库伦旗水泉乡集中供热项目建设可行性研究报告Word文档格式.docx

1、热水锅炉安全技术勘察规程+修订通知劳部发1997 74号供热工程制图标准 CJJ/T78- 97城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ/T81-98采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003建筑设计防火规范 GB50016-2006工业企业厂界环境噪声标准 GB 12348-2008污水综合排放标准 GB8978-1996工业企业设计卫生标准 GBZ 1- 2008工业企业噪声控制设计规范 GBJ87-851.2可研范围本项目可研包括热源厂、厂外管网二大部分。热源厂含厂区内的主厂房、输煤系统、除灰渣系统及水处理系统、办公用房等的设计，以及该范围内的低温水直供管网的设计。热网的供热范围为

2、水泉乡中心区域。以下内容不在本工程设计范围内由建设单位另行委托设计：（1）环境影响评价书;（2）工程地质勘察报告;（3）灰渣综合治理。1.3城市概况1.3.1城市自然概况通辽市位于内蒙古自治区东部，地处北纬4215-4541、东经1191512343之间，总面积59535平方公里，南北长约418公里，东西宽约370公里。东靠吉林省、西接赤峰市、南依辽宁省、西北和北边分别与锡林郭勒盟、兴安盟为邻，属东北和华北地区的交汇处。库伦旗是内蒙古自治区通辽市下辖的一个旗，旗人民政府驻库伦镇。位于通辽市西南部。东邻科尔沁左翼后旗，南接辽宁省阜新蒙古族自治县和彰武县，西连奈曼旗，北临开鲁县。地处东经12109

3、12221，北纬42214314之间，总面积4716平方公里。库伦旗地处燕山北部山地向科尔沁沙地过渡地段。燕山山脉自旗境西南部延入，在中部与广袤的科尔沁沙地相接，构成旗境内南部浅山连亘，中部丘陵起伏，北部沙丘绵绵的地貌。整体地势呈西南高，东北低，海拔最高度626.5米，最低点为190米。境内土石浅山面积150万亩，占总面积的21.2%，黄土丘陵沟壑120万亩，占总面积的17%，沙化漫岗89.75万亩，占总土地面积的12.7%。沙沼坨甸330万亩，占总面积的46.7%。旗境南部为土石浅山区，属燕北山地的边缘地带。区内沟谷交错，低山连绵，海拔500米以上的山峰有十几座。阿其玛山海拔541.1米，达

4、录山海拔518.1米。 1.3.2气象资料通辽市属典型的半干旱大陆性季风气候，春季干旱多风，夏季炎热，雨热同季。年平均气温0-6，年平均日照时数3000小时左右，10积温3000-3200，无霜期140-160天，年平均降水量350-400mm，蒸发量是降水量的5倍左右，年平均风速3-4.4m/s，全年8级以上大风日数20-30天。库伦旗年平均气温0-6，年平均日照时数3000小时左右，10积温3000-3200，无霜期140-160天，年平均降水量350-400mm，蒸发量是降水量的5倍左右，年平均风速3-4.4m/s，全年8级以上大风日数20-30天。1.3.3城市总体规划1、水泉乡城市规

5、模水泉乡是库伦旗根据通辽市人民政府关于调整部分苏木镇行政区划的通知（通政字201255号）和通辽市机构编制委员会关于增加苏木乡镇编制的通知（通机编字201220号）精神，恢复设立的苏木乡之一。该乡距旗政府所在地63公里，东与白音花苏木相连，南与辽宁省阜新蒙古族自治县旧庙镇、福兴地镇毗邻，西与扣河子镇交界，北与哈尔稿苏木、六家子镇接壤，全乡总土地面积45万亩，下辖22个嘎查村，1个林场，68个自然屯，75个村民小组。总人口1.4万人。近年来水泉乡农牧业经济发展迅速，初步形成了以农业为基础、以畜牧业为主导、以个体工商业为支撑的产业化发展格局。该镇盛产玉米、葵花、荞麦以及绿豆、黑豆、谷子等十多个杂粮

