td熟料水泥生产线纯低温余热发电4MW项目申请报告设计院甲级资质.docx
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td熟料水泥生产线纯低温余热发电4MW项目申请报告设计院甲级资质
第一章、申报单位及项目概况
1.1项目申报单位概况
1.1.1基本情况
****县烟囱坝********************成立于2003年12月，系由原****县烟囱坝水泥厂改制而成的一家浙商投资股份制民营公司。
公司现占地面积63296m2，建筑面积13069m2，固定资产三千余万元，2007年实现工业产值二千四百万元，上缴税收二百多万元。
现有职工150人。
随着国家大批水电项目的上马，****县向家坝水电站开工建设，****县烟囱坝********************现有生产线正位于水电站淹没区内，属于淹没搬迁范围，****县烟囱坝********************经过对当地市场、原燃料及交通等条件的深入调查分析，于2008年3月把握机遇在本县新建一条2000t/d新型干法熟料水泥生产线，目前该生产线正在建设之中。
1.1.2现有主要生产设施及能力
公司原拥有两条立窑生产线，年设计生产能力二十万吨，包括一台1.83X7m，一台2.2X7.5m生料磨，2.5X8.5m，3.2X12m机械化立窑各一台。
2.4X8.5m水泥磨一台，以及相关的破碎，提升辅助设备。
现已全部停产关闭。
目前还有一条在建的2000t/d新型干法熟料水泥生产线。
1.1.3股东构成
项目申报单位目前股权结构表1-1
股东名称
原股本额（万元）
持股比例（%）
******
12600
70
******
5400
30
企业法人代表
注册资本
企业经营范围
企业负债情况（企业近三年的损益表）
1.2项目概况
1.2.1建设背景
我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有量远低于世界平均水平，煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58.6%、7.69%和7.05%。
目前，我国又处于工业化、城镇化加快发展的重要阶段，能源资源的消耗正在以极快的速度增加，消费规模不断扩大，能源供需矛盾越来越突出。
今后，随着经济规模的进一步扩大，能源需求还会持续较快增加。
因此，能源是我国当前和今后相当长一个时期内，制约经济社会发展的突出瓶颈，直接关系到全面建设小康社会的目标能否顺利实现。
节能是当前经济工作的一项紧迫任务。
长期以来，我国能源效率总体水平低，单位GDP能耗比世界平均水平高出许多。
尤其是近几年，高耗能产业发展较快，转变经济增长方式进展缓慢，能源消耗量不断增加，虽然能源产量屡创新高，但快速增长的能源供给赶不上更快增长的能源消耗，供求矛盾的压力很大。
特别是2006年上半年以来，尽管国家采取了很多措施，作了很大努力，但节能形势仍不容乐观，我国能源消耗增长速度高于同期10.9%的经济增长速度。
如果这种趋势不能尽快扭转，将关系到经济平稳较快发展的良好势头能否继续保持下去，也必将对整个“十一五”时期的经济发展的节能工作产生不利影响。
因此，根据《节能中长期专项规划》，国家发改委会同科技部、财政部、建设部、国家质检总局、国家环保总局、国管局和中直管理局组织编制并下发了《“十一五”十大重点节能工程实施意见》，提出以科学发展观为指导，落实节约资源基本国策，围绕实现“十一五”GDP能耗降低20%左右的目标，以提高能源利用效率为核心，以企业为实施主体，大力调整和优化结构，加快推进节能技术进步，建立严格的管理制度和有效的激励机制，加大政府资金的引导力度，充分发挥市场配置资源的基础性作用，调动市场主体节约能源资源的自觉性，尽快形成稳定可靠的节能能力，为实现国家节能目标奠定坚实的基础。
十大重点节能工程包括：
燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程；区域热电联产工程；余热余压利用工程；节约和替代石油工程；电机系统节能工程；能量系统优化工程；建筑节能工程；绿色照明工程；政府机构节能工程；节能监测和技术服务体系建设工程。
