关于投资水泥生产线低温余热发电工程项目可行性研究报告 105页

'中环保水务投资有限公司关于投资水泥生产线低温余热发电工程的可行性研究报告环保事务部二○一二年三月4 编制单位负责人：项目负责人：报告编写人员：4 目录第一章总论………………………………………1第二章项目背景与建设必要性…………………5第三章建设条件与建设地址……………………9第四章建设规模与装机方案……………………13第五章工程技术方案……………………………15第六章环境保护…………………………………47第七章节能………………………………………49第八章职业安全与卫生…………………………51第九章企业组织与劳动定员……………………53第十章项目实施进度计划与工程管理…………54第十一章投资估算与资金筹措……………………56第十二章财务分析…………………………………604 附件附图1、企业营业执照2、土地证明3、资金证明4、环境保护审查意见5、接入系统初步意见6、区域位置图7、平面布置图8、余热发电原则性热力系统图4 第一章　总　论一、《2011-2015年中国水泥余热发电产业发展前景投资咨询报告》简介：　　国家在能源、环保等产业政策方面的大力扶持我国近年来十分重视节能环保问题。从2004年起，国家先后制定了若干政策措施以鼓励节能、环保事业的发展。同时，国家各相关部门还制定了明确的目标和具体措施鼓励余热发电工程行业的发展。按照《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》，"十一五"末，水泥行业的目标是40%的生产线要求安装余热电站，大力推广在钢铁、建材行业实施余热余压利用等节能技术。低温余热回收发电是国家节能环保产业支持项目，符合国家关于节约资源、保护环境及可持续发展的方针政策。国家规定，对于容量大于1MW的余热电站，应该无条件上网并给予优惠上网电价。　　　2009年11月25日召开的国务院常务会议决定，到2020年我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，节能减排将成为我国的一项长期战略。　　　2010年1月，国家工业和信息化部发布了《新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案》，提出"计划用4年时间（2010～2013年），对日产量2000吨以上的新型干法水泥窑推广纯低温余热发电改造项目，使日产量2000吨以上的新型干法水泥生产线余热发电配套率达到95%以上，形成427万吨标准煤的节能能力。　　　2010年4月2日，国务院办公厅转发发展改革委、财政部、人民银行、税务总局《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》，在资金支持力度、税收扶持政策、相关会计制度、改善金融服务方面提出了具体的支持政策，如在税收方面，"对节能服务公司实施合同能源管理项目，取得的营业税应税收入，暂免征收营业税，对其无偿转让给用能单位的因实施合同能源管理项目形成的资产，免征增值税"、"节能服务公司实施合同能源管理项目，符合税法有关规定的，自项目取得第一笔生产经营收入所属纳税年度起，第一年至第三年免征企业所得税，第四年至第六年减半征收企业所得税"；在发展目标方面，"到2012年，扶持培育一批专业化节能服务公司，发展壮大一批综合性大型节能服务公司"等。该意见的出台将加快推动合同能源管理业务的持续健康发展。　　　工业和信息化部发布了关于《新型干法水泥窑纯低温余热发电技术推广实施方案》，提出在现有全国日产量2000吨以上的新型干法水泥生产线中推广实施水泥窑纯低温余热发电改造项目，年发电量达120亿千瓦时，形成427万吨标准煤的节能能力，使日产量2000吨以上的新型干法水泥生产线余热发电配套率达到95%以上的建设目标，实施期为4年，即2010～2013年，计划建设水泥窑纯低温余热发电项目225套，总装机容量1995MW，预计项目总投资127亿元。因此，可以说，国家依然看好余热发电，在"十二五"期间，水泥行业余热发电还将迎来新一轮的建设高峰。　　　在刚刚过去的"十一五"，水泥行业发展迅猛，水泥产量从2006年的12.04亿吨，发展到2010年的18.68亿吨，与此同时，相关产业发展也随之"水涨船高"，迎来了黄金发展期，其中，水泥余热发电领域的发展尤为瞩目，截止到2010年底，全国新型干法水泥熟料生产线已经有2/3左右建设了余热发电站。