第一发电厂中央电站锅炉改造工程可行性研究报告.docx
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第一发电厂中央电站锅炉改造工程可行性研究报告
第一发电厂中央电站锅炉改造工程
可行性研究报告
1概述---------------------------------------------------------------------1
1.1项目概况
1.2设计依据
1.3设计范围
1.4项目建设的必要性
1.5主要设计原则
1.6工作简要过程
1.7工程项目投资估算
2燃料----------------------------------------------------------------------4
2.1燃料来源
2.2燃料品质
3厂址条件----------------------------------------------------------------5
3.1厂址概述
3.2交通运输
3.3水源
3.4水文气象
3.5贮灰场
4工程设想-------------------------------------------------------------------8
4.1总平面布置
4.2装机方案
4.3热力系统
4.4燃烧系统
4.5燃料运输系统
4.6除灰系统及烟气脱硫设施
4.7化学水处理系统
4.8电气部分
4.9热工控制系统
4.10供水系统
4.11主厂房布置
4.12土建建筑结构
4.13采暖、通风及空调
5环境保护--------------------------------------------------------------46
5.1概述
5.2本期工程污染物防治
5.3灰渣综合利用
6劳动安全与工业卫生------------------------------------------------49
6.1危害因素分析
6.2设计依据
6.3防护措施
7电厂消防---------------------------------------------------------------53
7.1概述
7.2总平面布置及交通防火要求
7.3建筑物及构筑物防火要求
7.4消防给水系统电厂各系统的消防设施
7.5火灾报警及控制系统
7.6消防照明
7.7消防供电
7.8采暖通风与空气调节设施防火
7.9存在问题
8节约和合理利用能源------------------------------------------------58
8.1节煤节电
8.2节约用水
8.3采用高效节能设备
8.4加强计量监视仪表管理
9电厂定员---------------------------------------------------------------59
10电厂工程项目的实施条件及轮廓进度--------------------------60
10.1工程项目实施条件
10.2工程项目的轮廓进度
11投资估算及财务评价-----------------------------------------------62
11.1投资估算
11.2财务评价
12结论-------------------------------------------------------------------65
13需要说明的问题----------------------------------------------------66
可行性研究报告附件
1****公司文件，钢规发[2002]38号《关于将****第一发电厂中央电站锅炉改造项目列入国家国债专项技术改造计划的请示》。
（2002年3月21日）
