钢铁厂m3高炉煤气余压发电技术改造项目项目投资环境评估报告表.docx
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钢铁厂m3高炉煤气余压发电技术改造项目项目投资环境评估报告表
建设项目环境影响报告表
（试行）
项目名称：
××钢铁厂2000m3高炉煤气余压发电技术改造项目
建设单位（盖章）：
××钢铁厂
编制日期：
2007年4月
国家环境保护总局制
建设项目基本情况
项目名称
××钢铁厂2000m3高炉煤气余压发电技术改造项目
建设单位
××钢铁厂
法人代表
联系人
通讯地址
联系电话
传真
——
邮政编码
建设地点
立项审批部门
××经济委员会
××发展和改革委员会
批准文号
建设性质
新建改扩建技改√
行业类别及代码
黑色金属冶炼及压延加工业C3320
占地面积
（平方米）
900m2
绿化面积
（平方米）
总投资
4100.0万元
其中：
环保投资4100（万元）
环保投资占总投资比例
100％
评价经费
（万元）
预期投产日期
工程内容及规模：
1、××钢铁厂现有工程基本概况
××钢铁厂为国有大型企业，其前身为1958年建厂的老××钢铁厂。
2000年国家批准进行××钢铁厂东移易地改造工程。
××钢铁厂搬迁改造一期工程占地面积为1937.6亩，投资40亿元，于2002年7月1日动工建设，2004年2月29日建成投产。
形成了铁水140万t，钢水114万t，优质钢坯110万t的生产规模。
××钢铁厂现厂址位于××××区××乡、××规划的××区内，占地1291700平方米，建筑面积230000平方米。
原料场及相应的公辅设施组成。
随着××钢铁厂项目整体达产，工程项目用电量增加。
因此，开发余能利用项目，节约能耗、降低成本、提高效益、充分利用现有余能资源、实现循环经济，创建资源节约型企业，成为××钢铁厂发展方向。
因此××钢铁厂拟将现有2000m3高炉实施余压发电（TRT）项目，在2000m3高炉煤气清洗区域增建高炉煤气余压发电设施（TRT）及其附属设施。
××钢铁厂2000m3高炉，高炉煤气参数如下：
（1）满生产负荷的情况下，流量350000Nm3/h
（2）压力最大0.25MPa；正常0.12-0.23MPa
（3）温度正常55℃；最高72℃
（4）含尘量＜10mg/Nm3
（5）机械水含量≤7g/Nm3
高炉煤气平衡如下：
拟建项目高炉煤气来自炼铁分厂2000m3高炉，经加压后供本项目使用。
××钢铁厂炼铁分厂2000m3高炉产生的高炉煤气部分作为能源由厂内回收利用，部分放散。
在满生产负荷的情况下，××钢铁厂炼铁分厂2000m3高炉产生的高炉煤气总量约350000Nm3/h。
拟建项目建成前，××钢铁厂高炉煤气平衡如图1-1所示。
炼铁分厂
2000m3高炉
高炉喷煤系统
2270Nm3/h
高炉煤气
350000Nm3/h
全厂锅炉房
179166Nm3/h
热风炉
125000Nm3/h
放散
43564Nm3/h
图1-1拟建项目建成前××钢铁厂高炉煤气平衡图
2、本项目基本概况
2.1项目名称及建设性质
项目名称：
××钢铁厂2000m3高炉煤气余压发电技术改造项目
建设性质及投资：
项目性质为技改。
总投资为4100万元。
工作人员：
20人（全部为现有厂内调排，全厂不新增人员）
工作制度：
年工作日336天，年工作小时数7200小时。
2.2项目选址
本项目为技改项目，位于××钢铁厂内，占地面积约900m2，不增加全厂占地面积。
新建高炉余压发电装置（TRT）是对现有2000m3高炉煤气回收系统进行改造。
2.3工程主要内容和规模
