新型干法水泥窑余热发电75MW项目可行性实施报告.docx
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新型干法水泥窑余热发电75MW项目可行性实施报告
第一章总论
1.1项目名称及业主
1.1.1项目名称：
新型干法水泥窑余热发电（7.5MW）项目
1.1.2业主：
1.2可行性研究报告编制单位：
1.3项目性质：
新建工程
1.4项目建设的必要性
1.4.1加快实施西部大开发战略决策的需要
“十二五”时期，西部地区处于大有作为的重要战略机遇期。
从国外看，世界经济格局正在发生深刻变化，全球区域经济一体化深入推进，生产要素在全球围加快流动和重组，有利于西部地区积极参与国际分工，全面提升陆开放型经济发展和沿边开发开放水平。
从国看，一是我国经济发展方式加快转变，扩大需战略深入实施，经济结构深刻调整，有利于西部地区充分发挥战略资源丰富、市场潜力巨大的优势，积极承接产业转移，构建现代产业体系，增强自我发展能力；二是西部地区投资环境和发展条件不断改善，各族干部群众求发展、奔小康的愿望更加强烈，有利于西部地区进一步解放生产力，加快推进工业化、城镇化进程；三是我国社会主义市场经济体制不断完善，集中力量办大事的制度优势更为突出，中央不断加大支持西部地区发展的政策力度，有利于在根本上缩小区域发展差距，实现共同富裕。
“十二五”西部大开发规划的指导思想是：
高举中国特色社会主义伟大旗帜，以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，按照中央关于新形势下深入实施西部大开发的战略部署，以科学发展为主题，以加快转变经济发展方式为主线，进一步解放思想、开拓创新，进一步加大投入、强化支持。
更加注重基础设施建设，着力提升发展保障能力；更加注重生态建设和环境保护，着力建设美好家园和国家生态安全屏障；更加注重经济结构调整和自主创新，着力推进特色优势产业发展；更加注重社会事业发展，着力促进基本公共服务均等化和民生改善；更加注重优化区域布局，着力培育新的经济增长极；更加注重体制机制创新，着力扩大对对外开放，推动西部地区经济社会又好又快发展，促进民族团结和谐，共同建设美好家园，为实现全面建设小康社会目标打下坚实基础。
1.4.2建设资源节约型、环境友好型社会的需要
随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾将日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。
开发资源综合利用，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，对于节约能源、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就要重要的意义。
1.4.3符合新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案及中国资源综合利用技术大纲的要求
《新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案》中的建设目标为：
在2010年至2013年间，在现有全国日产量2000吨以上的新型干法水泥生产线中推广实施水泥窑纯低温余热发电改造项目，年发电量达120亿千瓦时，形成427万吨标准煤的节能能力，使日产量2000吨以上的新型干法水泥生产线余热发电配套率达到95%以上，促进水泥工业节能减排工作的深入开展。
推广水泥窑废气余热发电技术在《中国资源综合利用技术大纲》中已明确提出。
利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电站的产品——电力将回用于水泥生产，这套系统在回收水泥生产过程中产生的大量余热的同时，又减少水泥厂对环境的热污染及粉尘污染，这给企业带来巨大的经济效益。