通过实施十大重点节能工程，“十一五”期间，预计可实现节能２.４亿吨标准煤（未含替代石油），对实现“十一五”单位GDP能耗降低目标的贡献率近40%，对实现“十一五”主要污染物减排目标将发挥重要作用。
水泥工业是高能耗的行业，其能耗占全国总能耗的7%左右。
近年来，随着技术进步以及产业结构调整的力度不断加大，水泥工业的能耗也在不断下降。
但目前水泥工业排放的余热量十分惊人，仅从窑尾预热器、窑中筒体以及窑头熟料冷却机两处排出的中、低温废气中带走的余热量就占水泥生产总能耗的35%左右。
据测算琉璃河水泥有限公司水泥预分解窑生产线，仅窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的400℃以下的废气所含的热量就占水泥熟料烧成系统总热量的30%以上。
因此，水泥工业节能任重道远，节能潜力也很大。
因而，国家在水泥产业政策中明确指出“国家鼓励和支持企业发展循环经济，新型干法窑系统废气余热要进行回收利用，鼓励采用纯低温废气余热发电”。
水泥工业纯低温余热发电就是回收水泥生产过程中水泥窑窑头及窑尾的废气中的余热建设电站，所发的电也主要用于水泥生产。
水泥窑余热发电在回收水泥生产线过程中产生的大量余热的同时，还能减少水泥厂对环境的热污染以及粉尘污染，给企业带来巨大的经济效益，是一个典型的循环经济范例。
国外纯低温余热发电技术从六十年代末期即开始研制，到七十年代中期，无论是热力系统还是装备都已进入实用阶段。
此项技术的应用到八十年代初期达到了高潮，尤其是日本，此项技术较为成熟，不但在本国二十几条预分解窑水泥生产线上得到应用，并且出口到台湾、韩国等一些国家和地区。
他们开发研制的余热锅炉及中、低品位蒸汽汽轮机，经数十个工厂多年运转实践证明，技术成熟可靠并具有很大的灵活性。
1996年日本新能源产业株式会社（NEDO）向我国安徽省宁国水泥厂4000t/d预分解窑赠送了一套6480kW的纯中、低温余热电站设备，余热电站的工程设计、开发、技术转化由TCDRI承担，目前已投入运行。
由日本国新能源产业技术开发机构（NEDO）援助部分关键设备,日本川崎重工业株式会社承担方案设计，TCDRI承担工程的施工图设计的广西鱼峰水泥股份有限公司纯低温余热电站工程，电站装机容量7000kW，设计发电功率5700kW，2004年7月并网发电成功，达到设计发电能力。
随着国内低参数、多级进汽汽轮机的开发成功（TCDRI联合有关汽轮机制造厂开发、制造），国产装备的纯中、低温余热电站也进入了成熟阶段，采用中、低品位余热动力转换机械的纯中、低温余热发电技术具有更显著的节能效果。
2003年4月，全部国产装备的纯低温余热电站在上海万安集团金山水泥厂1200t/d四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机2500kW，正常发电量为1900~2100kW，吨熟料发电量达38~40kWh，接近同类电站的国际先进水平。
2004年7月，关键设备由国外引进的纯低温余热电站在广西柳州水泥厂3600t/d四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机6000kW，正常发电量为5900kW，吨熟料发电量达38~40kWh，接近同类电站的国际先进水平。
2005年6月，全部国产装备的纯低温余热电站在浙江小浦众盛水泥有限公司2000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW，正常发电量为3200~3300kW，吨熟料发电量达30~32kWh，使得2000t/d五级预热器水泥熟料生产线纯低温余热发电达到了一个崭新的技术水平。