本项目总投资4100万元人民币，对现有2000m3高炉煤气回收系统进行改造，改造后煤气回收系统由煤气清洗系统、余压发电透平系统组成。
TRT入口煤气量350000Nm3/h，TRT入口压力0.167MPa（G），TRT出口压力12KPa（G），输出功率7283KW。
3、本项目主要工程内容
3.1工艺流程简述
将2000m3高炉产生的煤气先后经过旋风除尘和环缝洗涤塔将煤气中的烟尘浓度降低到10mg/Nm3后（否则会磨损发电装置），再进入高炉煤气余压回收透平
发电装置，此装置利用高炉煤气压力，经透平机膨胀做功，驱动发动机发电，使高炉煤气的压力能转化为机械能，回收原来在减压阀组泄放的能量。
然后余压发电后的高炉煤气进入原有高炉煤气柜贮存或者经三管点燃放散。
3.2各系统构成及功能
3.2.1透平主机系统及发电机系统
系统组成：
由透平主机、联轴器、发电机等组成。
3.2.1.1透平主机
（1）型号：
MPS10-267/58
（2）主要性能参数
表3.2-1主要性能参数表
项目
单位
正常点
最大点
TRT入口煤气量
Nm3/h
320000
350000
TRT入口温度
℃
58
65
TRT出口温度
℃
≤40
≤40
TRT入口压力
MPa（G）
0.167
0.216
TRT出口压力
KPa（G）
12
12
TRT入口相对湿度
％
100
100
TRT入口煤气含尘量
mg/Nm3
10
10
TRT输出功率
KW
7283
9510
（3）工作转速：
3000r/min,允许超速3350r/min（包括发电机转子）。
透平机工作转向：
从透平进气端顺时针方向。
（4）设计寿命
主机≥10万小时，叶片≥4万小时；透平连续不开盖运行时间≥1.5年
（5）透平主机效率≥86%
（6）型式：
轴流反动式、两级静叶可调，且第一级静叶可实现全关闭。
（7）气动设计：
采用引进国外先进程序进行气动计算，计算考虑多相流、热平衡等因素。
（8）叶型：
采用国外TRT专用高效叶型，不易积灰、堵塞、磨损，流动效率高。
（9）转子动力学：
采用瑞士苏尔寿公司世界先进的转子动力学计算程序进行机组轴系计算，包括：
轴承动静性能计算、转子临界转速和不平衡响应计算、
扭曲临界转计算，确保透平高效、安全运行。
3.2.1.2联轴器
采用刚性联轴器，通过调整联轴器的柔度和钢度使轴系计算结果符合标准要求。
同时依据轴系计算结果，综合考虑联轴器选型，包括规格、长度、功率要求等。
3.2.1.3发电机
（1）选型
表3.2-2发电机主要参数表
型号
QF-10-2
额定功率
10000kW
额定电压
10kV
额定转速
3000r/min
功率因数
0.8
效率
97
相数
三相
接法
Y
绝缘等级
F级
发电机采用交流主励磁机、同轴永磁式副励磁机的无刷励磁方式，能满足自动和手动励磁调节及灭磁、强励磁的要求，并且设有按恒电压、恒无功、恒功率因数自动调节功能。
采用封闭自闭循环通风，热空气由空气冷却器冷却，冷却水温度按35℃计算，冷却器为下置式。
高炉短期休风时，发电机能自动转为电动机的运行方式。
3.2.2润滑油系统
系统组成：
由润滑油站、高位油箱、机旁润滑油管道及检测仪表等组成。
主要泵采用透平轴端直连式，油站中的电动油泵为辅助油泵并作为主油泵的备用泵。
润滑油系统同时向透平机和发电机提供润滑油，透平正常运转时，由主油泵提供润滑油：
透平启动、停机及主油泵故障时，由辅助油泵供润滑油；主、辅油泵同时发生故障时，高位油箱保证提供使机组安全停机所需的润滑油。
机组启动过程中主、辅油泵切转速为2700r/min左右。
3.2.3液压伺服控制系统
系统组成：
由旁通阀组液控子系统及静叶和快切阀液控子系统组成，分别设有控制调节伺服阀台、液压控制油站、伺服油缸及检测仪表等。
