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1、神华煤化工蒸汽余热发电单元方案论证2009 年 4月 2日收到版）内蒙古电力勘测设计院2009年3月目录1 概述 12 设计依据 23 机务部分 54 电气部分 85 热工自动化部分 96 水工部分 107 投资估算 13附 图 ： 共 5 张1 概述神华包头煤化工煤制烯烃项目建在内蒙古自治区包头市九原区工业开 发区。该项目是以神华李家壕煤矿生产的煤为原料生产甲醇，甲醇通过 MTO 装置转化为烯烃，再通过聚合装置生产出聚丙烯和聚乙烯，同时副 产硫磺、丁烯、丙烷和乙烷以及C5+等副产品。该项目联合装置主要包括煤气化装置、180Xl04t/a甲醇装置、60Xl04t/a MTO装置、30xl04t
2、/a聚丙烯 装置、30X04t/a聚乙烯装置。为满足化工装置用电、热负荷的需要，项目配套建设l 座产汽1440t/h,发电100MW的自备燃煤热电站。热电站通过两回 220kV 线路与总变电站连接并入内蒙古电网，并以 35kV 电压向煤制烯烃项目的各生产装置供电。根据项目的蒸汽平衡， l.7MPa 过热蒸汽、 l.lMPa 过热蒸汽尚有部分 剩余蒸汽。为合理使用这部分蒸汽，保证蒸汽不放空，经研究，在项目建 设中，增加蒸汽余热发电单元。将1.73Mpa蒸汽减温减压至1.10Mpa,与1.1OMpa蒸汽合并后分别驱 动两台同参数汽轮机机组。同时考虑抽 0.52Mpa蒸汽用来冬季采暖。上两台同参数的
3、机组，运行中可以相互备用，其备品备件也可通用， 有利于生产的运行管理和维护；其次对蒸汽负荷的适应性强。在剩余蒸汽 较少的情况下，可以单台机组运行。机组发电电压为10kV，经升压后，接入总降变35kV配电装置。建设蒸汽余热发电单元的目的，是利用装置余汽发电，保证项目蒸 汽平衡不过剩，充分利用蒸汽能源，提高项目能源利用率，保证项目能 源利用的合理性和效益最大化。2设计依据2.1 设计原始条件根据 2009 年 1 月 10 日神华包头煤化工有限公司组织的关于神华包 头煤制烯烃项目蒸汽余热发电装置会议纪要、天辰院所提供2008 年 8 月20 日版本的蒸汽平衡图。2.1.1 余热发电机组蒸汽平衡情况
4、1.73MPa 蒸汽夏季正常工况：甲醇 装 置 产汽 184.4t/h ， 循 环 水装 置 透 平利 用93.5t/h ，余量 87.9t/h；夏季最大工况：甲醇 装 置 产汽 209.6t/h ， 循 环 水装 置 透 平利 用93.5t/h ，余量 112.1t/h；冬 季 正 常工 况 ： 甲醇 装 置 产汽 184.4t/h ， 循 环 水装 置 透 平利 用 93.5t/h ，经减温减压器减压至 1.1MPa32t/h ，余量 55.9t/h；冬 季 最 大工 况 ： 甲醇 装 置 产汽 209.6t/h ， 循 环 水装 置 透 平利 用 93.5t/h ，经减温减压器减压至，余
5、量 109.2t/h；2.1.21.1MPa 蒸汽夏 季 正 常 工 况 ： 甲 醇 装 置 水 煤 气 废 锅 267.8t/h ) 和 变 换 废 锅 55.5t/h )共产汽 323.3t/h，余量 71.74t/h ;夏 季 最 大 工 况 ： 甲 醇 装 置 水 煤 气 废 锅 321.4t/h ) 和 变 换 废 锅 61.7t/h )共产汽 383.1t/h，余量 98.79t/h ;冬 季 正 常 工 况 ： 甲 醇 装 置 水 煤 气 废 锅 267.8t/h ) 和 变 换 废 锅55.5t/h ) 1.7MPa 蒸汽减压至 1.1 MPa 蒸汽 33.2t/h，共产汽 经
6、减温减压器减压至 ，余量Ot/h;冬季最大工况：甲醇装置水煤气废锅321.4t/h )和变换废锅61.7t/h)1.7MPa 蒸汽减压至1.1 MPat/h，共产蒸汽386.1t/h，余量Ot/h。综上所述，蒸汽平衡情况如下表:夏季正常量夏季最大量冬季正常量冬季最大量备注t/ht/ht/ht/h1.73MPa87.9112.155.9109.2冬季减压量32t/h1.1MPa71.7498.7900冬季减压量127.6t/h余热发电机组的容量，取决于蒸汽平衡的剩余量。一般的原则是考虑装置正常生产工况，不考虑最大工况。因此，余热发电机组可利用蒸汽量如下表：夏季正常量t/h冬季正常量t/h备注1.