2005年7月，同样为全部国产装备的纯低温余热电站在浙江煤山众盛建材有限公司5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机6000kW，正常发电量为6300~6500kW，吨熟料发电量达30~32kWh，谱写了5000t/d五级预热器水泥熟料生产线进行纯低温余热发电的又一新篇章。
这些余热电站的相继建成及投产，已收到良好的经济效益与社会效益，在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，为可持续发展战略作出了贡献。
****县烟囱坝********************积极响应国家有关政策，对本公司的具体情况进行了认真研究，同时对国内现有的纯低温余热利用电站进行了综合调研，拟利用新建2000t/d新型干法水泥生产线的余热，配套建设4MW的纯低温余热电站，以达到充分利用水泥生产线排放的废热资源，降低生产成本，提高社会效益和企业经济效益，项目的建设同时也可起到示范效应。
根据测算，到2010年，如果全国40%的新型干法生产线采用余热发电技术，年发电量可达84亿千瓦时，每年可节约标煤300万吨、减少粉尘排放约4万吨、减少二氧化碳排放约660万吨、减少二氧化硫排放6万吨。
清洁发展机制（CDM）是《京都议定书》框架下三个灵活机制之一。
清洁发展机制的主要内容是指发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，通过项目所实现的“经核证的减排量”，用于发达国家缔约方完成议定书第三条下关于减少本国温室气体排放的承诺。
清洁发展机制被认为是一项“双赢”机制：
一方面，发展中国家通过合作可以获得资金和技术，有助于实现自己的可持续发展；另一方面，通过这种合作，发达国家可以大幅度降低其在国内实现减排所需要的高昂费用。
废热发电技术符合CDM项目方法学的规定，因此，本项目还可实施CDM项目申报，进行减排量交易，获得发达国家的资金和技术。
综上所述，****县烟囱坝********************余热电站建设具有重要意义，社会效益及经济效益显著。
1.2.2建设规模和主要技术经济指标
1、建设规模
拟建规模确定为：
1台套22.8t/h余热锅炉配1台4MW汽轮发电机组。
2、建设范围
根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合水泥窑生产线余热资源情况，本工程装机方案确定采用纯低温余热发电技术。
主要内容如下：
（1）饱和蒸汽及过热蒸汽系统
（2）抽汽系统
（3）凝结水及补给水系统
（4）除氧给水系统
（5）疏水、排污系统
3、主要技术经济指标
主要技术经济指标汇总表表1-2
序号
技术名称
单位
指标
备注
1
装机容量
MW
4
2
平均发电功率
kW
3200
3
年运转率
h
7440
4
小时吨熟料余热发电量
kWh/t·cl
38.4
5
年发电量
104kWh
2380.8
6
年供电量
104kWh
2190.34
7
年少向电网购电量
104kWh
2261.76
8
拟建项目用地面积
m2
1180
9
全站劳动定员
人
18
其中：
生产工人
人
16
管理人员
人
2
10
劳动生产率（实物）
11
全员
104kWh/人·年
132.27
生产工人
104kWh/人·年
148.8
投资估算
12
建设项目投资总估算
万元
3808.08
其中：
建筑工程
万元
320.82
设备费
万元
2320.51
安装工程
万元
791.01
其它
万元
375.74
铺底流动资金
万元
41
13
经济效益
投资回收期（税后）
年
6.86
包括建设期
投资利润率
%
13.63
平均供电成本
元/kWh
0.24
生产期平均
1.2.3建设条件
1、建设场地
（1）厂址
厂址位于****县新滩镇银厂村委会以下的河滩地新建2000t/d新型干法水泥生产线厂区内。
距离水绥公路约5公里，距离213国道22公里，距离向家坝水电站约40公里，距离溪落渡水电站约120公里，交通便利。
余热电站的建设场地位于水泥生产线的厂区内，无需另行征地。
（2）工程、水文地质
1）工程地质
