《集群电炉低温烟气余热资源利用电厂技术方案》(66页)

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1、集群电炉低温烟气余热资源综合利用电厂技术方案天津水泥工业设计研究院有限公司总 经 理 于兴敏中材节能发展有限公司总 经 理 何新平常务副总经理 张 富副 总 工程 师 董兰起设 计 经 理 李 随报 告 编 、 审 人 员专业 编写（设计） 审核 审定热 机 李 浩 罗志兰 董兰起化 学 许 琴 博 澄 博 澄环 境 保 护 魏连友 罗志兰 遇广堃劳动安全与卫生 魏连友 罗志兰 遇广堃总 图 与 交 通 刘永刚 吴振华 吴振华结 构 董春玲 刘 军 高连海建 筑 董春玲 鲍燕春 孙树华暖 通 魏连友 罗志兰 遇广堃给 排 水 许 琴 博 澄 博 澄消 防 许 琴 博 澄 董兰起电 气 王 林

2、祝 强 祝 强热 工 仪 表 候 英 阎素玲 祝 强概 算 丁 弈 肖军贵 肖军贵技 术 经 济 分 析 丁 弈 肖军贵 肖军贵鄂尔多斯冶金集团节能减排项目 大型集群电炉低温烟气余热资源综合利用能效电厂工程 技术方案天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 有 限 公 司中 材 节 能 发 展 有 限 公 司 1 1 项目建设单位情况1.1 项目概况鄂尔多斯冶金有限责任公司根据本公司余热资源的具体情况，在对国家及内蒙古自治区资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究的基础上，对国内现有的资源综合利用电站的系统和技术进行了综合调研，为了实施可持续发展战略和执行资源综合利用政策，针对企业现有生产

3、规模、技术条件，并综合考虑现有余热资源及场地布置等因素，拟利用硅铁电炉生产过程中产生的废气余热，通过设置余热锅炉产生的低压过热蒸汽余热资源，配套建设低参数余热电站。以达到充分利用废热资源，降低生产成本，提高企业经济效益之目的。 1.2 项目建设单位情况简介鄂尔多斯冶金有限责任公司隶属于鄂尔多斯控股集团，座落于京 包银 兰 经 济 带 的 工 业 重 镇 中 国 内 蒙 古 鄂 尔 多 斯 棋 盘 井 工 业 园 区 ， 占 地 面 积 15 平 方 公 里 。 依托丰富的矿产资源和超凡的创业胆识，借助鄂尔多斯控股集团年产 660 万吨煤炭和装机容量 93 万千瓦的电力等配套产业优势，大胆探索高

4、载能循环经济模式，实现了资源、能源和高附加值产品的快速转化。投巨资建设了 64 台矿热电炉，总容量 118 万 KVA，铁合金系列产品的生产能力达 100 多万吨，成为世界上总容量最大，炉台数最多，产能最高的铁合金生产基地，不但是中国铁合金产品生产和出口的特大型支柱企业，在全世界铁合金生产领域中产销量均名列前茅。产品有普通硅铁、特种硅铁、硅锰合金、电石等，远销中东、欧美、日韩、东南亚、非洲等 20 多个国家、地区和中国 30 多个省市自治区。到 2015 年，凭借年 5000 万吨的煤炭产能和 291 万千瓦的发电能力，依托具有自主产权并可开采数百年的金属矿产资源以及 109 国道、110国道

5、和东乌铁路等便利的交通运输条件，鄂尔多斯冶集团将涉足铬铁、硅钙、氧化铝、电解铝、水泥熟料、稀贵金属铁合金等领域，产能总量鄂尔多斯冶金集团节能减排项目 大型集群电炉低温烟气余热资源综合利用能效电厂工程 技术方案天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 有 限 公 司中 材 节 能 发 展 有 限 公 司 2 将达到 500 多万吨,其中普通硅铁 70 万吨、特种硅铁 5 万吨、工业硅 20万吨、硅锰 15 万吨、碳化硅 1 万吨、硅微粉 10 万吨、电石 100 万吨、氧化铝 80 万吨、电解铝 40 万吨、水泥熟料 155 万吨。鄂尔多斯冶金有限责任公司以“鄂尔多斯”品牌为创业灵魂,以“质量

