稻壳发电可行性研究报告 57页

'1概述1.1项目概况及编制依据1.1.1项目概况X中稻股份有限公司位于X省X市沈北新区的农产品加工区，厂区南北长约850米，东西宽至南向北分别为250米，380米。占地面积278700m2(418亩）。该项目确定的建设目标为国内最大的稻谷加工企业，年深加工稻谷的能力为60万吨，项目达产后，年产精制大米40万吨，以及米糠油、米淀粉、米蛋白、白炭黑等多种深加工产品。X中稻股份有限公司稻壳发电项目是利用稻谷加工的副产品-稻壳气化产生可燃气体，由燃气内燃机发电的项目。项目总装机容量2.4MW。我院受X中稻股份有限公司稻壳发电有限公司的委托，对该公司生物质能发电项目进行可行性研究报告的编制。1.1.2编制依据1）《X中稻股份有限公司稻壳发电有限公司稻壳发电可行性研究报告》编制委托书；2）《热电联产项目可行性研究技术规定》，国家发展计划委员会，国家经贸委、建设部[计基础2001（26）号]，2001年1月11日；3）《中华人民共和国可再生能源法》2005年3月1日；4）现行国家有关的规程、规范、规定。1.2研究范围本可行性研究57 报告研究范围包括：项目厂区总平面布置、机组选型、工艺系统、燃料供应系统、除灰渣系统、电气系统、供排水系统、化学水处理系统、热工自动化及环境保护、消防、安全等方面进行可行性研究的论证，并作出相应的投资估算和经济效益分析。1.3X市概况1.3.1概述X是X省的省会，东北地区的经济、文化、交通和商贸中心，全国的工业重镇和历史文化名城。X现辖九区一市三县，总面积1.3万平方公里，市区面积3495平方公里。总人口720.4万人，市区人口506.6万人。X是闻名遐迩的历史文化名城。因地处古沈水（浑河支流）之北而得名。X地区蕴育了辽河流域的早期文化，是中华民族的发祥地之一。X是建国初期国家重点建设起来的以装备制造业为主的全国重工业基地之一。经过几十年的发展，X的工业门类已达到142个，现在规模以上工业企业3033家，地区生产总值2240多亿元。近年来，X市委、市政府以振兴X老工业基地为主线，坚持改革开放和工业立市方略，国有经济战略性调整步伐加快，外资和民营经济迅速成长壮大；城市发展空间和产业布局得到拓展优化；汽车及零部件装备制造、电子信息、化工医药等产业初具规模，已成为全市经济快速发展的重要支撑；科技创新能力和企业研发能力不断提高，形成了一批具有较强竞争力的产品和企业；城市基础设施建设明显加快，软环境建设得到了进一步改善。X经济和社会长足发展，人民生活水平快速提升，X经济和社会步入了快速发展的新时期。在此同时，X先后获得“国家环境保护模范城市”、“国家森林城市”的称号，连续两年进入全国百强城市前十名，并跻身国内十大最具竞争力城市行列。1.3.2气象条件X市位于北半球的暖温带地区，大陆性季风气候内，一年四季分明。57 风：全年平均2.9m／s，冬季平均风速3.7m／s，全年主导风向SSW，频率为16％：降雨：年降雨量727．5mm，全年降水集中在5—9月；积雪：最大积雪深度28cm，最大冻土深度148cm；气温:年最低温度-30.60C,年最高温度38.3℃,年平均气温8.2-9.2oC;湿度：相对湿度64％。1.3.3交通条件以X环城高速为纽带连接着沈大、沈丹、沈哈、沈京等高速公路以及省级公路、乡镇公路，与沈山、沈哈、哈大国铁线路以及即将开通的1380公里的东边道铁路线一起，共同构成厂四通八达的公路、铁路交通运输网络。为该项目提供了极好的交通运输条件。     1.4主要设计技术原则根据国家能源政策，结合具体情况，为达到节约能源、改善环境，合理控制工程造价、提高经济效益的目的，确定以下技术设计原则：1）可行性研究报告内容及深度符合《中华人民共和国国家发展和改革委员会令》[2004第19号]的要求。2）在拟定厂区总平面布置方案时，除满足工艺流程需要外，尚需考虑与周边环境的总体协调。3）工艺系统采用成熟、先进的技术设备。4）控制系统采用DCS控制系统，控制设备国内采购。5）厂址区域地震基本烈度为7度。本工程按抗震设防烈度7度设计。6）大件运输方案考虑以公路为主。7）发电设备年利用小时数按6500小时。57 8）为改善环境，减少污染，烟气排放按《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001的要求执行。9）努力降低造价，提高经济效益。10）严格遵循国家颁布有关的规程、规范。1.5工作简要过程2007年7月，我院接受X中稻股份有限公司稻壳发电有限公司对“X中稻股份有限公司稻壳发电工程可行性研究报告”进行编制的委托，开始进行本工程可行性研究报告的编制工作。工程组设计人员踏勘了拟建的X中稻股份有限公司稻壳发电有限公司现场，对项目所在地的生物质能资源、水资源和地形进行了详细认真的考查和统计，在收集和整理资料的基础上，根据《中华人民共和国国家发展和改革委员会令》[2004第19号]的要求，编制了本可行性研究报告。2生物质能源的利用2.1概述随着社会、经济的不断发展和人口数量的不断增长，世界各国对于能源的消费和需求不断攀升，就世界煤、石油、天然气储量而言，煤只能用230年，石油只能用44年，天然气只能用62年。“能源危机”引起了发达国家对能源安全供应的关注，可再生能源技术的研发受到广泛重视，并且取了突破性进展。自上个世纪90年代始，发达国家提出减少CO2排放以应对全球气候变化问题，进一步成为发展可再生能源的巨大驱动力，使可再生能源大规模产业化得到了迅速发展。57 我国是世界上最大的发展中国家，也是目前经济发展最为迅速的国家，能源发展战略始终在我国的经济发展中占有重要地位。能源的相对短缺和能源结构的不合理以及在能源开发与利用过程中的低效率所造成的环境污染，正成为我国经济与社会可持续发展的重要制约因素。我国政府一直关心、重视可再生能源的开发和利用，尤其是“八.五”计划以来，政府又把它作为一项重要的战略措施列人“中国21世纪议程”和国民经济发展的“九.五计划和远景目标纲要”。1995年，我国政府批准了国家有关部门提出的“关于新能源和可再生能源发展报告”和“1996—2010年新能源和可再生能源发展纲要”。2005年2月28日，第十届全国人大常委会第十四次会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》，并于2006年1月1日起施行。该法第三章第十二条明确指出：国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步，降低可再生能源产品的生产成本，提高产品质量。我国SO2排放空间有限，由于SO2的污染，酸雨已危害30%的国土面积。2003年仅酸雨危害这一项使农、林作物损失高达220亿元，SO2的污染更危及人民身体健康。由于生物质中硫的含量仅是煤的1/10左右，故利用生物质能发电可以大大减少SO2的排放。生物质能发电产生的CO2，在农作物生长过程中通过光合作用又被农作物吸收，循环使用。因此，利用生物质能发电CO2排放量为零，可以大量地减少温室气体CO2对环境的影响。拟在X市建设的生物质能发电厂，清洁、高效地利用被废弃的稻壳进行发电，是实现稻壳工业化方式综合利用的有效途径。此举既为当地经济发展提供了电力能源，又减轻了大气污染，更增加了农民收入，改善了城乡面貌，化害为利，一举多得。2.2农作物稻壳的利用方式57 对农作物稻壳的利用，目前主要有以下四种方式：（1）稻壳焚烧锅炉+汽轮发电机组；（2）稻壳气化装置+燃气轮机发电机组+余热利用装置；（3）稻壳气化装置+燃气锅炉+汽轮发电机组；（4）稻壳气化装置+内燃发电机组+余热利用装置；四种方式技术经济比较见表2-1：表2-1农作物秸秆利用方式比较表项目方式1方式2方式3方式4热效率~29%~31-34%~20%~22%投资12000元/kw20000元/kw9000元/kw8000元/kw运行可靠性可靠可靠可靠可靠对原料要求粒度<6mm含水量<18%粒度<6mm含水量<18%粒度<6mm含水量<18%粒度<6mm含水量<18%适用范围大、中型发电企业大、中型发电企业中、小型发电企业中、小型发电企业操作复杂程度较复杂复杂较复杂简单设备供应全部国产低热值燃气轮机需引进全部国产全部国产由上表可以看出，方式2虽然热效率较高，但总投资比方式4大很多，且建设周期长，操作运行及维护工作复杂，投资回收期也较长，且需从国外引进设备。