水泥纯低温余热发电技术不使用任何一次能源，不对环境造成任何污染，对有效节约能源、减少粉尘和二氧化碳排放量、保护生态环境有着重要的作用。
1.4.4符合《工业节能“十二五”规划》的要求
《工业节能“十二五”规划》中指出，在钢铁、有色金属、化工、建材、轻工等余热余压资源丰富行业，全面推广余热余压回收利用技术，推进低品质热源的回收利用，形成能源的梯级综合利用。
钢铁行业基本普及焦炉干熄焦装置、高炉干法除尘及炉顶压差发电装置，重点推广焦炉实施煤调湿改造、转炉余热发电装置和烧结机余热发电装置；有色金属行业重点建设冶炼烟气废热锅炉和发电装置，推广粗铅、镁冶炼余热回收利用技术；化工行业重点推广硫酸生产低品位热能利用技术和炭黑余热利用技术；建材行业在新型干法水泥生产线全部配套建设纯低温余热发电系统，重点推广玻璃熔窑余热发电技术、煤矸石烧结砖生产线余热发电技术；轻工行业加快对造纸生产实施全封闭气罩热回收节能技术改造。
1.4.5发展循环经济的需要
循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。
发展循环经济有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式，有利于提高经济增长的质量和效益，有利于建设节约型社会，有利于促进人与自然的和谐，从分体现了以人为本，全面协调可持续发展的本质要求，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择，也是关系中华民族长远发展的根本大计。
发展循环经济，要在五个环节加快推进循环经济的发展。
在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用率；在资源消耗环节，要提高资源利用率；在废弃物生产环节，要大力开展资源综合利用；在再生资源环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源；在社会消费环节，要大力提倡绿色消费。
利用水泥生产过程中的余热建设电站后，电站的产品——电力将回用于水泥生产，这套系统是一个典型的循环经济例。
本余热电站建成后，可大力回收和循环利用水泥窑废汽，提高水泥生产线的整体资源利用水平，为资源的绿色消费贡献力量。
1.4.6公司自身发展的需要
我国的改革在进一步深化，社会主义市场经济为现代企业提供了加快发展的有利条件，市场竞争也会更加激烈，企业必须根据自身的特点和优势，依靠技术进步，不断发展、壮大，提高经济效益，增强企业的市场竞争能力。
本项目采用第二代纯低温余热发电技术，发电水平和技术装备达到国的先进水平，整条电站充分体现出技术起点高、产品质量优、经济效益好、装备国产化的特点，可以大幅度提高发电能力，节约投资，降低成本，具有明显的经济效益和社会效益，为公司的进一步发展注入了新的活力，会使企业在改革开放和西部大开发的历史机遇中变得更大更强。
1.5业主及项目所在地情况
恒远国际工程集团（以下简称集团公司）位于市辖的江都市，距上海港约300公里，京沪高速横跨南北，宁通高速、宁启铁路贯穿东西，南临长江，西傍运河。
集团公司具有对外经营权、进出口权及国际工程总承包资质，并且通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、GB/T28001职业健康安全管理体系认证。
持有：
国际工程总承包资质证书、建设工程安装一级资质证书、特种设备（压力容器）设计及制造许可A1、A2级证书、美国阿斯米（ASME）证书、锅炉安装A1级资质证书、压力管道安装资质证书、100吨行车（hangche）制造安装许可证书等。
集团公司总资产10亿多元，新建成一座20000m2的现代化研发办公大楼；制造基地面积约300000m2，配有落地镗铣床、卧式车床、立式车床、数控龙门转铣床、卷板机、退火炉等多种大型加工设备。
集团拥有高水平的研发和设计团队，其中有高级工程师80余名，工程师和技术人员180余名。
