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1、燃煤改燃气锅炉可研剖析襄垣弘昇电力有限责任公司循环流化床锅炉技术改造为煤气锅炉项目可行性研究报告二一三年七月第一章 总论1.1项目单位概况项目名称：循环流化床锅炉技术改造为煤气锅炉项目项目承担单位：襄垣弘昇电力有限责任公司法人代表：李国华项目性质：技改建设地点：山西省襄垣县夏店镇西北阳村（原襄垣县发电厂）襄垣县弘昇电力有限责任公司位于襄垣县夏店镇西北阳村，公司经广 泛的深入市场调研，技改项目锅炉燃用煤气来源于襄垣县鸿达煤化有限公 司90万t/a焦化项目。决定在原1#、2#锅炉间进行改造建设，改造完成后 将取代3#、4#燃煤循环流化床锅炉。同时铺设煤气管道 2.3km，项目总投资1340万元。工

2、程技改后，将以尽可能少的能源和资源消耗，厂区环境有 所改善。废气、废水、噪声等污染无可达标排放，不会对区域环境质量产 生影响。具有较好的经济效益。1.2项目提出的背景1企业地理位置襄垣县位于山西省东南部，太行山西麓，上党盆地之北，地理坐标在 东经112 42至113 14,北纬36 23至36 44之间。东以仙堂 山、黄岩山与黎城分界；西以石磴山和沁县相连；南以五阳山、麓台山、 磨盘山、五赞山分别与潞城、长治郊区、屯留接壤；北和武乡为邻。全县 东西长48km，南北宽40kw2,人口 24.36万。2.自然物理环境(1)地形地貌襄垣县四周高山丘陵环抱，中部 呈西东走向，由西高庙、东高庙、五阴山、

3、韩王垴等山峰连成一条黄土岭梁，将县境内退为南部浊漳河流域平 川、盆地区，北部史水河谷、丘陵区。境内有海拔 1000m以上的大小山峰31座，5km以上的长河流33条，高山深谷多在县境东部和东北部，海拔 784-1725m。河水流向在西东、西南一东北为主，全部汇入县境东北合河口。 境内地貌整体属低山黄山丘陵区，可分为山区、丘陵区、盆地平川区，分 别占总面积 31.9%、57.5%、10.6%。所在区域属温带大陆性气候，干旱少雨且雨量分布不均，年际变化较 大，四季差异明显，春季干旱多风，夏季多雨，秋季凉爽，冬季寒冷少雪， 年平均气温8.8C。年平均降雨量526mm,大部分集中在7、& 9三个月， 年

4、平均蒸发量1659mm。主导风向为S,频率为15%，次主导风向为W，频 率为9%,静风频率为12%;年平均风速2.3m/s。历年最大冻土深度70cm。襄垣县境风主要河流为浊漳河干流，属海河流域漳卫河水系，上游有 南源、西源和北源三大支流，三源汇合后由西北向东南流经黎城县、潞城 市和平顺县，由王家庄出省后先后进入河北省、河南境内。全县森林植被少，植被以黄栌为主，夹以豆科、榆科、郁李科组成的 灌木森和以蒙古栋为主的天然次生林。其它地区植被稀少，全县森林覆盖率仅为5%襄垣县辖8镇3乡，总人口 25.20万人。2008年，襄垣县地区生产总值 87.43亿元，其中第一产业总产值 4.42 亿元，第二产业

5、总产值72.18亿元，第三产业总产值10.83亿元。人均地区 生产总值33799元/人，比上年增长6.5%。襄垣县有基础教育学校200所，在校学生40536人，教职工3236,文 化宣传事业单位3个，医院18个。3、自然生态环境（1） 土壤襄垣县土壤分布规律带有状性和垂直性，分为 2个土类，4个亚类、23个土属、43个土种。各土类、亚类、土属、土种的分布可分为 3个大区，即：山地褐土区、碳酸盐褐土性土区和碳酸盐褐土区。1土地褐土区主要分布在海拔1300-1700m的东部、西部、西南部山区，即八里庄、 原庄、强计、西营、下良、榆林、上马等乡镇所辖的马鞍山、老爷岭、仙 堂山、麓台山、五山，总面积

