整编硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目可行性研究报告.docx

1、整编硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目可行性研究报告硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目可行性研究报告第一章 总 论一、项目名称及主管单位、建设单位 1项目名称：硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目2项目建设单位：3项目建设地点：二、编制依据：原则和范围（一）编制依据1关于转发国家发展改革委办公厅关于组织节能减排2009年中央预算内投资备选项目的通知的通知2国务院关于加强节能工作的决定(国发200625号)3根据江西省发改委关于紧急组织申报2009年资源节约和环境保护备选项目的通知4财政部国家发展委关于节能改造财政奖励资金管理暂行办法的通知（财建2007371号）5国家发改

2、委关于上报节能改造财政奖励资金申请报告的通知6国家环保总局、国家发改委关于加快节能减排投资项目环境影响评价审批工作的通知（环办2007111号）7中华人民共和国环境保护法1986年12月26日颁布8建设项目环境保护管理办法（86）国环字第003号文件9建设项目环境保护设计规定（87）国环字第002号文件10的基本资料11国家有关法律、法规、技术规范等12委托达华工程管理（集团）有限公司编制“硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目（资源节约和环境保护可行性研究报告）的委托书。（二）编制原则及指导思想1编制原则根据我国有关环境保护法规及工程其它要求，本工程可行性研究报告的编制遵循以下原则：（1

3、）认真贯彻国家关于资源节约和环境保护的方针和政策，符合国家的有关法律、规范、标准。（2）采用适合本地区条件的技术，充分利用的地形地貌，因地制宜地采用现代化技术，提高管理水平，做到投资省，运行费低，技术可靠，运行稳定，使处理后尾水达到国家污水排放标准。（3）选择国内外先进可靠、高效运行、管理方便、维修简便的排水专用设备和控制元件系统。（4）妥善处理、处置发电车间生产过程中产生的废渣、废水，避免二次污染。（5）充分利用现有的给排水系统、配电系统，减少工程投资。2指导思想总体技术方案要求在本工程实施时不能影响炭黑生产线的正常生产，在此前提下项目申请报告中电站总体技术方案的设计遵循“稳定可靠，技术先进

4、，降低能耗，节约投资”的原则，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。（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炭黑生产尾气。（4）生产设备原则上采用国内优质产品。（5）炭黑生产尾气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。（三）编制目的在国家资源节约和环境保护政策法规指导下，通过充分调查研究，以及惧、分析资料的基础上达到如下目的：1论述硬质炭黑生产线6000KW

5、尾气发电建设项目（节能减排建设项目）的必要性和可行性。2对项目建设总体方案设计和布局进行论证。3对发电车间地址进行论证。4对硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目工程设计进行技术可靠性，经济合理性，实施可能性及环境影响等多方面综合比较和论证。6根据投资提出资金筹措方式及项目实施进度，通过以上研究工作，为项目决策提供科学依据。（四）编制范围1硬质炭黑生产线6000KW尾气发电建设项目方案论证及其可行性研究。2以上工程内容的工艺设备、建筑、电气仪表等方面的工程设计及总平面布置。3以上工程内容的工程投资估算及技术经济评价。（五）采用的标准和主要资料1 室内排水设计规划GBG4-87（1997年版

6、）2 建筑给水、排水设计规范GBJ15-883 地表水环境质量标准GHIBI-19994 建筑结构荷载规范GBJ9-875 给排水工程结构设计规范GBJ69-846 混凝土结构设计规范GBJ69-897 建筑地地基基础设计规范GBJ7-898 建筑抗震设计规范GBJ11-899 建筑结构设计统一标准GBJ68-8410 工业企业设计卫生标准TJ36-7911 采暖通风和空气调节设计规范GBJ19-8712 建筑设计防火规范GBJ16-8713 供配电系统设计GB50052-9514 10KV及以下变电所设计规范GB50053-9515 低压配电装置及线路设计规范GB50054-9216 建筑防

7、雷设计规范GB50057-9417 工业与民用电力装置的接地设计规范GBJ65-83三、城市概况（一）基本情况四、项目提出的必要性和意义（一）节能减排的需要我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的