2国家经济贸易委员会、国家发展计划委员会文件，国经贸投资[2002]548号《关于下达2002年国家重点技术改造项目计划（第八批国债专项资金项目）的通知》。
（2002年7月30日）
3****集团新钢铁生产部《关于燃料供应情况说明》。
（2002年8月20日）
4****公司企业管理部《关于****第一发电厂中央电站锅炉改造工程灰渣综合利用情况说明》。
（2002年8月20日）
5****公司规划发展部《关于****第一发电厂中央电站锅炉改造工程用地情况说明》。
（2002年8月20日）
6****公司新钢铁生产部《关于****第一发电厂中央电站锅炉改造工程工排水情况说明》。
（2002年8月20日）
7****公司新钢铁财务部《关于****集团公司内部能源价格的函》。
（2002年8月20日）
可行性研究报告附图
1厂区总平面、竖向布置图（方案一）F156K1—A—02
2厂区总平面、竖向布置图（方案二）F156K1—A—03
3原则性热力系统图F156K1—A—04
4原则性燃烧系统图（煤气炉）F156K1—A—05
5原则性燃烧系统图（煤粉炉）F156K1—A—06
6原则性输煤系统图（方案一）F156K1—A—07
7原则性输煤系统图（方案二）F156K1—A—08
8原则性除灰渣系统图F156K1—A—09
9原则性化学水处理系统图F156K1—A—10
10电气主接线F156K1—A—11
11主厂房底层平面布置图（一期）F156K1—A—12
12主厂房运转层平面布置图（一期）F156K1—A—13
13主厂房横断面布置图（一期）F156K1—A—14
14主厂房底层平面布置图（二期）F156K1—A—15
15主厂房横断面布置图（二期）F156K1—A—16
16供水系统图F156K1—A—17
17水量平衡图F156K1—A—18
18消防给水系统图F156K1—A—19
19厂区内施工平面布置图F156K1—A—20
1概述
1.1项目概况
****第一发电厂中央电站位于****公司厂区的中央，南接炼铁厂，北靠第一炼钢厂，东临化工总厂，西与供电厂01变电所接壤，全厂占地面积22.3万平方米。
主要担负着****各生产厂生产、生活用蒸汽、软水、风、保安电力、鞍山市部分居民住宅冬季采暖用热的供应，对****生产和市区居民生活起着举足轻重的作用。
该厂始建于1917年，随着****生产规模的不断扩大，其生产规模也随之不断扩大。
电站锅炉房内安装7台130吨/时掺烧高炉煤气的煤粉锅炉，2台130吨/时掺烧高炉煤气的燃油锅炉，2台100吨/时掺烧高炉煤气的燃油锅炉，锅炉总蒸发量1370吨/时。
锅炉额定蒸汽参数为：
过热器出口压力3.2兆帕，过热蒸汽温度410℃。
发电机室内安装25兆瓦、16兆瓦、12兆瓦汽轮发电机组各1台，总装机容量53兆瓦。
发电机出口电压10.5千伏，出线直接接到10.5千伏机压母线上，通过2回10千伏电缆联络线与****01变电所相连，由****供电站同一调配到****用电企业。
电站鼓风机室内安装1台7000米3/分、3台6000米3/分、4台4250米3/分、1台3000米3/分、5台2700米3/分共计14台鼓风机。
总装机容量58500米3/分，全部采用汽轮机驱动。
电站现有一级除盐水站一座，设计容量700吨/时，供本站锅炉用水。
电站现有10座冷却塔，供全站3台机组、13台鼓风机使用，冷却塔总冷却水量为60000吨/时。
本工程利用****高炉煤气资源优势，“以大代小”，将****第一发电厂现有的中央电站进行改造，拟将中央电站锅炉更换成2台220吨/时纯烧高炉煤气锅炉和2台220吨/时掺烧高炉煤气的燃煤锅炉，并配2台25兆瓦背压式前置汽轮发电机组，以降低生产成本，提高经济效益，改善生产环境。