方式1适用于大、中型发电企业，对中、小规模发电厂，由于锅炉、汽机容量小，参数低，造成热效率大大降低。方式3热效率低、投资大，方式4投资最低，操作维护简单，投资回收期短，故选用方式4。2.3稻壳成分分析稻壳成分分析见表2-257 表2-2稻壳成分分析项目单位数值低位热值KJ/kg14000（3343kcal/kg）工业分析固定碳%15.92挥发物%63.37含灰量%16.67含水量%4.04元素分析C%39.71H%4.94N%0.49S%0.08O%34.0757 3拟建项目情况3.1建设规模国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动可再生能源市场的建立和发展。　国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法保护可再生能源开发利用者的合法权益。《中华人民共和国可再生能源法》规定：电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务。”因此可再生能源项目的建设规模主要取决于原、燃料的供应情况。X中稻股份有限公司的建设目标为国内最大的稻谷加工企业，年深加工稻谷的能力为60万吨，年产生稻壳12万吨，一期规模时年产生稻壳6万吨。本项目的设计规模按每小时处理稻壳6吨考虑。3.2工艺流程的确定X中稻股份有限公司在生产流程中需要大量蒸汽，因此，本项目的设计原则是在满足生产用蒸汽的前提下，采用先进、成熟的工艺流程，获取最大的经济效益。3.2.1热负荷X中稻股份有限公司蒸汽消耗量见表3-1。表3-1蒸汽消耗量（t/h）项目采暖期非采暖期蒸汽参数备注压力（MPa）温度（0C）烘干400.6饱和油厂440.8饱和57 采暖201136.26Kw,采暖介质：热水950C/700C生活热水0.60.6327kW总计10.64.6l3.2.2工艺流程稻壳由4个稻壳仓用气力分别输送到锅炉房和气化炉的的炉前料仓，气化炉炉前料仓中的秸秆经下部螺旋输送机送入气化炉，现全厂需配3台气化炉，单炉容量800kW。产生的燃气通过旋风分离器去除烟尘，经过2级文式管和喷淋装置去除燃气中的焦油并进一步除尘，最后经电捕焦油器使燃气中的焦油含量<50mg/m3.净化后的燃气送至燃气内燃机发电。内燃机排出的高温尾气经余热锅炉回收大部分热能后由烟囱排出。目前国内生产的低热值燃气内燃机最大功率为400kw,全厂需配7台燃气内燃机(其中一台备用)。锅炉炉炉前料仓中的秸秆经下部螺旋输送机送入燃秸秆锅炉，产生工艺生产所需的蒸汽（1.3MPa,饱和温度）。工艺流程见“工艺流程图”。3.3机组选型3.3.1机组选型的原则(1)在保证主要工艺流程安全、稳定的前提下，充分利用工艺过程的余热，提高全厂热效率。(2）因本项目属可再生能源利用，效益较好，所以，要求机组长期稳定运行，故应选用新的可靠产品，以保证其收益。3.3.2稻壳气化炉的选型稻壳57 气化是生物质热化学转换的一种技术，基本原理是在不完全燃烧条件下将生物质原料加热，使较高分子量的有机化合物链裂解，变成较低分子量的CO、H2、CH4等可燃气体。常见的气化炉可分为固定床和流化床两类。固定床气化炉是将切碎的生物质原料由炉子顶部加料口投入炉中，物料在炉内基本上是按层次进行气化反应，固定床气化炉的炉内反应速度较慢。流化床气化炉的工作特点是将切碎的生物质原料投入炉中，气化剂由鼓风机从炉栅底部向上吹入炉内，物料的燃烧、气化反应呈“沸腾”状态，与固定床相比具有气化反应速度快，生产能力大，燃气收得率高，燃气中焦油含量少的优点，故本项目选用流化床气化炉。气化炉主要技术参数如下：产气能力：2600Nm3/h气化效率;64%燃气热值：5000KJ/Nm3运行温度：750-8500C焦油含量：<50mg/Nm3(处理后)自耗功率：100kw3.3.3发电设备的选型目前国内技术成熟的燃气内燃机的容量最大为400kW，所以本工程选用10台400KW燃气内燃机。燃气内燃机主要技术参数如下：发动机型号：8300RQ气缸数与排列：8缸、直列、4冲程、火花塞点火额定转速：500r/min额定功率：440Kw额定电压：400V额定频率：50Hz额定因数：（cosΦ）0.8（滞后）57 冷却方式：强制水冷、换热器换热启动方式：压缩空气启动进气压力：0.2MPa排气温度：560OC3.3.4余热锅炉的选型由燃气内燃机排出的尾气温度为560OC左右，为回收这部分余热，设余热回收系统—尾气余热锅炉，设置蒸发器及省煤器。省煤器进口水温：<600C，出口水温：1600C，排烟温度180OC。由省煤器出来的给水被送往蒸发器。余热锅炉产汽量为2.2t/h；蒸汽压力：1.3MPa；蒸汽温度：饱和。3.3.5稻壳直燃锅炉的选型目前，国产稻壳直燃锅炉分为炉排锅炉和流化床锅炉两种，两者相比，流化床锅炉的热效率略高于炉排炉，但负荷的调节性能差，对操作的要求高，考虑到运行的稳定性，选用炉排炉。锅炉的技术参数如下：额定蒸发量：6t/h额定蒸气压力：1.25MPa额定蒸气温度：193OC给水温度：60OC设计效率：77%3.4稻壳气化发电主要热经济指标主要热经济指标见表3-3表3-3稻壳气化发电主要热经济指标序号项目单位数值冬季夏季57 1装机容量MW2.4（运行1.6）2.42稻壳产气率Nm3/kg1.81.83气化效率%64.064.04稻壳低热值kJ/kg14000.014000.05燃气低热值kJ/m35000.05000.06稻壳收购价元/吨100.0100.07内燃机效率%22.022.08内燃机热耗MJ/kw.h16.3616.369燃气耗率Nm3/kw.h3.33.310秸杆耗率kg/kw.h1.81.811燃气耗量Nm3/h4343651412稻壳耗量t/h2.293.4313年运行小时h3500350014内燃机年发电量kw.h5.60E+068.4E+0615余热锅炉蒸发量t/h1.42.217厂用电率%7.07.018年总发电量kw.h1.40E+0719年供电量kw.h1.30E+0720年秸杆耗量吨/年3702221全厂热效率%44.8722年节标煤量吨52004电力系统4.1概述X中稻股份有限公司稻壳发电项目是一座利用生物质能发电自备电厂，电厂装机规模为7×400kW内燃发电机组。57 4.2与电网的联接X中稻股份有限公司稻壳发电项目规划装机容量为7×400kW，考虑本工程装机容量和附近接入点的情况，电厂以一回10kV的电压等级接入公司降压站的10kV母线。电厂解列点为10kV联络开关，设微机型低周低压解裂及10kV线路保护。并列点设在发电机出口开关处。4.3电力平衡随X中稻股份有限公司的发展，电厂所发电量全部在公司内用完，不上网。5建设用地及其他建厂条件5.1建厂外部条件(1)原材料、燃料供应及设备运输：因本项目全部燃用农作物稻壳，厂址位于X市沈北新区农产品加工产业园中稻股份有限公司厂区内，燃料为本公司大米加工的副产品,采用气力输送，送至发电厂的稻壳仓。厂区北靠平望路，南临规划大道，西靠蒲河支流，东与新区铁路专用线毗邻。建厂所需材料和设备均可通过公路或铁路运输，运输条件十分便利。(2)电厂水源电厂的西边有一条河，但为季节性河流，经常干枯无水，不宜作为电厂地表水取水河流；当地地下深井水资源亦相当匮乏，并受地方政府政策开采限制；根据业主意见，可利用的水源拟采用市政自来水，公司拟委托有资质的水利勘察单位进行水资源报告论证，确认电厂水源取用水量，并办理用水许可证。本工程从节水考虑，电厂工业用水采用闭式循环冷却系统。生活水用水量根据电厂定员30人计为7m3/57 d（最大日）。电厂设计的总补给水量为60m3/h，工业及生活用水总量为86.7m3/h，回收的工业水量为26.7m3/h。根据现阶段初步考虑和当地实际用水情况，本工程拟采用自来水作为生活用水及工业补充水的水源。(3)厂区土层分布尚稳定，工程地质条件较好，场地稳定性尚好，无液化土层分布，为不液化地。厂区地震设防烈度为7度。(4)厂区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。5.2建设用地本项目是X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工项目的子项，本项目用地面积15882m2,已包括在全厂的用地范围之内。