8、迫切需要，是我们应该承担的责任。充分认识节能减排的重要意义强台风、沙尘暴、高温干旱、极端降水近年来，全球极端天气频频发作，危害越发严重。究其原因，其中最重要且人类负有不可推卸责任的是，碳基燃料消耗过大而造成的全球气候变暖极端天气只是能源消耗问题的一个折射而已。 中科院一项调查显示，我国是全世界自然资源浪费最严重的国家之一，在59个接受调查的国家中排名第56位。另据统计，中国的能源使用效率仅为美国的26.9%，日本的11.5%。因此，推进节能减排，可谓迫在眉睫。 据悉，占全国能源使用量一半多的工业生产，尤其是电工装备制造业，其能源使用状况不容乐观。虽然我们也在不断地淘汰落后设备技术，提高能源效率

9、，但大量的低效能技术仍然广泛存在于我们的制造厂内。 在“十一五”规划中，我国政府将能源效率列为重中之重。而在未来15年内，我国更致力于把中国从目前的低效能源使用者变成高效能源使用者。但改善能源消耗现状，更需要从电工装备到煤炭、石油、建筑等多个行业共同不懈的努力。 此外，要保证能源效率和能源管理的不断提升、进步，人才培养也至关重要。因此，节能降耗不能只停留在纯粹的工业生产上，还要延伸至上游的人才培养，延伸到我国的高等教育中去，不断提高有关能源效率和能源管理课程的教学水平，并使之更加贴近我国的市场需求。 节能减排，需要推进能源结构的调整。但是，只要中国经济继续往前发展，就需要不断增加能源，因此，在

10、一定时期内，火电作为一次能源仍然占有一定的比例。 自古以来，我们就用地大物博形容我们的国家，我们拥有辽阔的土地，丰富的自然资源，自以为可以取之不尽，可是我们忽略了我们还拥有一个庞大的人口，我们人均资源量是那么的匮乏。节能减排正是改善现状，促进我国经济发展的有效举措。我国能源现状简述节能减排可以促使我们做好以下几个方面：1产业结构调整在产业结构性调控过程中，高耗能、高污染、低技术水平的行业将继续受到政策的抑制。据测算，如果我国服务业占比重提高1%，工业比重下降1%，单位能耗可相应降低约1%；如果工业中的高技术产业比重提高1%，而高耗能行业比重相应下降1%，单位能耗可相应降低1.3%。政府工作报告

11、强调，要围绕节能降耗减污，加强和改善宏观调控，着力调整经济结构和转变增长方式，淘汰落后生产能力。 2加强对高耗能产业的控制。钢铁、有色金属、煤炭、化工、建材、建筑等重点行业是能耗排污大户，同时也是当前节能减排潜力最大的领域，对于这些行业，调控力度将继续加大，调控效果将更加显著。节能减排不仅关系国民经济的可持续发展，对于企业来说，也意味着降低成本，提升竞争力。为了促进重点行业和企业节能减排，根据政府工作报告，要突出抓好重点行业和企业，继续加强钢铁等重点行业，以及年耗能万吨标准煤以上重点企业的节能减排工作。4加快推进市场机制发展，通过实行税费政策等“经济杠杆”政策措施，可以有效地激励节能环保行动，

12、遏制污染行为。为此，政府工作报告提出，要健全节能环保政策体系，发挥市场机制作用，综合运用经济手段，以促进节能环保工作。5确立有效的约束手段。节能环保需要健全约束机制，建立科学的监督管理体系，严格现有法律的执行，加大惩戒力度，由原来的软约束变成严惩污染行为的硬约束。为此，政府工作报告提出，要强化执法监督管理，建立更为有效的节能环保监督管理体系，依法惩处各种违法违规行为。以上这几个方面，正是我国在现代化进程中不得不面对地自身的缺点。节能减排，给了我们正视并且重视这些缺点的机会。通过改进这些我国社会体制中不完善的地方可以有效地促进我国经济的发展，推动现代化进程。（二）发展循环经济利用炭黑生产尾气发电