控制对象为两级静叶调节机构、快切阀、旁通阀组。
启机时实现自动调节炉顶压力和控制转速；发生重故障时，使旁通快开阀快开并能控制炉顶压力。
液压控制油站设备可靠，配有蓄能器。
3.2.4氮气密封系统
系统组成：
由二条支路组成——透平轴端密封（低压密封支路）及高压密封支路。
（1）透平轴端密封（低压密封支路）
气源氮气压力一般为0.3～0.4MPa，然后经气动薄膜调节阀调压后至密封处的氮气压力高于被密封的煤压力0.01～0.03MPa左右，保证煤气不外泄。
（2）高压密封支路
供紧急快切阀轴封用氮气。
3.2.5给排水系统
为了防止积灰、堵塞，设有净化水喷雾设施，喷嘴材料为不锈钢，喷水点在透平主机一级静叶前。
根据透平入口煤气含尘量的高低及透平积灰情况，可选择连续喷水或是间断喷水。
在紧急快切阀前设有定期冲水装置。
透平机前管道及主机级间的机械水、冷凝水分别通过其排水管上的密封罐的液位自动调节位置，将污水排出管外，确保主机安全、可靠的运行。
透平两端密封腔合设一个密封罐，积水手动排出。
供水要求：
透平喷雾水、快切阀冲洗水——自来水，来自全厂供水系统。
供水能力为5t/h，每天开5分钟，每天耗水量为0.4t/d。
发电机冷却器及润滑油、控制油冷油器用水——净循环水。
来自高炉循环水系统。
循环水量339t/h。
冷却采用原有冷却塔，冷却塔为敞开式，可以本项目冷却水量的满足。
255t/h80t/h4t/h
255t/h80t/h4t/h2t/h
0.4t/d
图3.2-1TRT系统水平衡图
3.2.6高、低压发配电系统
3.2.6.1主要控制系统
包括:
主要控制系统发电机保护系统发电机出线电压互感器系统、发电机控制系统、线电压互感器系统手动准同期并网系统、自动准同期并网系统、故障报警系统、低压备用电源自投系统、低压辅机控制系统、大型阀门控制系统。
3.2.6.2控制要求及主要设备选型
高压一次主接线采用单母线不分段，一路并网方式。
高压系统配置6台高压柜（数量以最终设计为准）。
高压断路器采用真空断路器弹簧操作机构。
设置315kVA变压器一台。
准同期并网按手动、自动两种并网方式设计。
自动准同期并网装置选用进口产品。
发电机保护按设计规范设计，保护装置采用SEL公司的微机保护。
高压系统配置一面继电保护屏，一面操作屏。
单独配置直流220V电源，电池选用铅酸免维护阳光电池，容量为100AH。
高压系统故障报警由自控系统实现画面报警。
发电机主要电气参数进入自控系统实现报表打印。
低压供电采用两路供电，一路来自站用变压器，另一路由用户提供。
低压主母线采用单母线分段，设置母联柜，母联实现断电自动投入。
低压系统配置两面低压操作屏。
低压辅机系统（包括动力油站、润滑油站、盘车电机、大型阀门等）的电气逻辑控制、联锁及正常操作由自控系统完成，控制室设置操作选择开关，对油泵设置强制起动。
对动力油站、润滑油站、快切阀等设置现场操作箱。
3.2.7自动控制系统
在确保高炉顶压稳定，高炉正常生产的前提下，最大程度地回收高炉煤气压力潜在能量。
无论任何情况下，保证TRT机组的安全，转速不超过允许范围。
系统具有高度自动化程度，能自动启动、自动升速、自动并网、自动升率、自动调炉顶压力、自动停机；并在TRT机组启动、升速、升功率、正常停机、紧急停机过程中，与高炉比肖夫控制系统密切合作，保证高炉顶压不受影响；在TRT机组调节炉顶压力时，保证顶压波动范围在±3kPa。
3.2.7.1主要控制功能
控制系统除完成TRT系统运行中所有检测、过程控制、顺序控制及逻辑联锁外，还具有全自动、半自动及手动的启动、升转速、并网、升功率、调节顶压、停机，前馈调节等功能，且在TRT甩负荷时，机组不停机，转速维持在2800-3lOOr/min，以便故障排除后，使机组再次并网发电运行。
