利用高炉剩煤气发电厂工程建设项目可行性研究报告.docx
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利用高炉剩煤气发电厂工程建设项目可行性研究报告
利用高炉剩煤气发电厂工程建设项目可行性研究报告
一﹑总论…………………………………………………1页
（一）项目研究的依据…………………………………1页
（二）项目提出的北景…………………………………3页
（三）本研究工作的主要任务…………………………4页
（四）中小型钢铁厂利用放散炭气发电
概况及经漳效益………………………………4页
二﹑林钢基本情况﹑电网现状﹑用电量及负荷预测……7页
（一）基本情况…………………………………………7页
（二）林钢供电情况与接线方式………………………8页
（三）林县电网现状与负荷予测………………………9页
（四）林钢用电量及负荷予测…………………………12页
三﹑项目建设的条件…………………………………14页
（一）燃料条件…………………………………………14页
（一）水源条件…………………………………………18页
（一）厂址地质要件……………………………………22页
（一）水文气象条件……………………………………24页
（一）交通运输条件……………………………………26页
（一）其它………………………………………………27页
（一）结语………………………………………………27页
四﹑项目设计方案
（一）电厂规模…………………………………………27页
（二）工艺流程…………………………………………31页
（三）主要设备选型……………………………………34页
（四）主要工程项目……………………………………37页
（五）厂址选型…………………………………………40页
（六）环境保护…………………………………………41页
五﹑对环境影响的评价………………………………42页
六﹑生产组织与劳动定员……………………………42页
（一）机构设置…………………………………………42页
（二）劳动定员…………………………………………43页
（三）职工技术培训……………………………………43页
七﹑项目实施计划与进度安排………………………44页
（一）实施计划…………………………………………44页
（二）进度安排…………………………………………44页
八﹑工程总投资与资金筹措…………………………45页
（一）投资估算…………………………………………45页
（二）资金筹措…………………………………………46页
（三）用款计划…………………………………………46页
九﹑财务与经济评价…………………………………47页
（一）关于财务计算的几点说明………………………47页
（二）放散煤气电成本估算……………………………48页
（三）经济效益分析……………………………………49页
3.1静态分析…………………………………………49页
3.2动态分析………………………………………50页
3.3敏感性分析……………………………………51页
3.4敏感性分析……………………………………52页
（三）主要技术经济指标……………………………61页
十﹑结论……………………………………………61页
十一﹑附件…………………………………………61页
附表一﹑林县30年气象资料统计表………………61页
附表二﹑5号机井水质分析结果表………………61页
附表三﹑冷却水水质评价表………………………61页
附表四﹑林县（85～88）4年平均……………………61页
风频风速数据表…………………………61页
附图一﹑林县地质构造图…………………………61页
附图二﹑林钢厂区地层术状图……………………61页
附图三﹑交通位置图………………………………61页
附图四﹑工艺流程示意图…………………………61页
附图五﹑电厂平而布置图…………………………61页
附图六﹑厂址平面位置图…………………………61页
附图七﹑林钢平面位置图…………………………61页
附图八﹑林县（82～86）5年平均……………………61页
风频风速玫瑰图…………………………61页
附件一﹑予冶建能（88）346号文件…………………61页
一﹑总论
（一）项目研究的依据
1.根据国务院﹑冶金工为都颁发的一系列节能文件规定,.进行本项目的可行性研究.
①1986年1月12日国务院颁发的《节约能源暂行条件》.
第二十九条:
发展热电联严,热用户用汽车达到一定规模·并有常年稳定的热负荷时,电力部门和地方应当按照”以热琮产”的原则实行热电联产.
鼓励企业利用余热﹑余压发电,企业自备的热电站,以及地方建设的小型热电站通过电网售电时,电力部门应当按照国家规琮实和扶持政策.
第二十一条:
治金﹑石油﹑化工﹑煤炭等企业放菜约可燃气体,应当积极回收,合理利用,
②1984年4月21日冶金工业部颁发的《钢铁企业动力节约规定》
第58条:
节能经济效益好的余热回收目应尽快实现”
企业在积极收利用余热（能）中,应进行可行性研究,能达到国家计委关于节约能源重点措施项目可生性研究暂行规定中节煤投资和投资效果两大指标要求而又落实利用的单位.,都应习快实现.