6、品种，舍饲养牛、养羊和养驴产业在该镇已初具规模。同时该镇还有丰富的铅锌、荧石、铁矿石、黑耀岩等矿产资源，卧力吐铅锌、山东头萤石矿、必联黑耀岩开发等较大工程项目相继开工建设，工业经济发展势头强劲。该乡不仅物产丰富，环境也十分优美。其前身原水泉镇是通辽市小流域综合治理的典型镇，目前该乡90以上的水土流失面积已得到综合治理，镇内90的山坡实现了梯田化，80的沟道实现了植被化，70的路面实现了沙石化，森林覆盖率达到了37。勤劳、热情的水泉人民将竭诚欢迎社会各界人士前来观光旅游、洽谈、发展。2、水泉乡综合发展目标水泉乡始终把城镇规划放在首位，坚持“科学性、前瞻性和可操作性”相统一的原则，按照“分层推进，

7、整体联动”的工作思路，努力建设设施完善，功能齐全、布局合理、特色鲜明、环境优美的绿色城镇。打造农业经营大镇。加大种植业结构调整力度，利用现有产业基础，借鉴周边地区经验，加强政策引导，大力推广温室种植、冷棚种植、保护地种植三种模式，做大做强农业产业化。打造区域性中心乡。结合区位特点、发展实际和资源禀赋，促进城乡建设、土地利用、产业发展、生态建设有机融合。加强基础设施建设，扩大城乡框架，拉长街路主轴，打开东西出口，扩大城镇规模。积极实施镇区集中供暖和给排水改造，对镇区主要街道实施亮化、美化、硬化。以商住楼开发为重点，建设高档住宅区，推进物业管理，提高小区建设档次，打造宜居佳地，吸引更多的农民向镇区

8、集聚。打造改善民生先进镇。加快交通建设步伐，完成通村公路建设任务，初步形成以水泉村为中心、以通村公路为补充，干支相连、四通八达、辅射周边的公路交通网络，开通环城公交车，稳定客运班线，培植壮大运输企业，让百姓出行更加便捷。抢抓国家政策机遇，大力改善人畜饮水现状。水泉乡物华天宝，资源丰富，交通便利，通迅发达。1.4项目建设的必要性1.4.1建设现代化城市的需要城市集中供热是城市的基础设施之一，集中供热普及率是现代化城市的重要标志，它标志着一座城市市民的生活质量、大气环境质量、地面交通运输、城市垃圾处理的文明程度。建设现代化的大城市，必须要创造良好的硬件环境，其包括城市基础设施和城市大气环境质量等。

9、集中供热是改善城市环境、改善城市大气质量，提高城市现代化水平的重要措施，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，是国家产业政策重点支持发展的行业。1.4.2城市热负荷发展的需要针对目前具体情况，随着改革开放的日益深入，城市建设发生了巨大的变化。而现阶段作为城市的基础设施之一，集中供热建设规模己明显落后于城市建设发展的需要，造成相当多用户的用热需求得不到满足，越来越多的热用户都采用自建小锅炉房和煤炉自行供热，致使能源浪费、环境污染严重，这不但影响了水泉乡的形象，也在一定程度上阻碍了其经济的发展，为改善区域内的环境质量，当务之急是变分散供热为集中供热，取消众多的采暖小锅炉。只有迅速实施集中供热才能

10、满足区域内日益发展的热负荷需要，才能有效地控制和减少该区域的大气及水质污染，改善环境质量，提高人民生活水平。本项目的建设正是为了提高区域内集中供热普及率。项目实施后将使社会效益、环境效益和经济效益显著。因而本项目的尽快实施非常必要，必将对水泉乡的经济建设和发展起到积极的推动作用。本项目的建设符合库伦旗国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要的要求，也符合国家能源产业政策，在全面实施可持续发展战略的大形势下，本项目的迅速实施，显得尤为迫切和非常必要。1.4.3节能减排工作的需要实行集中供热是治理城市大气污染的有效手段。如果区域内采用燃煤小锅炉供热，势必造成煤烟型污染严重，悬浮颗粒物、SO2和氮氧化