6工程设想6.1发电厂厂址及厂区总平面布置6.1.1总平面布置原则1）按《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-94)、《工业锅炉房设计规范》、《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）、《火力发电厂总图运输设计技术规程》（DL/T5032-2005）、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）和国家有关规定、规程进行设计。2）按生产流程合理布局，功能分区明确，生产运行管理方便，布置相对集中紧凑，节约用地。3）满足安全卫生、防火和运输等方面的要求。4）鉴于本工程位于X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站），相应的公用设施由X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，在满足工艺要求的前提下，尽可能使整体布局美观、整齐，并布置绿化带以美化环境，符合现代化企业人文环境的要求。6.1.2总平面方案概述57 X中稻股份有限公司稻壳发电项目位于X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站），根据厂址的自然条件和总平面布置原则，本工程总平面布置方案如下：发电间、气化炉间、锅炉房至左向右布置在X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站）内，在发电间相对北侧布置了水工区域，其中包括机力通风冷却塔、循泵房和加药间；在气化炉间相对的北侧布置了煤气柜；在锅炉房的相对南侧布置了四座稻壳仓，同时在锅炉房的东侧预留污水处理区域，在此区域的南侧布置了临时渣场。6.1.3竖向布置X中稻股份有限公司稻壳发电项目室外设计标高及高程系统由X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，锅炉房、发电间及气化炉间等主要建筑物的室内地坪设计标高为65.20米。室外地坪标高为64.90米。6.1.4道路布置X中稻股份有限公司稻壳发电项目区域周围也由X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，在发电间区域和气化炉间区域布置一6米道路。6.1.5管线布置厂区各种工艺管线，按不同介质的输送特点及要求，分别采用架空（蒸汽管道、除灰管道等）、直埋（循环水供排水管、生产生活上水管、雨水排水管、生活污水排水管等）、沟道（室外电缆等）三种不同敷设方式。6.1.6厂区绿化规划57 利用厂区可绿化的场地广植草皮，尽量减少裸露地面，沿道路种植行道树和绿篱。绿化品种的选择和配植，要求结合电厂的生产工艺特点，并适宜于当地生长。本工程总平面布置方案见附图，主要技术经济指标分别见表6-1表6-1厂区主要技术经济指标：序号名称单位数量备注1厂区用地面积m2158822厂区内建（构）筑物用地面积m235583建筑系数%22.44厂区内场地利用面积m295605场地利用系数%60.206绿化用地面积m247447绿地率%29.876.2燃料供应系统6.2.1概述1、X中稻股份有限公司稻壳发电项目燃料为稻壳，其主要成分和特性见表2-2。2、稻壳消耗量表6-2稻壳消耗量项目3×6t/h直燃锅炉3×0.8MW气化炉小时耗量（t/h）5.14.8日耗量（t/d）122.4115.2注：日耗量按24小时计算；6.2.2稻壳的收集与储存57 稻壳来源于中稻公司的粮食加工厂，与发电厂相邻，通过气力输送的方式送到发电厂内的稻壳库中储存。稻壳库共有4座，每座有效容积约为2000m3，可满足本期项目约80h的燃料消耗量。（稻壳的堆比重约为0.1t/m3）6.2.3厂内燃料输送系统1、本期项目燃料部分的设计范围：稻壳库的出料口到锅炉炉前及气化炉炉前料仓之间的物料输送设备及管道的布置、安装。2、厂区燃料输送系统采用气力输送方式，气源设备采用罗茨风机，其工艺流程如下：稻壳库→管螺旋输送机→发送器→输送管道→炉前料仓。4座稻壳库中的2座供3×6t/h直燃锅炉用，另外2座供3×0.8MW气化炉用，每座稻壳库下设置一套气力输送装置，每套为3台炉供料，系统出力为锅炉消耗量的120%。6.3工艺流程见3.2.2节。6.4热力系统为保证全公司生产及采暖用汽，厂内建一座3×6t/h燃稻壳锅炉房，锅炉给水来自锅炉房水处理间，产生的1.3MPa饱和蒸汽并入厂区蒸汽管网。锅炉房内设有换热站，内设2MW板式汽-水换热机组，在采暖期供全公司采暖用热水，供水温度950C；回水温度700C。循环水量：40t/h。产生的凝结水返回软水箱。全厂设1套余热锅炉,产气量2.2t/h。余热锅炉的给水由锅炉房提供，所产1.3MPa饱和蒸汽并入厂区蒸汽管网。6.5主要车间布置l6.5.1气化炉车间布置气化炉设备为露天布置，清洗及电捕焦设施为室内布置，为减少厂房内的噪音，罗茨鼓风机布置于单独的房间内，气化炉的仪表控制室57 位于气化炉车间的东侧，并设有隔音门窗（见附图）。l6.5.2内燃发电机室布置内燃发电机室长39m.跨度24m,屋架下弦高度6m.为封闭建筑，以降低环境噪声。7台燃气内燃机为双排布置。厂房内设有15t电动桥式起重机一台。在厂房的固定端为办公室及配电间。办公室安装有隔音门窗（见附图）。l6.5.3锅炉间布置锅炉间长31.5米，跨度18米，屋架下弦高9米。锅炉间距7.5米。炉后露天布置布袋除尘器和引风机。三台锅炉共用一座烟囱，烟囱上口直径1.0米，高45米。在锅炉房的固定端布置办公室、控制室及水处理间（见附图）。6.6除灰系统6.6.1灰、渣量表6.6-1直燃锅炉灰、渣量统计表单位小时灰渣量(t/h)日灰渣量(t/d)年灰渣量(Kt/a)项目灰渣灰渣灰渣1×6t/h0.0280.2550.6726.120.1961.7852×6t/h0.0560.5101.34412.240.3923.573×6t/h0.0840.7652.01618.360.5885.355表6.6-2气化炉灰量统计表单位小时灰渣量(t/h)日灰渣量(t/d)年灰渣量(Kt/a)项目干灰湿灰干灰湿灰干灰湿灰1×0.8MW0.330.047.920.962.310.282×0.8MW0.660.0815.841.924.620.5657 3×0.8MW0.990.1223.762.886.930.84注：1、日利用时间按24小时计，年利用时间按7000小时计；2、气化炉产生的灰量分两部分：一部分为经旋风分离器分离后的粗灰，为干灰；另一部分随烟气进入炉后的喷淋除尘装置，与水及焦油一起沉淀过滤后排出，为湿灰，湿灰量为不含水的重量。6.6.2设计范围除灰系统的设计范围：直燃锅炉及气化炉产生的灰、渣的输送和贮存。l6.6.3工艺流程6.6.3.1直燃锅炉1、由于直燃锅炉的灰量较小，采用人工除灰，通过用小推车在除尘器下直接接运的方式运到厂区临时堆灰渣场，再用汽车运至综合利用场所。2、除渣系统采用机械除渣方式，通过用小机动车直接从刮板出渣机出渣口接运的方式，运至综合利用厂，或堆厂区临时灰渣场。6.6.3.2气化炉1、考虑到国家的环保政策及当地稻壳灰的综合利用的条件较好，气化炉旋风分离器排灰采用负压气力输灰系统。工艺流程如下：旋风分离器底部飞灰→插板门→进料阀→灰管→旋风分离器→灰库。三台炉采用一套输送系统。在厂区设有一座有效容积在200m3的混凝土干灰库，可储存三台炉16h的灰量，灰库下设干灰装车和干灰装袋装置，以满足不同形式的运灰要求。2、气化炉湿灰排放采用人工的方式。从炉后的喷淋除尘装置排出的灰、水和焦油的混合物排入带过滤功能的小推车内，经过滤后，由人工运到厂房内的湿灰库内，再通过汽车运至综合利用场所。过滤水由水工专业收集后，循环利用。6.7供、排水系统57 6.7.1概述本工程为X中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工项目的配套发电项目，其装机容量为：3×6t/h秸杆炉+3×0.8MW秸杆气化炉+7×400KW内燃发电机组+2t/h余热锅炉。电厂总平面布置留有扩建1×6t/h秸杆炉的位置，水工设施按电厂装机容量一次建成。6.7.2工业水系统由于厂址附近的河流为季节性河流，经常干枯无水，因此热电厂的工业水系统，采用以市政自来水为补水水源的带机力通风冷却塔的二次循环供水方式。