进入"十二五"，当水泥行业的发展进入"平稳期"，余热发电也将进入一个发展"阵痛期"，今后市场竞争的激烈程度也同样引起了广泛的关注。　　　导致"十二五"余热发电市场竞争"白热化"的因素主要有：　　　1、剩余可建余热发电的水泥项目数量有限。目前仅有1/3左右的新型干法水泥生产线没有配备余热发电，加上国家严控新线政策的出台，未来水泥余热发电可分的蛋糕已经很少。同时，我们也注意到，目前建有余热发电的水泥项目主要以大集团大企业的大型生产线为主，经济发达地区居多，这就意味着剩余的水泥项目存在着小、散、地处偏远的特点，这也给余热发电企业争取市场带来了一定的困难。　67 　　2、余热发电企业数量越来越多。早期，从事余热发电的企业仅有天津院、南京凯盛、易世达、中信重机等几家企业，然而，随着余热发电被广泛认可，项目数量不断增加，从事余热发电的企业也如"雨后春笋"般涌现。市场有限，企业众多，竞争激烈将是必然。同时，目前一些水泥企业也加入了这个大军，据了解，像天瑞、冀东、华新等一些大型水泥企业开始自行为自己的生产线建设余热发电，这也无形中减少了一定的市场份额。并且，伴随着技术的不断进步、成熟，余热发电项目建设的各个环节更加透明化，水泥企业在选择余热发电项目实施单位时有了更多的比较，余热发电企业获得项目需要付出更多的努力。　　　3、水泥企业资金紧张。随着国家严格控制对高能耗、高排放行业，产能过剩行业的信贷投放，一些需要依靠贷款来建设余热发电项目的水泥企业资金出现了紧缺，这使一些原本计划建设的余热发电项目被迫搁浅。　　　4、余热发电项目并网困难。水泥企业余热发电原则是并网不上网，所发电量全部自用。但目前水泥厂余热发电并网仍然是"老大难"问题。这种状况主要其中北方地区，尤其是东北、山西、山东等省份，并网困难已经成为制约当地余热发电发展的主要因素之一。而相比较而言，南方地区水泥余热发电并网问题不大。　　　5、国际市场存在"同室操戈"的现象。国内一些余热发电企业很早就预见到了国内市场份额将逐渐减少的情况，早早的就走出国门，拓展国际市场业务。其中，中材节能、大连易世达、南京凯盛等一批企业在国际市场上已经做的"风生水起"。但是随着国内企业进军国际市场数量的增加，在国外也经常会出现"自己人"相互竞争的局面，一个余热发电项目10家左右的中国余热发电企业竞争时常出现纯低温余热发电的发展趋势67 1概述传统的水泥工业是一个高能耗、高污染的资源性工业，目前，5000t／d以上的新型干法水泥熟料生产线，虽然其烧成系统基本都采用了窑外分解系统，水泥烧成系统在热耗、电耗方面有较大幅度的降低，但窑外分解系统仍有大量的中、低温废气余热未能被充分利用，造成大量的能源浪费，并产生大量的废气，而纯低温余热发电系统，则是将熟料生产线所排出的中、低温废气采用纯低温余热发电技术加以回收利用。纯低温余热发电由于是不用燃料的余热利用，所以更符合节能环保的要求，也是政府重点鼓励的对象。而水泥企业充分利用余热发电，既可以最大限度满足企业终身的用电需求，减少外购电量，又可以降低水泥制造成本，提高经济效益，是世界水泥工业发展的趋势。我国作为世界最大的水泥生产和消费大国，也是能源紧缺国家，充分利用水泥窑外分解系统余热发电势在必行。2纯低温余热发电的发展趋势进人2l世纪的中国，随着GDP的快速增长，能源供应紧张的状态日趋明显，特别是2004年之后，中国的能源状况难以支撑高速的经济增长，国家高度重视节约能源资源：全面做好能源资源工作，优先抓好节约能源资源!(胡锦涛)一高度重视加强领导，加快建设节约型社会!(温家宝)一制定完善资源节约标准‘(国务院)一颁布《节能中长期规划》，启动十大重点节能工程(国家发改委)早在1996年国务院曾以国发『1996136号文批转国家经贸委等部门《关于进一步开发资源综合利用意见》的通知，《意见》中明确指示，凡利用余热、余压、城市垃圾和煤矸石、煤泥等低热值燃料及煤层气生产电-●力、热力的企业，其单机容量在500千瓦以上，符合并。新网调度条件的，电力部门都应允许并网??，装机容量毒在1．2万千瓦以下(含1．2万千瓦)的综合利用电厂，不参加电网调峰??。孽国家对建设电站的有关政策文件如下：(1)国家经贸委文件(国经贸资源[20001660号)。关于印发《资源综合利用电厂(机组)认定管理办法》的通知(2)国家经贸委资源司《关于落实好综合利用电厂优惠政策的通知》(国经贸资源[199815号)。