50余人取得了一、二级建造师、造价工程师等资格，拥有机械设备制造的专业技术员工1200多名，施工安装技术员工2000余名。
集团先后与亚东水泥、拉法基、台泥、嘉新水泥、上海远东纺织、翔鹭石化、台嘉玻纤等业主缔结为合作伙伴，同时与丹麦史密斯、KHD、日本宇部、德国伯利休斯、莱歇等国际知名公司的合作，显著提升了的核心竞争力，并先后承建了国外水泥、化工建设项目，日产水泥熟料4000吨以上规模的水泥生产线累计20余条，化工项目10个；建设自行开发干法旋窑生产线国际总承包模式交钥匙项目、向美国出口日产12000吨水泥生产线设备等。
自2007年起开始承接国际EPC项目，已分别在哈萨克斯坦、印度尼西亚、马来西亚、叙利亚、越南等国展开业务。
进入21世纪以来，恒远集团在大力塑造集团形象，努力提高自身全方位素质的同时，秉执“诚信服务、质量至上”的经营理念，以创造出高质量、更完美的设备与工程回报业主；并投资兴教，奉献社会，是中国水泥建材行业、化工行业和教育界的知名私营企业。
阿克塞县当金山水泥通过于2007年招商引资成立，且规划两条2000t/d新型干法水泥生产线。
规划一期2000t/d于2007年底破土动工，二期2000t/d熟料新型干法水泥生产线2009年破土动工。
由于资金短缺等各方面原因，2009年阿克塞县当金山水泥无法经营。
恒远国际工程集团2009年经过收购阿克塞县当金山水泥成立XX水泥，XX水泥位于阿克塞哈萨克族自治县工业园区。
公司秉承集团奉行的“诚实、专业、守信、共赢”的理念，铸就“恒善若水、远美近真；诚信厚德、义外仁”的企业文化涵，以优质的产品和卓越的服务“赢得客户、赢得市场”，为客户创造产品价值和服务价值，从而满足客户对产品高品质，服务高标准的要求，不断超越自我，强化企业部科学管理，在合作中求共赢，在创新中谋发展。
本项目建设地点位于阿克塞县工业园区XX水泥厂区，园区距阿克塞县城6km，距敦煌火车站95km，柳园站213km，省道314、国道215从区经过，向南可通往和地区，向西可通往新疆地区。
交通十分便利。
1.6可行性报告编制依据
1.6.1XX水泥提供的有关可行性研究报告的基础资料；
1.6.2国家有关法律、法规、技术规、规定等。
1.7主要设计原则及指导思想
可行性研究报告必须体现国家宏观经济政策和可持续发展的要求，坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则，真实全面的反应项目的有利合不利因素，提供可供业主决策的建议，为国家有关部门提供可靠的依据。
可行性研究报告是建设前期工作的重要容，是投资建设正确决策的重要依据和基础。
可行性研究报告必须满足国家的有关法律、法规、产业政策和相关部门对于编制可行性研究报告的容和深度规定的要求。
总体技术方案要求在本次技改工程实施时不能影响水泥生产线的正常生产，总体技术方案要保证电站在正常发电时，不影响水泥生产线的正常生产，在此前提下可行性研究报告中电站总体方案的设计遵循“稳定可靠，技术先进，节约投资”的原则，认真研究项目建设条件，通过多方案比较，提出供业主选择的技术方案，为业主选择适宜的技术方案提供依据。
具体原则和指导思想如下：
⑴、认真贯彻国家产业政策，严格执行国家、省、市有关基本建设的方针、政策和规定；
⑵、贯彻“生产可靠、技术进步、节省投资、提高效益”的设计指导方针，在可靠的基础上求先进；
⑶、贯彻技术创新，精心优化设计方案，通过多方案比较，确定各专业主要技术方案。
优化工艺流程和总图布置，优化建筑结构设计，切实降低工程建设投资，缩短建设周期，提高经济效益；
⑷、立足于选用成熟可靠、技术领先的国产化设备，但部分关键控制设备和仪表考虑国采购国外技术产品（含组装、原装），系统设计和设备选型充分考虑高海拔条件的影响；
⑸、遵循国家的节能政策，采用切实可行的节地、节电、节水措施，降低生产成本；
⑹、在电站的电机控制和过程控制采用计算机DCS自动控制系统，确保生产过程可靠、稳定、高效运行，减少劳动定员，提高劳动生产率，降低生产成本；
