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1、大气污染控制工程大作业大同二电厂二期工程火电厂烟囱设计姓班级 名：学班级 号：指导教师：北京交通大学土木建筑工程学院市政与环境工程系2013年 10 月 21 日目录第一章 山西省煤炭资源及电厂分布介绍 1 1 山西煤炭资源简介 . 1 1.1 得天独厚的山西煤炭资源 1 1.2 煤炭开采给山西造成的生态环境影响 1 1.2.1 严重的水资源破坏和水污染 1 1.2.2 触目惊心的大气污染 1 1.2.3土地资源的严重破坏 . 2 1.2.4生态环境破坏的经济损失代价. 2 2 山西省电厂概况 . 2 2.1 电厂统计 2 2.2 主要电厂介绍 4 2.2.1大同二电厂 . 4 2.2.2神头
2、第一电厂 . 6 2.2.3神头第二发电厂 . 8 第二章 设计计算实例 8 1 计算方法 . 8 2 大同二电厂二期工程烟囱设计计算. 9 2.1 原始资料 9 2.2 燃烧的计算 10 2.3 大气稳定度的确定 11 2.3.1大同地理气象资料 . 11 2.3.2大气稳定度计算 . 11 2.4 扩散参数的确定 11 2.5 烟囱高度的计算 11 2.6 检验扩散参数并计算地面最大浓度 13 2.7 烟气速度及烟囱内径的计算 13 2.8 结果讨论 14 第三章 烟囱图纸 15大气污染控制工程大作业环境 1001 任佳1第一章山西省煤炭资源及电厂分布介绍1 山西煤炭资源简介1.1 得天独
3、厚的山西煤炭资源山西是我国最大产煤省，素有“煤乡之称”。煤炭资源优势得天独厚，储量大、分布广、品种全、质量优、易开采。全省含煤面积6.2 万平方公里，占国土面积的 40.4%，自北向南分布有大同、宁武、西山、河东、沁水、霍西6 大煤田和浑源、繁峙、五台、垣曲、平陆5 个煤产地，含煤地层有石炭二叠系、侏罗系及下第三系。 1995年全国第三次煤田预测资料显示， 全省 2000米煤炭资源总量为 6400亿 t，占全国的 16%，截止 1996 年末累计探明储量2662 亿 t，占全国 27%（其中：煤焦煤占 57%） ，保有储量 2613亿 t，占全国的 27%，境内各类煤矿批准占用储量约 1500
4、 亿 t。据 1986 年中国煤炭分类国家标准， 山西拥有 14 个牌号的煤种， 由其是大同的动力煤，阳泉、晋城的无烟煤，离柳、乡宁的稀有炼焦煤储量大、分布广，开发历史久远，特别是改革开放以来在市场上开创了极佳的品牌效应；山西成煤时期主要在古生代，主要含煤地层为石炭、二迭系和侏罗系；部分为第三系；目前开发的煤炭平均埋深在300500m，地质构造大部分地区较为简单，开采条件好。煤质优良，大部分为低硫、低灰、高发热量。1.2 煤炭开采给山西造成的生态环境影响1.2.1 严重的水资源破坏和水污染采煤造成严重的水资源破坏，加剧了水资源短缺。根据山西省煤炭开采对水资源的破坏影响及评价结果，山西每开采1
5、吨煤直接破坏 2.48 吨水资源。每年开采的 5 亿吨煤，破坏的水资源达12 亿立方米左右，相当于山西省整个引黄工程的总引水量。 而山西人均水资源拥有量不到全国平均水平的五分之一，水资源短缺严重影响山西人民的正常生产和生活。1.2.2 触目惊心的大气污染煤尘、矸石山自燃、 燃煤锅炉形成了煤矿区以二氧化硫和烟尘为主要的高浓度污染物，形成了危害严重的煤烟型大气污染，城市的空气质量极其恶劣。 根据山西大气污染控制工程大作业环境 1001 任佳2省环保局统计， 2003年山西省煤矿区二氧化硫排放量达32.97万吨，烟尘年排放量达 44.82 万吨，分别占到全省排放量的32和 51.5。1.2.3土地资