11、物浓度严重超标，极大影响环境空气质量。集中供热具有明显的环保效益。由于锅炉容量大、除尘效果好、烟囱高、还可实现炉内脱硫除硝，相比小锅炉，其环境效益相当显著。自建小锅炉的供热方式，能耗大，效率低，对周围环境影响污染严重。为贯彻落实科学发展观，加快建设资源节约型、环境友好型社会建设集中供热热源厂，可大大削减排和改善环境的目的，符合国务院具体要求。1.5主要技术原则本可研在编制过程中所遵循的主要技术原则如下：（1）合理确定供热范围，以保证其经济性，并充分考虑发展的需要及与供热规划的衔接关系。（2）采用新工艺、新设备、新材料和新技术，做到技术先进、安全可靠、经济合理、管理方便。（3）计划投资，把资金用

12、在条件成熟的供热区域。（4）厂区布置力求紧凑，灰渣综合利用。（5）坚持节约原则，降低工程造价，缩短建设周期。（6）重视对环境的保护，严格控制锅炉房的“三废”排放量。（7）贯彻“预防为主，防消结合”的原则，加强消防设施的配备。第二章 热负荷2.1热负荷2.1.1热负荷分析通过对本可研供热区域热负荷的具体调查和分析，可以得出以下结论：（1）供热范围内的生产用户较少，用汽量也小且分布较分散，实施集中供汽很不经济，故本区域暂不考虑生产用汽的集中供热。（2）夏季空调制冷以电制冷为主，溴化锂制冷机很少，本区域暂不考虑集中供制冷负荷。（3）生活用热水以宾馆、饭店、医院为主，用量不大，本区域暂不考虑集中供生活

13、热水，个别住宅和公建如需生活热水可采用小型燃油、燃气或电炉自行解决。综上所述，热源厂目前只解决该区域各类建筑物的采暖用热。2.1.2采暖热指标本区供热范围内的建筑全部为在建建筑，随着供热技术的进一步发展，建筑节能材料的进一步推广使用，节能措施的不断完善，以及人们节能意识的不断增强，其热指标会在一定程度上有所降低，本可研根据建筑物情况和城镇供热管网设计规范（CJJ34-2010）对建筑物采暖热指标推荐值，结合水泉乡实际，执行国家的节能政策，考虑水泉乡建筑大多为新建楼房且为节能建筑，并参照同类地区城镇供热情况，经测算确定水泉乡采暖综合热指标为59W/m2（含热网损失5%）。其中公建和住宅的比例为3

14、：7，公建热指标为68 W/m2，住宅建筑热指标为51W/ m2。2.1.3供热面积及采暖负荷因为本工程热负荷均为采暖负荷，且热指标值里己包含了管网热损故按热指标计算出的热负荷即为设计热负荷。本可研对水泉乡集中供热工程覆盖区按城市道路及小区道路情况进行供热分区划分，供热区域为一个集中供热区，至2020年供暖面积为12万m2。表2-1集中供热面积及采暖热负荷汇总表工期供热面积和热负荷供热面积（万m2）热负荷（MW）2016年43.17 2017年64.75 2018年8.56.73 2019年10.58.31 2020年及以后129.50 2.2热负荷曲线根据采暖热负荷计算公式，可计算出采暖期内

15、不同室外温度下建筑物的采暖耗热量和相应的采暖负荷延时小时数，由此绘出采暖热负荷曲线。区域内供热年度全年总供热量139139739.7MJ，最大负荷利用小时数2786小时，全年采暖小时数4368小时。第三章 供热热源3.1确定原则热源厂的型式主要根据热负荷的性质确定，工艺设计本着经济合理，安全可靠，改善工人工作条件，提高机械化、自动化水平的原则，采用国内外先进技术，讲求经济效益、社会效益及环境效益。现有热源的利用：在确定热源建设时，应首先利用现有热源挖潜改造、升级，尽量利用现有的场地和设施，提高资源的有效利用率，当现有热源条件不能满足日益增长的热负荷需求时，再选择适合的方案建设新热源。新建热源：