本期工业水系统设置3台中高温降型机力通风冷却塔,户外布置设有防冻措施，冷却水量为150m3/h，冷却塔进水温度不大于75℃，出水温度大于25℃小于65℃，进出水温差小于20℃，N=7.5KW，两用一备。工业水系统设有循环水泵房一座，内设2台循泵，型号为200SSL43A型，Q=150-300m3／h，H=42-33mH2O，N=45kW，一用一备。工业水管采用单母管制，工业水供、回水母管皆采用DN250压力钢管。为了提高水的重复使用率，工业水系统还设有加药间，用以投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂。6.7.3补给水系统热电厂的工业冷却水、循环水补水、化学补充水等皆由市政自来水直接供至本工程各用水点。本期工程设计的自来水水总补给水量为60m3/h，工业及生活用水总量为86.7m3/h，回收的工业水量为26.7m3/h。6.7.4工业循环水量详见表6-5表6-5工业循环水量一览表（m3/h）序号内燃机组板式换热器总的循环水量12206028057 6.7.5电厂补给水量详见表6-6表6-6补水量一览表（m3/h）序号名称用水量回收量耗水量备注1化学补充水38.51.836.7自来水及冷却水回水2冷却塔各项损失151.313.7冷却水回水及定连排水3取样及气化炉冷却水23.623.6/自来水5冲洗浇洒等用水2/2自来水6烟气净化补充水1.3/1.3自来水7生活用水0.3/0.3自来水(7t/d)8未预见用水6/6自来水9总计86.726.7606.7.6消防给水详见8.4章节。6.7.7生活给水及厂区排水电厂的生活用水由市政自来水（0.30MPa，DN100）直接供至各用水点。本工程生活污水、生产废水及雨水排放采用雨污分流的排水系统。生活污水采用室外化粪池处理后，由重力流管道排入公司所属的污水处理站集中处理。工业废水经电厂自身中和池处理后，亦由重力流管道排入公司所属的污水处理站集中处理。雨水通过重力流管道收集后就近排入公司雨水总管。6.8化学水处理系统6.8.1设计条件57 6.8.1.1机组本工程新建3×6t/h锅炉＋3×0.8MW汽化炉＋7×0.4MW内燃机发电机组。预留一台6t/h锅炉。6.8.1.2热负荷本期设计热负荷为18T/h,规划热负荷24T/h，无凝结水回水。6.8.1.3水源及水质锅炉补给水源为自来水，水质报告如表6-8。表6-8水质报告(2007.6.28)项目指标PH7.0耗氧量0.47mg/l总硬度（碳酸钙计）258.2mg/l溶解性总固体485mg/l氯化物111mg/l硫酸盐9.2mg/l硝酸盐0.46mg/l铁0.05mg/l锰0.08mg/l6.8.1.4给水水质标准锅炉补给水水质标准如下：总硬度≤0.03mmol/L悬浮物≤5mg/l溶解氧≤0.1mg/l含铁量≤0.3mg/l6.8.2锅炉补给水处理系统6.8.2.1锅炉补给水处理系统出力确定锅炉补给水处理系统出力计算见表6-8。57 表8-9锅炉补给水处理系统出力本期规划热负荷20T/h26T/h其他软化水4T/h6T/h厂区汽水循环损失（3%）3x6x3%=0.54T/h4x6x3%=0.72T/h锅炉排污损失（10%）3x6x10%=1.8T/h4x6x10%=2.4T/h自用水率（6%）34.1×6%=2.05T/h40.4×6%=2.06T/h设计出力28.4T/h37.2T/h6.8.2.2锅炉补给水处理系统的确定根据机炉要求及水源水质情况，确定锅炉补给水处理系统工艺流程如下：自来水进水→自动钠离子交换器→软水箱→接至机务专业软水泵进水管l详见原则性锅炉补给水处理系统图。6.8.2.3自动钠离子交换器为PLC控制,其余部分均采用手动操作。系统表计测量、流量、液位等重要信号控制室监视。6.8.2.4设备布置本工程一套钠离子交换设备及软水箱集中布置在主厂房锅炉房内。6.8.4主要设备规范l主要设备规范详见“原则性化学水处理系统图”.6.9电气部分57 6.9.1电气主接线全厂7台内燃发电机并为一组，设一段0.4kV母线，经一台低压变压器升压至10kVⅠ段母线，低压变压器容量为2500kVA，另外10kVⅠ段母线上接有10kV联络线、两台厂用变高压侧开关及母线设备。低压厂用母线为单母线接线，考虑本工程低压厂用电负荷较小，故全厂设一台低压厂用变。再设一台低压备用变作为备用，提高供电可靠性。6.9.2厂用电接线低压厂用电系统低压厂用电系统采用照明和动力合并供电的380/220V三相四线制中性点直接接地系统。低压厂用母线为单母线接线。厂用配电装置选择厂用配电装置为：低压380/220V一段及备用段。6.9.3直流系统6.9.3.1蓄电池组数的确定：根据《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）规定。直流系统装设二组220V蓄电池，高频开关整流电源按N+1原则配置整流模块，并采用制控、动力合并供电方式。向全厂控制、保护、自动装置、事故照明、汽机润滑油泵等可靠供电。6.9.3.2蓄电池型式的选择：本工程选用阀控铅酸免维护全封闭式蓄电池。6.9.3.3直流系统额定电压确定：根据规程规定，控制负荷、动力负荷和直流事故照明等装置共用蓄电池组的电压采用220V。6.9.3.4直流母线接线方式：本工程直流系统接线为单母线分段，并用一套微机电压绝缘监测仪。57 6.9.3.5蓄电池数量选择1)微机保护程控装置电源电压允许偏差-20%-+10%，蓄电池终止电压为：1.75V/只，则按事故放电末期维持直流母线电压水平所必须的电池数：（只）2)免维护电压充电方式通常为恒压限流充电，充电电流在之间，在充电到100%电池容量时以浮充电方式充电，因此计算浮充时直流母线电压为：浮充电压为：2.25V/只（满足要求）3)直流负荷统计表表6-9直流负荷统计表负荷名称计算容量（KW）负荷电流（A）事故负荷（A）事故时间（h）事故放电容量（Ah）初期持续冲击随机电气经常负荷313.613.613.6113.6热工事故负荷418.1818.18118.18事故照明负荷313.613.6113.6汽机直流油泵356.2522.50.511.25通讯电源14.54.54.514.5合计61.134)蓄电池容量选择（其中）57 故选蓄电池的容量为200Ah。5)充电设备选择充电设备电流整流模块数量按N+1的原则可选用20A整流模块三只。6.9.4二次线、继电保护及自动化装置概据《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94），考虑本工程实际情况，7×400kW内燃发电机组，采用主控制室控制方式。6.9.4.1主控制室的布置本期采用全微机保护装置，所有电气设备均放在原电气主控制室内。根据《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）中的要求，在主控制室的控制的电气设备和元件有：——发电机组——低压厂用变压器及厂用备用变压器——低压升压变压器——10kV母线上的所有开关6.9.4.2控制、信号和测量表计控制信号方式的选择57 为了保证控制系统的可靠性，二次控制回路采用一对一控制，除汽机、锅炉辅机由DCS控制外，其余全部由电气系统控制，并在开关柜上设置了现场控制开关及现场/集中切换开关。测量、同期控制室控制的元件按<<电气测量仪表设计技术规程>>配置测量点，除在开关柜上安装常规测量仪表外，控制室需测量的量，均通过总线送至电气后台。满足机组同步并列要求和各个同期点的并网操作，内燃发电机组自带同期装置。微机监测：通过彩色显示器实时显示发电厂主接线（分主画页与若干分画页，各电压等级的颜色满足电力部有关规定，画面显示断路器，隔离开关状态，各母线电压，每个回路出线及发电机电流、功率和电度值，系统频率和时钟。显示全厂所有的事故信号和预告信号，显示厂用电系统接线图等。该系统还具备有运行记录，制表打印等功能。）元件继电保护几自动装置：元件继电保护元件保护配置按<<继电保护和安全自动装置技术规程>>（GB14285-93）配置。A．7×400kW内燃发电机组保护：1.发电机复合电压闭锁过电流保护。B．10kV线路保护：1．电流速断保护；2．过电流保护；3．反时限接地保护。C．变压器保护57 1．电流速断保护；2．过电流保护；3．非电量保护；4.反时限接地保护。6.9.4.3辅助车间的控制方式：辅助车间根据各个工艺要求，采用集中控制方式。