河南****工业有限公司

技改余热利用项目

可行性研究报告

西安****设计研究院

洛阳洁净能源工程设计有限公司

二O##年四月

批准：

审核：

校对：

编制：

目  录

1.概述....................................................

   1.1项目概况及编制依据...................................

   1.2公司热负荷

   1.3公司电负荷

1.4公司锅炉设备

2.机组选型及供热方案

2.1机组选型

2.2供热方案

3.工程方案

3.1汽机房的布置

3.2热力系统

3.3电气系统

3.4热控系统

3.5水工工程

3.6土建工程

3.7总平面布置

4.环境保护

5.节约能源

6.消防

7.定员

8.项目实施进度

9.投资估算

10.经济初步评价

11.结论

附件 1. 河南****工业有限公司的委托书

2. 河南****工业有限公司技改余热利用项目建议书

3. 河南省发改委关于河南****工业有限公司技改余热利用项目的批复

4. 河南省环境保护局关于河南****工业有限公司年处理玉米92万吨深加工项目环境影响报告书的批复（豫环监［2005］143号）

附图 1. 总平面布置图

2. 一期工程汽机房6m平面布置图

3. 二期工程汽机房7m平面布置图

4. 原则性热力系统图

5. 原则性电气主接线图

1.概述

1.1项目概况及编制依据

1.1.1项目委托单位

河南****工业有限公司

1.1.2项目名称

河南****工业有限公司技改余热利用项目

1.1.3编制依据

a. 河南****工业有限公司的委托书（附件1）

b. 河南****工业有限公司技改余热利用项目建议书（附件2）

c. 河南省发改委关于河南****工业有限公司技改余热利用项目的批复（附件3）

d. 河南省环境保护局文件（豫环监［2005］143号）《河南****工业有限公司年处理玉米92万吨深加工项目环境影响报告书的批复》（附件4）

1.1.4项目概况

河南****工业有限公司年处理玉米92万吨深加工项目包括两期工程：一期工程年产8万吨酒精生产车间和2×25 t/h循环流化床锅炉已于20##年底投产运行；二期工程年产12万吨酒精生产车间、12万吨淀粉生产车间、6万吨麦芽糊精和6万吨淀粉糖浆车间、21.6万吨DDG（饲料）车间、2×75 t/h循环流化床锅炉车间正在施工建设，预计20##年底全部建成投产。项目总投资56695万元，项目设在河南省临颖县颖北工业区。

1.2公司热负荷

   热负荷汇总见表1.1，热平衡见示意图。

表1.1                                                                                 

热负荷汇总表

热平衡示意图

1.3公司电负荷

   详见表1.2 电力负荷预测汇总表

表1.2                电力负荷预测汇总表

                                                              

