分析资料，两种燃料混和计算锅炉燃料消耗量见表7.3.1。
两种燃料掺烧比例为1：
1。
表7.3.1锅炉燃料消耗量（吨）
锅炉容量
小时额定耗量
日耗量
年耗量
1×240t/h
59.9
1317.8
359400
2×240t/h
119.8
2635.6
718800
3×240t/h
179.7
3953.4
1078200
注：
（1）日耗量按22h计；
（2）年耗量按6000h计算。
7.3.2燃烧系统
本工程采用循环流化床锅炉，燃用煤矸石，根据锅炉燃烧状况，炉前煤仓中的燃料粒度要求为0~12mm。
炉前煤仓中的燃料经煤仓下四台刮板输送机（或皮带称重计量装置）送至炉膛进煤设备、送至锅炉内燃烧。
锅炉燃烧所需一次空气、二次空气及燃烧生成的烟气均按规程的要求，采用各自独立的双风机系统送或排，即锅炉配有2台一次风机，二台二次风机，二台引风机。
每台风机的风量占锅炉总烟风量的60%。
锅炉前设置有煤仓，煤仓容积为约800m3，可满足锅炉在额定负荷下运行10.7小时所需燃料量。
为降低锅炉排出SO2量，在锅炉燃料中掺烧一定量的石灰石粉，石灰石粉要求粒度为≤2mm，掺烧石灰石与燃煤钙硫摩尔比为2.5：
1。
石灰石经气力输送至炉前石灰石小仓，再用计量装置送至炉前给煤设施内，进入锅炉。
根据石灰石的分析资料，其化学成份如下：
CaOSiOAl2O2Fe2O3MgOLoss
50.156.350.520.820.6039.74
由以上数值及燃料含硫量依据以下公式可计算出石灰石耗量。
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