13、，电站的产品电力将回用于炭黑生产；这套系统在炭黑生产过程中产生的大量炭黑生产尾气的同时，又减少了炭黑生产所排出的尾气，对环境的污染这将给个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

14、一种“促进入与，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

15、牦、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，有利厂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，

16、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。（三）环境保护的需要炭黑生产过程中最主要的污染物是炭黑尾气，尾气中含有大量的CO、H2、H2S、SO2、炭黑粉尘等有害成分。传统的炭黑生产过程中都是采用较高的烟囱将炭黑尾气排入到大气中，这样的做法对周边造成较大的污染和危害。过去，化工厂的炭黑生产就是采用这种办法排放炭黑尾气，对周这的农村大气环境、生活环境带来较大的危害。为此，化工厂每年不得不花费大量的资金补偿对周边环境污染所造成的危害。炭黑尾气中含有大量的可燃气体和物质，如果搜集起来，充分利用这些可燃气体和物质进行利用，则可以大大减轻炭黑生产过程中所排出的炭黑尾气对周边环境

17、的污染，因此，本项目的建设也是对周边环境保护的需要。（四）项目的技术条件支持随着我国炭黑工业的发展及余热发电机组的推广应用，我国炭黑尾气发电技术也日趋成熟。其中，尾气发电关键设备SZS型余热热锅炉发电技术已发展成为炭黑行业的专用设备，汽轮机组也由过去单一的采用凝汽式发展成为抽汽凝汽式，背压式等多种型式以适应炭黑厂家对蒸汽和电力的要求。但是，总的看来，我国尾气发电技术还处于一个较低水平，一是机组规模小，目前国产尾气锅炉有负荷10t/h、15t/h、20t/h三种规格，所产蒸汽也属中温、次中压型，与炭黑生产规模的发展不相适应；二是尾气锅炉自七十年代末至今没有什么大的改进，对炭黑尾气的适应上，在燃烧

18、技术上以及自动化控制技术上都处于低档次，造成我国许多炭黑厂家尾气发电装置的环保效益和节能效益不理想。随着改革开放以后，特别是近几年来，我国锅炉制造业和发电机组制造业的技术得到迅速提高，因此，国内尾气发电技术更具有多样性。其余热发电机组的蒸汽规格已达到高温、高压，机组规模也较大。另外在燃烧技术上，自动化程度上都具有优势，操作人员也较少。炭黑装置可供发电装置的尾气总量约60000Nm3/h，根据公司实际情况选择2台SZS-20-2.45/400-Q尾气锅炉，产生2.45Mpa、400的蒸汽共20t/h，配2套额定功率为3000kW的次中压非调抽汽凝式汽轮发电机组，该尾气发电装置机组单套消耗尾气量约

19、2200023000Nm3/h。电站长期运行工况发电量6000kW，电站外供汽1418t/h。全厂用汽可通过锅炉的高压蒸汽经减压后送入热网或经汽轮机抽汽送入热网。为改变我国尾气发电技术装备落后的面貌，彻底解决环境污染的问题，在技术上采取以下措施：首先，按照炭黑装备尾气的特点，对尾气锅炉的燃烧器和锅炉炉膛进行局部改进，提高炉膛燃烧温度和燃烧效率，防止燃烧器堵塞。其次是加强尾报燃烧的自动化监控水平，整个装置采用DCS系统控制，从尾气的输入参数，燃烧参数到燃余气（烟气）的排放温度，排放成分都进行监视并进行自动化调节，从而达到环保和节能要求。五、拟建项目范围及内容根据现场实际情况及公司的要求，本项目建

20、设内容如下：1硬质炭黑生产线6000KW尾气发电锅炉2锅炉给水处理系统323000KW汽轮发电机系统4电站循环水系统5电站用电系统6电站自动控制系统7电站室外汽水系统8电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统9与之配套的建构筑物和非生产线建筑物六、项目建设投资与资金筹措本项目建设投资总额6111.41万元，其中：建筑工程费为700万元，设备费用1861.00万元，安装工程费2022.72万元，其它费：1527.69万元。基本预备费252.92万元。根据项目实际情况，资金筹措全部由企业自筹。七、项目建设经济效益与社会效益（一）经济效益平均每年增加销售收入（不含增值税）2923.2万元；向国家增

