硅铁电炉余热发电项目工程可行性研究报告.docx

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硅铁电炉余热发电项目工程可行性研究报告硅铁电炉余热发电项目工程可行性研究报告冶金公司硅铁电炉余热发电项目工程可行性研究报告一、XX冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告编制说明5二、XX冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目概要6三、2台255000KVA硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告83.1项目业主单位情况83.2拟建项目情143.3建设用地及相关规划393.4资源和能源耗用与条件423.5生态环境影响分析443.6经济及社会效果分析473.7工程建设招标安排513.8可行性研究报告的结论与建议523.9附图：

1、EJ2007-0-1225000KVA硅铁电炉余热发电系统工艺布置图

（一）2、EJ2007-0-1余热发电系统工艺布置图

（二）2台锅炉方案3、EJ2007-0-1余热发电系统工艺布置图（三）单台锅炉方案4、EJ2007-0-2汽轮发电车间布置图（四）5、EJ2007-0-3热力系统循环布置图（五）（S4-0.5汽轮机）6、EJ2007-0-4热力系统循环布置图（六）（S4-1.0汽轮机）7、EJ2007-0-5电控室平面图（七）8、EJ2007-0-6高低压电器系统主接线（八）9、EJ2007-0-7DCS系统网络结构图（九）10、EJ2007-0-8水处理平面布置图（十）四、附件（设计资质、施工资质、投标单位介绍、合作协议、专利证书、其他相关证书等另册装订）1XX冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告编制说明：

1.1本可研报告包括以下两部分：

第一部分：

48台硅铁电炉余热回收发电整体方案概要；第二部分：

2台25500KVA硅铁电炉余热回收发电可行性研究报告；1.2其中48台硅铁电炉余热回收发电项目整体方案概要是依据目前获得的XX冶金有限责任公司已经运行的8台25500KVA硅铁电炉的容量、产量、年运行时间等参数，已经运行的22台12500KVA硅铁电炉的容量、产量、年运行时间等参数，以及在建的18台25500KVA硅铁电炉的设计容量、产量、年运行时间等参数进行的初步概算。

同时已获得四分厂4台12500KVA硅铁电炉、七分厂2台25500KVA硅铁电炉和十分厂4台12500KVA硅铁电炉的准确数据并在现场作了详细测量，故七分厂2台25500KVA硅铁电炉的烟气参数、工艺布置为2台25500KVA硅铁电炉余热回收发电可行性研究报告的设计依据。

但依据实际的测试数据进行的设计，2台25500KVA硅铁电炉的烟气参数只能配置4000KW的发电机组，其技术经济价值较低。

依据硅铁炉的工艺特性和设备结构，对其炉盖系统和电极密封稍作改造，增加密封性，减少冷风的进入可使烟气温度升至450左右，能回收的烟气能量大幅上升，使2台25500KVA硅铁电炉或4台12500KVA硅铁电炉能够配置6000KW的余热发电机组，因此，第一部分48台硅铁电炉余热回收发电整体方案概要和第二部分2台25500KVA硅铁电炉余热回收发电可行性研究报告是依据改造后的烟气温度大幅提升的参数进行的设计。

1.3本方案为48台硅铁电炉的整体方案，实际施工首期选择七分厂的701和702#硅铁电炉作为试点。

1.4本工程我方愿意按“合同能源管理模式（EMC）”，先期由我方投资，项目产生的经济效益由双方共同分享，当需要银行介入的时候，XX冶金有限责任公司公司需提供金融担保。

1.5本可研报告编制由#工业技术研究院、中国重型机械研究院、西安瑞驰冶金设备有限责任公司三家合作单位共同完成，与XX冶金有限责任公司的合作可选其中的任何一方，我们三方的首选代表为西安瑞驰冶金设备有限责任公司。

2XX冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目概要项目名称XX冶金有限责任公司余热发电项目建设单位XX冶金有限责任公司技术依托单位工业技术研究院中国重型机械研究院冶金设备有限责任公司施工单位#工业技术研究院中国重型机械研究院西安瑞驰冶金设备有限责任公司装机容量投资规模一期工程：