6.9.5电气设备布置10kV配电装置选用KYN28A-12型成套开关柜，配真空断路器，31.5kA，10kV开关室布置在发电机房旁底层电气室。厂用配电装置及厂用变压器也布置在发电机房旁底层电气室内，为了方便操作、提高供电可靠性，低压开关柜选用GCS型低压抽屉式开关柜，厂用变压器选用SCB9干式变压器，容量为500kVA。6.9.6过电压保护及接地：10kV母线上装设阻容吸收装置来保护旋转电动机。接地：按照水利电力部颁发的“电力设备接地设计技术规程”设计。全厂保护接地和工作接地公用一个系统。除设计主接地网外，尽量利用深基接地体和自然接地体，使主接地网的总接地电阻值不大于0.5欧。微机保护和DCS装置设悬浮式专用接地铜排S＞100mm2。6.9.7照明及检修网络主厂房设置照明段，为防止电动机起动引起波动影响照明质量，在照明段前加稳压装置。主厂房的辅助车间照明和检修网络的设计按照<<火力发电厂和变电所照明设计技术规定>>进行。6.9.8厂内通信57 厂内部设生产管理通信和生产调度通信系统。生产管理通信系统直接为生产及行政管理服务，为各级管理部门之间提供通信联系。本工程不单独设生产管理通信交换机，厂内的生产管理电话是按户通过主控制室通信主机柜、保安配线架及通信电缆接入当地电信公司，即虚拟总机模式。6.10热工控制部分6.10.1概述本项目是X中稻股份有限公司稻壳发电项目，本期工程设计按3×6t/h秸杆锅炉+3×0.8MW秸杆气化炉+7×400kw内燃发电机组。。6.10.2控制方式和水平6.10.2.1控制方式本项目为生物质能源利用、热电联产工程，自动化设计严格执行国家有关规程、规定，本着“先进、成熟、适用”的原则，尽可能吸收已投产的同类型机组设计中成功经验，积极慎重地采用一些新技术，新设备。本期设计是全厂集中监视和各台机、炉分散就地控制的方式，即在秸杆炉车间、气化炉车间和内燃发电机车间各设一远程站并集中监控。化学水处理等辅助系统在各自车间设就地控制室。除尘系统、气力输灰系统等独立系统以PLC控制，与集中控制室DCS系统通讯联系。6.10.2.2控制水平本期工程机炉及辅机监控系统采用DCS监控系统，在中央控制室内，以DCS控制系统的彩色CRT/键盘为中心，监视和管理机组的主要设备。火灾自动报警系统盘亦放在集中监控室内。6.10.3主要监控设备的选型DCS系统拟选用满足规程规定要求，有同类型机组成功运行经验的系统。温度测量元件选用热电阻或热电偶，流量测量选用孔板、喷嘴或涡街失流量计等。57 变送器选用电容式智能变送器。自动控制及远方操作的执行器选用智能式电动执行机构。显示仪表选用光柱数显仪表和巡测仪。保护联锁用的驱动开关选用进口产品。机6.10.4电源热工控制系统用电源采用：DCS系统及热控配电箱（380/220V）采用来自不同厂用母线段的双回路的供电方式；DCS系统和安全仪表配置足够容量的UPS。辅助车间热控用∽220V电源，引自相应车间的电气配电盘。6.10.5热控试验室本工程热控试验室设在厂部办公大楼内，试验设备按规程配置。6.11土建部分：6.11.1工程概况本工程设计规模为3x6t/h秸秆锅炉+3x0.8MW秸秆气化炉+7x400kw内燃发电机组。土建建设内容包括发电间，汽化炉间，锅炉房，循泵房，机力通风冷却塔，加药间，灰库，干灰库，稻壳仓，煤气柜等建（构）筑物。6.11.2设计依据（1）《工程建设标准强制性条文》（房屋建筑部分）（2）《工程建设标准强制性条文》（电力部分）（3）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（4）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（5）《钢结构设计规范》GB50017-200357 （6）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）（7）《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002（8）《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ118-98（9）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（10）《建筑桩基技术规范》JGJ94-94（11）《小型火力发电厂设计规范》，GB50049-1994（12）工艺要求及各工专业所提资料（13）其它国家、地方现行建筑设计规范及标准6.11.3地质、地震力度由勘察报告可看出：（1）、场地土层分布较稳定，地势平坦、开阔，场地稳定性一般，可进行本工程建设。（2）、拟建场地为标准冻深1.20米。第②层粉质粘土属弱冻涨性土。（3）、拟建厂区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.3.1条，可不考虑饱和砂土和粉土的液化。根据区域地质资料，按《建筑抗震设计规范》（GB50021-2001）第4.1.6条判定，拟建场地为中硬土，该建筑场地类别为Ⅱ类，场地设计特征周期为0.35s。6.11.1地基处理及其选型荷载较小的辅助设施建筑可采用浅基础，以第②层粉质粘土及第②-1层粉土为基础持力层；差异沉降敏感，荷载较大的建筑物如：稻壳仓等基础采用桩基，桩基采用钻孔灌注桩。以⑧层角砾作为桩基持力层。各项目的基础做法，详见主要建（构）筑物一览表。6.11.2主要建（构）筑物的布置及结构选型57 发电间，汽化炉间，稻壳仓，锅炉房等采用钢筋混凝土框架结构,屋面采用轻钢屋架。循泵房,加药间等采用砖混结构。主厂房等主要建筑物墙面采用面砖饰面。表6－11主要建（构）筑物一览表编号名称尺寸结构型式1发电间39m×24m框架结构独基2汽化炉间33.5m×18m框架结构独基3锅炉房31.5m×24m框架结构独基4稻壳仓Φ13m框架结构桩基5循泵房,加药间4.5mx10m钢筋砼结构独基57 7生态环境影响分析7.1生态环境现状7.1.1概述拟建厂址所在的X沈北新区即将规划成为X科技创新与成果转化基地，成为全国最大的农产品深加工基地和现代农业物流中心，逐步实现文化繁荣、社会和谐和环境优美的现代生态新城。在环保治理、自然生态的保护和植被绿化等方面加大投入，为区内项目提供良好的生态环境。7.1.2气象状况X市位于北半球的暖温带地区，属大陆性季风气候，一年四季分明。风速：全年平均：2.9m/s;冬季平均3.7m/s。全年主导风向：SSW，频率为16%。降雨：年降雨量：727.5mm,全年降水集中在5-9月。积雪：最大积雪深度：28cm。最大冻土深度：148cm。气温：年最低温度：-30.6OC；年最高温度：38.3OC；年平均气温：8.2-9.2OC。湿度：相对湿度64%。7.2环保设计标准发电厂对环境的污染主要是烟囱排放的烟尘、CO、SO2以及废水排放和工业噪声等，本设计依据如下各标准：⑴大气：执行GB3095-1996《环境空气质量标准》中Ⅱ级标准见表7-1；57 表7-1环境空气质量标准污染物取值时间浓度限制mg/Nm3取值时间浓度限制mg/Nm3CO日平均4.0小时平均10.0NO2日平均0.12小时平均0.24年平均0.08PM10日平均0.15年平均0.10(2)秸秆锅炉排烟：执行GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》，标准规定：使用甘蔗渣、锯末、稻壳为燃料的锅炉，参照标准中燃煤锅炉大气污染物最高允许排放浓度执行。即:烟尘最高允许排放浓度为350mg/m3;SO2最高允许排放浓度为1200mg/m3;锅炉房烟囱最低允许高度为45m。(3)内燃机尾气：执行欧洲《内燃机排气污染物》Ⅱ级标准其排放限值见表7-2；表7-2欧Ⅱ排放限制值污染物COHCNO2烟尘浓度限制g/kw.h4.01.17.00.15(4)地表水：执行GB3838-2002《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类标准，见表7-3；57 表7-3地表水环境质量标准主要指标PH无量纲高锰酸盐指数mg/LNH3-Nmg/LTPmg/LCODmg/LBOD5mg/L地表水环境质量Ⅲ类标准6-9≤6≤1≤0.2≤20≤4(5)噪声：营运期执行GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》的Ⅲ类标准，即昼间65dB(A),夜间55dB(A)；施工期执行GB12523-90《建筑施工厂界界噪声限制》见表7-4。