6、314.53万亩，其中耕地696.67ha。2碳酸盐褐土性土区主要分布在海拔900-1300之间的丘陵区。即龙王堂、史北、王村、善福、九庄5个乡的全部和亭、东岭、八埋庄 3个乡镇所辖的部分地区。总 面积7051.97ha其中耕地27825.77ha属本县主要产粮区。3碳酸盐褐土区主要分布在海拔800-900m的平川二级阶地上之城关、夏店、王桥、侯 堡4个镇辖内的96个村，总面积6743.85ha其中耕地2447.05ha属本县重 点农经区。（2） 植被本县植被较少县不均匀，海拔 1200m以上远山山地，如强计、北底乡 东部马鞍山、仙堂山天然植被较好，覆盖度大部分在 85%以上，植被皮黄栌为主，

7、夹以豆科、榆科、郁李科组成的灌木林和以蒙古栋为主的天然次 生林。人工植被主要有造林、种草两种。目前共有林地 2.62万亩，占总面积19%。其中天然次生林1.12万亩，人工油松0.06万亩，刺槐0.52万亩。项目所在地区自然植被覆盖率较低，主要为针茅草丛，灌木、乔木仅在周边零星分布，无国家保护植物物种。（3） 动物襄垣县野生动物资源以陆栖脊椎动物为主，分鸟、兽、昆虫、两栖类、 鱼类和爬行类。受人类活动影响，境内野生动物已十分稀少。（4） 矿产资源区内矿产资源主要有煤、铁、锰、铝土、石灰石、石膏、白云石、耐 火粘土等。其中尤以煤炭储量丰富，含煤面积 713km2，占总面积的71%，达 65亿吨。主

8、要可开采层为3#和15#，煤质大多属贫煤、瘦煤，亦有少量焦 煤。境内煤炭资源主要分布于王桥镇、善福乡、夏店镇、城关镇、下良乡、 西营镇等地。（5） 厂区周围自然生态环境通过现场踏勘，厂址周围为农田和零星种植的树木。在评价区范围内 未见需特殊保护的野生动物、濒危或珍稀物种及水生生物等，生态结构相 对简单。4.社会经济环境(1)行政区划及人口本次项目建设所在区域一一襄垣县共划 11个乡(镇)328村委会，全县总人口 25.80万人。(2)经济概况襄垣县近年来工业生产发展较快，2007年，全年规模以上工业企业产 品销售收入达到1283243.7万元 ，增长41.12%;实现利税263667.8万元,

9、 增长26.33%;实现利润121321.6万元，增长170.74%,其中，国有及国有 控股企业实现利润98835.8万元，增长13.07%。襄垣县主要工业类型有：煤炭、冶金、机械、化工、电力、建材、陶瓷、纺织、缝纫、食品、酿造、造纸、印刷、木器、五金等。(3)交通襄垣县交通条件优越，全县公路运输以县区为中心，208国道、榆(社) 长治干线公路为骨架，县乡公路为媒介，形成了一个四通八达的公路 运输网络；铁路运输则以太焦铁路干线为主线，与同蒲线、石太线、陇海 线等接轨构成了纵横交错的铁路运输网络。5、 水环境功能区划评价区相关的地表水体为浊漳河干流，属海河水系，根据山西省地表水域水环境管理区划方

10、案的规定，本工程所在的浊漳河西源河段属于 规划农业用水，水质目标为V。执行地表水环境质量标准(GB3838-2002) V类标准要求。地下水要求满足生活饮用水功能，按地下水环境质量标准(GB/T14848-93)皿类功能要求。13项目建设的必要性随着我国城市现代化的发展，城市大气污染日趋严重，雾霾天气频发。汽车尾气排放、燃油不达标并不是造成雾霾天气的唯一“凶手”。从中央 气象台公布的雾霾地图来看，雾霾重灾区同时也是冬季供暖的北方地区。 相比于汽车尾气，燃煤锅炉所产生的大气污染，其对形成雾霾的实际影响 程度，或许更全面、更直接。构成雾霾的三大成分二氧化硫、氮氧化 物和可吸入颗粒物，亦均是燃煤锅炉