工程计划分两期实施，一期利用现有7#、8#冷却塔位置，新建2台220吨/时纯烧高炉煤气锅炉配1台25兆瓦背压式前置汽轮发电机组以及相应的配套设施；二期利用中央电站现有的厂房和煤场位置，新建2台220吨/时掺烧高炉煤气燃煤锅炉配1台25兆瓦背压式前置汽轮发电机组以及相应的配套设施。
1.2设计依据
1）****公司文件，钢规发[2002]38号《关于将****第一发电厂中央电站锅炉改造项目列入国家国债专项技术改造计划的请示》。
（2002年3月21日）
2）国家经济贸易委员会、国家发展计划委员会文件，国经贸投资[2002]548号《关于下达2002年国家重点技术改造项目计划（第八批国债专项资金项目）的通知》。
（2002年7月30日）
3）****集团公司规划发展部与****勘测设计院签订的《****第一发电厂中央电站锅炉改造工程设计合同》（2002年5月30日）及****第一发电厂中央电站提供的有关设计资料。
1.3设计范围
1.3.1本工程设计范围包括：
a）新建2机4炉的工艺及土建设计、投资估算、经济评价；
b）原有水塔及各种管道的拆迁过渡；
c）新建系统与原有系统的衔接改造；
d）原有输煤系统改造；
e）厂内外高炉煤气管道；
f）厂区内热力管道；
g）原化学水处理系统增加一级除盐，水处理能力600吨/时的工艺及土建设计；
h）新建电气主控楼及厂用电气配电室。
m）原有保留机炉系统的拆迁过渡；
n）原有保留电气系统的拆迁过渡。
1.3.2下列内容不在本报告设计范围内。
a）环境保护评价；
b）劳动安全及工业卫生评价；
c）接入电力系统；
d）厂内外铁路；
e）贮灰场；
f）水源。
1.4项目建设的必要性
根据****第一发电厂中央电站现有设备情况，已有一部分设备严重老化，威胁着****公司的安全生产，使成本居高不下，严重污染周围环境。
目前，****高炉煤气放散量每小时20万～40万立方米，既造成资源浪费，又造成大气环境的破坏。
本工程是利用****高炉煤气资源优势，利用现有厂区新建2台220吨/时纯烧高炉煤气锅炉和2台220吨/时掺烧高炉煤气燃煤锅炉，配置2台25兆瓦高背压前置汽轮发电机组，替代一发电厂中央电站现有燃油和燃煤锅炉及中压机组，对降低生产成本，提高经济效益，实现高炉煤气放散为零，清洁生产，改善生产环境，减轻大气污染起到十分重要的作用。
1.5主要设计原则
1.5.1工艺系统设计应在保证电厂安全生产的条件下尽可能的利用现有条件，减少拆迁量，以减少投资。
1.5.2主厂房布置要求紧凑，尽量减少占地面积。
1.5.3本工程以安全生产、降低生产成本、改善生产环境、提高经济效益、减少周围大气环境污染为主要目的，各系统设计均应严格遵守相关的规程规定，以求得到最佳回报。
1.5.4汽轮发电机年利用小时数按7000小时设计。
1.6工作简要过程
根据****集团公司规划发展部与****勘测设计院签订的《****第一发电厂中央电站锅炉改造工程设计合同》，经过我院设计人员到现场实地勘察收集资料，以及中央电站的工程技术人员大力协助配合提供资料，通过双方设计联络及****公司有关部门的同意，最终确定该工程的设计规模。
1.7工程项目投资估算
本工程计划总投资为59934万元，工程动态投资为54336万元，工程静态投资为53205万元，高炉煤气柜工程5000万元。
资金筹措根据国经贸投资[2002]548号文件，该工程列为2002年国家重点技术改造项目计划，批准利用第八批国债专项资金银行贷款3亿元，3年财政贴息5400万元；其余为自有资金，计24543万元。
为保证机组安全可靠运行，设计采用部分进口设备，利用外资约60万美元，折合人民币498万元（汇率按1：
8.30计），由自有资金解决。