拟建场地位于金沙江南岸一级支流新滩溪河谷左岸，距下游金沙江交汇口约3.5km，在此河谷阶地相对较为开阔，河床宽10～20m，左岸阶地宽80～120m，右岸宽20～60m，形成不对称Ⅰ级阶地，阶面多为田地，场地北西侧现在为人工鱼塘（呈70×130m的矩形）、深度一般2m，阶面高程375～386m，微向下游及河床方向倾斜，坡度2～5°，阶地前沿高出河床0.5～1.0m。
地层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl），地质结构大体是：
表层为耕土、粉质粘土，湿～饱和，可塑状，下为稍密状砂、砂砾石层，具二元结构。
场地上游200m河边滩上见漂石分布。
场地所在阶地东西两侧为自然斜坡，下部50～100m内坡度较陡（25°～30°），有较多的人工竹林分布，上部坡度较缓约20°，有散布的村民点及坡耕地分布。
坡体由三叠系下统飞仙关组（T1f2）中段紫色粉砂岩构成（照片3-3），岩石以中等风化为主。
西侧（新滩溪左岸）厂区后边坡岩层倾向与地形坡向构成反向～斜向坡，于坡体的稳定较为有利，东侧（新滩溪右岸）边坡岩层倾向与地形坡向构成顺向～斜向坡，坡体的稳定性较差。
拟建场地呈近矩形，顺河谷阶地摆布，西侧为厂房后边坡，厂房占据了新滩溪河床，需向东侧厂区外围顺东侧坡脚外侧改道，因向家坝电站水库最大淹没线高程381m，北东端最低高程377m、需做填方处理，仅南西角位于斜坡脚，需挖方切坡处理。
2）水文地质
拟建场地地处构造侵蚀高中山地貌区，水文地质特点与地质构造、地层岩性的分布和地貌形态有着密切的关系。
区内植被发育，基岩裸露，沟谷较发育，地下水主要接受大气降雨补给，水循环交替强烈，动态变幅大，排泄通畅，新滩溪为拟建场地地下水排泄区。
3、水、电条件
（1）水源
本工程水源采用新建厂址附近的河水和附近变电站所引的山泉水，利用新建生产线的高位水池蓄水，水量即能满足生产及生活用水量。
4.0MW余热电站用水量约为939.366m3/d。
新增用水量约为339.36m3/d（电站建成后，增湿塔停用每天可节约600吨水），水泥厂现有供水能力完全能够满足新的用水需求。
（2）电源
新建水泥生产线拟建总降压变电站一座，总降压变电站内设置一台20000kVA、35/10.5kV变压器一台，作为主供电源。
正常工作时，变压器的负荷率约在85％以上。
4、交通运输
厂址位于****县新滩镇银厂村委会以下的河滩地新建2000t/d新型干法水泥生产线厂区内。
距离水绥公路约5公里，距离213国道22公里，距离向家坝水电站约40公里，距离溪落渡水电站约120公里，交通便利。
可满足各种设备、原燃料进厂和半成品、成品进出厂的需要。
1.2.4技术方案
1.2.4.1电站总平面布置及交通运输
1、电站总平面布置
本电站工程包括：
汽轮机房、主控配电楼、窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉及过热器等生产车间及设备。
根据2000t/d级水泥生产线的布置及发电工艺流程，汽轮机房、主控配电楼等车间组成的发电主厂房拟布置于窑中附近，窑头余热锅炉、窑尾余热锅炉以及过热器分别布置在各自水泥生产线烧成窑头、烧成窑尾及窑中的附近，详见电站总平面布置。
2、道路工程
2000t/d级水泥生产线周围已有纵横成网、互相贯通的道路，用于生产、消防和检修，电站主厂房区域周边的道路，完全满足设备运输及安装、消防等道路需要，不需新建道路。
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。
现有场地比较平整，本工程不考虑土方工程量。
工厂内已建有布局合理的雨水沟，工厂的雨水排除可得到可靠保证，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。
1.2.4.2热力系统及装机方案
1、热力系统及装机方案设计前提
****县烟囱坝********************为了保证水泥生产的顺利进行，同时也可以进一步降低成本，降低水泥窑排出废气的含尘量，减少废气释放热量对周围环境的热污染，决定完全利用水泥窑废气建设余热发电工程。
根据同类型水泥窑纯余热利用电站的一般特点，本工程热力系统及装机考虑以下前提条件：
