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1、 自备热电联产工程的几点设计体会 曾斌周勇张海英摘要：近年来，随着西部开发的不断深入和节能减排力度的不断加大，很多行业企业纷纷新建或改扩建自备热电联产工程，这些行业与电力行业有不同的特点，如何做好设计工作，既能符合电力行业设计特点，又能满足这些行业的特点，是电力设计企业和设计人员面临的问题。关键词：自备热电联产工程；电力行业设计；锅炉炉型选定；供热方案：TM611：A近年来，随着改革开放的日益深入和国家推进西部大开发的战略的推进，西部地区国民经济发展水平不断提高。为使企业满足发展要求，很多行业和企业纷纷进驻西部，新建或改扩建企业自备热电联产工程，并且随着企业规模的增大，自备热电联产机组容量也日
2、趋扩大。企业自备热电联产机组（供热锅炉）的建设，给电力设计市场带来机遇。这使得电力工程设计人员有更多的机会与非电力系统行业充分接触。我院近年来发展迅速，陆续承担了川渝等地多项涉及煤矿、石化、轻工、建材等系统非电力行业自备热电联产机组（高参数、大容量供热工程）的新建和扩建工程设计。由于每个行业都有各自特点，同时涉及到的工程均有主体设计院，因此对于热电联产机组（高参数、大容量供热工程）设计、建设、运行要求不尽相同，如何做好设计工作，既满足电力行业设计规范和习惯，又能符合主体设计院总体规划和设计接口，充分满足顾客的需要，是我院和设计人员面临的问题，本文结合重庆某石化有限责任公司高参数、大容量供热工程
3、的一些具体设计情况，谈几点体会。一、工程简况重庆某石化有限责任公司供热工程是东部企业进军西部大开发的新建石化企业。按企业规划，化工用汽点需用最大用汽量为320 t/h、正常平均用汽量为120 t/h，用汽参数为9.2MPa，380的过热蒸汽；同时还有少量用汽参数为0.98MPa，280的低压蒸汽。根据用汽参数要求和化工用汽不能中断的特点，规划建设3130t/h高温高压燃煤循环流化床锅炉+125MW抽凝机组。正常运行两台锅炉及一台汽轮机，备用一台锅炉；三台锅炉为一次性建成，不预留扩建。二、设计方案的确定根据国家有关政策和法规，结合供热工程为整个新建石化企业的一个部分，进行供热工程具体方案比选和设
4、计。（一）供热方案供热锅炉和汽轮发电机组运行方案确定根据化工用汽启动装置时用汽量较大、正常运行用汽量较小的特点，经我院和化工主体设计院多次论证，向业主推荐以下供热（汽）方案：化工装置启动时，需用蒸汽量为320t/h，此时三台锅炉均运行（汽轮机不投入运行），最大产汽能力为360 t/h，产出的蒸汽经主蒸汽管汇入位于除氧煤仓间运行层的蒸汽母管，再由蒸汽母管经减温装置减温后（温度390）向化工厂区进行供热；锅炉除氧自用蒸汽从蒸汽母管中引出。化工装置启动完毕进入正常运行时，需用蒸汽量为120t/h，为确保不间断向化工装置供汽，此时运行两台锅炉和抽凝式汽轮发电机组，另一台锅炉作备用，一旦运行中的一台锅炉
5、发生故障，停用汽轮发电机组，剩下的一台仍能可靠地向化工装置供汽，同时启动备用的第三台锅炉。（二）锅炉炉型的确定循环流化床燃烧技术是一种热效率高、煤种适应性广、负荷调整范围较大，环保效果好（SO2、NOX等生成量较煤粉炉低），运行操作方便的高效洁净燃烧技术。目前，国内循环流化床锅炉技术以相当成熟，最大锅炉容量1000t/h以上，运行稳定可靠。同时，循环流化床锅炉能掺烧石灰石粉进行炉内脱硫的优点，结合本工程由于燃煤含硫量较高（收到基硫Sar2.87%）的特点，本工程锅炉选用循环流化床锅炉。（三）锅炉主要技术参数锅炉为华西能源工业股份有限公司生产的高温高压、自然循环、燃煤循环流化床锅炉；全钢结构，露
6、天布置。锅炉采用0#轻柴油床下热烟气发生器点火。汽轮发电机组暂未定货，汽机房为预留建设。型号：DGJ130/9.81额定蒸发量：130t/h过热蒸汽压力：9.81MPa过热蒸汽温度：540给水温度：158（压力式除氧器）一次热风温度：185二次热风温度：190排烟温度：137脱硫钙硫比Ca/S：2设计炉内脱硫率：80%设计热效率：88%设计床温：890（四）总体布置根据供热站位于化工厂区的东南侧，总图布置时根据供热站址内、外部条件及化工厂区总体规划，以及工艺流程、功能分区等各种因素综合考虑厂区平面规划布置。经与化工主体设计院多次商定，为减少供热管道投资和总体布局合理，总图布置时，汽轮发电机房朝