1.4公司锅炉设备

   a. 2×25 t/h锅炉

型式：循环流化床锅炉

型号：SHF25-2.5/400-W＋炉渣

额定蒸发量：25t/ h

过热器出口蒸汽压力：2.5MPa

过热器出口蒸汽温度:  400℃

给水温度： 105℃

锅炉热效率： 85.3％

数量： 2台

生产厂：郑州锅炉厂

b. 2×75 t/h锅炉

型式：循环流化床锅炉

型号：YG-75/5.29-M12

额定蒸发量：75t/ h

过热器出口蒸汽压力：5.29MPa

过热器出口蒸汽温度:  485℃

给水温度： 150℃

锅炉热效率： 89.92％

数量： 2台

生产厂：济南锅炉厂

2.机组选型及供热方案

 2.1机组选型

2.1.1配一期工程

一期工程使用的锅炉是次中压参数，故选用的汽轮机也应配次中压参数，具体技术规范为：

汽轮机型式：背压式汽轮机

型号：B3-2.35/0.785型

额定容量：3 MW

额定转数：3000r/min

进汽压力：2.35MPa

进汽温度:  390℃

额定进汽量： 42.39t/h

排汽压力：0.785MPa

排汽温度:  240℃

数量： 1台

生产厂：青岛汽轮机厂

配套的发电机为：

型号：QF-3-2型

额定功率：3MW

额定转速:  3000r/min

出线电压： 10.5kV

功率因数： 0.8

数量： 1台

生产厂：济南发电设备厂

2.1.2配二期工程

   二期工程使用的锅炉是次高压参数，故选用的汽轮机也应配次高压参数，具体技术规范为：

汽轮机型式：背压式汽轮机

型号：B6-4.90/0.785型

额定容量：6MW

额定转速:  3000r/min

进汽压力：4.90MPa

进汽温度:  468℃

额定进汽量： 66.6t/h

最大进汽量： 77.7t/h

排汽压力：0.785MPa

排汽温度:  280℃

数量： 2台

生产厂：青岛汽轮机厂

配套的发电机为：

型号：QF2-6-2型

额定功率：6MW

额定转速:  3000r/min

出线电压： 10.5kV

功率因数： 0.8

数量： 2台

生产厂：济南发电设备厂

2.2供热方案

    配一、二期工程的背压汽轮机背压蒸汽压力为0.785MPa，故两期工程背压汽轮机排出的蒸汽连成母管，向各生产车间供汽。考虑到各生产车间用汽为170～150℃，而一、二期背压机排汽温度为240℃、280℃，故在B3和B6出口分别加装喷水减温器，都控制在170℃连成母管。

   B3额定进汽为42.39t/h，扣除自用汽2.0t/h，外供蒸汽量为40.39t/h；B6额定进汽为66.6t/h，最大进汽为77.7t/h，因锅炉额定蒸发量为75t/h，所以B6的实际最大进汽为75t/h，扣除自用汽2.4t/h，B6外供汽的能力为2X72.6t/h。1XB3+2XB6的最大供汽能力为40.39+2X72.6=185.59t/h。

   经过喷水减温器，使蒸汽温度降为170℃，减温器喷水量为10t/h，供生产蒸汽能力提高为195.59t/h，扣除采暖用汽3t/h，漏损2t/h，供汽能力减为190.59t/h。

　　2X25t/h锅炉供1XB3还有7.61t/h多余，经减温减压装置增加喷水0.16t/h后，蒸汽量增为7.77t/h，合到厂区供汽总管的供汽量增为198.36t/h。表1.1列出的是平均用汽量，合计为178t/h，可见供汽能力比平均用汽总量富裕20t/h。可预计基本上能满足生产蒸汽最大用汽量的需要。而经常的供汽量是平均用汽量，故汽轮机平时都能在额定工况下运行，保证汽轮机的使用寿命。

3.工程方案

    鉴于一、二期锅炉分设在两个锅炉房，汽机房距锅炉房应尽量靠近，故本次技改余热利用的汽机房也分成两个。均在原有锅炉房、除氧煤仓间基础上接建。

3.1汽机房的布置

  3.1.1配一期工程的汽机房的布置

鉴于一期工程是两炉配一机，故汽轮发电机组采用纵向布置，头朝固定端，电气出线向北送至35kV配电站的10kV母线。

汽机房在除氧煤仓间北侧新建，跨度为12m，柱距为6m，长18m。

汽机房的运转层标高为6m，与锅炉房、除氧煤仓间的一致。

汽机房设一台10/2t单梁慢速起重机，供检修用，屋架下弦暂定为16m。

电动给水泵、减温减压装置仍设在锅炉房内。

汽机房布置图详见附图2。

3.1.2配二期工程的汽机房的布置

考虑到汽机房尽量与锅炉房长度取齐，尽量减少汽机房面积，故采用纵向头对头布置，汽机房跨度为15m，柱距为6m，长度为42m。

汽机房运转层标高为7m与锅炉房、除氧煤仓间的一致。

两台发电机10.5kV出线分别送至汽机房西侧的35kV配电站的10kV母线。

汽机房设一台16/3t双梁桥式慢速起重机，供检修用，汽机房屋架下弦为17m。

鉴于锅炉给水温度为150℃，从大气旋膜式除氧器来的给水经电动给水泵送至高压加热器加热到150℃以上再送锅炉，故电动给水泵设在汽机房底层靠B列柱侧，这样系统比较合理。

汽机房布置图详见附图3。

3.2热力系统

由于一、二期锅炉房参数不同，热力系统也不同，但外供汽是同一母管，故两期工程的原则性热力系统（重点在汽机房部分）画在一起，详见附图4。两期工程不同之处主要是：

a.二期工程锅炉给水温度为150℃，故除氧器出水进入低压给水母管，再经电动给水泵（共3台）送至高压加热器，给水被加热到150℃以上，再送至锅炉。高压加热器的加热用蒸汽从背压排出的蒸汽引出一部分。