本工程利用该水泥厂2000t/d水泥熟料生产线的余热进行发电。
设计生产线篦冷机出来的废气经稀释冷风后，进入除尘器，此废气温度达400℃，现将这部分废气接入窑头余热锅炉，经窑头余热锅炉后，废气温度约降低至100℃。
考虑设一旁路，窑头余热锅炉事故停炉时，废气可由旁路通过。
窑头余热锅炉底灰收集后返回水泥熟料系统。
设计生产线窑尾末级预热器排出的废气（320℃）直接接入引风机，经增湿塔降温，送至除尘器，现将此废气接入窑尾余热锅炉，经过窑尾余热锅炉后，此废气温度降至200℃，然后接至原引风机。
考虑设一旁路，当窑尾余热锅炉事故停炉时，废气可由旁路直接进入引风机。
窑尾余热锅炉底灰收集后返回水泥生料系统。
设计生产线窑头三次风（900℃）直接接入预分解炉，现将三次风接入过热器，经过过热器后，三次风温度降至800℃，再接入预分解炉。
考虑设一旁路，可通过调节旁路三次风流量来调节过热器负荷。
过热器底灰收集后返回水泥熟料系统。
根据****县烟囱坝********************迁建项目设计数据计算：
2000t/d级水泥生产线窑头烟气68000m3/h（标况）400℃降至100℃，经窑头余热锅炉可生产约6.5t/h－2.16MPa－216.3℃饱和热蒸汽；
2000t/d级水泥生产线窑尾烟气160000m3/h（标况）320℃降至200℃，经窑尾余热锅炉可生产约16.3t/h－2.16MPa－216.3℃饱和热蒸汽；
2000t/d级水泥生产线窑中烟气54000m3/h（标况）900℃降至800℃，窑头、窑尾饱和热蒸汽经过热器可生产约22.8t/h－1.57MPa－400℃过热蒸汽；
故建设规模为产汽22.8t/h的2台余热锅炉+1台过热器，配1台4.0MW汽轮发电机组。
2、热力系统
（1）饱和蒸汽及过热蒸汽系统
窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉产生的饱和蒸汽分别送至过热器的疏水集箱再经过热器加热产生过热蒸汽，过热蒸汽再送至汽轮机发电。
（2）抽汽系统
汽轮机有一级非调整抽汽供除氧器加热用蒸汽。
（3）凝结水及补给水系统
蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，蒸汽排入冷凝器凝结成水，凝结水从冷凝器热井出来，通过凝结水泵升压，再经轴封加热器后分别进入窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉低压省煤器，加热后并母管送入除氧器。
选用2台4N6X2型凝结水泵，一台运行，一台备用。
（4）除氧给水系统
窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉低压省煤器出来的低压给水通过除氧器除氧并经电动给水泵升压后分别进入窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉高压省煤器。
系统化学补充水进入除氧器。
（5）疏水、排污系统
全站设有疏水母管、疏水箱、疏水扩容器、疏水泵回收可利用废水。
锅炉排污经排污母管分别进入连续排污扩容器、定期排污扩容器，并设热交换器回收利用废热。
选用除氧器出力为35t/h，工作压力0.02MPa，出水温度104℃；每台除氧水箱有效容积为15m3。
选用2台DG46-50×6型电动给水泵，一台运行，一台备用。
3、主机设备要求
序号
设备名称及型号
数量
主要技术参数、性能、指标
1
4.0MW凝汽式汽轮机
1台
型号：
S4-1.57
额定功率：
4.0MW
进汽压力：
1.57MPa
进汽温度：
390℃
额定进汽量：
22.8t/h
2
4.0MW汽轮发电机
1台
型号：
QF-4.0-2
额定功率：
4.0MW
额定转速：
3000r/min
额定电压：
10kV
3
窑尾SP余热锅炉
1台