表7-4施工噪声限值dB(A)施工阶段主要噪声源限值昼间夜间土石方推土机、挖掘机、装载机等7555打桩各种装载机等85禁止施工结构混凝土搅拌机、振捣机、中锯等7055装修吊车、升降机等65557.3污染物治理措施及排放影响分析7.3.1大气污染物的治理措施及排放的影响⑴秸秆锅炉大气污染物的防治燃秸秆锅炉房的除尘采用布袋式除尘器，除尘效率在99.9%以上；确保烟尘浓度<50mg/Nm3。由于稻壳中SO2的含量很低，只有燃煤的十分之一，因此，SO2的排放浓度远远小于《排放标准》的规定。57 根据业主提供的稻壳元素分析资料（见第二章中表2.3），烟气排放计算结果见表7-4：表7-4大气污染物排放计算结果稻壳锅炉容量3×6t/h稻壳含硫分0.08%稻壳含灰分16.67%耗稻壳量5.4t/h除尘形式布袋除尘器除尘效率99.97%烟囱高度/出口内径45/1.0m烟尘排放浓度50mg/Nm3标准允许排放浓度350mg/Nm3二氧化硫排放浓度190mg/Nm3标准允许排放浓度1200mg/Nm3表7-5烟囱几何参数表余热炉容量T/H烟囱几何高度m出口内径m出口烟速m/s2x7.5451.020（2）稻壳气化发电大气污染防治措施为确保燃气内燃机的正常运行，本设计采用了极为严格的除尘和除焦油措施，除尘及除焦油采用一级旋风除尘器+2级喷淋塔组合除尘+157 级电捕焦油器，其中旋风除尘器除尘效率为80%，2级喷淋塔组合除尘和除焦油效率为85%，1级电捕焦油器的除尘和除焦油效率为99%,按理论计算综合效率为99.97%。经计算，燃烧后的尾气成分的排放速率为：CO：1.0g/kwh,HC：1.1g/kwh,NO2：3.5g/kwh,烟尘：0.15g/kw完全可以满足表7-2欧Ⅱ级标准。由此可知，拟建项目产生的大气污染物对环境的影响是非常有限的。7.3.2水污染物的治理措施本工程生活污水、生产废水及雨水排放采用雨污分流的排水系统。生活污水采用室外化粪池处理后，由重力流管道排入公司所属的污水处理站集中处理。工业废水经电厂自身中和池处理达标后，亦由重力流管道排入公司所属的污水处理站集中处理。7.3.3固体废弃的治理措施本项目稻壳锅炉的除灰系统采用灰、渣分除方式。布袋除尘器收集的干灰，由气力输送系统送至灰库，通过汽车运至综合利用场所。锅炉底渣采用机械除渣的方式，由汽车运至综合利用场所。锅炉产生的灰、渣含有钾元素，是良好的农肥，可以还田或送到复合肥厂进一步加工。本期项目锅炉产生的灰、渣100%得到综合利用。稻壳气化炉的灰渣含碳量达40%以上，是制造活性炭和白炭黑的理想原料，有很高的利用价值。因此将全部回收利用。本工程固体废弃物可以达到零排放。7.3.4噪声的治理措施及排放指标主要的高噪声设备有内燃发动机、冷却塔、锅炉鼓引风机等，发动机的噪声约90dB(A)，冷却塔、循环水泵及锅炉鼓引风机产生的噪声约85dB(A)。为了减少噪声污染，本工程在设计中主要采取以下防噪声措施：57 a.控制室设双层隔音门窗，室内屋顶装吸音材料。b.锅炉送、引风机设隔音、保温层，吸风管设消音器。c.锅炉对空排汽管上设消音器。d.对于成为噪声源的各种转动设备，在订货时应向制造厂提出各设备的限声要求。e.确保安装检修质量，减少管道阀门漏汽造成的噪声。f.在厂区总体布局时，将噪声较大的建筑尽可能布置在对周围环境的影响较小的地方。g.在厂区绿化规划时，对厂前区重点美化环境。厂区道路两侧，煤场周围及厂区围墙内种植绿化树带（厂区绿化系数力求达到30%），以起到美化环境，隔声和防尘作用。厂界噪声可满足《工业企业厂界噪声标准》的Ⅲ类标准，即昼间65dB(A),夜间55dB(A)。7.4环保设施的投资估算本工程总投资(静态投资)为2810.1万元，其中环保投资70万元，约占总投资额的2.5%。各环保设施投资估算见下表：57 表7-6工程环保投资明细表类别污染工段环保设施名称投资估算（万元）废水冷却塔排水集水池3生活污水送至全厂污水处理场10固体废弃物锅炉灰渣收集、利用2气化炉灰渣收集、利用3噪声发电机房减震设施，消声器25冷却塔减震设施，挡声板4.8锅炉鼓引风机减震设施，消声器2排污口整治雨水收集系统，环保标志牌6环保监测监测仪器3绿化绿化面积1000m210烟囱降低污染物落地浓度1.2合计707.5结论本项目实施后,环境保护设施齐全，废气及厂界噪声的排放能够达到国家规定的标准，使得本区域内的环境质量得到较大的改善与提高；废水对周围水环境不产生负面影响；固体废弃物全部综合利用，符合国家产业政策及清洁生产的要求。57 8消防、劳动安全与工业卫生8.1消防概述8.1.1设计依据小型火力发电厂设计规范（GB50049-94）火力发电厂与变电所设计防火规范（GB50229-2006）建筑设计防火规范（GB50016-2006）建筑内部装修设计防火规范（GB5022-95）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92）电力设备典型消防规程（DL5027-93）火力发电厂生活、消防给水和排水技术规定（DLGJ24-81）建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2005）火力发电厂总图运输设计技术规程（DL/T5032-94）造纸行业原料场消防安全管理规定8.1.2消防设计范围本次设计的主要内容是X中稻股份有限公司稻壳发电项目范围内的消防设计。8.1.3主要设计原则消防系统设计必须贯彻执行国家有关方针政策、规范、规定。消防工作应遵循“预防为主，防消结合”的方针，在本项目范围内设置消防系统，并按各建筑物、场所发生火灾的性质和特点选择不同的消防措施，防止火灾危险，以确保发电厂的安全、经济运行。8.2总平面布置与消防57 8.2.1总平面布置厂区总平面布置在符合总体规划和工艺流程的前提下，满足防火、防爆、卫生和环境保护等方面的规定，因地制宜，统筹安排，使总平面布置合理顺畅。总平面布置论述见6.1.2。8.2.2消防通道及主导风向人流、物流分开，人流出入口和物流出入口的布置均便于消防车出入。全年主导风向：SE。8.2.3建筑物和构筑物的防火间距本工程根据《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96）和《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）的规定进行设计，建（构）筑物之间满足防火间距的要求，以保证运行安全，避免或减少发生灾害影响的程度。厂内道路的设计是按现行的《厂矿道路设计规范》要求。根据生产、生活和消防的需要，主厂房区周围均设置环行通道。厂区主要道路宽6～7米，次要道路宽4米。8.3建筑物与构筑物的消防8.3.1建构筑物耐火等级厂区内各建筑物均按规定的火灾危险性及耐火等级进行防火设计，本工程所有建构筑物的耐火等级及其在生产过程中的火灾危险性见表8-2：表8－2建构筑物在生产过程中的火灾危险性及耐火等级序号建筑物名称火灾危险性最低耐火等级1锅炉房丁二级2气化炉间丁二级3内燃发电机间丁二级57 从上表看出，本工程建筑物没有具有爆炸危险的甲、乙类建筑物。其中主厂房的火灾危险性按丁类设防，全部建筑物的耐火等级为二级。8.3.2主要建构筑物的布置气化炉间、内燃发电机间、锅炉间厂房均设有不少于2个出入口，厂房平面按不同的生产性质和消防要求，用防火墙相隔，防火墙所有开设的门窗均为甲级防火门窗。8.3.3移动式灭火器配置全厂除设置消防给水系统以外，各建筑物内均按照建筑物的火灾危险性、可燃物数量、火灾蔓延速度及扑救难易程度配置了满足消防要求的不同形式的移动式灭火器。8.4消防给水和消防措施根据《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229-2006，《建筑设计防火规范》GB50016-2006，电厂必须同时设有消防给水系统，本期工程投产后，电厂的消防水量如下：表8-1消防水量项目用水量火灾延续时间一次灭火用水量厂房室内17L/S2h122.4m3厂房室外25L/S2h180m3稻壳仓室外30L/S3h324m3根据规范，电厂的火灾次数为一次，因此消防总用水量为42L/S，H＝60m。一次灭火最大消防用水量为324m3。