3.2.7.2控制系统主要内容：
控制系统主要完成反馈控制、顺序逻辑控制和过程监视。
3.2.8大型阀门系统
3.2.8.1大型阀门
系统配有快速切断阀装置、调节装置等。
快速切断装置TRT故障发生时切断透平与煤气系统的联系，以满足停机检修的要求。
包括入口蝶阀、入口插板阀、快速切断阀、出口插板阀。
3.2.8.2旁通阀组
功能优于减压阀组的调节阀，有快开功能。
只有配套高质量得旁通阀组，才能确保在TRT自动升速、自动升功率、自动调炉顶压力及切换过程中，炉顶压力的调节品质满足要求，同时保证TRT装置发生故障时紧急停机时，高炉顶压稳定，透平发电机转速不超过允许值，机组安全停机。
名称：
蝶阀（金属硬密封）
通径：
DN1800mm（二台）；DN1200mm（一台）；公称压力PN0.3MPa，快开时间：
2～3S（自动）；驱动方式：
液动伺服；安装位置，串比肖夫系统之后，泄漏量：
零泄漏，适用温度：
≤100℃
3.2.9本项目设备明细表
表3.2-3建设项目设备明细表
序号
名称
规格型号
数量
1
透平主机
MPS9.51-266.7/58
1台
2
盘车装置
1台
3
危机保安器
1台
4
连轴器及护罩
1套
5
伺服油缸
1套
6
润滑系统
1套
7
液压伺服控制系统
1套
8
氮气密封系统
1套
9
给水系统
1套
10
发电机
DFR-10-2A
10000KW、10KV
1台
11
高、低压配电系统
1套
12
自动控制系统
1套
13
入口电动蝶阀
DN1800
1台
14
入口电动插板阀
DN1800
1台
15
紧急切断阀
DN1800
1台
16
旁通调节阀
DN800
2台
17
旁通调节阀
DN1200
1台
18
出口电动插板阀
DN2400
1台
4、主要能源消耗量及来源
本项目主要由高炉产生的高炉煤气存在的压力进行发电，发电过程中不消耗高炉煤气。
该项目生产过程中仅消耗电、水、氮气，主要消耗量见表4-1。
表4-1主要能源消耗量表
序号
能源名称
实物消耗
折算系数
MJ/kwh或m3
总能耗MJ/h
1
电
200KWh
3.6019
965.72
2
新水用量
6m3/h
1.1922
3
氮气
150m3/h
1.5879
5、高炉煤气回收系统工艺
回收高炉煤气经现有旋风除尘器除尘后进入煤气清洗系统，煤气经环缝洗涤塔清洗后经TRT系统发电后进入公司煤气管网。
6、投资概算
本可行性研究使根据××钢铁厂提供的相关的设计资料编制的。
投资估算内容包括余压发电透平装置及控制系统；发电系统及供配电系统；外部管网的阀门系统；液压、润滑系统；配套公辅介质；工程设计建设费用和其他及不可预见费用等。
建设项目总投资为4100万元，本项目属于提高企业清洁生产水平的环保工程，因此项目总投资即为环保投资。
7、厂区平面布置
××钢铁厂厂区平面图及2000m3高炉平面图见附图2。
本工程各建、构筑物之间的防火间距均严格按照《建筑设计防火规范》和《钢铁企业总图运输设计规范（试行）》的要求进行设计，防火等级执行一级标准。
本工程车间厂房周围设有环行道路，并与厂区现有道路连接，既能满足产品运输的需要，也能确保消防车辆通行。
车间周围道路宽度为6m，车问内设置安全运输通道。
根据现场有厂区规划可利用区域的具体情况，充分考虑了建筑物安全距离、采光、通风、风向和日晒等要求。
本工程不产生大气污染物，周边近距离也无较大的行政生活设施，因此本项目平面布置与现有生产设施衔接较好且从环保角度考虑也是可行的。
8、防暑降温、采暖及通风
对操作室、电气室、办公室等设置空调，以保证电气设备的正常运行和操作人员有良好的工作环境。