一期工程锅炉给水温度为105℃，从除氧器出水经电动给水泵直接送至锅炉。

b.一期工程锅炉产汽经减温减压装置送至厂区供汽母管，在增建B3背压式汽轮机后，汽轮机排汽经减温器接至厂区供汽母管。

二期工程则在B6背压式汽轮机后经减温减压装置接至厂区供汽母管。锅炉产汽的主蒸汽管可不再设减温减压装置，但当锅炉先上，汽轮机后上，仍需设减温减压装置，为节省投资，减温减压装置只上一套。

c. 一期工程电动给水泵设在锅炉房部分，增加背压式汽轮机后，给水泵与汽轮机系统没有关系，仍设在锅炉房，不用移动。

二期工程因增设高压加热器后，给水泵应属汽机房部分，故必须设在汽机房内。

3.3电气系统

QF-3-2和QF2-3-2型发电机出线电压均为10.5kV，分别送至35kV配电站10kV母线。一期工程10kV母线不分段，二期工程上时10kV母线应分段。

由于这次技改是余热利用，自发自用不上网，因此，没有必要升至35kV，故本技改工程不设主变。主接线见附图5。

厂用电电压等级采用10kV、0.38/0.22kV。厂用电直接从发电机出口引接。厂用变设在除氧煤仓间的底层，采用干式变。

电气主控制室设在除氧煤仓间的运转层，与机炉控制室连在一起。

35kV配电站为公司已有，但结合本次技改也需进行局部调整、补充。

3.4热控系统

原有2×25t/h锅炉房和正在建设的2×75t/h锅炉房均采用DCS控制，增加汽轮发电机组后共增加了3台电脑，DCS系统扩大至汽轮发电机部分，控制室位置不变，面积有所增加。

3.5水工工程

本技改工程，水工部分主要包括汽机房的工业水系统、消防水系统。生活水系统已包括在锅炉房、除氧煤仓间内。本工程无凝汽器冷却水循环水系统。

工业水主要是冷油器、空气冷却器、泵的冷却水。由于工业水没有污染，故采用复用循环水系统，冷却塔采用机力塔，容量2×250m3/h，冷却塔设在综合水泵房顶上。

3.6土建工程

汽机房采用排架结构，与除氧煤仓间构成框排架抗震体系。墙体采用空心砖，屋架和屋面板为预制钢筋混凝土结构。

汽轮发电机组基座采用小岛式结构，与厂房基础脱开，避免相互影响。

汽机房、汽轮发电机组基座均采用桩基，辅机基础采用天然地基。

一期工程的汽机房长度只有18m，不设天窗；二期工程的汽机房设天窗。

两个汽机房均设吊车，一期工程设10/2t单梁桥式慢速起重机，一期工程设16/3t双梁桥式慢速起重机。

3.7总平面布置

本技改工程在公司厂区范围内进行。

一期、二期工程汽机房的位置详见附图1。

一期工程汽机房位于一期工程锅炉房的煤仓楼北侧，二期工程汽机房在二期工程除氧煤仓间北侧接建。

工业水系统冷却塔设在综合水泵房房顶。

现有35kV变配电站位于一期工程汽机房北边、二期工程汽机房的西边。

道路、排水均按公司厂区总平面规划的进行。

4.环境保护

汽机房无烟气排放，也无有害废水排放。《河南省环境保护局关于河南****工业有限公司年处理玉米92万吨深加工项目环境影响报告书的批复》仍照样能严格执行。汽机房环保主要措施是降噪。