6、和服务是鄂尔多斯的象征” 为兴业目标，一心树就“能源经济、高科技经济和资本经济”同轨道加速运行的“蓝海”发展战略，全力构筑用“集智、放胆、拓荒、创新”的企业文化精神凝结而成的品牌发展之路。产品的纯度、精度都达到了国际水准。推进资源综合开发利用，实施资源控制战略，大力发展循环经济，提高优势产业集中度，培育产业集群，延伸产业链，使优势产业的规模进一步扩大，是公司发展的战略选择。把优势产业做大做强，必须坚持“科技是第一生产力”的思想，只有在我国高载能产业领域不断地探索、创新，抢占技术制高点，实现技术突围，才能提高产业竞争力。1.3 项目提出的必要性和意义1.3.1 开展节能活动能源是人类赖以生存和发

7、展的重要物质基础，能源使用效率的高低已成为一个部门、一个行业乃至一个国家技术进步的重要标志。随着我国经济的快速发展和人口的不断增加，能源相对不足的矛盾已日显突出，寻找新的能源或可再生能源，以及合理的综合利用现有的宝贵能源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。2005 年以来，国务院先后发出了关于建设节约型社会近期重点工作的通知和关于加快发展循环经济的若干意见等重要文件，批准发布了节能中长期专项规划。为实现规划目标，国家发改委启动了十大重点节能工程。通过实施十大重点节能工程，“十一五”期间将实现节约 2.4 亿吨标准煤的节能目标。并重点提出“十一五”期间“实现在钢铁联合企业形成年节能能力

8、 266 万吨标准煤；”的鄂尔多斯冶金集团节能减排项目 大型集群电炉低温烟气余热资源综合利用能效电厂工程 技术方案天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 有 限 公 司中 材 节 能 发 展 有 限 公 司 3 具体要求。2006 年 4 月国家发改委等政府部门又颁布了千家企业节能行动实施方案，进一步明确了“以提高能源利用效率为核心，坚持节能与结构调整、技术进步和加强管理相结合，大力调整和优化结构，开发和推广应用节能技术”的指导思想。冶金工业是国民经济重要的基础原材料工业，也是高耗能、高污染工业。冶金工业节能潜力巨大。为此，国内、外大型企业纷纷采取先进技术，开展节能降耗和综合利用，不断优化

9、企业的能耗指标和环保指标，以期达到能耗最少，环保最优。目前，能源生产的增长速度尚难以适应国民经济发展的要求，能源价格仍呈上升趋势，这对于能源费用占企业生产总成本 20%30% 的冶金工业将是新的挑战。因此，节能降耗将是冶金工业长期发展的战略任务。1.3.2 循环经济的发展利用硅铁电炉生产过程中产生的 400以下的废气余热作为热源的纯低温余热发电，在不增加生产能耗的前提下，整个热力系统不燃烧任何一次能源，电站的产品电力将回用于冶金生产，这套系统在回收冶金工业生产过程中产生的大量余热的同时，又减少了冶金工业对环境的热污染以及粉尘污染，这将给企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。

10、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鄂尔多斯冶金集团节能减排项目 大型集群电炉低温烟气余热资源综合利用能效电厂工程 技术方案天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 有 限 公 司中 材 节 能 发 展 有 限 公 司 4 循环经济战略。循环

11、经济内涵是一种“促进人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。由此可见，节能减排是社会和政府在能源节约和环境保护的巨大压力下提出的紧迫要求,也是冶金行业面对日益激烈的市场竞争的经济形势下的明智选择。而利用日益成熟的低温余热发电技术，可大量回收和充分利用冶金工业中的低温废气余热，提