在XX冶金有限责任公司已经运行的2台25000KVA硅铁电炉上实施余热回收发电项目工程，每台硅铁炉安装1台23吨余热锅炉，2台余热锅炉配置1台低温低压汽轮发电机组，装机容量为6000KW，实际发电量5600KW/小时，自用电7%，年发电时间7500小时，年发电量为4200万KWH，年节能减排量为1.84万吨标煤，形成3.9万吨碳/年二氧化碳减排能力，年用水量120万吨，投资4200万元，按照0.33元/KWH的电价计算，年收益为1288.98万元，投资回收期3.25年。

二期工程：

在XX冶金有限责任公司24台25500KVA硅铁炉冶炼系统上实施余热回收发电项目，安装24台23吨余热锅炉、12台装机容量为6000KW低温低压汽轮发电机组，装机容量达到72000KW。

在XX冶金有限责任公司已经运行的20台12500KVA硅铁电炉上实施余热回收发电项目工程，每台硅铁炉安装1台7吨余热锅炉，4台余热锅炉配置1台装机容量为6000KW低温低压汽轮发电机组，装机容量达到30000KW。

总体方案为：

48台硅铁电炉配置20台7吨锅炉，26台23吨锅炉，配置18台装机容量为6000KW低温低压汽轮发电机组，总装机容量达到108000KW，实际发电能力为100800KW，年发电时间7500小时，年发电量为70308万KWH，年节能减排量为33185万吨标煤，形成70.3万吨碳/年二氧化碳减排能力，年用水量2160万吨，投资75600万元，按照0.33元/KWH的电价计算，年收益为23201.64万元，投资回收期为3.25年。

回收期3.25年节能目标节电率11.25%节电年收益估算共安装18台6000KW的余热发电机组，总装机容量达到108000KW，实际发电量为100800KW/小时,年发电时间7500小时，年总发电量75600万KWH，其中自用电5292万KWH，为总发电量的7%，年上网总电量70308万KWH，电价=0.33元/kWH年工作时间=7500H发电负荷率93%发电年收益：

70308kW0.33元/kwH=23201.64万元年运行费用：

1746.36万元（平均值）含税投资回收期：

7560023201.64=3.25年执行时间一期全部工程12个月内验收结束（07年9月08年9月）二期工程20个月内验收结束（07年8月09年5月）资金来源全部资金项目施工单位自筹前期由项目施工单位投资，当月发电量确认后项目业主单位依据逐月支付合作方式本工程采用合同能源管理方式：

节能量分享方式：

合同期8年，前一年项目施工单位和项目业主单位75：

25，后七年60：

40节能技术选型对已经运行的每台硅铁炉冶炼过程产生的高温烟气的余热和产品显热中余热进行全面回收，其中每台25500KVA硅铁炉配置一台23t/H余热锅炉,两台硅铁炉的余热锅炉为一组，配置一台6000KW混压凝汽式汽轮机组；每台12500KVA硅铁炉配置一台7t/H余热锅炉,四台硅铁炉的余热锅炉为一组，配置一台6000KW混压凝汽式汽轮机组；对新建的25500KVA硅铁炉在新建过程中实施余热回收发电项目，对高温烟气的余热、产品显热、炉盖余热进行全面回收，其中每台25500KVA的硅铁炉配置一台13t/H余热锅炉,两台余热锅炉为一组，配置一台6000KW混压凝汽式汽轮机组合作基础目前西安XX冶金设备有限责任公司在该冶金集团的低压补偿项目已经实施了2台25500KVA的硅锰炉，正在实施其他硅铁炉的节能改造。

西安瑞驰冶金设备有限责任公司已经进入新建的2台25500KVA的硅锰炉和正在运行的2台25500KVA的硅铁电炉热能综合回收发电系统的项目谈判。

32台255000KVA硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告3.1项目业主单位情况3.1.1项目概况XX冶金有限责任公司位于内蒙古XX市某某镇工业园区，由XX羊绒集团股份公司控股组建。