第79条:
钢铁企业消耗大量一次能源,时严生大量的二次能源,其中,副产煤气如高炉煤气,焦炉煤气,对减少一次能源消耗,具有重大意义.但是,在使用中仍然存在大量放散煤气,使用不够合理的问题,各企业必须采取措,将二次能源作为源平衡的基础.充分回收,避免放散.合理使用,节约能源.
第8.2条:
充分利用副产煤气.
1.钢铁企业日产的燃气必须充分利用,.避免放散.凡是放散率高的企业,应限期\采取措施.降低放散率,放散率指从放散管实际放散燃气流产除以燃气发生总量的百分数.
2.钢铁企业煤气富浴时.可积极研空供外.或采取在2～3年内可以回收投资的临时回收措施,不允许带年放散.
第83条:
燃气的合理利用
1.钢铁企来的副产燃气,.除供应本企业用户外,还应具备有足够吞吐容量的煤气缓冲用户.用以调节煤气平衡,可选择发电厂或供热锅炉为缓冲用户.
煤气级冲用户.必须具备可以燃烧多种燃料的设施.以适应在必要时,.由一种燃料置换另一种燃料的条件,可采用自动置换装置.
8.有铁无钢的铁厂.自产的高炉.焦炉煤气除供应本业外,尚有多余的煤气时,.高炉煤气还呆以供应动力锅炉房,.发电厂,焦炉煤气可供民用或化肥厂等。
…….
第83条：
钢铁企业必只极采取各种有效措施。
力争在“七五”期中，作到高炉，焦炉的煤气基本不放檄。
近年内煤气放散率应达到下述要求：
高炉燃气：
一等≤1.5%，二等≤3%，三等≤6%等外≥6%。
焦炉煤气：
一等≤0.5%，二等≤1.5%，三等≤2.5%，等外≥2.5%。
①.1986年9月1日冶金工业部颁发的冶金工业贯彻《节约能源管理暂行条例》实施细侧。
第十九条：
企业应当按照治金部发的《钢铁企业动力节约规定》。
努力降低动力消耗。
要求收利用可燃气体，减少放散损失。
特别是十五吨以上转炉煤气，独立焦化厂，铁厂的副产品煤气。
要采取措施，回收利用。
第二十条：
冶金企业要充分利用余热。
余能资源，在技术上可行经济合理的条件下，应当充分利用体，液体，固定的余热余能。
减少一次能源消耗。
2.根据林钢申报，省冶金厅审核，列为河南省钢铁节能节重点指施上冶金工业部，省计经委审批的予冶建能（88）356号文件。
356号文件中共列有6个节能措施项目，其中有林肥钢铁厂利用高炉剩余煤气发电一项。
规模为3000KW×I机组。
总投资500万元。
见附件。
（二）项目提出的背景
1.林县钢铁厂现有两座100m3高炉，总容积224m3，8#高炉1980年①月开始进行改造性大修。
高炉容积由100m3扩大到124m①改造完毕后，高炉总容机为248m3，利用系数按1.9计，年产生铁16.49万吨。
焦比600公斤/吨计，每小时炉煤排放大气。
大量煤气排放大气。
大量燃气外排。
既浪费能源，又污染空气。
如果煤气发热值按800大卡/标米3计算煤气排放量为15162标米①/时时，相当于第年浪费标煤14557吨，如能回收这部分能源，不仅可以降低工序能源消耗，提高经济效益。
还可以消除煤气列环境的污染。
这是项目提出的一个方面。
2.另一方面我厂处于化中电网边缘年，每年在一、四季度的枯水季节，电网中水力电能减水，火力发电又难以保证全网用电。
拉闸限电频繁。
加之工农业的发展。
供电十分紧张，我厂高炉生产产常常受到缺电的威胁，致使生铁产量和经济效益都受到很大的影响。
仅80年上半年，我厂高炉就因缺电而数次减风，生产和休风产，矿山选矿和烧机长期因缺电不能正常生产，据不完全统计，89年元～6月份供拉闸限电344条次，2798个小时，少产生铁2500吨，经济效益损失达50万元。
尤其是铸管分厂，水泥分厂从80年9月开始到89年5月14日止，因限电没有生产，经济效益损失150万元以上。