11、排放废气的成分。 目前全国有62万台燃煤锅炉，这些锅炉大多数热效率低，仅有6065 % ,特别是分散采暖和 供热水等小锅炉，热效率一般仅为3060 %。而燃气锅炉热效率一般都在 80%以上，燃烧后产生的烟气中粉尘量极少，硫和氮的氧化物也比较少。没 有灰渣，没有煤在运输、储存过程中散发的有害气体和粉尘。热效率低 ，耗能大,烟气污染严重，国家节能减排政策等因素使得燃煤锅炉的改造正式进 入实施阶段。污染治理既不是可有可无的事情，也不是只有消耗没有产出的花钱项 目，污染治理不仅具有明显的环境效益和社会效益，而且根据国家“三同 时”的建设原则，污染治理完备与否，是建设项目能否投产和运行的先提条件。随着我

12、国环保法规的完善及严格执法，环境污染问题极大地影响着企业的生存和发展，越来越多的企业认识到这个问题。实现经济、社会和环 境效益的和谐统一，促进企业环境和经济协调发展，使企业走上可持续发 展的道路，已成当今国家经济发展的重大战略。14研究范围本项目范围包括：项目背景、项目生产、工程技术方案、环境保护、节约能源、劳动安全、卫生和消防，项目投资估算及资金筹措等，对项目 实施后的经济效益和环境效益进行科学评价。15项目编制依据和编制原则1.5.1编制依据（1） 长治市弘昇电力有限责任公司循环流化床锅炉技术改造为煤气 锅炉项目可行性研究报告委托书；（2） 山西省环境污染防治工程项目可行性研究报告编制导则

13、；（3） 山西省技术改造项目可行性研究报告的具体内容和深度；（4） 山西省建筑安装工程概算定额；（5） 建设项目经济评价方法与参数；（6） 山西省建设工程其它费用暂行办法；（7） 国家环保总局、国家经贸委、科学技术部环发 200226号“关于发布燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策的通知” 2002年1月；1.5.2编制原则（1） 严格执行国家有关法律、法规、设计标准及规范，保证工程设计 质量。（2） 本着实事求是的原则，对项目的要素进行认真全面的调查和详细 的测算分析论证。（3） 结合厂址现状和装置特点，充分利用现有条件，合理进行布局。（4） 采用技术成熟、先进可靠的生产工艺，在确保装置的先进性

14、、适 用性、可靠性的前提下，尽量节省建设投资，降低工程造价，缩短建设周 期，提高投资经济效益，提高自动化操作水平。（5） 严格执行国家和地方的劳动安全、职业卫生、消防和抗震等有关 法规、标准和规范，做到清洁生产、安全生产、文明生产。（6） 本报告力求做到内容完善、文字简练、文件齐全。14可行性研究结论（1） 项目实施后，以煤气作为燃料发电，年发电量约 4000万度。该 项目属于产业结构调整指导目录（2005年本）第一类鼓励类，第四条电 力第六款：燃气蒸汽联合发电，符合产业政策要求。项目的建设不建背襄 垣县城市建设总体规划的要求。（2） 项目工艺技术成熟，设备运行可靠，处理效益高，水质稳定，运

15、行费用低，操作方便，具有较好可行性。（3） 项目符合国家清洁能源要求，对当地环境保护，总量控制，生态 平衡等环境敏感性问题，具有良好的示范作用。第二章 市场预测与产品方案2.1市场预测2012年燃煤锅炉及燃气锅炉市场前景分析燃煤、煤气在国外应用已有160多年的历史，20世纪50年代，我国引 进前苏联混合燃煤锅炉、燃气锅炉技术，在我国东北建成的燃油锅炉、燃 气锅炉，至今仍在安全运行。目前开发的的燃煤锅炉、燃气锅炉，在原有 煤气发生炉的基础上，又增添了节能、环保等技术，使之成为高效、节能、 安全、环保型技术。2010年北京市煤炭消费总量达2635万吨，占能源消费 总量的30%，居于首位，其中约50