16、根据当前我国国情，目前可供选择的集中供热方式广泛采用的大体有热电联产、区域性热电联产（背压机组带基本热负荷）、大型区域集中供热锅炉房等形式。采用热电联产或区域性热电联产集中供热，是一种节能效果好、环境污染小、社会效益高的供热方式，但它的一次性投资很大且必须与当地的供热和电力需求相协调，满足国家节能减排、热电联产的政策要求。在供热范围内建设区域集中供热锅炉房是比较灵活、实用方式，特别是根据热电联产的技术条件要求，大型热电联产需要带基本负荷，大型锅炉房带尖峰负荷，因此在热电联产项目尚未实施前，为满足当地采暖热负荷的快速增长的需求，先期建设大型高温热水锅炉，更是比较切合实际的选择。本项目可研供热热源

17、以区域锅炉房为主，锅炉房建设规模为110MW往复热水锅炉。3.2供热参数本工程全部用于建筑物采暖，根据国家节能政策的要求，以采暖热负荷为主时，应采用热水作为供热介质，同时由于本工程供热范围较广，供热面积较大，系统运行压力较高，故热源与热用户通过换热设备间接连接，供热介质采用高温水，因此锅炉选型为高温热水锅炉。根据国内城市集中供热工程的运行经验，本可研推荐供热参数如下：低温水直供管网的供回水温度为75/50。3.3锅炉选型目前用于城市集中供热的高温水炉型主要有层燃炉（链条炉排、往复炉排等）、沸腾炉（煤粉炉、流化床炉等），其中煤粉炉虽然生产和运行经验成熟，但制粉系统比较复杂，设备投资较高，多用于发

18、电锅炉，其锅炉负荷率调节范围较小，只有在稳定工况下连续运行，方能获得较高的燃烧效率。故热源厂锅炉选型主要考虑以下两种炉型：往复锅炉和循环流化床锅炉，两种炉型简述如下。3.3.1往复锅炉往复锅炉目前在供热行业应用较为广泛。其为一种利用炉排往复运动来实现给煤、除渣、拨火机械化的燃烧设备，它技术成熟、运行可靠、操作简单、管理方便、造价低，锅炉初始排放浓度低（1800mg/Nm3 ），可不配置更高效的电除尘或布袋除尘装置。锅炉配套鼓、引风机的风量、风压较小，耗电也少，对负荷的适应性较强。锅炉安装方便，施工周期短，整个工程的建设投资和运行费用均较低。1、炉排的选择由于其特殊的将煤向前推进方式，煤层不断地

19、上下翻滚，前端位于煤层底层的煤在下一往复行程中就可能被推到位于煤层的上层。这样炉内的炉拱、炉墙及高温烟气对新人炉生煤的传热传质过程较链条炉排要强烈得多，它对于煤中水份及挥发份的快速析出、预热、及早着火将创造十分有利的条件。在高挥发分和高水分煤种的燃烧上相当有优势，此外，往复炉排结构简单，金属耗量低，运行费用低，耗电省。2、给煤的设计根据给定煤种（如表1），因普通给煤方式：两侧煤块多，中间细煤多，导致煤层通风不均，火床燃烧不均匀，燃烧工况不佳，所以选择分层给煤装置（如图2），通过筛分装置，大煤粒落在炉排前方，炉排移动，穿过筛格的细煤粒落在大煤粒上方，实现了分层。粒度mm50（6mm的不大于30%

20、）30（3mm的不大于25%）GB/T 17608表1 设计煤种的粒度分布图2 分层给煤机3、配风与炉拱设计和其他煤种相同，褐煤的燃烧也是先后经过水份析出、挥发份析出及燃烧、固定碳的燃烧及灰渣层的形成几个阶段。由于设计煤含水量很高，为35.42%，因此褐煤的水分析出阶段要将煤中所含水份从室温（入炉煤的温度，有的比室温还低）加热至100，煤中水份也要先后经历从室温到100饱和水的吸热过程，再从100饱和水变为饱和水蒸汽的吸收汽化潜热的吸热过程，后一吸热过程的吸热量大约为前过程所需热量的3倍左右。褐煤的挥发份含量很高，根据所给设计煤种，褐煤的干燥无灰基挥发份为Vdaf=43%，因此初步估算，褐煤燃