XX冶金有限责任公司现有硅铁电炉48台，总装机容量92.5万KVA，其中25500KVA硅铁电炉26台，12500KVA硅铁电炉22台。

年生产能力55万吨，是国内最大的铁合金生产企业。

硅铁电炉为矮烟罩半密闭型，全部配置了烟气干式布袋除尘装置，但烟气余热尚未回收利用。

XX冶金有限责任公司在对国家及内蒙古自治区资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究，同时在对国内现有的硅铁炉、硅铁企业余热回收综合利用电站、尤其是#工业技术研究院、中国重型机械研究院和西安瑞驰冶金设备有限责任公司所拥有的纯低温余热电站的系统和技术进行了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和执行资源综合利用政策，同时保证25500KVA硅铁电炉生产能够顺利进行，根据企业现有生产规模、技术条件，并综合考虑现有2台25500KVA硅铁电炉生产过程所产生的余热及场地布置等因素，拟利用硅铁电炉烟气余热和产品显热的余热资源，建设纯低温余热电站，以达到充分利用硅铁电炉生产排放的废热资源，降低生产成本，提高企业经济效益之目的。

XX冶金有限责任公司于2007年7月提出了建设构想，随后#工业技术研究院、中国重型机械研究院和西安瑞驰冶金设备有限责任公司编制可行性研究报告。

本工程名称确定为：

XX冶金有限责任公司2台25500KVA硅铁电炉余热发电项目。

本工程的总体情况为：

在XX冶金有限责任公司已经运行的2台25000KVA硅铁电炉上实施余热回收发电项目工程，每台硅铁炉安装1台23吨余热锅炉，2台余热锅炉配置1台低温低压汽轮发电机组，装机容量为6000KW，实际发电量5600KW/小时，自用电7%，年发电时间7500小时，年发电量为3906万KWH，年节能减排量为1.84万吨标煤，形成3.9万吨碳/年二氧化碳减排能力，年用水量120万吨，投资4200万元，按照0.33元/KWH的电价计算，年收益为1288.98万元，投资回收期为3.25年。

3.1.2项目提出的必要性和意义3.1.2.1资源综合利用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。

为此，早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，倡导要坚持资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。

开展资源综合利用，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，对于节约资源、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具有重要的意义。

人类生存和社会发展进步所必须依赖的石油、煤炭、水等均属于资源的范畴，均属于全人类、全社会所必须予以保护和合理综合利用的资源领域。

为贯彻落实国家资源综合利用的鼓励和扶持政策，加强资源综合利用管理，鼓励企业开展资源综合利用，促进经济社会可持续发展，国务院制定国家鼓励的资源综合利用认定管理办法，本办法自2006年10月1日起施行。

原国家经贸委、国家税务总局发布的资源综合利用认定管理办法（国经贸资源1998716号）和资源综合利用电厂（机组）认定管理办法（国经贸资源2000660号）同时废止。

管理办法中规定：

申报资源综合利用认定的综合利用发电单位，还应具备以下条件：

按照国家审批或核准权限规定，经政府主管部门核准（审批）建设的电站；以工业生产过程中产生的可利用的热能及压差发电的企业（分厂、车间），应根据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺耗气量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量。

对审定合格的资源综合利用企业，主管部门颁发资源综合利用认定证书，资源综合利用认定证书是各级主管税务机关审批资源综合利用减免税的必要条件。

3.1.3循环经济的兴起利用硅铁电炉生产过程中的余热建设电站后，电站的产品电力将回用于硅铁生产，这套系统在回收硅铁生产过程中产生的大量余热的同时，又减少了硅铁厂对环境的热污染以及粉尘污染，这将给企业带来巨大的经济效益。