16、%的燃煤没有实现达标排放。占全市总 面积4%的五环内集聚了北京约60%的人口和40%的燃煤，是PM2.5等污 染排放的重点地区。中国城市燃气协会轻烃燃气专委筹委会主任张路表示：“如果利用轻烃燃气技术对其中1200台套燃煤锅炉进行改造，每年可减少 耗煤200万吨，减排二氧化碳340万吨、二氧化硫7万吨、氮氧化物2万 吨。”锅炉的经济运行是一个急需得到重视的问题，这不仅牵扯个业的经 济，而且在能源日益短缺的将来对节约能源，实现持续协调发展更具重大 意义。我国煤炭60%以上消费用在发电方面，节能降耗对煤油、煤气锅炉 更是迫在眉睫。另外我国的环境污染主要是烟尘型污染。其中，绝大多数 烟尘是由中小燃煤锅

17、炉排出的，尽管在排烟除尘上花费了许多人力物力， 但成效不大。要彻底改变现状，必须拓宽思路，在燃料燃烧机理上做文章。利用煤制气、燃煤技术是解决我国能源利用率低、降低环境污染有有效途 径。据悉，目前我国石化系统每年产生约 13001600万吨轻烃，被利用后可 生产近400亿立方米轻烃燃气，满足近 2亿户居民的能源需求。与燃煤、 柴油等相比，轻烃燃气可大大降低二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放， 而成本却低10% 20%。2006年，轻烃燃气被建设部等确定为“城市新型 燃气”。一、 燃煤锅炉、燃气锅炉发展的客观因素：1、 高层民用建筑的出现，给与之配套的锅炉房设备带来一系列问题， 场地紧张，对周围环境

18、的影响（烟尘扩散问题），对自动化程度和安全可 靠性要求要高，因此促进了燃煤锅炉、燃气锅炉的应用。2、 高新经济技术开发区的建设标准要求高，因此集中供热和燃油、燃 气锅炉将得到进一步发展。3、 环保要求的提高。进入20世纪80年代，国际社会对环境问题日益 关注，我国对环保工作也愈来愈重视，特别制定了新的烟尘排放指标，许 多城市对燃煤锅炉的审批进行了限制。4、各城市对燃煤锅炉的限制及燃油、燃气锅炉发展计划的实施，加速 了该行业的发展。二、 我国燃煤锅炉、燃气锅炉的市场基础和要求：1、 中国天然气在中心城市的供应将大幅度增加我国石油、天然气开采 量逐年增加，天然气的增长率由1996年的12.1%提高

19、到1998年的36.4%。 天然气长距离输送已经实施，引进俄罗斯天然气的计划已启动。2、 使用天然气设备市场的驱动。3、 环保要求：以气代煤，集中在城市民用、商用和中、小型工业锅炉 和热力设备上使用。4、节能效益，天然气价格相当于用电的 25%40%。三、城市现代化和能源市场发展机制的要求。中国天燃气、油燃烧技术落后，目前仅限于灶具、热水器、小型工业 锅炉等应用，燃烧机几乎全部进口，在国内采用先进技术开发新产品的潜 力很大。2.2产品方案与生产规模2.2.1产品方案本次技改仅对1#、2#燃煤锅炉进行改造，以取代 3#、4#两台循环流化 床锅炉。技改工程完成后锅炉出力和蒸汽参数不变，以满足原有汽

20、轮发电 机组的要求。工程将原燃煤锅炉改造为燃煤气锅炉，煤气由襄垣县鸿达煤化有限公司90万t/a焦化项目提供，本技改工程铺设煤气管道 2.3km。2.2.2生产规模将原1#、2#AZD20-25/400-M型燃煤锅炉改为燃气锅炉。项目技改后不 新增职工，不改变原有工作制度。锅炉车间连续生产，年工作小时数为6300h第三章 建厂条件3.1项目选址及交通运输条件我公司始建于80年代初期，装机容量为2X 3000KW的小型发 电厂，截止目前为止职工人数 245人；年发电量4000万度；产值 862万元；利税135万元。襄垣县弘昇电力有限责任公司，是于 2001年县发电厂改制而成，投产初期设计为 2台A

21、ZD-25/400型燃煤锅炉，2003年国家 要求燃煤机组必需改为能燃劣质煤生产。为此我们投资 600余万元，扩建2台DHF20-25/400型循环流化床锅炉替代了原有 2台燃原煤锅炉。2007年国家要求节能减排，我单位被列为改造企业， 否则淘汰。相继又投资 1350余万元，改为煤气锅炉，利用鸿达煤 化公司排放的纯净煤气进行发电。 2009年6月分投入试运行，随之完善了相关手续，领取了排污许可证。成为适应新形势下环保 型企业。同时也大大降低了鸿达煤化公司对大气排放污染；同时 我们和原来燃煤相比极大地减少了对环境的污染，符合了节能减 排的产业政策要求。项目选址在原有1#、2#锅炉的基础进行改造建