本工程投产运行后的内部收益率为29.06%，投资利润率为34.55%，投资回收期5.89年。
2燃料
2.1燃料来源
本工程为新建2台纯烧高炉煤气锅炉和新建2台掺烧高炉煤气燃煤锅炉替代电站原有4台燃油锅炉和5台中压煤粉炉，其所用燃料来源为：
a）高炉煤气及锅炉点火用焦炉煤气：
来自****燃气厂通过管道输送到中央电站，送至锅炉作为燃料。
b）劣质烟煤：
来自辽西铁法煤矿，由****煤场通过铁路运至电厂煤场。
2.2燃料品质
2.2.1铁法劣质烟煤燃煤成分分析见表2-1。
燃煤成分分析表
表2-1
序号
名称
符号
单位
设计煤种
1
收到基碳分
Car
%
42.24
2
收到基氢分
Har
%
2.61
3
收到基氧分
Oar
%
10.0
4
收到基氮分
Nar
%
0.61
5
收到基硫分
Sar
%
0.39
6
收到基灰分
Aar
%
30.58
7
收到基水分
Mar
%
13.57
8
空气干燥基水分
Mad
%
7.42
9
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
42.47
10
收到基低位发热量
Qnet,ar
KJ/kg
15986
11
哈氏可磨系数
HGI
----
70.53
12
灰变形温度
T1
℃
1280
13
灰软化温度
T2
℃
1300
14
灰熔化温度
T3
℃
1320
2.2.2高炉煤气成分分析见表2-2。
高炉煤气成分分析表
表2-2
序号
名称
符号
单位
数值
1
一氧化碳
CO
%
23.9
2
氢
H2
%
2.18
3
氮
N2
%
56.89
4
二氧化碳
CO2
%
17.03
5
燃料低位发热量
Qnet,ar
KJ/m3
3260
6
燃料含水量
d
g/m3
5
2.2.3焦炉煤气成分分析见表2-3。
焦炉煤气成分分析表
表2-3
序号
名称
符号
单位
数值
1
一氧化碳
CO
%
6.66
2
氢
H2
%
58.46
3
氮
N2
%
2.79
4
二氧化碳
CO2
%
2.39
5
乙烯
%
2.22
6
氧
O2
%
0.11
7
甲烷
%
25.93
8
乙烷
%
0.72
9
丙烯
%
0.16
10
丙烷
%
0.02
11
燃料低位发热量
Qnet,ar
KJ/m3
18376
3厂址条件
3.1厂址概述
****第一发电厂中央电站位于****厂区的中央，南接炼铁厂，北靠第一炼钢厂，东临化工总厂，西部与供电厂01变电所接壤，全厂占地约22.3公顷。
本工程建设规模为2台25兆瓦前置背压机组配4台220吨/时高温高压锅炉。
结合****高炉的改造规划，中央电站锅炉改造工程分两期实施，一期工程为新建两台220吨/时纯烧高炉煤气锅炉配置一台背压25兆瓦前置汽轮发电机组，布置在中央电站7#、8#冷却塔位置；二期工程为新建两台220吨/时掺烧高炉煤气燃煤锅炉配置一台背压25兆瓦前置汽轮发电机组，布置在电厂原有燃油锅炉厂房的位置。
一期工程拟建场地为东西长，南北窄，呈长方形；占地面积约为1.5公顷，有效占地面积仅有约1.0公顷。
一期工程厂址位于****炼铁、炼钢生产区域，****厂区中心地带，北靠一炼钢连铸车间，南侧为中央电站锅炉车间，西临供电厂1#变电所，东侧为电站6#冷却塔。
该厂址地块地势比较平坦，自然地面标高在33.2～33.4米（渤海高程系统）之间，低于南侧地块约0.6米，高于北侧地块约0.3米。
该厂址地上管网纵横交错，地下管线密集，走向复杂，北侧管廊距道路边约10米，西侧管廊距道路边约25米，管廊上布置有煤气管、蒸汽管、电缆等多种管道。
二期工程拟建场地为占用电厂原有厂房和原煤场区域，原主厂房除保留电厂原有1#和2#炉及相应的配套设施外，拆除3#~11#炉及相应的配套设施，利用该场地布置二期工程主厂房。