⑺、严格执行国家对环保、劳动安全、工业卫生、消防等方面的现行标准和规定，切实做到“三同时”。
⑻、突出纯低温余热电站的特点，借鉴已建成投产同类型电站的经验，扬长避短。
1.8可行性报告研究围
根据现场实际情况及公司的要求，本可行性研究报告的围如下：
1.8.1电站总平面布置
1.8.2电站主厂房
1.8.3窑头余热锅炉（AQC）
1.8.4窑尾余热锅炉（SP）
1.8.5化学水处理车间
1.8.6循环水冷却系统
1.8.7生产、生活、消防给水、排水管网
1.8.8电站接入系统
1.8.9电站计算机控制系统
1.8.10点站的供配电、照明、通讯、控制等
1.8.11室外汽水管线
1.8.12电站与现有变电站供电系统并网设计
1.8.13电站配套的空调、通风、给排水、消防、土建工程等
1.9建站条件
公司生产线地处阿克塞县工业园区，工业园区管网比较完善。
生产用水、生活用水直接从管网引入，水质洁净，水量充足，能满足生产、生活用水要求。
余热电站建设场地位于位于公司生产线的厂区，无需征地。
1.9.1自然条件
（1）气象条件
厂区海拔高度:
1761m
年平均气温:
7.8℃
年极端最高温度:
37.2℃
年极端最低温度:
-31.3℃
年最大降水量:
4.8mm
年平均降水量:
2.2mm
最大风速:
28m/s
平均风速:
1.2m/s
常年主导风向:
西南风
最大积雪深度:
4.0mm
最大冻土深度:
960mm
年平均相对湿度：
30-40%
（2）工程地质和地震烈度
本项目建设场地在公司厂区北侧，位于阿克塞县城南约6km，敦煌-格尔木公路东侧340m处，场地主要拟建物为：
窑头、窑尾余热锅炉、循环水池及泵房、化学水处理车间、汽轮机房等生产设施。
根据拟建物的规模和特征及《岩土工程勘察规（2009）》GB50021-2001，同时结合勘查区已有的工程地质资料，确定本项目重要性等级为二级，场地等级为三级，地基等级为三级。
勘查区未发现有影响场地稳定性的构造活动迹象，区域稳定性良好，对拟建工程无不良影响。
根据国家地震区划图和阿克塞县地震局证明，本地区按七级烈度区设防，设计地震基本加速度为0.15g，设计地震分组为第二组。
1.9.2化学品供应
电站消耗药品主要有工业氯化钠、磷酸三钠、化学稳定剂等，由当地市场采购，汽车运输进厂。
1.9.3水源要求
本项目地处阿克塞县工业园区，工业园区管网比较完善。
厂区距工业园区约2km，生产用水、生活用水直接从管网引入，水质洁净，水量充足，能满足生产、生活用水要求。
1.9.4电源情况
生产及生活电源由距厂址的上级中心变电所（330KV）110KV变电站配出，110kV专线架空引至厂区总降压站，全线采用避雷线保护。
1.9.5投资估算及资金筹措
本工程固定资产投资5333.65万元。
固定资产投资全部由企业自筹。
1.10装机规模机热力系统
工程装机容量为7.5Mw，热力系统如下：
汽轮机凝结水经加药除氧后，由凝结水泵送至给水泵，给水泵为窑头篦冷机余热锅炉热水段提供给水，热水段的出水作为窑头余热锅炉蒸汽段及窑尾余热锅炉的给水。
其中窑头余热锅炉蒸汽段产生的1.6MPa—360℃过热蒸汽与窑尾余热锅炉产生的1.6MPa—330℃过热蒸汽混合后进入汽轮机用于发电。
汽轮机做工后的泛汽通过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵再次送至给水泵，从而形成完整的热力循环系统，热力系统具体方案详见附图F03-电站原则性热力系统图。
1.11主机设备
序号
设备名称及型号
数量
主要技术参数、性能、指标
1
窑头AQC锅炉
2
废气量：
116700m3/h（标况）
废汽温度：
360℃
废汽出口温度：
90℃
锅炉总漏风率：
1%
蒸汽产量：
5.8t/h
蒸汽压力：
2.5MPa
蒸汽温度：
320℃
省煤器水量：
22.4t/h
省煤器出水温度：
160℃
锅炉给水温度：
40℃
2
窑尾SP锅炉
2
废气量：