22、设， 技改完成后取代为3#、4#燃煤循环流化床锅炉。 （项目厂址详见附图、建设项目地理位置图。）3.2水供应本工程给水水源为厂区自备水井，共有两眼深井，井深 80-100m,位置在厂 南。新鲜水的用水量为15万t/a。项目用水包括循环冷却 水、化学水处理 系统用水、生活用水。如下图所示。3.3襄垣县境内交通发达，208国道及榆黄公路，太焦铁路贯穿县境。 经过多年县乡公路建设已经成为以县城为中心的县乡村公路网，交通十分 便利。第四章 工艺技术方案4.1主要生产工艺本项目采用国内先进技术装备的煤矸石等工业废渣生产煤矸石烧结多 孔砖新型墙体材料生产线，根据项目特点并结合国内生产设备性能，选用 年产9

23、000万块煤矸石烧结多孔砖的配套设备 1套，可根据用户要求，通过 更换成型模具、调整配料方案以及局部生产工序变化，生产满足成型机最 大成型高度和模箱尺寸的各种规格空心砖、多孔砖等。工艺特点是成型采 用双极真空挤出制砖机，一次码垛、隧道窑烧成。1.原料制备原料的粉碎工艺为：煤矸石、炉渣等由场外运入厂内堆场，通过装载机倒入板式给料机定量均匀给料（大块物料首先用 400 X 600颚式破碎机处 理），块状适中的煤矸石等物料经皮带输送机送入 90X 90环锤式破碎机破 碎后，筛分进入细碎破碎机，细碎后颗粒粒径v 3mm勺达95%以上。然后添 加经过轮碾处理的粉煤灰及辅助原料并经搅拌机加水搅拌、混合。2

24、.原料陈化处理经处理后的原料再通过胶带输送机运到陈化库顶部的可逆移动配仓布 料机上，按一定规律均匀的堆存到陈化库中，其作用是使原料中水分均匀 化程度提高，使原料颗粒表面和内部性能更加均匀，更趋一致，使颗粒变 得容易疏解，提高可塑性使物料的成型性能得到提高。3.挤出成型挤出成型设备是多孔砖生产线的主要关键设备。按该项目双鸭山东方公司原料性能，选用国内引进、消化、改进的双鸭山东方公司产的JKY55/55 4.0节能紧凑型双级真空塑挤砖机。具体工艺为将经过陈化的物料由液压 多斗挖土机装运胶带输送机上运到车型车间的箱式给料机处，定量向高速 细碎对辊机进行辊碾，处理后的混合料送入双轴搅拌机，原料通过再次

25、加 水搅拌，使其成型水分与性能满足成型需要。双级真空挤出压力达到 3.8MPa,真空度值达到w 0.092MPa挤出的泥条经自动切条机、自动切 坯机切割成需要规格的砖坯，再通过分坯运坯机用人工码坯。4.干燥和焙烧码有砖坯的窑车通过窑车运转系统完成窑车在储存段、干燥段、焙烧 段的运行。装有砖坯的窑车经过预存后运送到干燥段进车端摆渡车上，通过液压 顶车机将窑车顶入干燥窑内。本项目采用一次码烧工艺，干燥室单通道断 面尺寸和焙烧隧道内宽同为 3.8米，属大断面微弧顶隧道干燥室；焙烧隧 道窑窑体结构为微弧顶结构，设在排烟系统、余热系统、冷却系统和车底 压力平衡系统。该隧道窑断面尺寸大、产量高、温差小、保

