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1、12MW高炉煤气发电工程方案山东省能源建筑设计院二一二四月1 概 述1.1.工程建设规模本工程系高炉煤气发电新建工程，建设规模为112MW机组。该项目装机容量为165t/h燃气锅炉和112MW凝汽式汽轮发电机组。1.2工程简介本电站为无锡有限公司高炉煤气发电综合利用项目，站址位于公司院内。 无锡有限公司现已建成高炉所产煤气量扣除高炉自身利用及烧结利用后，还有约60000Nm3/h的富余量，可供发电用。拟建电站为无锡冶金有限公司下属分厂，以富余高炉煤气为燃料，属高炉煤气综合利用发电站。根据国内目前发电机组和煤气锅炉的实际生产情况，发电站主机选型确定为112MW国产煤气发电机组。发电站站址内占地面
2、积本期为1.052ha。电站燃料（高炉煤气）采用管道输送至厂。电厂补给水源取自水源地。补给水由冶金公司原有工业供水管网供水，采用带机械通风冷却塔的循环冷却方式。本电站电能以10kV电压直接送入无锡冶金有限公司原10kV变电站，再通过10kV变电站向公司各变配所供电。1.3 设计指导思想和主要技术原则1.3.1设计指导思想本设计方案在遵循国家技术经济和能源政策的前提下，充分体现和认真贯彻国家的基本建设方针政策。按照国家颁发的有关规程、规范和标准，根据我国国情，合理确定设计标准，以降低工程造价，节约用地及用水、节约材料和能源，并符合环境保护和水土保持的要求。技术上采用成熟的先进技术，方便施工、运行
3、和检修，保证机组安全稳定运行，满发多发，以取得工程建设的最大综合经济效益。尽力做到技术先进、经济合理、运行安全可靠。1.3.2主要设计原则1.3.2.1站址：电站站址位于无锡有限公司院内。 1.3.2.2总平面布置：在保证生产工艺流程合理，满足施工和生产要求的前提下，站区总平面布置按112MW规模设计。1.3.2.3主机选型：本工程装设112MW凝汽式汽轮发电机组+165t/h中温中压高炉煤气锅炉。1.3.2.4燃烧系统：本锅炉按全燃高炉煤气设计，设一座出口内径2.5m，高80m的混凝土烟囱。1.3.2.5热力系统：主蒸汽系统和给水系统采用单元制，一台机组设置2台容量为100%的电动给水泵。机
4、组设1台高压加热器，1台除氧器和1台低压加热器，共3级抽汽。1.3.2.6燃料输送系统：煤气通过1400mm管道直接输送至本工程锅炉内燃烧。1.3.2.7化水系统：锅炉补给水处理系统采用一级除盐+混床除盐系统。主厂房内设一套化学加药装置，一套水汽取样分析装置。1.3.2.8供水系统：电站水源取自水源地。补给水由冶金公司原有工业供水管网供水，采用带机械通风冷却塔的循环冷却方式。1.3.2.9电气系统：电能以10kV电压直接送入无锡冶金有限公司原10kV变电站，再通过10kV变电站向公司各变配所供电。1.3.2.10热工自动化：采用机、炉、电集中控制方式，采用分散控制系统(DCS)实现对主厂房内机
5、、炉、电及其辅助系统的集中监控。 1.3.2.11土建：主厂房采用现浇钢筋混凝土框排架结构，锅炉炉架为钢结构，各自独立布置。烟囱为80m钢筋混凝土烟囱，保温隔热材料采用憎水性珍珠岩、内衬采用耐酸砌块。 1.3.2.12施工组织：研究大件运输条件，施工场地规划应与总平面布置相协调，并考虑永临结合。1.3.2.13本工程场地地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度值0.1g。1.3.2.14本工程为高炉煤气综合利用工程，年利用小时数按6000h计。2 电力系统电力系统接入方式需要踏勘现场后确定3 燃料供应3.1燃料来源无锡有限公司现已建成高炉所产煤气量扣除高炉自身利用及烧结利用后，还有约60000N
6、m3/h的富余量，可供发电用。为减少环境污染,充分利用废热,降低企业用电成本,并根据未来负荷变化特点,计划新建一座65t/h中温中压高炉煤气锅炉+12MW汽轮发电机组系统的高炉煤气发电站。3.2燃料需用量3.2.1高炉煤气成份(%)（参考其他厂家）燃气成分Qnet.ar（kJ/Nm3）CO2（%）CO（%）N2（%）H2（%）CH4（%）O2（%）高炉煤气334418.121.956.32.40.70.33.2.2高炉煤气需用量根据发电站机炉配置，1N12-3.43/435型汽轮发电机组+165t/h中温中压高炉煤气锅炉，满足65t/h高炉煤气锅炉额定工况共需消耗高炉煤气60000 Nm3/h
7、。根据无锡冶金有限公司生产状况，现有高炉所产煤气在高炉和烧结使用后，正常情况下，完全能满足本期165t/h锅炉额定工况所需消耗的高炉煤气量。4 站址条件4.1供水水源电厂水源取自水源地，补给水由冶金公司原有工业供水管网供水。其水量和水质均能满足本工程工业设备冷却水的需要。4.2工程地质及气象条件xxxxxxxxxxxxxxx5 工程设想5.1 全厂总体规划及站区总平面规划布置5.1.1 本期电厂总体规划5.1.1.1 厂区位置电厂厂址位于无锡有限公司院内，厂区外部道路已经形成，交通较方便。5.1.1.2 施工区施工安装场地位于-。5.1.1.3 电厂生活区厂区内不设生活区，单身宿舍和职工食堂由