二期工程拟建场地东西长，南北窄，该厂址地块地势南部略高，自然地面标高在33.4～34.3米（渤海高程系统）之间，该厂址原有建构筑物较多，并且地上管网纵横交错，地下管线密集，走向复杂，需拆迁过渡的设施较多。
本期工程拟建场地位于****公司厂区的中央，本工程设计没有考虑新建厂房的防洪问题。
3.2交通运输
一期工程拟建场地的北、西、南三面均与厂区道路相邻，但在拟建场地的北侧和西侧均布置有电厂原有管廊，管廊高度不足以车辆通过，只有场地的南侧与厂区道路相通，故新建电厂的施工及运行只能依靠南侧道路。
该道路宽度为6米，施工期间的材料及设备可通过该道路运至现场，可以满足新建电厂施工运输的需要。
二期工程新建主厂房的北侧和西侧为厂区主干道，道路宽度为7.0米，二期工程的施工及生产可利用该段道路，以满足二期工程施工期间材料及设备的运输和今后生产的要求。
另外，在电厂的西部和南部有分属于****的铁路，在厂区内有电厂运煤铁路，施工期间的大件运输也可以考虑铁路运输。
3.3水源
****一发电厂中央电站用水由****首山水源地供给。
由于电站原有的3#汽轮机已经停运，使全厂工业用水量减少，减少的水量超过本工程新增的工业用水量（本工程用水量为121.9吨／时）。
因此，电厂供水量能够满足本期工程建成后全厂用水量的需要，不必再新建水源。
本工程用水可直接从厂外水源供水管网供水干管（新水）直径DN600引接，不再新建供水管网。
电厂生活用水管网也已经形成，供水干管直径DN300。
本期生活用水量增加的很少，为1.20吨／时，现有供水系统能够满足本期工程生活用水需要，不再新建。
3.4水文气象
本工程厂址自然条件如下：
多平均气温+8.7℃
历年最高气温+38.4℃
历年最低气温-30.4℃
年平均降水量715.2mm
最大风速25.8m/s
常年主导风向西南风
冬季主导风向及频率S（24%）
夏季主导风向及频率S（35%）
地表冻层深度1.18m
最大积雪深度27cm
月平均温度低于5℃的天数150天
多年平均气压101.4kPa
地下水位0.4～1.0m
厂区基本地震烈度：
Ⅶ度
3.5贮灰场
本工程采用干式除渣、气力除灰系统，灰渣全部综合利用，供给****新建的冀东水泥厂生产水泥。
电厂原有贮灰场供原有2台130吨/时锅炉（水力除灰系统）使用，也可作为新建锅炉的事故灰场。
4工程设想
4.1总平面布置
4.1.1总平面布置原则
本工程根据****公司生产的需求和场地情况分为两期建设，一期工程为新建两台220吨/时纯烧高炉煤气锅炉配置一台背压25兆瓦前置汽轮发电机组，布置在中央电站7#、8#冷却塔位置；二期工程为新建两台220吨/时掺烧高炉煤气燃煤锅炉配置一台背压25兆瓦前置汽轮发电机组，布置在电厂原有主厂房3#～11#炉的位置。
一期工程拟建场地的北侧及西侧均有管廊，东侧有泵房一座，西南侧有循环水泵房，以上的建构筑物均在使用，不能拆除，对本期工程的平面布置有较大的限制；二期工程拟建场地上布置有较多原有生产和生活设施以及相关的管线，由于本期工程的占用将被拆除，但为保证保留的原1#、2#炉运行，对与1#、2#炉生产运行有关的设施需进行过渡，故本期新建工程总平面布置应在符合总体规划和工艺流程的前提下，结合自然条件和工程特点，根据节省投资，节约用地，环境保护，交通运输，满足防火、安全、卫生、检修以及建筑群体、建筑造型统一协调等各方面的要求，努力做到因地制宜，统筹安排，远近结合，合理紧凑。
其平面布置按以下几方面进行考虑：
1）重视外部条件，完善总体规划；
2）满足使用要求，工艺流程合理；
3）远近规划结合，留有发展余地；
4）布置紧凑经济，注意节约用地；
5）结合地形地质，因地制宜布置；
6）符合防火规定，确保安全生产；