26、温性能好。隧 道窑设有温度监测系统，保证了热工参数的稳定。通过出口拉引机及回车牵引机将载有经过焙烧的砖的窑车拉引到出车端摆渡车上，通过回车牵引机将载有砖的窑车运送至卸砖段， 用人工将砖卸下并运至成品堆场，经检验合格后出厂。隧道窑排出的烟气，经处理后至15米高的烟囱达标排放。4.2工艺流程烧矸石烧结多孔砖生产工艺流程见图如下4.3原料特性1、煤矸石本项目所用煤矸石无特殊要求，但不能使用高铝、高钙、高铁、高硫以及自然煤矸石，拟选用原料的松散容重约为 1.522g/cm3，化学成分实测见表4-1。表4-1 煤矸石化学成分名称siO 2Fq03AIDCaOMg0烧失量煤矸石44.425.1621.15

27、1.080.823.762.粉煤灰本项目所有的粉煤灰原材料质量需满足建筑材料用工业废渣放射性 物质限制标准和掺工业废渣建筑材料产品放射性物质控制标准的要 求。拟先用粉煤灰主要化学成分见表 4-2。表4-2 粉煤灰化学成分名称si0 2Fe203Al 203Ca0Mg0烧失量煤矸石48.165.0122.091.681.4815.263.炉渣炉渣是锅炉煤在燃烧后排出的残渣，其本质特征和形成机理与粉煤灰 基本一致，所不同的是其颗粒形态在烧结多孔砖中可用作骨料，对炉渣的 基本要求是：5 10mm以上的颗粒应少于1015%不含粘土块和有机杂质、 铁块等杂物，含碳量小于15%体积稳定性能好且不含过烧石灰

28、僵块。4.粘土当地粘土是由直径v 0.0039mm重结晶后v 0.01mm的黏土矿物所组成 的、疏松的、尚未因结成岩的土状觉积物。内含黏土矿物、碎屑及各种伴 生产矿物。粘土与水搅拌后具有可塑性，干燥后保持原来形状，焙烧后变 硬，并具有吸水、吸附等性能。化学成分见表 4-3。表4-3 粘土的化学成分化学成分si0 2Al 203Fe203Ca0Mg0Na20+k20SQ有机质及化合水含量（%55 807203150150315033154.4主要工艺设备本设计方案设备选型原则为：既要满足生产高质量烧结多孔砖需要， 又要价格适当低廉，因为砖瓦类产品属低价产品，若设备投资太大，必然 使产品的生产成本

29、大幅度提高，这将严重影响产品的市场竞争能力和企业的经济效益，根据以上原则，拟订主要设备选型见表 4-4表4-4 主要工艺设备一览表序号设备名称规格型号数量备注1环锤式破碎机90 X 9022鄂式破碎机400X 60013细碎锤式粉碎机XCP10/08- 2524轮碾机械18015链板式给料机BGL800*4.5m26双轴搅拌机SJ40017可逆配仓胶带式布料机KNTD7650*30m28多斗挖土机WTJ6019箱式给料机XGJ800110双级真空挤砖机JKY50/504.0111分坯运坯机FYP*20m112隧道窑配套设备110mX 3.7m413其它辅助与配套设备4614合 计66主要工艺设

30、备参数为:型号JKY55/55 4.0产量15000 20000 块 / 小时许用压力3.5MPa双级真控挤砖机1台装机容量挤出机 50KW搅拌机 15KW双轴强力搅拌机1台型号 SJ400/60生产能力 25 35立方米/小时装机容量 35KW搅拌槽长度 300mm双轴中心距 360mm4.5干燥与焙烧设施4.5.1干燥该条生产线配设2条干燥系统，干燥室采用大断面（与窑断面相同） 逆流式隧道干燥室，坯体的运动方向和热介质的运动方向相反，通过湿坯 和干燥介质的热湿交换，将成型好的湿坯脱水干燥达到隧道窑烧成的要求,为坯体的焙烧作好准备。1.干燥室的技术要求：A、 干燥室能将成型的湿坯干燥达到含水率小于 6%的干坯；B、 干燥室的产品合格率应达到 98%以上;C干燥热介质来源于隧道窑，不用再配置其它的供热设备，余热利用 率高；D干燥室的产量要能够满足后序设备产量的要求；E、 干燥室的操作要灵活方便，简单易掌握；F、 干燥室的建设费用要严格控制不能投资太大。4.5.2焙烧焙烧设计为全内燃，采用大断面一次码烧隧道窑，共设置 2条。该窑 的高度比较小，能够保证窑内温度的均