21、烧所放的热量中有约60一70的热量是由挥发份燃烧释放出来的，远大于固定碳燃烧放出的热量。由资料可知，密度较轻的挥发份组份一般在300左右就开始燃烧放热。由此可知，挥发份的析出需要热量，且挥发份的完全燃烧也需要一定的着火热。褐煤燃烧产生的热量主要由挥发份在炉膛空中燃烧而产生，而在炉排上固定碳燃烧所产生的热量一般不超过40的份额。由以上分析可知，炉排前二分之一的部分几乎不存在固定碳的燃烧过程，而且这个阶段在炉排面上几乎不放热，在这个阶段还要吸收大量的热用于水份的析出、挥发份的析出及预热。入炉生煤的预热是在炉排面上进行的，因此要采取措施促进水份析出、挥发份析出过程及早实现，这样才能为及早着火及挥发份

22、的析出及燃烬以及固定碳的燃烬及降低灰渣含碳量创造有利条件。固定碳的燃烧一般在炉排后半段进行，而且固定碳燃烧放热量占褐煤燃烧总放热量的不到40。因此理论上，一次鼓风量应不大于锅炉燃烧所需总风量的40。而二次风的风量应不小于锅炉燃烧所需总风量的60。少量过多的一次风混在烟气中可用于挥发份在空中的燃烧。因此，往复炉排燃烧褐煤时，一次风机，二次风机的选取非常关键。要使挥发份完全燃烧要满足4个条件。即高温条件；氧气浓度；氧气与可燃气体的均匀、强烈的混合；可燃气体在炉内的停留时间。为了满足上面四个条件，本文选择了组合炉拱2，其结构如图3所示，在中小型层燃锅炉中，组合炉拱将移动火床全部覆盖，组合炉拱由前至后

23、依次由垂直段a、圆弧段b、前水平段C、中水平段d、后垂直段e、后水平段f组成，前水平段C下面的导流拱为直立炉墙，它将移动火床分隔为移动火床头部的旋风燃烧区A，后部的主燃区B、燃尽区C。旋风燃烧区A的双侧炉墙上有圆形出口通往双侧烟道，主燃区B和燃尽区C经导流拱上沿的切向通道与旋风燃烧区A相通，在主燃区B和燃尽区C范围的移动火床内设有数个炉排送风室，在旋风燃烧区A内的组合炉拱垂直段炉墙靠近双侧炉墙上的圆形出口处各设有一个二次风口，二次风口中心线与旋风燃烧区A的双侧炉墙上的圆形出口下沿相切。后水平段f的后端紧靠后墙处设有12个烟气短路调节闸门。这种炉拱从根本上克服了传统的前后拱结构模式层燃炉的诸多弊

24、端及配风技术的局限性。图3 组合炉拱示意图挥发份的完全燃烧需要空气与挥发份气体的均匀混合与强烈的扰动，这样才能加快挥发份在空间燃烧的传热传质过程。这就要求二次风有一定高的风速，一般要达到40 ms以上，这样二次风才能有足够的穿透力。依据褐煤在往复炉排上的燃烧特性，有针对性地进行燃烧设备选型、炉膛及炉拱设计、一次风机与二次风机的选型、科学的运行操作，完全可能实现褐煤在往复炉排上的高效燃烧，这对解决我国能源短缺问题，有效降低锅炉用户的燃料成本，节能减排都是大有裨益的。3.3.2循环流化床锅炉内循环流化床锅炉采用卧式水冷旋涡内分离技术及气囊式风控回料阀对传统流化床进行结构创新、完善和性能扩展开发而成

25、的。其传热机理以接触式传热与对流传热为主要特征，接触式传热占全炉传热量的40%。该型锅炉结构紧凑，具有高效节能、低污染、易于采用微机控制等特点。测试鉴定结果表明，内循环流化床锅炉的燃烧效率达96%99%以上，热效率达86%88%。其结构性能特点为：1、有明显的浓相区和稀相区在浓相区内设计埋管，承担全炉70%以上的燃烧份额和全炉30%40%的吸热量。埋管采用特种钢配外层高耐磨、耐热传热元件。在确保锅炉使用寿命的同时，又避免了片面增加管壁厚造成的不良影响。这一结构的设计延长了检修周期，减少了锅炉的检修量及检修成本，也减少了物料在炉内的不必要循环，运行稳定、可靠。在稀相区段左右两侧整体膜式壁上设有2