8、无锡有限公司另外征地统一建设或职工外购住宅。5.1.1.4 厂外公路本期工程厂外道路已经建成。5.1.1.5 燃料供应本期工程按112MW机组规模考虑，同时预留112MW机组规模的场地，所需燃料由无锡有限公司新建高炉供给。5.1.1.7 水源 本工程水源为电厂冷却水源，采用二次循环方式供水系统。5.1.2 厂区总平面规划布置5.1.2.1 总平面规划布置原则（1） 本期按1X12MW机组规划。（2） 做好全电厂统一规划，体现工艺流程顺畅，功能分区明确合理。（3） 在满足“安全可靠，经济实用，符合国情”的原则下，合理有效地使用土地，布置紧凑，节约用地。（4） 结合原冶金厂区道路，合理规划电厂出入
9、口，做到人、货分流。5.1.2.2 厂区总平面布置电厂主厂房规划建设在无锡有限公司院内的位置，新建汽机房、锅炉间、烟囱、机械通风冷却塔、循环水泵房、化水间、酸碱中和池、化水原水池、附属设备用地等。规划本期电厂厂区道路，电厂主要道路为城市型水泥道路，主道路宽6m，转弯半径为12m，其余道路为4m宽道路，可以满足消防车的出入。5.1.2.3 厂区竖向布置规划厂区竖向设计结合原冶金厂厂房及场地，主厂房及机械通风冷却塔标高+15.20m，锅炉房及电除尘、循环水泵房、化水间、酸碱中和池、化水原水池、附属设备用地均布置在+15.20m标高上。场地排水为由南向北，由西向东进行。主厂房前道路纵向坡度按0.5。
10、道路横坡均按2设计。电厂场地雨水汇入道路雨水接入口后排出厂外。5.1.2.3 厂区绿化设计电厂绿化设计按照点线面相互结合的形式，见缝插针，改善厂区微环境，美化职工工作环境。在道路两侧按照每5m左右种植行道树，局部成片的地方进行集中绿化，并与味精厂的绿化结合考虑。在变电所周围，不宜种植高大树木，代之以草皮和低矮灌木进行绿化，电厂厂区绿化系数为12。5.2 装机方案5.2.1装机方案根据燃料及电力负荷的平衡结果，本期工程规模为12MW。本工程按一台12MW凝汽式汽轮发电机组和一台65t/h高炉煤气锅炉设计，不考虑对外供热。5.2.2主机选型和主要技术条件1、锅炉根据本工程拟燃用的燃料特点，经过分析
11、比较，选择使用江西江联有限公司生产的JG-65/3.82-1型全燃高炉煤气锅炉。其主要参数如下：制造厂 锅炉型号 JG65-3.83/450-Q型额定蒸发量 65t/h 额定蒸汽压力 3.82MPa额定蒸汽温度 450给水温度 150空预器出口热风温度 排烟温度 锅炉设计效率 85.882、汽轮机本工程选用一台12MW的纯凝汽式汽轮机。其主要参数如下：制造厂 汽轮机型式 凝汽式汽轮机型号 N12-3.43/435型额定功率 12MW新汽压力 3.43Mpa新汽温度 435汽轮机额定进汽量 54.8t/h给水温度 150额定转速 3000r/min额定排汽压力 0.0049Mpa(绝对)额定冷却
12、水温度 20凝汽器面积 1250m2额定工况凝汽量 56.4t/h旋转方向(从机头向发电机看) 顺时针给水回热级数：1级低压加热器，1级大气式除氧器，1级高压加热器。3、发电机制造厂 发电机型号： QFW-12-2冷却方式 空气冷却有功功率 12MW额定电压 10.5kV功率因数 0.8额定转速 3000r/min 励磁方式 无刷励磁5.3 热力系统及汽机主要辅机选型5.3.1热力系统拟定原则电厂本期按一炉一机配置，其热力系统按单元制考虑。1、主蒸汽系统 主蒸汽系统为单元制。2、给水系统给水系统采用单元制。每台机组配一台给水泵和一台备用给水泵；3、抽汽回热系统机组设三级抽汽，设有一级高压加热器
13、，一级大气式除氧器和一级低压加热器。一段抽汽为高压加热器的加热汽源，三段抽汽用作除氧器加热汽源，同时也作为厂用蒸汽汽源。二段抽汽向低压加热器供汽。4、凝结水系统凝结水系统采用单元制，每台机组设有两台主凝结水泵。凝结水由凝汽器热井进入凝结水泵，经轴封冷却器后，依次进入低压加热器后进入除氧器。系统设有凝结水再循环和调节阀，控制除氧器和凝汽器热井的水位。大气式除氧器出力85t/h，工作压力0.02MPa，除氧器给水箱有效容积25m3，可满足约15分钟锅炉给水消耗量。5、疏水系统全厂设20m3疏水箱二台，疏水泵二台（一用一备），同时可作为除氧器补充水和锅炉上水用。5.3.2主要辅助设备选型主要辅助设备选择如下表：热力系统主要辅助设备表序号名 称型 号 及 规 格台数1凝汽器N-1250型 1250 m212高压加热器JG-65型, 100m213低压加热器JD-40型, 40m214汽封加热器传热面积20m215射水抽气器CS-7.5型, 105t/h, 0.392MPa16射水泵IS150-125-400A型,187m3/h,0.45Mpa，75kW 1450r/min27冷油器冷却面积 20m2 70t/h