7、73MPa87.987.91.1MPa71.7495.6余热发电机组蒸汽设计条件根据2009年1月10日余热发电机组专题会议上，天辰院提供的参数，余热发电机组蒸汽设计条件如下表：操作压力MPag)操作温度最大功率：kW额定蒸汽参数：进汽量:90t/h主蒸汽压力：1.0 主蒸汽温度：240 士 5C抽汽压力：0.52Mpa抽汽温度：以供应商计算为准，不咼于 200 C排汽压力 夏季 冬季）： KPa.a额定转速：3000rmin 直连）布置形式：双层2.3.2 发电机主要技术条件型号： QF-W15-2/10.5KV 无刷励磁额定功率：15000kW最大功率：18000kW额定电压：10.5kV
8、额定频率：50HZ额定转速：3000rmin3 机务部分3.1 主蒸汽系统汽轮机进汽由化工装置过剩蒸汽经过综合管架进入汽轮机房，经过 减温减压装置合并成 1.1 MPa 蒸汽分别驱动两台相同参数的汽轮机组做 功。将减温减压装置设置在余汽汽机房内，减温水由电站汽轮机凝结水 泵出口接。该压力为 1.72.2MPa。3.2 凝结水系统 装置内设计凝结水除铁器，凝结水经凝结水泵升压后，进入除铁器 除铁，然后送出界区。本项目每台机组拟选用两台 110%容量的定速电动凝结水泵，一台运 行，一台备用。机组不设回热系统，凝结水以冷端温度送出界区；汽轮 机启机排气要回收。3.3 循环水系统 机组为湿冷机组，循环
9、冷却水和辅机冷却水由界区外引入。3.4 抽真空系统每台机组安装 2 台 100%容量水环真空泵组，机组正常运行时， 1 台运行，1台备用；机组启动时，为加快抽真空速度，2台真空泵同时运行。凝汽器 排汽装置）壳体上还设有手动和电动真空破坏阀各一只。3.5主厂房布置及辅助设施本项目主厂房布置具体见机务布置图。主厂房采用钢筋混凝土结构、两列式布置，顺序依次为汽机房一一 集控楼汽机房布置汽轮发电机组纵向顺列布置，汽机机头朝向扩建端。汽机房跨度采用15m，汽轮发电机组中心线距 A列为8m。汽机房为三层布置，即：0.0m、3.4m、7.0m层。机组采用岛式布汽机房机头零 M布置有主机油箱、冷油器、油净化设
10、备、储油箱 等，油系统集中布置在防火挡堰内（高150mm。汽机房机尾零 M布置有 发电机定子冷却水集装装置、密封油集装装置及水环式真空泵等。集控楼布置集控楼贴建汽机房，主要用于布置电气、热控、暖通等专业设备,7.0m运转层作为中央集控室。项目单位装机方案汽机房跨度m18柱距m8柱距数9主厂房长度m58汽机房运转层标高m8汽机房天车轨顶标高m14汽机房屋架下弦标高m17集跨度m58控运转层标高m7楼屋顶标高m12附属设施全部的附属设施均与目前在建神华电站装置合用。4电气部分4.1电厂建设神华煤化工蒸汽余热发电单元项目是利用化工厂的多余蒸汽，带动汽 轮发电机发电。项目建设为 2台15MW汽轮发电机
11、，发电机出口电压为 10.5kV4.2电气主接线及A列前布置电气主接线本期项目采用发电机-变压器单元接线形式接入化工总厂总降变中35kV配电装置（35kV配电装置不在此项目设计范围内 。发电机出口装设 隔离开关，采用2台SF10-20000/35的变压器接入总降变35kV配电装置 母线。因为余热发电接入总降变，总降变部分需要增加 35kV开关柜（ABB合 资品牌 及并转接柜材料，增加投资约170万元，此部分设计不在余热发电项目内，需业主另行考虑。因为余热发电装置区域距离总降变路径较远，且经过其他装置区，情 况较复杂，本次余热发电装置设计范围截止到2台主变高压侧，主变高压侧至总降变的电气连接部分
12、的设计、施工及材料不在余热发电装置范围内，此部分费用由业主另行考虑。4.2.1 A 列前布置本期项目 A 列前布置主变压器共 2 台。4.3 厂用电系统本项目厂用电系统采用 10kV 与 380/220V 两级电压。高压厂用电系统10kV 工作电源由发电机直接引接 ,备用电源考虑由热电站装置的备用 段引接。低压厂用电系统低压厂用电系统电压为380/220V,采用中性点直接接地方式。每台机设 1 台容量为 800kVA 的低压厂用工作变压器。两台机设置 1 台 800kVA 备用变压器。各低压厂用变压器电源由 10kV 厂用母线引接，均采用干式变压器，电压比为10.5士 2X 2.5%/0.4k
13、V，接线组别为Dy nil。4.4厂用配电装置选型10kV 厂用配电装置短路水平按 31.5kA 考虑，采用中置式手车开关 柜，内配真空断路器。380/220V厂用配电装置采用 MNS型开关柜。4.5 厂用电布置10kV厂用配电装置、主厂房 380/220V厂用配电装置布置在主厂房 B-C 列 0.00m 层。5 热工自动化部分5 热工自动化部分5.1 热工自动化设计范围热工自动化设计范围包括：汽轮机、发电机及其辅助系统与设备5.2 热工自动化控制水平及控制方式机组采用分散控制系统DCS）作为机组控制系统，采用机、电集中 控制方式。方案一：在余热汽轮发电机组设置一个集中控制室，集中控制室及电子设备间布置在7.00m层B C列，电子设备间下设电缆夹层。方案二：汽轮发电机组就地仅设置 DCS 机柜室， DCS 控制以远程 I/O 站的方式纳入电站 UCR1 控制室进行控制， DCS 及 DEH