这套系统是一个典型的循环经济范例。

循环经济的思想萌芽兴起于60年代，到了80年代，人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。

到了90年代，特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年，源头预防和全过程治理替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流，人们在不断探索和总结的基础上，提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线，逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。

循环经济内涵是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式，它要求以“减量化再利用再循环”（3R）为社会经济活动的行为准则，把经济活动组织成一个“资源产品再生资源”的反馈式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放，提升经济运行质量和效益。

“减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的实际操作原则。

2004年9月28至29日，国家发展改革委在北京召开全国循环经济工作会议。

会议作了题为“贯彻和落实科学发展观，大力推进循环经济发展”的报告。

会议指出，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，有利于建设资源节约型社会，有利于促进人与自然的和谐，充分体现了以人为本，全面协调可持续发展观的本质要求，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。

会议指出，要在五个环节加快推进循环经济发展。

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，要大力提高资源利用效率；在废弃物产生环节，要大力开展资源综合利用；在再生资源产生环节，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。

3.1.4开展节能活动2006年7月26日，国家发改委在北京召开了全国节能工作会议，各省、自治区、直辖市等主管节能工作高官参加了会议。

国家发展改革委指出，近年来随着经济规模的不断扩大，中国对能源的需求在持续较快增加，这已成为制约经济社会发展的瓶颈。

缓解能源瓶颈制约的根本出路是坚持开发与节约并举，节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。

为了强调当前节能工作的重要性，国家发改委在会议现场与三十个省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团和十四家中央企业负责人签订了节能目标责任书。

中国财政部在会上表示，财政部要调整完善现有税收政策，择机出台有利于节能的优惠措施。

包括：

考虑将节能设备作为享受企业所得税优惠政策的对象之一，鼓励节能设备推广使用；鼓励环保和节能相结合。

中央财政将根据节能工作需要，着重从节能产品生产、节能设备应用、节能技术研发推广等方面入手，适时研究制定相应的税收优惠政策。

这次会议预示着中国节能工作全面展开。

3.1.5项目的市场需求预测目前中国境内建成并已投入运行的12500KVA硅铁生产线约2600台左右，预计到2010年新型干法硅铁生产线的数量将达到3000条左右，目前已经配套建设并已投入运行的纯低温余热电站0座。

因此，市场前景广阔。

3.1.6项目的技术条件支持国外纯低温余热发电技术从60年代末期即开始研制，到70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80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、技术转化由天津水泥设计研究院承担，目前已投入运行。

天津水泥设计研究院承担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，至今已正常发电。

2003年4月，天津水泥设计研究院设计的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，正常发电功率为1900-2100kW，吨熟料发电量达38-40kWH，接近同类电站的国际先进水平。

2005年6月，天津水泥设计研究院设计的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2500t/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，正常发电功率为3200-3300kW，吨熟料发电量达30-32kWH，使得2500t/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，天津水泥设计研究院设计的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，正常发电功率为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。

2005年9月，天津水泥设计研究院设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江三狮有限公司2500t/d+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3000kW+6000kW，正常发电功率约10000kW，吨熟料发电量达31-33kWH，该厂每天因发电的建设而净利润12余万元，预计2.5年回收电站建设的全部投资。

天津水泥设计研究院设计这些余热电站的相继建成及投产，收到了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。

但硅铁电炉的余热发电迟迟没有进展，存在部分技术难点。

技术难点其一:

为硅铁电炉的运行中烟气量和温度在变化，有时变化比较剧烈，为余热锅炉的设计、选型和运行带来困难。

技术难题其二:

为硅铁电炉的运行中烟气中含有大量粉尘，大部分为Sio2微粒，直径很小，达到纳米级，具有极强的吸附性，当遇冷时黏附在余热锅炉的内壁和热交换管上，严重影响热交换效果，降低效率，同时清灰困难，为余热锅炉的设计、选型和连续高效运行带来困难。

目前硅铁炉的热能回收工程很分散，没有形成规模和专业的工程公司，热能工程回收仅仅回收了烟气余热或烟气中C0，很少见烟气余热和烟气中Co综合回收的，用余热回收发电的仅有两家电石生产企业，并且均在容量为25500KVA的硅铁炉上使用。