a.汽轮发电机组噪声为86～98dB（A），以中低频为主；

b.疏水管道噪声为106～110 dB（A），以中低频为主。

采取降噪的主要措施是：

a.汽机房采用密闭结构，减少噪声向周围环境传出；

b.安全阀排汽管加装消声器；

c.管道进行绝热保温，使管内噪声减少向外传出；

d.为保证控制室的工作条件，控制室门窗采取隔音措施。

5.节约能源

本工程本身就是一项节能工程，利用现有锅炉差压余热发电。本工程主要节能措施是：

a. 全部采用背压式供热机组，排汽除少部分自用外，全部送至各车间供生产使用。

b.二期工程采用次高压参数，为进一步提高综合热效率，故设有高压加热器。

c.工业水系统主要供汽轮机的油冷却器、发电机的空气冷却器、电动给水泵等的冷却水，回水不受污染，故采用复用循环水系统，以节约补充水量。

d.疏放水尽量回收，以节约补充水量。

e.尽量提高凝结水回收率，目前可达50％以上，提高回收率，可减少化学除盐水量，降低生产成本和减少补充水量。

6.消防

原设计锅炉房已有消防水系统，本技改工程增加的两个汽机房同样设有消防水系统和消防设施。

汽机房的位置也按 《建筑设计防火规范》的规定设计。

7.定员

因为本工程是技改工程，仅增加汽机房的人员，除氧给水、电气厂用均由原锅炉房人员兼任，因此，定员为：

一期汽机房司机          4人

二期汽机房司机          7人

电气               7人

合计              18人

8.项目实施进度

20##年4月～5月             立项报批

20##年5月～7月             设计

20##年7月～9月             土建工程施工

20##年10月～12月           安装、调试、试运行

9.投资估算

见总估算表（表9.1）

表9.1                 总 估 算 表

                                                               金额单位：万元

一、二期总计静态投资3803万元。

10.经济初步评价

   作为技改工程经济评价是不完整的，经济效益都算到技改工程上了，虽然这不太公平，但也是符合实情的。

   主要数据的计算：

 a.锅炉产蒸汽的焓与汽轮机排汽的焓差是汽轮机作功的能耗。再除以煤的发热量、除以锅炉热效率，就是折合原煤耗量。

一期工程：

 G1＝＝5893t/a

二期工程：

 G2＝＝25286.9t/a

b.原煤到厂价为320元/t计，生产成本按燃料占生产成本的60％计，则生产成本为：

一期工程：

B1＝G1×320/60％＝5893×320/60％＝3142933.3元/a≈314万元/a

二期工程：

B2＝G2×320/60％＝25286.9×320/60％＝13486347元/a≈1349万元/a

c.发电量扣除自用电量，实际自发自用大约只能满足公司用电的80％左右，如售电价与网上来电的电价（0.5元/kWh）相同，则得售电收入。

一期工程：

N1＝3000×24×330×（1-17％）＝19720800 kWh/a

S1＝N1×0.5＝19720800×0.5≈986万元/a

二期工程：

N2＝6000×2×24×330×（1-15％）＝80784000 kWh/a

S2＝N2×0.5＝80784000×0.5≈4039万元/a

d.利润. 收入扣除生产成本、折旧、大修理费就是利润。由于本工程为厂内技改，自发自用，燃料已交增值税，不另计税。

一期工程：

L1＝S1－B1－C1－D1

＝986－314－－353×2.5％

＝623万元/a

二期工程：

L2＝S2－B2－C2－D2

＝4039－1349－－1089×2.5％

＝2525万元/a

e.投资回收期

一期工程：606/623＝0.97年

二期工程：2021/2525＝0.82年

可见投资不到一年即可回收。

这里要说明的是效益全部算到本技改工程上了，如连同已有的锅炉房及有关系统，投资回收期约为3年。

11.结论

a.从经济初步评价可见，经济效益是非常好的。但效益均算到技改工程头上，不甚公平，但也不是没有道理：即没有技改工程就没有这些效益。

b.本技改工程节能效果也是非常明显的，热电比和全站热效率远远高于规定，当然，仅本技改工程无法计算热电比和全站热效率，故连同燃料、锅炉一起计算：

一期工程：

一期工程的供热量：

Qa1＝3014.5×103×45×24×330＝1.074×106 GJ/a

一期工程的发电量折合热量：

Na1＝3000×24×330×3600＝0.0855×106 GJ/a

热电比＝1.074×106/0.0855×106＝1256％

耗煤量折合热量：

Q1＝（3239.85－83.74）×103×48×24×330/85.3％＝1.407×106 GJ/a

一期工程热效率：

η1＝＝＝82.41％

二期工程：

二期工程的供热量：

Qa2＝（119×24×330＋4×24×120）×103×3014.5＝2.876×106 GJ/a

二期工程的发电量折合热量：

Na2＝6000×2×24×330×3600＝0.342×106 GJ/a

热电比＝2.876×106/0.342×106＝841％

耗煤量折合热量：

Q2＝（3395.3－83.74）×103×（127×24×330＋4×24×120）/89.92％

＝3.748×106 GJ/a

二期工程热效率：

η2＝＝＝85.86％

全站热电比： ＝＝924％

全站热效率：

η＝＝

＝84.92％

c.从经济初步评价可知，本技改工程的投资回收期不到一年就全部回收了，如连同锅炉等其他部分一起计算，不到三年可全部收回投资。

  d.综上所述，本技改工程各方面效益都很好，是应该尽快上马的。