(3)国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知(国发[1996136号)。(4)电力工业部《关于电网与电厂、电网与电网并网运行的规定(试行)》的通知(电政法[1994167 315号)。(5)国家经贸委、国家环保总局公告《国家重点行业清洁生产技术导向目录》(第二批)(2003年第21号)。(6)国家发展和改革委员会2004年编制发布的《节能中长期专项规划》。全国新型于法水泥的生产能力约45000万吨，如全部采用纯低温余热发电技术，总装机将达到1500MW，年供电量约90亿kwh，相当于年节约标准煤345万吨，每年减少CO：排放量862．5万吨，大大减少对环境的空气污染和温室效应。项目名称及承办单位：1、项目名称：5000t/d水泥熟料干法生产线纯低温余热发电工程2、建设性质技术改造3、项目建设单位XXXX公司联系电话：XXXXX邮政编码：通讯地址：XX普通镇镇驻地4、报告编制单位XXXXX研究院工程咨询等级：甲级证书编号：XXXXXXX发证机关：国家发展和改革委员会二、编制依据1、XXXX公司与XXXXX研究院签订的工程咨询委托书与合同书2、《工业建筑设计规范》、《电气设计规范》、《建筑给水排水工程规范》、《工程设计防火规范》3、《节能中长期专项规划》4、《水泥工业产业发展政策》、《水泥工业发展专项规划》67 5、《建设项目可行性研究与经济评价手册》(第三版)6、国家有关的法律、法规、标准规范等7、建设单位及有关部门提供的基础资料及证明文件三、设计范围1、主要生产工程5000t/d水泥熟料生产线窑头、窑尾废气旁路系统及飞灰处理系统，纯低温余热发电系统的SP余热锅炉、AQC余热锅炉、汽轮发电机组、锅炉水处理设施，循环冷却水系统、DCS控制系统等的设计。2、涉及的内容本工程内容的专业有：项目建设必要性、项目建设条件与厂址、工程技术方案、环境保护与节能、劳动安全卫生与消防、企业组织与劳动定员、项目实施进度与工程管理、投资估算与资金筹措、财务分析等。四、设计原则和指导思想尽可能做到余热电站在正常运行时不影响水泥熟料生产线的正常工作，余热电站建设时减少对水泥生产线正常生产的影响，余热电站设计遵循“技术先进、生产可靠、节约投资”的原则，具体指导思想如下：1、在不影响水泥生产的前提下最大限度的利用余热；2、在技术方案上统一考虑回收利用水泥生产线窑头熟料冷却机及窑尾预热器的废气余热，冷却机采用中部抽风，合理设计中部抽风口，并设余风再循环；3、在生产可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低操作成本和改造基建的投入；4、以生产可靠为前提，采用成熟、可靠的生产工艺和设备，生产设备原则上采用国产设备；5、贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。五、建设单位概况XXXX公司位于XXXX67 普通镇，由XX联合水泥有限公司(隶属于XX材料XX公司)，注册资金XXX万元，中国联合水泥有限公司投资占80%，XXX投资占20%。一期5000t/d水泥熟料生产线已于2006年12月建成投产，主要产品为30万t/a的P.O42.5普硅水泥和60万t/aO.F32.5粉煤灰水泥，采用Ф5.2×74m规格的回转窑、双系列五级旋风预热器在线喷腾式分解炉新型干法生产线。五、研究结论1、建设地址本项目建于XXXXX普通镇，XXXX公司院内，该地址交通便捷，配套基础设施齐全，可充分原有设施，降低建设投资，建设条件极为方便。2、建设规模本项目为5000t/d水泥熟料干法生产线配套纯低温余热发电系统，新上9MW发电机组一套，年发电量5659万KWH，年供电量5620万KWH。3、装机方案根据水泥熟料装置运行的技术参数和余热量，SP余热回收锅炉选用型号为KS325/330-23.0-1.18/290，AQC余热回收锅炉选用型号为KA200/380-19.5-1.18/335，发电机选用QF-9-2型，凝汽式汽轮机选用N9-1.05。4、项目实施进度计划该项目建设期为1年，计划2007年7月份开工建设，到2008年6月底全部完成并竣工验收。5、劳动定员该项目建成后，需工作人员26人，工作人员主要由XXXX公司内部调剂，不足部分由社会劳动力市场招聘和接收大中专毕业生两种途径解决。