由于是在烟气除尘系统中加装余热锅炉回收余热，远离热源，平均离热源40m，因此25500KVA容量以下的硅铁炉余热利用价值不大，同时在25500KVA容量的硅铁炉上能够实现的装机容量也仅仅为3000KW左右。

通过三家共同努力，已经解决了上述技术难点，并且成功开发了主动型硅铁炉余热综合回收发电系统，可以大幅度提高余热回收的商业价值。

硅铁炉的烟气余热带走1015%的能耗；烟气中C0燃烧余热为额外收入能量，回收后可占产品能耗的10%；产品显热占能耗的20%，炉盖冷却水带走热能占能耗的3%。

通过三位一体（指烟气余热、烟气CO燃烧余热和产品显热余热回收）的余热综合回收，可以使2台25500KVA的硅铁炉的余热回收有了更大商业价值，可以安装25吨以上的锅炉发电装机可以达到6000KW以上，并使4台12500KVA以上的硅铁炉的余热回收有了商业价值，安装25吨以上的锅炉发电装机可以达到6000KW以上，该改造比较适合于已经运行的2台容量大于12500KVA的硅铁炉冶炼系统。

新建硅铁炉通过四位一体（指烟气余热、烟气CO燃烧余热、产品显热余热回收、炉盖冷却余热）的余热综合回收，可以使4台12500KVA以上的硅铁炉的余热回收有了更大的商业价值，可以安装25吨以上的锅炉发电装机达到6000KW以上。

3.2拟建项目情况3.2.1拟建项目范围及内容根据现场实际情况及公司的要求，本可行性研究报告的范围如下：

硅铁电炉废气余热锅炉；锅炉给水处理系统；汽轮发电机系统；电站循环水系统；电站自用电系统；电站自动控制系统；电站室外汽水系统；电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统。

3.2.2可行性研究报告编制依据XX冶金有限责任公司提供的有关可行性研究报告基础资料；项目施工单位在现场进行详细测试的数据；国家有关法律、法规，技术规范、规定等。

3.2.3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、全面地反映项目的有利和不利因素，提出可供业主决策的建议，为国家有关部门审批项目提供可靠的依据。

可行性研究报告是建设前期工作的重要内容，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内容和深度规定的要求。

总体技术方案要求在本技改工程实施时不能影响硅铁生产线的正常生产，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技术方案的设计遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，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。

具体指导思想如下：

（1）以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，要经过认真的剖析与调研不得在本工程中重复出现。

（2）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。

（3）尽可能利用公司现有设备、设施并尽最大可能利用余热。

（4）生产设备原则上采用国产设备。

（5）资源综合利用电站的马达控制和过程控制采用计算机控制系统，达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少操作岗位定员，以降低成本。

（6）贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。

3.2.4本可行性研究报告的工作过程在可行性研究报告过程中，按照ISO质量手册规定的要求，设计经理编制工程开工报告，经批准后向参加报告编制的各专业全体人员作开工报告，明确研究依据、范围、原则、要求等。

各专业在研究过程中对主要方案、满足业主要求、符合开工报告规定等方面进行了单专业的、综合专业的设计评审。

3.2.5热力系统及装机方案3.2.5.1可利用余热条件XX冶金设备有限责任公司,两台25500KVA硅铁矿热电炉生产硅铁废气余热资源如下：

（1）硅铁显热：

（225500KVA）风量：

23820m3/h（标况）,温度：

320，余热锅炉排风温度100，具有约1455300kcal/h的热量。

（2）硅铁炉烟气参数如下：

烟气：

129300m3/h（单台）,温度：

280，余热锅炉排风温度120。

上述硅铁显热、烟气两部分被利用的废气余热总量是282420m3/h,具有的热量是17713380kcal/h。

3.2.5.2主要技术方案3.2.5.2.1技术方案比较根据上述余热条