12、高冶金工业的整体资源利用水平，此项技术必将成为冶金工业节能降耗的有效途径之一。余热电站建成后，可大力回收和循环利用工业废气，提高企业的整体资源利用水平，为资源的绿色消费贡献力量。另外，利用企业的废气余热进行发电，实际上就是相应减少了电力系统中燃煤电站产生同等电量而产生的 CO2 的排放。根据京都议定书规定的基于市场经济原则的清洁发展机制（CDM），这些 CO2 的减排量是可以在国际碳排放交易中出售的，从而可以进一步减少余热发电的投资成本。1.3.3 理想的 CDM 项目为了应对温室气体排放对全球气候变化带来的严重影响，近 20 多年来，人类社会进行了持续不懈的努力。1997 年 12 月在日本

13、京都通过的京都议定书是这种努力的里程碑式的极其重要的成果。在联合国气候变化框架公约之下，世界各国最终签署了具有法律约束力的京都议定书，规定在 2008 到 2012 年的第一个承诺期内，工业发达国家必须将二氧化碳排放总量在 1990 年排放总量的基础上减少 5.2%；发展中国家在此期间不承担减排义务，而且可以将本国实现的减排量出鄂尔多斯冶金集团节能减排项目 大型集群电炉低温烟气余热资源综合利用能效电厂工程 技术方案天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 有 限 公 司中 材 节 能 发 展 有 限 公 司 5 售给发达国家，换取资金与技术，再用于国内的环境保护事业，促进发展中国家的可持续发

14、展，这就是京都议定书所设计的“清洁发展机制（简称 CDMClean Development Machanism）”的精髓。CDM 是 京都议定书第 12 条所建立的发达国家与发展中国家之间的一种国际合作机制。京都议定书所设计的 CDM 包含双重目的：帮助发展中国家实现可持续发展；帮助发达国家实现其减限排承诺。CDM 规定发达国家通过提供资金和技术的方式，与发展中国家开展项目合作，将项目所实现的“核证减排量（CERs）”用于发达国家缔约方完成他们在议定书中的减排承诺 。CDM 被普遍认为是一种“双赢” 机制：发展中国家通过合作可以获得资金和技术，有助于实现自己的可持续发展；发达国家可以大幅度降低

15、其在国内实现减排所需的高昂费用。清洁发展机制为发达国家实现减排承诺提供了另一种可行的途径。在全球范围内，无论在哪里进行减排，效果都是一样的，但在发展中国家实现减排所需的成本与难度相对更低一些。CDM 模式的主要内容是，发达国家可以在发展中国家的项目中投入资金、技术，帮助其减少温室气体的排放量，然后向发展中国家购买其减排量，这样发达国家就能以比较低的成本完成减排承诺。CDM 在发达国家和发展中国家之间创造了一种商机，使温室气体的减排量可以作为商品在国际市场上进行交易，发展中国家可以通过 CDM 项目获得一定的资金和较先进的技术。火力发电项目需要燃烧大量的煤炭资源，并在生产过程中排放大量的 CO2 气体，本项目建成后的发电能力，相当于减少了燃煤电站燃煤量，以一台与 6MW 余热发电机组相当的燃煤发电机组，按年发电量 4200万 kWh 来计算，每年可减少 CO2 气体的排放量近 4.13 万 t，因此余热发电机组运行的社会环保效益十分明显，是一个很好的 CDM 项目。1.4 项目的技术支持条件鄂尔多斯冶金集团节能减排项目 大型集群电炉低温烟气余热资源综合利用能效电厂工程 技术方案天 津 水 泥 工 业 设 计 研 究 院 有 限 公 司中 材 节 能 发 展 有 限 公 司 6 国外纯低温余热发电技术从六十年代末期即开始研制，到七十年