6、投资估算本项目总投资估算为6168万元，其中，固定资产投资6150万元，铺底流动资金18万元。固定资产投资中土建工程1071万元，设备购置及安装费4336万元(含进口设备费71.05万美元)，其他费用327万元，预备费288万元，建设期利息128万元。67 项目资本金1300万元。7、资金筹措⑴申请银行贷款3600万元；⑵其余建设资金由XXXX公司自筹解决。8、主要技术经济指标项目主要技术经济指标详见表1-1主要技术经济指标表表1-1序号指标单位数量备注一生产规模1装机容量KW90002年发电量KWH56593年供电量KWH5200二项目计算期年151建设期年12生产经营期年14三项目总投资万元61681固定资产投资万元61502铺底流动资金万元18四劳动定员人26五正常年销售收入万元2148六总成本费用万元788七销售税金及附加万元35八增值税万元346九利润总额万元1371十所得税万元452十一税后利润万元919十二经济评价指标1财务内部收益率%18.82财务净现值万元3086Ic=10%3投资回收期年5.90含建设期1年十三投资利润率%20.4十四投资利税率%26.167 第二章项目背景与建设必要性一、项目概况水泥工业是国民经济的重要基础产业，是国民经济社会发展水平和综合实力的重要标志。改革开放以来，随着经济建设规模扩大，我国水泥工业发展很快。1978年全国水泥产量6524万吨，2005年水泥产量10.60亿吨，水泥年产量净增9.95亿吨。从1985年起我国水泥产量已连续21年居世界第一位，目前占世界总产量的48%左右。水泥产量的快速增长，从数量上基本满足了国民经济持续快速发展和大规模经济建设的需要。随着全球经济的快速增长，对能源的需求越来越多，能源已成为经济增长的制约瓶颈。水泥制造业是一个高能耗产业，不仅每年要消耗大量的煤炭等一次能源，而且还要消耗大量的二次能源---电力，虽然随着水泥煅烧技术的发展，系统热效率得到了较大的提高，1300t/d、2500t/d、5000t/d新型干法水泥生产线的熟料热耗已经分别达到了3475kJ/kg(830kcal/kg)、3140kJ/kg(750kcal/kg)、2970kJ/kg(710kcal/kg)，但仍有大量的中、低温废气余热未能被充分利用，造成大量的能源浪费，并产生大量的废气，其中CO2的排放量占到了我国CO2总排放量的20%。67 树立科学发展观、建立循环经济运行体系是我国一项长期的重大技术政策，合理的综合利用现有的宝贵资源是我国确保经济可持续发展的关键。在窑外分解新型干法水泥生产工艺中，窑尾预热器和窑头熟料冷却机的废气除了部分用于烘干原料、煤以外，仍然排掉了大量的低温废气，余热白白损失了，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%，进一步充分利用这些中低品位的余热是节约能源、减少温室气体排放的关键。国家也出台了一系列优惠政策鼓励发展余热余压综合利用项目。在国家政策的鼓励下，国内许多水泥制造企业如：海螺集团宁国水泥厂、广西鱼峰水泥厂、浙江长兴煤山众盛建材有限公司、浙江三狮水泥股份有限公司等针对水泥生产过程中产生的余热，建设了纯低温余热发电装置，取得了相当成功的经验和较好的经济效益。不仅使水泥生产线产生的废热资源转化为电能，使其变废为宝，降低水泥生产成本和提高企业的经济效益，有利缓解水泥制造企业生产用电的紧张形势，而且可降低排烟温度和排尘浓度，减轻热污染和环境污染。XXXX公司是以生产水泥熟料为主导的水泥生产企业，现公司生产能力为5000t/d水泥熟料，每天有大量的余热被白白损失，大量的CO2排入大气中，对当地环境造成一定的污染。依据目前国内水泥生产企业的运作方式和国家有关政策，经过公司研究决定新上余热发电装置，来降低企业生产成本，提高企业的经济实力。二、建设必要性1、项目的建设符合国家产业政策节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。为推动全社会开展节能降耗，缓解能源瓶颈制约，建设节能型社会，促进经济社会可持续发展，实现全面建设小康社会的宏伟目标，国家发展和改革委员会制定了第一个《节能中长期专项规划》，规划中提出了十大重点节能工程，并对实施工作进行具体部署。