根据中稻公司项目设计要求，已配置有3台消防泵，两用一备，2个600m357 消防水池及屋顶高位消防水箱，消防给水系统采用临时高压给水系统，公司内设消防水环状管网。为此，本工程消防用水量及水压可由公司消防给水系统保证供给（本电厂不重设消防泵房及消防水池），采用全公司消防水系统为一个系统。消防水由公司两路消防给水管供至本厂区,接至电厂室外DN200消防水环状母管，再接至室内环状消防给水管；热电厂消防给水系统亦采用临时高压给水系统，发生火灾时开启公司消防水泵灭火。在发电间、气化炉车间、锅炉房等处还设有手提式磷酸铵盐干粉灭火器，用以扑救电气、油类等不能用水灭火的火灾。8.4.2消防供电在主厂房内设置交流事故照明切换屏，事故照明在交流停电时由直流电源供给。在各建筑物的主要通道及人口设置带钢镍电池的应急事故照明灯。8.5劳动安全与工业卫生概述8.5.1设计依据1)《中华人民共和国劳动法》(1994年7月5日)2)中华人民共和国主席令第70号《中华人民共和国安全生产法》(2002年11月1日施行)3)中华人民共和国原劳动部令第3号《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》(1996年10月17日)4)《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》DL50535)《工业企业设计卫生标准》GBZ1-20026)电力工业部文件电综[1998]126号“关于颁发《电力行业劳动环境监测监督管理规定》的通知”7)劳安部安保安[1989]57号文《关于严防重大火灾和爆炸事故的紧急通知》8)《工业场所有害因素职业接触限值》GBZ2－20029）《建筑设计防火规范》（GBJ16-1987）（2001修订）57 10）《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-1990）（1997年版）11)《电气设备安全设计导则》(GB4064-1984)12)《火力发电厂生活、消防给水和排水设计技术规定》（DLGJ24-1991）13)《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-1996）14)《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发[1996]276号15)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）16)《建筑物防雷设计规范》（GB50057-1994）17)《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL/T5054-1996）18)《安全标志》GB2894-9419)《安全色》GB2893－9420)《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-9121)《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发276号22)《电力工业锅炉压力容器安全监察规程》DL1612-199623)《爆炸危险场所安全规定》劳动部1995.1.2224)劳锅字(1990)8号“压力容器安全技术监察规程”25)《职业性接触毒物危害程度分级》（GB5044-1985）26)《生产设备安全卫生设计总则》（GB5083-1985）27)《噪声作业分级》LD80-199528)《有毒作业分级》（GB12331-1990）29)《高温作业分级》（GB4200-1984）30)《采暖通风和空气调节设计规范》（GBJ19－1987）31)《工业企业采光设计标准》（TJ19－1975）32)《工业企业照明设计标准》（GB5003－1992）8.6防火、防爆57 8.78.6.1防火措施综合近年来全国秸秆类火灾进行分析,可以总结得出秸秆类火灾原因主要有以下几类: 违章吸烟引起火灾,自燃火灾，放火火灾，外来火源引起火灾，原料内夹有火种引起火灾，电气原因引起火灾等。因此，秸秆电厂除了应满足一般燃煤电厂的防火要求外，还应着重原料储存及堆放的防火。针对上述火灾起因，本项目在设计中要认真执行以下要求：(1)厂内各建筑物、构筑物的耐火等级和间距等均严格遵循《小型火力发电厂设计规范》的要求，并符合《建筑设计防火规范》的规定。布置上作统筹安排以满足防火最小间距、安全出口，安全通道、电缆防火等要求。(2)全厂设置了独立的消防水系统。各主要厂房均设有灭火栓，覆盖半径符合有关规定。设计中在布置上尽量使油管道远离高温管道和电源，当油管道与其它管道交叉时，油管布置在下方，热管道布置在上方，并有保温及外部包锌铁皮等隔离措施。油管道法兰接合采用质密、耐油、耐热的垫料。主厂房外设置事故排油箱，一旦发生着火事故，威胁厂房安全时，能将油系统的油迅速安全地排往事故油箱，以免事故扩大。为了防止油系统失火，设计中尽量考虑减少油系统的阀门、接头和附件，且阀门、接头、法兰等附件承压等级按耐压试验压力选用。（5）变压器的防火措施厂用变均为油浸电力变压器，采用手提干粉灰火器。（6）电缆防火设计原则及其采取的防范措施57 考虑防火要求，本工程电缆采用阻燃电缆，对于特别重要的回路（如消防系统、直流电源等）采用耐火电缆。明敷电缆的设计布置上尽量避免接近热源，避免与热力管道平行或交叉，当电缆与蒸汽管接近时，采取隔热防护措施。靠近油系统设备的电缆沟盖板，予以密封处理；在通往控制室、机电保护室、电缆夹层的竖井或墙洞以及盘柜底部开孔处，采取阻燃封堵处理。（7）其它电气设施的防火措施在电气设备布置较集中的场所，如配电装置室，设有事故排风设备，采用移动式灭火器。8.6.2防爆措施1）在锅炉汽包上设有安全阀，超压时对空排放。2）在高温、高压设备及管道上均设有必要的温度、压力检测点，进行限值报警，必要时甚至停机。3）锅炉汽包上装有水位计，进行限值报警和保护，并设有水位自动调节系统，以防汽包满水、缺水引起的事故。4）锅炉燃烧、给水系统中的送、引风机、给水泵等都设有电气联锁和事故报警，以防炉膛喷火、爆燃和断水等事故。8.7防噪声及防振动8.7.1防噪声⑴噪声卫生标准工业企业噪声卫生标准和电厂各类地点的噪声标准分别见表9-3和表9-4。表9-3工作地点噪声声级的卫生限值日接触噪声时间(h)允许噪声dB(A)57 8854882911941/2971/41001/8103最大不得超过115表8-4电厂各类地点的噪声标准单位：dB(A)序号地点类别噪声限制值1生产车间及作业场所(工人每天连续接触噪声8h)852为主厂房等设置在值班室、观察室、休息室(室内背景噪声级)无电话通讯要求时75有电话通讯要求时703电子计算机室(正常工作状态)704车间所属办公室、化验室705主控制室、集中控制室606厂部所属办公室、化验室607医务室、夜班人员休息室(室内背景噪声级)55⑵噪声防治措施a.57 本工程在设备技术规范书中，根据上述要求，向供货商提出设备运行的噪声限制要求，并将其作为设备性能考核的一项重要指标。b.对建筑物在设计中采取隔音、吸音措施。设在主厂房内的单元控制室采用双层窗，顶棚、墙面采用吸音材料装修。c.在噪声较高的设备附近设就地隔音值班室。运行人员仅进行定期巡查，在汽轮机室、各泵房等处，凡需设专人值班的地方，均单设隔音值班室。d.锅炉安全阀排汽均设置消声器，轴流风机加隔音包覆等措施，能够有效地降低噪声。e.在烟风道设计中，注意布置合理、气流畅通，以减少空气动力噪声。f.对于现场无法处理的噪声超标部位，工作人员均配有防护耳塞。8.7.2防振动本工程需要采取防治振动措施的设备与建筑物主要是大型转动设备的土建基础及集控楼的控制室等。对易产生振动的汽、水及油管道的设计也将采取相应的防振或减振措施。8.8防尘、防毒、防腐蚀8.8.1防尘1）搞好控制室门窗的密封设计及仪表盘下方电缆通道的封堵设计。2）锅炉所出灰渣均密闭送出，不会有灰尘飞扬。4）燃料粉碎及倒运处均设置除尘装置。5）严格工作制度，燃料系统工作人员配备劳保设施。8.9其它安全及工业卫生措施照明措施1）57 建筑物的室内采光以天然采光为主，人工照明为辅。采光设计按照《工业企业采光设计标准》的规定进行。2）照明将根据SDGJ-95《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》和《工业企业照明设计标准》的要求进行设计。