根据上述情况，厂部把利用剩余煤气发电的问题，既充分利用了二次能源，提供谦价电能，降低生儿成本，使企业获得效益，还可以缓解我厂电力供应紧张局面，有利于证生产和增强企业的均衡生产的可靠性，为此，特进行本项目的可行性研究。
（三）本研究工作的主要任务
1.对汔轮机耗汽量﹑锅炉砂煤气量及全厂煤气平衡进行计算，籍以确定电厂建设规模；
2.发电系统方案设计和论证设计方案的合理性；
3.对技术关键与可行性进行研究;
4.对环境影响作出评价；
5.对第一期工程的劳动组织﹑建设近度作出安排；
6.对第一期工程总投备作出估算/外提出资金来源意见；
7.对一期工程经济效果进行评价。
（四）中小型钢铁厂利用放散煤气发电概况及经济效益
1.发展概况
七十年代以来，我国已呢不少中小钢铁厂对利用高炉煤气供给锅炉燃用产生蒸汽，再供给汽轮机带动发电进行了实践。
如广西有灵川钢铁厂在100m2锰铁高炉上采用煤粉——煤气式20T/H锅炉带动3000KW汽轮机发电机组；四川有威远钢铁厂在74m2高炉上采用天烯气——煤气式AZD20－25/400型风力机械抛煤。
例转炉排型锅炉带动3000KW汽轮发电机组，四川万福﹑青华钢铁厂分别在73m2﹑100m2高炉上采用燃煤——煤气式2×6.5吨/时2×KP－10吨/时型锅炉带动1500KW，汽轮发电组；四川大渡河，江津钢铁厂分别在33m2﹑75m2高炉上采用全燃高炉燃气，使用SZD10－25/400型锅炉带动1500KW汽轮发电机组；江苏有吴县钢铁厂在28m2高炉上采用高炉煤气——焦炉煤工10T/H锅炉带动1500汽轮发电机组；江苏镇江地区武进县钢铁厂在28m2高炉上采用全燃气和补燃煤粉，使用SZP0.5/13－250型锅炉带动750KW发电机组发电。
河南省的云阳钢铁厂﹑安阳水冶炼铁厂也均立顶，云阳钢铁厂已于1988年6月1日破土动工，计划1980年8月1日竣工投产，信阳钢铁厂采取本厂多余煤气输送给地方发电厂。
并给电厂投一部分资金，进行扩建，然后电厂保证信钢用电。
截止目前,利用转换能源发电，节能降耗，可大大提高经济效益。
江苏省吴县钢铁厂，有28m2高炉两卒，2×14孔焦炉，年产生铁3万吨，1979年利用外厂旧设备建成10吨锅炉和1500KW发电机，利用高炉煤气和焦炉煤气发电，投产不到两年半就回收了全部投资，由于发电成本低，每年可使企业增加收入44万元。
四川威远钢铁厂有75m2高炉一座，每天排放煤气有20多万米①，1979年动工安装2000KW发电机组，投资247万元（其中包括煤气管道及变电站等配套设施），运行七个月共发电934万度，节煤3500余吨，获纯利46.5万元，三年半收回全部投资，并使吨铁成本下降11.5元。
四川省大渡河钢铁厂有两座33米3高炉，采用重力——旋风——布袋三级除尘系统净化煤气。
1983年建成1500KW全燃高炉煤气余热电站，年发电量占厂总用电明珠暗投401%，每年盈利50万元，四年收回了全部基建投资并九变了过去枯水因电所造成的半停产关态，掌握了生产主动权。
四川峨嵋山市钢铁厂，把两座炼铁高炉剩余煤气回收起来供电站作燃料，他们自筹资金380万元，新建一座，1500KW的众热电站89年5月27日，正式并网发电，每年可发电1000万度以上，企业除了新增产值100万元外，还可获利50万余万元，这样做既回收了高炉煤气，消除了对空气的污，又使这个年生产生铁3万吨。
水泥56万吨的联合企业用电达到70%以上的自给程度。
南京第三钢铁厂年用电4150万度，而计划供电仅500万千瓦·时左右，约占需用量的11%。
为缓解供电矛盾，该厂积极开发二次能源。
从1987年起，把原有的两台燃煤锅炉改造为燃煤气锅炉，把原来入散的高炉燃气回收用于发电。