178500Nm3/h（标况）
废汽温度：
320℃
废汽出口温度：
216℃
蒸汽产量：
10.44t/h
蒸汽压力：
2.5MPa
锅炉给水温度：
160℃
3
冷凝式汽轮机
1
型号：
N7.5-1.5
额定功率：
7.5Mw
额定转速：
30000r/min
进汽压力：
1.5MPa
进汽温度：
310℃
排汽压力：
0.006MPa
4
发电机
1
型号：
QF7.5-2
额定功率：
7.5Mw
额定转速：
30000r/min
1.12主要经济技术指标
序号
技术名称
单位
指标
备注
1
装机容量
kW
7500
2
平均发电功率
kW
7040
3
年运行小时
h
7000
4
电站占用电率
%
7
5
年发电量
104kWh
4928
6
年供电量
104kWh
4583
7
小时顿熟料余热发电量
kWh/t-cl
42
8
电站年耗水量
104m3/a
72.324
9
电站劳动定员
人
18
10
工程固定资产投资
万元
5333.65
11
总投资收益率
%
12.66
正常年
12
资本金净利润率
%
9.52
正常年
13
全投资投资回收期
年
5.99
税后正常年
14
资本金投资回收期
年
5.97
正常年
15
平均供电成本
元/kWh
0.14
正常年
1.13结论及建议
1.13.1本项目建设条件具备
基本利用现有场地；
生产过程中所需的药品、电力、水源供应有保障；
建设资金落实；
公司有一支建设、生产、管理等方面具有经验丰富和现代意识的职工队伍。
1.13.2项目设计严格遵循“稳定可靠，技术先进，节约投资”的原则，吸取了其它同类型、同规模项目的经验和教训，同时公司已着手引进一批余热发电方面的专门人才，为本工程的实施奠定了坚实的基础。
1.13.3本项目为可持续发展战略做出了应有的贡献，回收了水泥生产过程中大量的余热。
改善了环境。
1.13.4财务评价表明本项目效益较好。
综上所述，本项目做到了资源综合利用、改善环境，符合国家提倡的方针政策，建设条件基本落实、技术上可行、经济效益较好，具有较好的社会效益与一定的经济效益，符合可持续发展的战略思想，是一个理想的投资项目，建议上级投资主管部门抓紧该项目的核准工作，以便开展初步设计，尽快实施，早日建成。
第二章余热发电生产线上用电情况
2.1电源
生产及生活电源由上级110kV变电所引一专用架空110kV回路至厂区110kV总变电所，上级变电所距厂区约6kM。
全线采用避雷线保护。
本工程用电负荷32714kVA,其中，一期用电负荷为17514kVA，二期项目用电负荷为15200kVA。
在水泥生产线厂区已新建110总降压站，主变为2台SZ11-18000kW，110/0.4kV型变压器。
2.2电源电压等级
厂区进线电压110kV
中压配电额定电压10.5kV
中压负荷用电电压10kV
低压配电额定电压0.4kV
低压电动机电压380/220V
直流电动机电压380V
直流操作电源电压220V
工作照明电源电压220V
检修照明：
36/12V
第三章技术方案
3.1电站总平面布置及交通运输
3.1.1.电站总平面布置
本电站工程包括：
汽轮机房、主控配电楼、化学水处理、循环水泵站及冷却塔、窑头余热锅炉及干扰式分离器、窑尾余热锅炉等生产车间。
根据水泥生产线的布置及发电工艺流程，汽轮机房、主控配电楼、化学水处理组成的发电主厂房，布置在一期窑头北侧、二期窑头南侧的空地上，循环水泵站及冷却塔在主厂房东侧的空地上并列布置，该地室外标高为1760.70m。
窑头余热锅炉及干扰式分离器布置在一、二期水泥窑头厂房南侧的空地上，窑尾余热锅炉布置在其水泥生产线烧成窑尾高温风机上方。
3.1.2.道路工程
水泥生产线现已有纵横成网、互相贯通的厂道路，能够满足电站生产、消防和检修，故电站区域利用原由道路网络，不再考虑新建。
3.1.3．竖向设计和雨水排除
在竖向设计时，根据工厂的现有建筑物及场地标高，合理拟定电站车间的标高，发电主厂房、循环水泵站建筑物室地坪标高为1761m；一期窑头余热锅炉建筑物室地坪标高为1762.10m。