7）注意风象朝向，有利环境保护；
8）交通运输方便，避免迂回重复；
9）建筑群体组合，整齐美观协调；
10）有利检修活动，方便生活管理。
另外，根据国家“21世纪电厂设计模式会议”的精神，针对本电厂的特点，采用新的总体设计思路，通过模块化设计，提高自动化控制、管理水平，达到减少占地、降低造价、缩短工期的目的。
综合各工艺专业的布置方案，一期工程厂区平面布置大致分为3个模块（功能分区），即：
主厂房模块（汽机房、除氧间、锅炉房、煤气加热器、引风机室和烟囱）、电气模块（电气综合控制搂、10千伏配电装置）、化水模块（水处理室、酸碱计量间、化学泵间、空压机室及化学水箱）；二期工程厂区平面布置大致分为4个模块（功能分区），即：
主厂房模块（汽机房、除氧间、锅炉房、煤仓间、电除尘器、电除尘器控制室、空压机室、引风机室和烟囱等）、电气模块（利用电厂原有电气系统）、化水模块（利用一期工程化水模块）、输煤模块（储煤筒仓、转运站、碎煤机室、卸煤沟、输煤栈桥、输煤隧道、推煤机库、输煤综合楼、输煤沉淀池等），各模块之间用道路有机连接。
4.1.2一期工程总平面布置
由于一期工程的平面布置方案在招标过程中已进行优化设计，故本期工程一期仅布置了一个经过优化设计的平面方案。
主要特点：
1×25兆瓦高背压前置汽轮发电机组配2×220吨/时纯烧高炉煤气锅炉、三列式、主厂房朝东布置、固定端朝南。
主厂房模块布置在厂区的中部，主厂房固定端朝南，同时预留再建一台25兆瓦前置汽轮发电机组的条件；电气模块布置在新建锅炉房的北部，同时新建10千伏配电装置；化水模块布置在主厂房的西部，在原化学区扩建。
各模块的标高根据《火力发电厂总图运输设计技术规程》的规定，结合本工程的地形情况，本工程的竖向布置采用平坡式布置方式，所有模块标高均为33.60米。
方案分析：
1）主厂房模块的布置充分利用拟建场地的有效面积，扩建端朝北恰好避开了东侧的泵房，有利于电气出线和热网出线，使电气出线和热网出线更为通畅，高炉煤气管道的走向比较顺畅；
2）电气模块与主厂房模块的合并，解决了两模块之间由于场地狭小而存在的消防问题，布置合理紧凑，节约用地；
3）烟囱是高耸的构筑物，其基础底盘较大，布置上充分考虑了在施工其基础时，不能对附近的管廊产生影响及危害，布置紧凑；
4）化水模块在原化学区扩建，使功能分区更合理、更便于运行的管理及维护；
5）主厂房模块周围的环形消防通道，不仅满足《火力发电厂总图运输设计技术规程》中对消防的要求，而且使交通运输更为流畅；
6）厂区的平坡式竖向布置不仅满足场地的排水要求，更减少了场地的土石方量，节省投资；
7）虽然拟建场地狭小，但总平面的布置完全可以满足本期工程二炉一机的建设和施工的需要，同时在汽机房扩建端留有扩建的条件。
4.1.3二期工程总平面布置
二期工程厂区平面布置进行二个方案的布置，同时在二个方案中的同一模块可以互换，由于电气模块是利用原有电气系统，化水模块是利用一期工程化水模块，故二期工程的平面布置主要是围绕主厂房模块和输煤模块的变化去布置，现将二个布置方案分别论述如下：
方案一主要特点：
1×25兆瓦高背压前置汽轮发电机组、2×220吨/时掺烧高炉煤气燃煤锅炉，、主厂房四列式外煤仓布置，煤场贮煤。
主厂房模块布置在被拆除的原主厂房区域，距原有主厂房西侧9.0米，方便新建主厂房施工。
主厂房固定端朝西，A排朝北，外煤仓布置，同时预留再建一台发电机组的条件。
输煤模块布置在厂区的西部，采用煤常贮煤。
考虑新老厂房分别上煤，新建一段输煤栈桥从老主厂房的东侧进入原有煤仓间给煤；运煤铁路考虑二条铁路运煤，一条将原有卸煤沟上的卸煤铁路延长，另一条从该铁路干线上引接，新建一条铁路作为作为南区输煤的卸煤线，有利于运煤的组织管理。
各模块的
升级会员 