入口废气量：
160000m3/h（标况）
入口废气温度：
320℃
入口废气含尘浓度：
<100g/m3（标况）
出口废气温度：
200℃
过热蒸汽额定压力：
2.16MPa
蒸汽额定流量：
16.3t/h
4
窑头AQC余热锅炉
1台
入口废气量：
68000m3/h（标况）
入口废气温度：
400℃
入口废气含尘浓度：
<10g/m3（标况）
出口废气温度：
100℃
过热蒸汽额定压力：
2.16MPa
蒸汽额定流量：
6.5t/h
5
过热器
1台
入口废气量：
54000m3/h（标况）
入口废气温度：
900℃
出口废气温度：
800℃
蒸汽额定温度：
400℃
过热蒸汽额定压力：
1.96MPa
蒸汽额定流量：
22.8t/h
6
除氧器及水箱
1台
处理水量：
30t/h
工作压力：
0.02MPa
工作温度：
104℃
水箱容积：
15m3
7
锅炉给水泵
2台
型号：
DG46-50×6
流量：
28～50m3/h
扬程：
345～288mH2O
8
凝结水泵
2台
型号：
4N6ⅹ2
流量：
25～50m3/h
扬程：
130～120mH2O
4、主要技术参数
发电装机：
4MW
平均发电功率：
3200kW
年运行：
7440h
年发电量：
2380.8×104kW·h
年向水泥厂供电：
2190.34×104kW·h（电站自用8%）
水泥厂年减少向电网购电量：
2261.76×104kW·h
5、车间布置
（1）主厂房
主厂房由汽轮发电机房及电站控制室、高低压配电室等几部分组成，工程配备一套专门为新型干法水泥生产线纯余热发电设计的专用余热锅炉，分别布置在2000t/d水泥熟料生产线的相关部位。
汽轮发电机组布置在独立设计的厂房内。
主厂房纵向柱距为6米，总长21米。
跨距19.5米，汽轮发电机组采用横向布置。
汽机房零米层布置有冷凝器、空冷器、凝结水泵、冷油器、高压油泵及润滑油泵等；靠近列柱侧布置有电动给水泵。
运转层标高6米，设一台20/5吨电动单钩桥式起重机，起重机轨顶标高12.0米，屋架下弦标高14米。
汽机检修场地利用屋外空地，可满足汽轮机组检修之用。
（2）窑尾余热锅炉
窑尾余热锅炉布置于2000t/d级水泥生产线的预热器高温风机上方，采用露天布置，运行平面为10.500m的平台，平台上布置有窑尾余热锅炉、汽水取样器、排污扩容器、加药装置等布置在8.000平面。
（3）窑头余热锅炉
窑头余热锅炉布置于2000t/d级水泥生产线的窑头厂房附近，采用露天布置。
（4）过热器
过热器布置于窑中附近，采用露天布置。
（5）保温油漆
设备及管道保温选用优质绝热保温材料，以减少因散热带来的能量损失。
保护层材料采用专用抹面材料外包镀锌铁皮。
1.2.4.3水泥厂工艺系统改造
由于余热锅炉设置于水泥生产最主要的烟气管道上，一旦发生事故（如锅炉爆管、粉尘堵塞等）将影响水泥生产的正常运行。
为防止这种情况发生，余热锅炉废气管道及发电系统汽水管道均考虑了应急处理措施。
1、窑头余热锅炉
为了避免影响正常的水泥生产，对窑头余热锅炉也采取了如下措施：
措施1：
设旁通废气管道，一旦锅炉发生事故，启用旁通废气管道。
措施2：
发电系统汽水管路考虑了将窑头余热锅炉从发电系统中解列出来的措施。
2、窑尾余热锅炉
措施1：
设旁通废气管道，一旦锅炉发生事故，启用旁通废气管道。
措施2：
发电系统汽水管路考虑了将窑尾余热锅炉从发电系统中解列出来的措施。
3、过热器
措施1：
设旁通废气管道，一旦锅炉发生事故，启用旁通废气管道。
措施2：
发电系统汽水管路考虑了将过热器从发电系统中解列出来的措施。
1.2.4.4循环冷却水系统
本项目循环冷却水系统新建一座1400t/h的喷水冷却池。
循环水系统采用单母管供水方式，由喷水池、循环水泵及相应的阀门、管道组成。
循环水经循环泵通过循环母管输送至凝汽器,由凝汽器出来的热水经回水管送至喷水冷却池,喷水冷却池中的水通过管道自流至现有的联合水泵房的吸水
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