21、加税收1031.88万元（其中所得税534.94万元），利润总额1444.38万元。（二）社会效益随着经济发展水平和人们认识的不断提高，人们对于环境保护和资源综合利用的认识不断提高，环保问题、能源问题和可持续发展问题日益成为制约社会和经济发展的最重要的因素之一。本项目采用国内外先进技术、先进装备，从根本上实现了工业炭黑生产尾气有效利用的目的，节约能源的同时，也使工业从“粗放型”向“集约型”转变，有力的改善了工业的高能耗及高污染的情况，从而为国民经济总体可持续发展作出了努力。本工程的实施对现有环境状况有一定的减排作用，具体为以下几点：1由于炭黑生产尾气锅炉的设置，对原生产工艺系统废气的排放有较大

22、的作用，改善了除尘器的工作条件，提高了除尘器的除尘效率，减少了粉尘的对外排放。2相对于燃煤电站，减少烟尘、SO2、废气、废渣的排放由于本炭黑生产尾气电站为炭黑生产尾气回收电站，不用燃烧其他燃料就可发电，因此相对于一般燃煤电厂来讲，每年可减少燃烧标准煤约14880t，经计算相当于减少624.95吨烟尘、516.76吨SO2和20831万Nm3废气、5999.50吨废渣的排放量。 第二章 项目建设条件一、基本条件于2007年建成一条50000t/年硬质炭黑生产线，并投入生产，因此具有利用炭黑生产尾气进行、次中压炭黑生产尾气发电的基本条件。二、有成熟的项目技术条件国外、次中压炭黑生产尾气发电技术从六

23、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，尤其是西方国家，此项技术较为成熟。天津炭黑厂炭黑尾气发电装置是美国大陆炭公司技术于1986年7月投产；中外合资上海卡博特化工有限公司的炭黑尾气发电装置于1992年7月投产；青岛炭黑厂引进的炭黑尾气发电装置于1992年11月投产。三、交通条件位于经济开发区，距城区直线距离为1.8km，国道从厂区前横贯通过，沪昆高速、浙赣铁路分别距公司直线距离约1.2km、0.8km，其交通便利。长沙黄花机场距本公司约1.5小时车程。四、电源条件本公司主要电源由供电公司城北变电站引出一路10KV单

24、回路专用架空线，供给本厂动力用电。五、供水条件本公司生产生活用水来源于市城市管网引入一条DN400供水管道，日供水能力为10000t，完全可满足生产、生活饮用水水源卫生标准。六、建设场地条件本项目的建设场地位于50000t/d炭黑生产线的西北部，建设场地为旱地。根据建设单位提供的工程地质勘探报告表明，建设场地地表比较平坦，地貌比较单一，地势为南高北低，最大标高为144.30m，最低标高为141.20m，相对高差约3.1m。该场地地层比较简单，主要为第四系的粉质粘土以及二迭系的灰岩，未发现有湿陷性黄土、断层破碎带、岩石软卧层等不良地质现象，场地稳定性较好。另据中国地震烈度区划表（GB18306-

25、2001），本工程所在地区抗震设防烈度为6度，按建设部建筑抗震设计规范（GBJ11-89）需进行抗震设计。 第三章 项目建设技术方案一、拟建项目范围及内容根据现场实际情况及公司的要求，本项目建设内容如下：1硬质炭黑生产线6000KW尾气发电锅炉2锅炉给水处理系统323000KW汽轮发电机系统4电站循环水系统5电站用电系统6电站自动控制系统7电站室外汽水系统8电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统9与之配套的建构筑物和非生产线建筑物二、项目申请报告编制依据提供的有关本项目的基础资料；国家有关法律、法规，技术规范、规定等。三、主要设计原则及指导思想总体技术方案要求在本工程实施时不能影响炭黑生产

26、线的正常生产，在此前提下项目申请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，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。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炭黑生产尾气。4生产设备原则上采用国内优质产品。5炭黑生产尾气电站的电机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。四、生产规模的确定本装置生产规模的确定一是要消除炭黑尾气带来的环境污染，二是利