26、4米的由高温耐磨浇筑料的敷设而成的可调受热面，以适应燃料成分及筛分与设计产生明显偏离时可调节要求。2、锅炉内烟气粒子分离及防磨技术设计炉膛出口设计有由整体膜式壁组成的卧式水冷分离器，实现对烟气的一次分离，并使其在炉内循环燃烧。炉膛分离器出口至对流受热面入口采用了两级U形分离结构，粒子在重力作用下滞后转弯及上升的烟气速度的特性大大降低对流受热面的磨损。同时、炉内多级分离技术及结构的采用使锅炉内分离效率得以大幅度提高，锅炉实现低倍率循环的同时、极其有效地解决了炉内及各段受热面磨损问题，可有效确保锅炉主要受热面运行寿命远远超过一个大修周期。U型分离器烟气转折室火洞结构的应用，强化了烟气中可燃成分（固

27、体、气体）的进一步燃烬。3、低排放浓度及环保性能实测结果表明，锅炉原始排放浓度低于国标允许值的40%，大大减轻了锅炉除尘负担，有效降低了环保配套投资水平和除尘设备运行费用。低温分级燃烧，使NOx生成能得到有效的抑制。配以适当的脱硫剂石灰石（S/Ca为1/2.5）。可使SOx的生产排放大幅度降低，而脱硫成本仅为其它炉型的1/61/2。因而被称为洁净的燃烧技术。以25T/H循环流化床为例，比其他炉型SOx排放量少310吨/年以上。炉膛内低温度梯度工况的设计，配以二次风以及炉膛出口卡曼涡阶原理的运用，使锅炉任何工况下的烟气林格曼黑度都小于。4、完全燃烧特性煤粒平均直接约2mm，在燃烧过程中处于沸腾状

28、态，相互撞击，并与空气充分接触，促使外层灰壳脱落，从而加速了煤粒中可燃物的分解燃烧，下部料层的蓄热能同时满足供给燃烧所需的热量，促使煤粒完全燃烧。对往复炉无法燃烧的高灰分、挥发物和低发热值的“废料”也能较好的燃烧。5、煤种适应性和燃料筛份适应性劣质煤、优质烟煤、造气炉渣、往复炉渣、原煤等均可达到很好的燃烧效果。设计燃料低位发热值仅为3082KCaL/kg，燃料筛分为013mm，其中小于1mm的颗粒不超过30%。6、气囊式回料系统充分利用循环灰物理特性，采用我公司独创的气囊式风控回料阀。循环灰道（相当于料腿）内布置有适当数量的冷却受热面（水冷壁管、膜式壁），能有效抑制循环灰中含碳粒子在循环灰道内

29、的二次燃烧，避免在循环灰道内发生结焦、堵塞而引起的停炉事故。7、合理的配风系统及燃烧系统（1）导向碟技术：布风板上采用塑模式导向碟技术，有效地减少了床面紊流，使床面布风更均匀，进一步降低了鼓风机电耗。（2）布风装置设计合理布风装置有足够的强度和刚度, 能支承本身和床料的重量, 布风板和风帽材料的选择能保证压火时布风板不受热变形, 风帽不烧损；布风装置的结构保证检修和清理方便。（3）炉门水冷技术炉门采用循环水冷技术，确保点火炉门不变形，有效地降低了炉膛因长期运行造成炉门变形以后的漏风，确保锅炉稳定的热效率。（4）拨煤风分层给煤技术在溜煤管的炉膛入口端部设置高压给风口，燃料经溜煤管落入炉膛时，定量的高压风将燃料进行有效的筛分拨撒，使煤在入炉后实现分段燃烧，该结构强化了燃烧，又降低了床料全部落入炉膛下部对炉膛底部受热面的磨损，同时播煤风还可对溜煤管进行可靠冷却。播煤风、二次风的使用，使床内燃料分布更加趋于均匀，有效组织可燃成份（固体、气体）在炉内的充分混合燃烧。保证各种运行工况下床温均匀。8、宽负荷调节能力压火时间较长，最长可达24小时。锅炉负荷可在30110%范围内调节，单床能在30%负荷下稳定运行，负荷调节灵活可靠。从技术方面分析，两种炉型均可选用。两种炉型各项技术指标对比详见下表：