一期窑尾余热锅炉为1759.30m。
二期窑头余热锅炉建筑物室地坪标高为1758.40m。
二期窑尾余热锅炉为1762.50m。
土方工程在水泥生产线建设时已统一考虑，并已平整完毕，本工程不考虑土方工程量。
工厂已建有布局合理的雨水沟，工厂的雨水排除可得到可靠考证，故电站区域不再新建雨水沟，该区域的雨水汇入工厂已有的雨水排除系统。
3.1.4.总图技术经济指标
本设计总图技术经济指标见表3-1
总图技术经济指标表3-1
序号
名称
单位
指标
1
电站区域占地面积（不含余热锅炉）
㎡
3500
2
建、构筑物占地面积
㎡
1289.3
3
建筑系数
％
36.83
4
绿化系数
％
30
5
绿化面积
㎡
1050
3.2热力系统及装机方案
3.2.1我国水泥窑余热发电技术研究、开发、推广的简要过程
1984年，根据当时水泥生产能力严重不足、供电能力十分紧、新型水泥干法技术处于起步阶段、煤电比价很低的实际情况，中国政府安排了救活十四个老水泥厂的工作。
结合这项工作，国开展了中空余热发电窑的高温余热发电技术及装备的研究、开发、推广及应用工作。
至1995年，利用高温余热发电技术及装备，在国投产了约290条带有高温余热发电的中空窑。
1990年，我国政府根据新型干法水泥技术的发展，安排了国家重大科技攻关项目《水泥厂低温余热发电工艺及装备技术的研究开发工作》。
其课题之一是《带补燃锅炉的中低温余热发电技术及装备的研究开发》，该课题在1996年完成了攻关工作。
截止2005年底，利用这项技术，在国的23个水泥厂36条1000~4000t/d建设投产了28台、总装机容量为45.36万kW的综合利用电站。
根据研究、开发、推广《带补燃锅炉的中低温余热发电技术》的经验，结合日本KHI公司1995年为中国提供的一条4000t/d水泥窑提供的6480kW的纯低温余热电站的建设，国分别于1997年、2001年在一条2000t/d水泥生产线，一条1500t/d的水泥生产线上利用国产的设备和技术投产了装机容量为3000kW、2500kW的纯低温余热电站。
2001年至2005年，我国水泥行业利用国产技术和装备在数十条1200t/d级、2500t/d级和5000t/d级新型干法窑上配套建设了装机容量分别为2MW、3MW和6MW的纯低温余热电站，形成中国第一代水泥窑纯低温余热发电技术，综合指标可达到吨熟料余热发电量为3140kJ/kg-28~33kwh/t。
通过对数十条纯低温余热电站的建设、运行经验的总结，自2003年起，我国研究开发了第二代水泥窑纯低温余热发电技术，至2007年2月，利用第二代水泥窑纯低温余热电站在国的1条1500t/d、1条1800t/d、1条3200t/d、4条2500t/d和6条5000t/d共14条新型水泥干法生产线上设计、建设、投产了11台装机容量分别为1台3MW、1台3.3MW、2台7.5MW、3台4.5MW、2台9MW及2台18MW的纯低温余热电站，其吨熟料余热发电量为3140kJ/kg-38~42kWh/t。
根据第二代纯余热发电技术，目前国已开发研制第三代纯低温余热发电技术，吨熟料发电量在48~52.5kwh/t。
3.2.2热力系统及装机方案考虑以下前提条件
充分利用水泥生产线窑头熟料蓖冷机及窑尾废汽余热，公司现有两条2000t/d新型干法水泥生产线。
水泥生产过程中由窑头蓖冷机和窑尾预热器排掉的380℃以下的废汽，其热量约占水泥生产线的35%以上，公司决定利用2000t/d新型干法水泥窑废汽余热建设发电工程为水泥生产供电。
同时也可以进一步降低成本，改善水泥窑废汽对周围环境的污染。
为充分利用窑头孰料蓖冷机废汽余热，提高窑头余热锅炉的烟气温度，使之产生与窑尾余热锅炉相当参数的过热蒸汽，因此对窑头蓖冷机进行改造，在窑头采用的抽风方式，是将原余风抽风口改为两
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