27、国现行通用的余热发电机组来实施发电供热。根据炭黑装置能力为5万吨年，产生的炭黑尾气总量约60000Nm3h，约20送尾气燃烧炉燃烧，80送到3000kW尾气发电装置和油加工本着经济、合理、可行的原则，根据公司实际情况，确定拟建发电装2台额定蒸发量为20th余热锅炉和2套3000kW次中压凝汽式汽轮机组构成，发电机组装机容量为6000kW，额定发电能力为6000kW，运行8000小时计算，年发电量为4800万kWh。除站用电(约624万kWh)外，年可对生产装置供电4176万kWh。尾气不稳定时以少量炭黑燃料油作辅助燃料。（一）流程和消耗定额流程说明泵则性热力系统图见附图1，泵则性燃烧系统图见附

28、图2。从炭黑装置来的尾气经开口水封，防爆水封后进入拟建的1套20th涡炉。进入燃烧器的尾气与经锅炉空气预热器预热后的热空气混合燃燃，产生的高温烟气经锅炉各受热面进行换热后，温度逐渐下降，由锅炉引风机抽出，经烟囱排向大气。软化水在锅炉中吸收热量后被加热成饱和蒸汽。饱和蒸汽由锅筒进入过热器，进一步被加热成过热蒸汽，过热蒸汽经高压分汽缸，由主蒸汽管进入汽轮机，在汽轮机中冲动转子，带动发电机发电。在汽轮机中，过热蒸汽作功后压力温度逐渐下降，最后进入凝汽器被循环水冷却成凝结水，由凝结水泵加压后经抽汽器送至除氧器，再经锅炉给水泵送至锅炉中，完成一个循环。其间，在汽轮机中有少部分未完全作功的蒸汽经汽轮机非调

29、抽汽口抽出，经低压分汽缸送至除氧器用汽和其它用汽点。在工质循环过程中损失的软化水从装置水处理站由软水泵补充至除氧器。循环水经凝汽器后，温度升高，由循环水泵送至装置冷却塔冷却降温后循环使用。（二）物料平衡本装置的物料平衡以输入装置系统的全部物料和输出的全部物料为对象。系统物料平衡表见表3-1。表31物料平衡表入 项出 项炭黑尾气48000Nm3h36850kgh烟气62500 Nm3h71200kgh空气21660Nm3h27950kgh蒸汽33600kgh软化水42000kgh锅炉排污2000 kgh合计106800kgh合计106800kgh装置原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额。每发1K

30、Wh消耗量见表32。表32原、辅材料、燃料、动力消耗定额表名称尾气电软化水循环水每发1kWh消耗量767Nm3013kWh4kg5kg（三）自控技术方案本装置采用DCS系统控制方案。整个系统包含了一套控制站，和2台操作员站，通过操作员站的CRT，装置区内所有的重要工艺参数将被集中显示检测，关键的工艺参数将实现自动控制。每套装置包含一四套控制系统：上锅筒液位单冲量控制系统除氧器液位控制系统除氧器压力控制系统主蒸汽温度控制系统五套远程手操控制系统：入炉尾气流量控制入炉空气流量控制主蒸汽放空控制引风机入口蝶阀控制鼓风机入口蝶阀控制数十套检测系统，包括：温度检测系统20套压力检测系统39套流量检测系统4套液位检测系统3套二套分析检测系统：锅炉烟气尘浓度检测锅炉烟气氧含量分析检测同时，关键的设备运转信号将被送入DCS实现集中检测。（四）主要设备的选择1主要设备选择的依据和原则在满足工艺要求和保证设备性能、产品质量的前提下，本着技术可靠先进、经济合理、生产安全的原则，本装置工艺设备依靠国内技术，由国内制造。主机设备选择按照技术成熟可靠工艺参数符合要求，运行平稳及易于操作的原则进行。2主要设备的选择（1）尾气锅炉锅炉机组选用本院与东方锅炉厂联合开发的设备2套，锅炉主要特性见表33。表33锅炉特性表型 号SZS-20-2.45400-