1988年回收利用的剩余煤气达4900万米3，总热量54200百万大卡，节约标准煤7000多吨，节约燃烧费用2.40万大卡，节约标准煤7000多吨，节约燃烧费用240万元，发电量达870万千瓦·时，占全厂用电量的42.5%，而且节约发电成本支出145万元，不仅为解决能源供需矛盾找到了新路子，同时也提高了企业的经济效益。
综上所述，利于高炉放散煤气供给锅炉燃烧，产生蒸汽，再供给汽轮机带动发电机民电，在技术上是可行的，机组安全可靠，社会综合效益和企业的经济效益都较高，是一项成熟的经验。
其现实意放可概括为以下几点：
①节约能源。
理论和实践都证明，每座100m3高炉排放煤气的热值折合10160号标准，进行回收利用后每年可少用12500～14250吨原煤。
林钢两座100m①高炉，第年排放煤气的热值折合14557吨标煤，进行回收利用后，每年可少用20503吨原煤。
②降低炼铁工序能耗，充分回收利用高炉放散煤气，是降低炼铁工序能耗的重要措施。
据计算约降低150公斤标煤，吨铁成本均可降低9～12元，这样，就可以增强企业的生机和竞争，能力，有利于发那有生产，实现增产生产，实现增产结能，提高经济效益。
③增强企业生产的可靠性。
企业有了自备电厂，可以增强企业生产的可靠性，不致因网路压负荷或电网发生固障而影响生产。
有了电，马达才能转，增产增利才有希望。
④减少污染，造福人发。
一般高炉煤气含一氧化炭量平均为25%左右，一座100m3高炉生产时，第年一氧化碳排放量约1500万标米3，两座100m①高炉生产的一化碳量成倍增加。
把这些有毒的可燃气体用于发电，变有毒为无毒，化害为利，既回二次能源，又改善了环境，有利于人民健康。
二，林钢基本情况。
电网现状，用电量及负荷予测
（一）碁本情况
林县钢铁厂位于安阳市林县郎垒村西，隶属濮阳市，有100m①高炉两座，为地方国营炼铁企业，现有职工3503人（凶括全民合同工378人。
农民合同工308人。
企来合同人348人）其中国家干部372人，以工代干《副科级以上》139人。
专业技术人员559人，大专以上学历72人，中专主以上学历78人，原有职称90人（1986年以前）。
现有高级职称6人，中级以下职称232人，企业评审合格，市未研究审查的中级以下职称327人，全厂现在设备603俣（套），下属矿山﹑原料﹑炼铁铸管水泥机修六个分厂，还有建筑运输服务冶金安装四个公司，公厂设21个处，102个科室，33个生产车间。
林县钢铁厂始建于1970年，目1971年5月1日-号高炉投产以来逐渐形成了年产15万吨矿石，20万吨铁精粉，20万吨烧结矿，15万吨生铁的配套投施，共生产优质生铁183万吨，1988年，约成铸管分厂，年产200～800万吨。
铸铁管1～1～5万吨，同年风买民办水泥厂一座：
年产水泥4～6万m3，全厂总占地面积38万吨面积5.99万吨，生活区占地面积8.23万m3，建筑面积7.34万m①。
林钢目1983年扭亏为盈后（过去为政策性亏损）。
利税逐年增加，截止88年底共实现利税额4488万元，平均每年递增28.6%。
88年底的一资产净值已达到6005万元，比86年底增加80.2%。
（二）林钢供电情况与接线方式
林县钢铁厂在常建规划时，考虑到林钢用电是林县负荷最大和比较集中的大厂。
团设置了从安阳直供的110千伏输电线路《从水冶相村变电站搪线》，并在广内负荷中心建110千伏总降压变电站。
由两台俣二圈变压器分供（变压器总容量为51500KVA，即1×3150﹑1×2000KVA）。
35知伏出线分别供林县东关变电站﹑林县水泥厂变电站﹑林县分水岭——太平庄发电厂变电站﹑林县河川变电站，林钢石村铁矿变电站。