对各个房间均设有冬季采暖设施，热媒采用厂区管网提供的热水。
对余压发电装置厂房、高低压配电室采用轴流风机通风降温。
设项目所在地自然环境社会环境简况
自然环境简况（地形、地貌、地质、气候、气象、水文、植被、生物多样性等）：
1、地理位置
2、自然环境概况
社会环境简况（社会经济结构、教育、文化、文物保护等）：
环境质量状况
建设项目所在地区域环境质量现状及主要环境问题（环境空气、地面水、地下水、声环境、生态环境等）
1、大气环境质量现状与评价
2、噪声环境质量状况与评价
……
综上，项目建设地区空气环境质量、声环境质量均较好，具备拟建项目所需的环境条件。
主要环境保护目标（列出名单及保护级别）：
由于本工程不产生大气污染物，对环境空气质量不造成影响。
本项目无废水排放到自然水体。
因此本项目无环境保护目标。
固体废物
评价适用标准
环
境
质
量
标
准
《环境空气质量标准》GB3095-1996二级；
序号
污染物
浓度限值mg/m3
标准
年均值
日平均
小时平均
1
TSP
0.20
0.30
——
GB3095-1996
二级
2
SO2
0.06
0.15
0.50
3
NO2
0.08
0.12
0.24
4
CO
——
4.00
10.00
5
PM10
0.10
0.15
——
《城市区域环境噪声标准》GB3096-19933类；
昼间
夜间
65dB（A）
55dB（A）
污
染
物
排
放
标准
工业企业厂界噪声标准GB12348-90Ⅲ类；
昼间
夜间
标准
65dB（A）
55dB（A）
工业企业厂界噪声标准（
类）
总量控制指标
本项目不产生大气污染物，无大气污染物排放总量。
产生的含尘喷雾水主要污染物为SS，排放量0.05t/a，为经处理后全部由厂内回用，因此无水污染物排放总量。
润滑油系统产生液压油5700L/a,润滑油1520L/a，经统一安排处理
建设项目工程分析
工艺流程简述
TRT——（BlastFurnaceTopGasRecoveryTurbineUnit,以下简称TRT）高炉煤气余压透平发电装置是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能。
TRT平面布置图见附图3。
其工艺流程如下：
从高炉送出的高压煤气经旋风除尘后，送到环缝洗涤塔清洗和除尘处理后，送到余压透平发电装置和减压阀组；在减压阀组之前转入TRT进口管。
经全封闭液压插板阀，紧急切断阀，调速阀，可调静叶进入透平膨胀做功，透平带动发电机发电。
膨胀后的煤气先经旋流板脱水器脱水，再经出口全封闭插板阀，送到减压阀组后的煤气主管上。
这样TRT与减压阀组就形成了并联关系。
在入口插板阀之后，出口插板阀之前，与TRT并联有一旁通管及快开慢关旁通阀（简称旁通快开阀），作为TRT紧急停机时，TRT与减压阀组之间的平稳过渡之用，以确保高炉炉顶压力不产生大的波动。
从TRT和减压阀组出来的低压煤气再送到高炉煤气柜和用户。
TRT工艺系统见图。
煤气柜
旁通阀组
高炉煤气
环缝洗涤塔
旋风除尘
三管放散
2000m3高炉
本项目建设内容
图1-1TRT工艺流程图
主要污染工序
1、废气
自高炉产生的煤气，通过旋风除尘和环缝洗涤塔除尘，处理后的煤气含尘量低于10mg/Nm3。
由旁通阀组前煤气管道进入入口蝶阀，先后经过入口插板阀、流量计、和快速切断阀，到达湿式轴流余压透平发电机，由于透平工质为高炉煤气，属于可燃有毒气体，故决不能让其外泄，故采用透平轴端密封（低压密封支路），气源氮气压力一般为0.3-0.4MPa，然后经气动薄膜调节阀调压后至密封处的氮气压力高于被密封的煤压力0.01～0.03MPa左右，保证煤气不外泄。