6、源的严重破坏近 20 多年来，山西作为国家主要能源基地，加强了基地建设力度，更大规模地开采煤炭，造成矿区土地塌陷、地表扰动、崩塌、泥石流等严重的地质灾害。据调查统计， 截 2004年，山西省矿区面积累计已达8000 平方公里， 其中采空区面积达 5000 平方公里，引起和潜在严重地质灾害的区域约2940平方公里，每年新增塌陷区面积约 94 平方公里。目前，全省矿区土地破坏已遍及大同、朔州、晋中、晋城、长治、临汾、阳泉、吕梁、太原等多个地市，发生次生地质灾害的范围波及 1900 个自然村，涉及95 万人。1.2.4生态环境破坏的经济损失代价煤炭工业造成的环境污染损失主要包括大气环境污染损失、水环
7、境污染损失和固体废弃物损失等方面。根据山西省有关部门测算结果，2003 年山西省煤炭开采造成的大气、水及固体废弃物污染的环境损失约62 亿元，平均环境污染损失为13.78 元/吨煤。山西省煤炭工业造成的生态破坏经济损失核算主要包括以下内容：采煤造成的水资源性破坏的损失、 采煤漏水造成的缺水人口、 采煤造成的水土流失、 森林资源生长量损失、 采煤占地损失、 破坏植被引起释氧减少的损失、采煤破坏耕地的复垦费用、消耗坑木及生物多样性损失、生态重建恢复植被费用、 湿地生态系统损失、土地塌陷损失、物种资源丧失等。2003 年采煤造成的生态破坏经济损失核算结果为 226. 77亿元，平均吨煤生态破坏经济损
8、失为50.45 元。2 山西省火电厂概况2.1 火电厂统计所在市电厂名称装机容量（万 kW）备注阳泉市南煤龙川2 13.5 阳光电厂120 向阳泉市及平定县采暖供热山西国阳新能股份有限公司第三热电厂6 大气污染控制工程大作业环境 1001 任佳3河坡电厂阳泉市30 阳煤电厂40.5 长治市武乡电厂2 60 漳泽电厂84 山西漳山发电有限责任公司2 30+2 60 容海电厂2 13.5 王曲电厂2 60 国家 “ 西电东送 ” 北通道重点工程项目之一潞安余吾电厂2 13.5 晋城市阳城电厂6 35+2 60 向江苏送电晋城热电2 30 成庄电厂5 寺河煤层气发电厂12 兰花大宁煤层气发电厂3.5
9、 朔州市永皓电厂2 5 神头一电厂120 向本省和京津唐地区供电神头二电厂2 50 向本省和京津唐地区供电格瑞特煤矸石综合利用电厂2 13.5 平朔煤矸石发电有限公司2 5+2 30 小五台风电4.125 风电败虎堡风电3.375 风电国电洁能有限公司右玉4.95 风电国电高家堡风电4.95 风电晋中安平电厂2 15 榆社电厂80 大气污染控制工程大作业环境 1001 任佳4市榆次热电60 运城市大唐国际运城发电有限公司2 60 运城关铝热电有限公司2 20 河津电厂2 35 华泽电厂2 30 蒲光电厂2 30 忻州市同华电厂120 保德电厂27 广宇电厂27 繁峙云雾峪风电4.95 风电神池
10、霸业梁9.75 华能宁武风电4.95 风电万家寨水电54 水电河曲电厂120 天桥水电12.8 水电龙口水电42 水电西龙池抽水蓄能电站120 主要承担山西电网的调峰、 填谷任务临汾市临汾热电2 30 侯马晋田热电厂10 山西兆光发电有限责任公司2 30+2 60 向山西南网供电吕梁方山电厂10 柳林电厂2 10+2 60 2.2 主要电厂介绍2.2.1大同二电厂山西大同二电厂隶属国电电力公司，位于山西省大同市南郊光华路， 全厂占大气污染控制工程大作业环境 1001 任佳5地面积 453.56 公顷，与京大高速公路紧紧相连，交通便利，是我国西电东送的主力电厂。主要担负着向首都北京输送优质电能的
11、任务，建厂近30 年，年平均在发电量 70 亿千瓦以上，为首都的建设及国民经济的发展做出了巨大贡献。国电大同第二发电厂一期建有6 台 200MW 机组，二期两台 600MW 亚临界直接空冷机组（ 7、8 号机组）于 2005 年全部投产发电，三期装有2660MW 超临界直接空冷机组， 2009 年 5 月 28 日，9 号机组完成了“ 168”小时试运， 2009年 10 月，10 号机组完成“168”小时试运，三期工程全部竣工，总装机容量达到 3720MW 即 372万千瓦。 大同第二发电厂 DG 670-5 型锅炉由东方锅炉厂生产，最大连续蒸发量为670 t/h。锅炉为 形布置。三期扩建工