35千伏铁城线（林风变——东关变）走系统联络线，35千伏海太线（海军水泥厂——太平庄变电站）为林钢备用保安线路。
6千伏出线9回，即：
炼铁分厂风机房2回﹑水泵站2回﹑烧结﹑铸管水泥生活区矿山保安1回。
矿山接线方式是：
由厂区110千米变电站35千伏变站35千伏馈线引至矿山，再由矿山变电站降至6千伏配出（变压器总容量6350KVA即1×3150﹑1×3200KVA）。
矿山各用保安线是从110千伏变电站6千伏母线引至矿山变电站，这条各用线路由于周围农村抢行分接，现已失去了专线各用的特征。
厂区炼铁﹑烧结﹑铸管﹑水泥﹑从管理角度看，由于受网属变电站控制，厂调管理不便，失去调荷节电主动权，造成单位之间纠纷，若在建设电厂时，由电厂变电站与110知伏变电站用1～2条联网主回路构通，厂均所有配电线路均由配电馈出。
即可大大增加调度时主动性。
林钢现有千伏级电力变压器两台，总容量6350KVA；6千伏级配电变压器30合，总容量15060KVA；高压电动机（6千伏级）16台，7400KW。
其中166千伏配电变压器及6台高压电动机由110千伏变电站直供。
，
（三）林县电网现状与负荷予测
1.电网现状
（1）林县属安阳供电区，位于地区电网西端，县辖为35千伏网络。
1986年前全县利用红旗渠，从南到北建成小水电90座，装机168台，容量2.62万千瓦，能够发电的71座。
装机149台容量2.54万千瓦，年平均发电量约4500万度。
主要在7﹒8﹒9﹒三个月丰水时发电，其中接入35千伏电网较大些的水电站有5座南天门﹒水岭﹒村红英流﹒河口）装机9台，容量0.987万。
目前这些小水电站。
因红渠渠首水源被山西，河北分流，使红旗渠流量逐年减少，加之村办小水电建设标准低，供水不正常和管理不善，因此发电机不正常，大部分已停止发电，仅较大的南天门﹒水岭﹒村红英流﹒河口电站还继续发电，但生产也不正常，主要在丰水时发电。
林县现有小火电厂三座，即林现电厂（装机2﹒.6瓦）原康乡电厂（装机2×15010KW），城关乡席家凸电厂（装机1×500KW）·林县火电厂属县办企业。
并网运行，为县内主要电源，原康乡电厂属联管集资办厂，未并网，主要用于乡办企业。
现为亏损部分由用电企业补贴。
城关席家凹村电厂属衬民集资办厂。
1989年7月20日竣工投产，未并网，主要用于本村复合厂，烧碱厂，阀门厂，总用电量1100KW（凶括本村群众农业和生活肜电）。
上电力不足部分由网供不能全部满足需要。
35千伏铁城线《林钢变——东关变》是系统联络线，35千伏海太线（海军水泥厂变——太平庄变）为系统备用联络线。
②为了缓解林县用电紧张局面，林县为电厂1980年集资扩建2×1.2万机组，目前进入轩安装阶段，估计1990年运行发电，但这次扩建未铁路专用线，仍靠汽车运输，这样很难保证4个机组全部运行，加之目前原燃料，资金紧张，价上涨，质量不稳，都将会给电厂正常生产带来极大困难。
③目前全县统调的35千伏变电所14座（含用户专用），主变25台，容量①.975万千伏安，35千伏升压站6座（有直配或枯水期降压用），主变8台，容量2.895万千伏安（其中休县电厂2×.6万千伏安）。
35千伏东关变电站是一座枢纽站，现装2合主变，容量2×3200千伏安，供现城工矿企业及城关52个村用电，35千伏出线6回（电厂，化肥厂，林钢，太平庄，合润各一回）。
转供合涧小店孔峪，横水，采桑，东姚等35千伏变电站。
即南半是县8个乡的用电，该站已无扩建余地和出线地，走廊。
北半县35千伏电网通过城东约35千伏太平庄变电站相联，。
实际上也是由东关式变转供电。
县电网历经二十多年逐步发展，建设标准低，小水电点多分散，造成电网结构和布局缺陷。