照明设有正常照明和事故照明，按不同的供电电源设计。3）为防止运行、检修人员的触电事故，本工程照明配电箱中供插座使用的回路均装设漏电保护装置。4）屋内外照明电器的安装位置应便于维修。对于屋内配电装置的照明，应考虑在设备带电的情况下，可以安全地进行维修。5）在烟囱上部按规定装设航空障碍标志灯。6）凡进入压力容器或金属容器内工作的检修或检查人员，必须携带12V的便携式照明灯具，以免触电。8.10劳动安全及工业卫生机构与设施在发电厂的运行组织及设计定员配置上，根据前能源部安环司安保综[1992]59文的规定，配有1名专职人员负责，专门检查和监督电厂劳动安全8.11综合评价为了减少乃至杜绝发电厂的各种安全危害，国家及各有关部委已颁发了各种法规、规定、规程和规范，本工程在下阶段设计应完全是遵照这些法规、规定、规程和规范执行的。在设计中坚持“安全第一，预防为主”的原则，所采取的措施是全面的，设施也较为先进，基本符合有关规范和要求。在施工和运行管理中，只要认真落实各项安全对策措施和预防手段，可以使事故防患于未然，并尽量减少事故的发生。9节约能源9.1概述57 合理利用能源，做到节约与开发并重，使有限的能源得到更加充分的利用，这是我国的基本国策之一，本工程采用大米加工的副产品--稻壳发电，是一个合理利用和节约能源并可保护环境的项目。9.2合理利用能源本项目所用的燃料为稻壳，在此项目未建成前,稻壳大部分为废弃物，项目建成后，每年可产生1.4×107kw.h的电能和5万吨的蒸汽，相当于节约了1.4万吨标煤。合理利用了能源。9.3其它节能措施1）机组配套辅助设备中的电动机一律选用机电部推荐的节能产品，同时与设备配套的电动机选型计算，避免出现大马拉小车现象，造成能源浪费；2）热机设备及管道外表面温度高于50℃的，一律包扎保温，并对选用保温材料与厚度进行计算，选用投资省，节能效益好的经济厚度，减少热损失，提高经济性；3）采用DCS计算机控制系统，现实优化节能运行；4）精心进行设计、安装、运行，防止跑、冒、滴、漏，做到文明生产。10工程项目实施的轮廓进度10.1工程项目实施的条件因本项目属可再生能源综合利用，符合节能、环保和能源政策，又是一项经济效益很好的项目，故深受政府各部门的重视和支持，对本工程的建设十分有利。10.2工程轮廓进度57 序号时间名称8月9月10月11月12月1可行性研究设计及审查3施工图设计4工程前期准备工作5工程场地清理及回填土6基础及构筑物施工7建筑物及其它施工8主机及主要设备订货交付9其余设备订货交付10主机发电机系统安装11其它系统安装12联合调试工程轮廓进度见表12-1表12-1工程轮廓进度见表11投资估算与经济效益分析11.1投资估算11.1.1编制范围本期设计方案为3×6t/h秸秆锅炉+3×0.8MW秸秆气化炉+7×0.4MW内燃发电机组。投资估算范围包括厂内各工艺系统。厂区附属生产工程、土地征用费、厂外部分等均不在本次投资估算范围中。11.1.2投资估算编制原则及依据（1）投资估算根据2001年版国家发展计划委员会、国家经贸委、国家建设部颁发的“计基础[2001]26号文技术规定附件3”《热电联产项目可行性研究投资估算编制方法》编制，工程项目划分参照（2002年版）《电力工业基本建设预算管理制度及规定》执行；工程量由专业设计人员提供，不足部分参考同类型工程。57 （2）主设备价格根据业主提供的价格计列或向设备生产厂家询价，其它设备参考近期同类型工程设备价格计列。（3）编制基准年为2006年。11.1.3项目投资估算本期热电项目总投资：3421万元（详见投资估算表）其中：静态投资估算：3330万元；建设期贷款利息：44万元；生产铺底流动资金：47.4万元；11.2财务评价11.2.1方法及说明经济评价方法执行电规经〖1994〗2号文颁发的《电力建设项目经济评价方法实施细则》（试行），采用电力规划设计总院规定的电算程序对各指标进行计算。11.2.2资金筹措本工程总投资为3421万元。（1）动态总投资为3374万元（含建设期贷款利息），其中：注册资金（30%）,银行贷款（70%），银行利率按7.38%计算（中国人民银行，2007年7月21日），（2）企业自筹（铺底流动资金）：47.4万元。11.2.3财务评价有关数据（1）热电评价主要原始数据表项目单位指标年发电量Kwh/a14×10657 年供热量GJ/a15×104发电厂用电率%7.0供热厂用电量Kwh/GJ3.5发电平均标煤耗（折算）Kg/kwh0.900供热平均标煤耗（折算）Kg/GJ50售电价格元/千度399.15售热价格元/吉焦38.35标煤价（折算）元/吨203.54人员工资（含福利）元/人.年18000注：1、售电价格、售热价格、标煤价（由秸秆收购价按热值转换）均为不含税价格。（2）热电评价主要结论数据表表一成果一览表项目单位指标售电单位成本元/千度301售热单位成本元/吉焦15销售收入万元1414销售利润（还款后）万元797内部收益率（全投资）%24.17投资回收期（全投资）年5.01投资利润率%16.12投资利税率%18.94资本金净利润率%42.18注：1、表格中的数据均为不含税价格。（3）数据分析：57 a.根据“热电评价”中的“成本费用计算表”，在还贷后，秸秆焚烧电厂的售电单位成本约301元/千度，售热单位成本约15元/吉焦。b.秸秆焚烧电厂收益X中稻股份有限公司稻壳发电项目的年销售收入1414万元，年销售利润（银行贷款、折旧、摊销均结束后）为797万元。11.2.4盈利能力分析（1）投资利润率和投资利税率投资利润率和投资利税率是反映财务盈利能力的两项静态指标。根据X中稻股份有限公司稻壳发电项目的“财务评价指标计算表”，投资利润率和投资利税率分别为16.12%和18.94%，表明热电厂的财务盈利能力是很强的。（2）内部收益率根据X中稻股份有限公司稻壳发电项目的“财务指标计算表”，热电厂工程的财务内部收益率分别为24.17%，内部收益状况较好。11.2.5投资回收期根据X中稻股份有限公司稻壳发电项目的“财务指标计算表”，热电工程建设投资的回收期分别为5.01年（含建设年）。11.2.6敏感性分析对X中稻股份有限公司稻壳发电项目在项目计算期内，可能发生的电价、年利用小时数、投资额、热价等因素按±5%和±10%进行敏感性分析计算，结果表明：在上述因素可能的变化幅度内，热电工程的各项财务评价均好于国家的允许标准，不难看出X中稻股份有限公司稻壳发电项目的经济效益较好，抗风险能力较强，具有良好的社会效益。12主要危险有害因素分析57 尽管发电厂的工业过程是成熟、安全和可靠的，并且已积累了几十年的经验，具有丰富的运行检修和设计经验，长期以来已制定了一系列法规、规程和导则。但发电厂的生产过程中还是存在有安全卫生的危害因素。这些主要危害可以归纳为如下几种：1火灾与爆炸火灾的主要潜在危险是在可燃介质通过的设施或地方，如原料库、电缆夹层、架空电缆廊道等。发生爆炸的主要潜在危险是各类压力容器。2电伤和机械伤害：发电厂内的大量电动机和各种高、低压电气设备是触电事故可能发生的潜在因素，各类转动机械则是机械伤害事故可能发生的潜在因素。3噪声：主要是烟风道及蒸气管道内的气体流动、扩容等产生的流体动力噪声，以及机械设备的动力噪声和电磁噪声。本报告将围绕上面所涉及的各种主要危害，逐一分析事故发生的可能性及描述设计所采取的防护措施。并根据实践经验评价所采取的防护措施的可靠性。57 16结论(1)发电厂本期发电规模定为2.4MW，供热18t/h。年秸秆消耗量3.7万吨。年发电设备利用小时为6500h，年发电量为1.4×107.KWh,年供热1.5×105GJ（50000吨蒸汽）.；(2)本项目经济指标：a.总投资3330万元b.年供热量1.5E+05GJ/ac.年发电量1.4E+07KW.hd.年供电量1.3E+07KW.he.平均热效率44.86%f.占地面积11.7hm2h年耗稻壳总量3.7万吨g.标准煤耗率年均供热标煤耗率50kg/GJ年均发电标煤耗率0.9kg/KW.hh.厂用电率电厂综合厂用电率7%i.全厂定员人数35人j.单位成本发电301元/千度供热15元/吉焦57 k销售价格（不含税）电467元/千度（含税）热43.3元/吉焦（含税）l.内部收益率（税后）24.17%m.投资利润率16.12%n.投资利税率18.94%p.投资回收期5.01年q.年节约标煤量1.4E+04吨57'