7、向化工主厂区用汽负荷中心一侧，结合地形地貌，为减少土地平整费用，供热站主厂房轴线与化工厂区主装置轴线偏11。从西北向东南依次布置：规划的汽机房、除氧煤仓间、锅炉、静电除尘器、脱硫塔、烟囱；为减少对化工厂区的粉尘污染，煤场和灰渣库均设置于远离化工厂区的东南端布置。（五）燃煤输送系统为确保供汽可靠，经与化工主体设计院多交流，本工程运煤系统采用双路布置。每路系统输送能力按不小于3130t/h锅炉额定出力耗煤量的150%设计，带式输送机选用DT型，带宽B=650mm，带速V=1.25m/s，额定出力Q=140t/h。由于循环流化床锅炉入炉煤粒度要求入炉煤粒度10mm，而原煤粒度不均匀，部分粒度较大，因
8、此系统按一级筛分，一级破碎设计。在碎煤机室中设有两台出力为140t/h的滚筒筛和两台出力为140t/h的环锤式碎煤机。（六）除灰渣方案的确定本工程由于煤质较差，灰渣量较大，在方案设计阶段，热机与除灰、总图专业等相关专业配合确定锅炉排渣按水冷式冷渣机、刮板输送机及斗式提升机方式将渣送入混凝土渣库中的方案，三台锅炉共一套除渣系统；经论证，系统及布置合理可行，投资较省，运行维护也方便，并据此设计几种布置方案推荐给业主。但是业主工程师看后提出：根据他的经历，认为刮板运输机和斗提机故障率高，维护费用较高，提出用水平布置高温皮带输送机和大倾角皮带输送机将渣送入渣库中。对于此，我们提出一旦冷渣器故障，无法将
9、炉渣冷却至规定温度以下，皮带输送机将有被烧坏的可能，存在不可靠的因素。业主工程师坚持认为这完全可行。在业主再三坚持下，我们满足其要求，采用高温皮带方案，但对高温输渣皮带的定货提出必要的耐温要求。（七）热控方案本供热工程作为化工主厂区一个提供蒸汽的辅助单元，为确保供汽的可靠性，决定对供热锅炉机组控制采用DCS分散控制系统。锅炉机组运行时以CRT和键盘为中心，在就地人员的配合下，在控制室内可以实现锅炉机组及供热减温器和减温减压器的启停、正常运行的监视和操作，以及事故状态下的紧急处理。输煤系统、除灰系统采用PLC控制方式，与锅炉DCS控制系统采用通讯联络；烟气石灰石脱硫系统采用PLC控制方式，并与锅
10、炉DCS控制进行数据联络，但其进出口挡板和旁路挡板由锅炉DCS控制系统控制。（八）其它辅助系统本供热锅炉为整个化工厂区的一部分，化工厂区也需除盐水、循环水等工艺，为减少重复投资，优化整个化工厂区的布置，经与化工主体设计院共同商定，将锅炉用化学除盐水、压缩空气站、循环水站、工业水站、消防水站等均统一布置在化工厂区内。三、存在的问题（一）工程施工进度问题因项目建设进度要求，供热锅炉必须先运行，向化工供汽，业主在锅炉主机定货后，辅机资料尚不完全具备的情况下就要求提供土建施工图，给工艺专业设计增加了较大难度。导致土建埋铁及留孔的准确性较差，为保证土建施工进度，只能对次要管道布置采用预留规划埋铁方式。导
11、致土建投资增大和安装难度增大。（二）相近功能设备选型过多，设计繁杂业主在主要辅助设备选型时，同一功能设备使用两种甚至两种以上型号产品，诸如，电动给水泵两台选用定速给水泵，一台选用液力耦合调速给水泵，给设备布置设计和管道布置设计增加了工作量。对安装及调试运行都增加了复杂性。（三）中标厂家水平良莠不齐建设单位因为私有企业投资，基本上中标的厂家均为低价中标，导致个别厂家业绩不好，甚至没有涉及过电力行业，没有电厂设备制造经验，设计时与他们配合十分困难。四、几点体会通过某石化企业供热锅炉工程全过程的设计，有如下几点体会，这对以后类似工程的设计有所借鉴。（一）多与业主进行沟通完成一项供热工程设计，首先就要
12、多与业主进行沟通，多去了解他们的工程构想和思路，尤其是非电力系统的行业，因对于其特有的工艺要求，运行工况的复杂多样性，电力设计单位不可能一一清楚，只有在与其充分沟通的情况下，才能了解业主所在行业的特点，才能设计出满足其工程要求的设计成品。同时，业主工程师由于长期从事非电力行业的工程建设和运行，对电力行业的工程建设了解不深，只有通过沟通，加深其对电力行业建设工程的设计、施工特点，才能提高业主的满意度。（二）多与主体工程设计院进行沟通由于供热或热电联产工程多属非电力企业的一部分工程，与主体工艺均有紧密的联系，在总体布置，总体方案，以及具体接口等方面必须与主体工程设计单位进行充分沟通，才能既使供热或
13、热电联产工程满足主体工艺需要，又能适应热、电生产工艺过程的优化，减少重复投资。（三）对设计变更应有思想准备由于业主所代表的行业在经营、管理、运行特点上或有不同，以及选定的施工和安装单位不是电力建设单位，因此随时有可能出现设计变更，造成设计人员重新更改原有设计，有的甚至反复修改，这种现象多发生在工程前期工作中。对此设计人员应充分理解，给予支持。（四）提高设计服务意识设计过程是一个服务过程，设计过程和现场服务过程必须充分贯彻顾客满意，质量第一的思想。作为设计院，在满足法律法规和行业规范前提下，尽量减少投资，有利于运行维护管理，才能设计出精品工程，同时才是对业主负责；对业主负责是设计企业的职责，只有这样，才能实现双赢。 -全文完-