现35千伏线路送电半径超规定，线号小负荷大，压差大，线损高，故障多，T接点多，可靠性差。
④全县35千伏电网及城关10千伏电网由县电管所统一调度现35千伏网络中电容充电电流约22安。
在林钢110千伏主变35千伏中性点安装一合25A的消孤线圈。
2.负荷予测
近年采林县城﹑县﹑工矿企业发展较快，家业生产及城乡生活用电也逐年增加。
“六五”期间平均年增长率13.45，1986年全县工农业总产值达8.34亿元，用电量1.45亿度，用电负荷3万.“七五”期间按年平均增长率105计算，到1990年用电约2.5亿度，发购电负荷5万。
“八五”期间按年平均增长率7%计，到1995年用电量约3.5亿度，发购电负荷约7.3万。
如前所述，林县火电厂现安装机组2×.6戊和扩建的2×0.6—0.7万，在枯水季节只能发电0.1万。
省电网供电指标为年供电量70000万度负荷，0.70－0.1万，由于近年来河南省缺电严重，网供指标难以增加，而县内工农业不断发展，用电负荷增长速度，缺电情况日趁严重，予计1990年将缺电2.5－3瓦.林县火电厂扩建投产后，面临困扰的外部条件和内部达产因素，也不能保证机组在经济负荷下运行，所以，林县电力紧张状况，不是短期内可以缓解的，设想林钢电力不足部分，可由县网补足，是不现实的。
四.林钢用电量及负荷予测
1.用电量
林县钢铁厂全年总耗电量约5500万度，平均负荷6300KW最高负荷8500KW。
见表1.表2.各分厂用电量用电荷表①.
全厂年用电量一临览表
年份
实用电量
统配电量
议价电量
1986
4624.3399
3900
600
1987
4516.9061
3988
700
1988
4564.7918
4112
800
1989（1－6月）
2673.0917
4112（全年）
1500（全年）
根据目前电力紧张情况，林钢利用高炉放散煤气进行发电，对林钢的发展和缓解电力供应紧张局面。
减少对省网的压力是积极的，必要的。
林钢“八五”电力负荷予测总汇表
表4
项目
负荷
平均电量
矿山新增精矿过滤
110
64
矿山选矿扩建
320
188
原料上四辊破煤机
30
17
原料张结冷却机改造
40
23
炼铁新增喷煤工艺
600
352
炼铁新增电除尘
35
26
铸管安装3#主频炉
1150
168
铸管安装一套液站
22
5
铸管安装2#除尘器
30
16
铸管新增铸造车间
150
33
水泥分厂扩建
900
580
尾矿制砖
100
38
小型轧材厂
2000
1176
合计
5487
2687
三，项目建设的条件
（一.）燃料条件
1.气体燃料
高度散的煤气是发电厂的主要气体燃料。
因此，必须有可供利用的放散煤气量。
我厂现有100m3﹑124m3高炉各一座，1#1990年3月进行改造性大修，高炉容积由100m3扩大到124m3。
改造完毕后，高炉总容量为248m3其产气量及分配情况计算如下：
（1.）.高炉生产指标
高炉总容量248m3
利用系数1.9吨铁/（m3天）
入炉焦比600公斤/吨铁
年产铁量16.49万吨
小时产铁量19.63吨
冶炼强度1.15吨焦/（m3天）
（2）吨铁耗风量计算
当焦炭灰分为16%时，每吨于焦耗风量为2600m3
两座高炉每小时总入炉风量。
Vf＝（248×1.15×2600）÷24＝30897标m3/时。
每吨铁耗风量为：
30897÷（248×1.9÷24）＝1574标m3/时。
（3）煤气发生量计算
Vm＝1.37×1574×19.63＝42330标m
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