高压密封支路供紧急快切阀轴封用氮气。
再经出口插板阀，出口蝶阀，进入旁通阀后煤气管道。
所以本工程无废气外排。
2、废水
为了防止透平积灰、堵塞，设有净化水喷雾设施。
喷嘴材料为不锈钢，喷水点在透平主机一级静叶前。
根据透平入口煤气含尘量的高低及透平积灰情况，可选择连续喷水或是间断喷水。
在紧急快切阀前设有定期冲水装置。
喷雾产生含尘废水，废水量为0.4t/d，喷雾水排入煤气洗涤水系统经处理后循环使用。
由于采用环缝洗涤塔除尘，所以煤气中含有一定水份，产生少量煤气冷凝水，水量为2t/h、约合43t/d，冷凝水含有挥发酚0.07%，总氰化物为0.09%，用水车运到第三煤气厂统一处理（已与三煤气签订煤气冷凝水处理协议书，见附件）。
循环冷却水冷却后回到高炉循环水系统重复使用。
TRT系统工作人员为厂内调派，全厂生活用水量和排水量不增加。
3、噪声
本工程主要噪声污染源为TRT透平机和水泵，在建筑物内。
设计选用低噪音设备TRT透平机噪声为85dB,经过厂房隔声，噪声降为65dB,见噪声源强表3-1
表3-1新增噪声源强表
序号
声源设备
数量
单台噪声值
dB（A）
排放规律
治理措施
治理后外防噪声
dB（A）
1
TRT透平机
1
85
连续
置于室内，设减振装置
65
2
水泵
5
90
连续
选低噪声型水泵，置于室内
71.9
上述噪声产生的噪声采取隔声及消声降噪措施、厂房墙体屏障、绿化树木吸收屏障。
3、固体废物
润滑油系统产生液压油5700L/a，润滑油1520L/a。
经统一安排处理。
主要生态影响
本项目是在高炉炼铁区的空地进行建设，不对生态环境产生影响。
项目主要污染物产生及预计排放情况
内容
类型
排放源
（编号）
污染物名称
处理前产生浓度
及产生量（单位）
排放浓度及排放量（单位）
大气污染物
——
水污染物
透平机喷雾水
水量
135m3/a
经处理厂内回用
SS
1800mg/L
0.24t/a
经处理厂内回用
360mg/L
固体废物
——
噪
声
施工期
施工噪声
75-100dB（A）
营运期
透平机
65
水泵
71.9
其它
——
主要生态影响（不够时可附另页）
本项目是在高炉炼铁区的空地进行建设，不对生态环境产生影响。
环境影响分析
施工期环境影响简要分析
本技改项目位于××钢铁厂生产区内，基本处于整体厂区的中部，工程仅在室内安装TRT发电系统，没有大规模土石方施工内容，也不会动用大型施工机械设备，而且距离最近的厂界约为300m以上，预计施工期间少量的施工扬尘和施工噪声不会对环境空气和噪声质量造成污染影响。
在施工过程中产生废水主要是职工生活污水，全部纳入现有厂区生活污水处理系统，产生的固体废物基本为施工人员的生活垃圾，也全部纳入厂区现有生活垃圾处理系统，因此施工期产生的废水和固体废物不会对环境产生污染影响。
营运期环境影响分析：
1、废水环境影响分析
车间产生少量煤气冷凝水，废水量43t/d，运到三煤气统一处理，建设单位已与天铁炼焦公司签订煤气冷凝水处理协议书（见附件），采用罐车将冷凝水运至该公司进行生化处理，可保证不产生二次污染。
为了防止透平积灰、堵塞，设有净化水喷雾设施，喷水点在透平主机一级静叶前。
根据透平入口煤气含尘量的高低及透平积灰情况，可选择连续喷水或是间断喷水。
透平机喷雾水产生的含尘废水为0.4m3/d，按高炉煤气含尘浓度10mg/m3、透平主机积灰量1％计算，喷雾水中SS产生浓度约为1800mg/L、产生量为0.24t/a，全部排入煤气水处理站处理。
煤气水处理系统为2个辐射式沉淀池，一开一备，经过沉淀，浓缩，泥浆处理工艺处理，
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