12、程三大主机中锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司设计制造，为自然循环煤粉炉。1988年 11 月 25日一期工程全部完工， 共安装六台国产 20 万千瓦发电机组，总装机容量 120 万千瓦，年发电量70 亿千瓦时以上。和一期同步建成的500 千伏超高压输变电站是华北电网西电东送的重要枢纽，将内蒙和山西的部分电力汇集于此，通过大房（大同房山）500千伏超高压输电线路送往京津唐电网。大同第二发电厂二期扩建工程是一座大型坑口电站，设计装机容量为2600MW，二期工程在空冷、脱硫及中水利用等方面均处于国内领先水平，要求建造一流示范电厂。 烟囱为两炉共用的双筒式钢筋混凝土结构全程负压烟囱，设计高度为 24
13、0m，出口直径为 10m。该烟囱由钢筋混凝土基础、钢筋混凝土内外筒、信号平台（三层） 、顶部平台、烟道接口和其他附属设施等七部分组成。国电大同第二发电厂（三期）扩建工程建2660 兆瓦超临界直接空冷机组。项目总投资 50 亿元，由国电电力发展股份有限公司与北京国际电力开发投资公司分别按 60%和 40%的比例共同出资建设。建设周期：自2007 年起至 2009 年止。建厂投产 20 年间，大同第二发电厂创造了良好的经济效益和社会效益。特别是在 2001 年划归国电电力发展股份有限公司以来，企业按照上市公司的要求，在中国国电集团公司和国电电力发展股份有限公司的正确领导下，深化改革、强化管理、提高
14、效益，取得了显著的成效。截至2003 年底，大同第二发电厂已累计发电 1200 多亿千瓦时， 同时，就地消化转化煤炭资源5000 余万吨，共计缴纳各种税款 10 亿余元。荣获 “全国火力发电效益十佳企业榜第六位”、“山西省双文明建设先进单位”大气污染控制工程大作业环境 1001 任佳6和国电集团“一级奖状”等。2.2.2神头第一电厂神头第一发电厂位于雁门关外，桑干河源头， 东至首都北京 360 公里，南踞山西省省会太原 239 公里。是一座装机容量 120 万千瓦的国有特大型企业， 先后安装有两台 5 万千瓦国产机组 （根据有关规定现已关停） 、两台 20 万千瓦原苏联机组、四台 20 万千瓦
15、捷克机组，是华北电网骨干火力发电企业之一，担负着向本省和京、津、唐地区的供电任务。该厂分三期建设， 一期安装两台国产5 万千瓦机组（现已划归山西晋能集团公司） ，二期安装两台原苏联20 万千瓦机组， 三期安装四台捷克20万千瓦机组。1977年 2 月 17 日首台机组投产， 1987 年 12 月最后一台机组并网发电。锅炉为两台 67OT/H 自然循环汽包炉，四台65OT/H 直流锅炉，六台200MW 汽轮发电机组。发电燃料用该厂西侧有储量为126 亿吨煤田。 用水主要为神头泉组， 平均流量为每秒 6 立方米。灰场有两座，其中一座在建。生产系统为管路水力除灰。通过神大线等 14 回线路并入电网
16、。神头发电厂位于山西省朔州市神头镇，非常靠近平朔煤田， 是典型的坑口电厂。电厂最初在1956 年就开始筹划，但因为经济困难，而且总体设计思路多次变更，所以一直处于筹备阶段。1966 年文化大革命开始后，设计主要考虑的是“进山进洞”，到了 1972 年又调整为“靠路靠水” ，在经过多方比较后，最终选定在靠近同蒲铁路的神头泉边兴建。从 1972 年到 1993 年的 21 年中，电厂实现了连续建设、连续投产。1973年起，首先由山西省地方政府在这里建设了两台均为7.5 万千瓦的小型机组，于1977 年投产。但这两台机组的效能不佳，后来都被降为5 万千瓦。在一期完工的同年，电厂被上划到中央政府， 并开始二期工程的建设， 安装两台从苏联引进的发电机组，于 1981 年完工。 1982 年起，中国和捷克政府合作，在神头建设了三期工程，安装四台捷克产的20 万千瓦发电机组，于1987 年全部建成。在最初规划的时候，神头就被设计成了“一厂两站”，分为两套系统，可分别扩展。第二电厂于1987 年开工