通过实施十大重点节能工程，“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的节能目标。十大重点节能工程包括：节约和替代石油、燃煤工业锅炉（窑炉）改造、区域热电联产、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、建筑节能、绿色照明、政府机构节能以及节能监测和技术服务体系建设工程等。XXXX公司依据公司的产品生产情况，在水泥熟料装置中装设余热回收系统和发电机组，实现能源综合利用，增加企业经济实力。本项目的建设属于《节能中长期专项规划》中节能重点领域和重点工程余热余压利用工程。同时该项目建设符合国家《产业结构调整指导目录(2005年本)》中第二十六款“环境保护与资源节约综合利用”第34和35条“节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造；日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产余热发电”。因此该项目的建设是国家重点鼓励发展的项目，符合国家相关的产业政策。2、项目的建设有利于节约能源，保护环境67 目前国内鼓励发展的新型干法水泥生产工艺，烧成系统采用了窑外分解系统，生产过程中窑尾预热器和窑头熟料冷却机会产生大量的中、低温余热，这部分余热除了部分用于烘干原料、煤以外，仍然排掉了大量的中、低温废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%，造成大量能源的浪费。通过安装余热回收发电系统，将这部分热能转化为电能，这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本又低，经济效益十分显著。XXXX公司已经建成投产了5000t/d水泥熟料装置，在生产过程中有大量的热能产生，目前这部分热能没被利用，大量的余热白白损失。按照目前国内5000t/d水泥熟料生产能力的企业，在不影响水泥生产线正常工作的前提下，可配套建设9MW装机容量的纯低温余热发电系统，年发电量为5650万KWH，扣除自用电外年可供电量5200万KWH，按火电发电厂发电效率为0.383kg标准煤/KWH计，年节约标准煤19900t，同时可减少CO2排放量53500t。因此通过本项目的建设，使水泥熟料生产过程中产生的余热回收得以利用发电，不仅使能源得到综合利用，而且发的电量用于生产，实现节能降耗，增加经济效益，减轻对环境的污染。3、项目的建设是建设节约型社会的需要国务院最近下发的《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》中，要求国务院各有关部门、各级人民政府“要坚持资源开发与节约并重，把节约放在首位的方针，紧紧围绕实现经济增长方式的根本性转变，以提高资源利用效率为核心，以节能、节水、节材、节地、资源综合利用和发展循环经济为重点，加快结构调整，推进技术进步，完善政策措施，强化节约意识，尽快建立健全促进节约型社会建设的体制和机制，逐步建立节约型的增长方式和消费模式，以资源的高效和循环利用，促进经济社会可持续发展”。能源是企业发展运营的必要条件，并且是经济发展的基本条件之一，我国是世界上资源严重缺乏国家之一67 。由于我国起点低，生产技术落后，过去是走着粗放型、高能耗的发展之路，随着经济发展和城市化进程的加快，资源短缺成为制约经济发展的瓶颈，国家和企业均认识到这一点，经济的发展已由过去的粗放型经济向集约型经济转变，提出了建设经济节约型社会和环境友好型社会，势必要求企业走资源节约之路。通过本项目建设，XXXX公司可使水泥熟料生产过程的热能转化为电能，可使能源得到综合利用，提高资源利用效率，符合建设节约型社会的需要。4、项目的建设是市场竞争、企业发展的需要企业为了求得生存和发展，必须顺应市场的变化不断调整产品结构、降低生产成本。自改革开放以来，随着我国经济的持续高速发展，对能源的需求量不断增长，电能已成为各行各业生产过程中不可或缺的重要能源，且在生产成本中占有重要的一席，降低生产成本已是企业获得生存发展的有效途径。XXXX公司在水泥熟料生产过程中有大量的热能产生，目前这部分热能没被利用，大量的余热白白损失。通过本项目的建设，使生产过程中产生的余热回收得以利用发电，据初步测算，配套建设1座9MW的纯低温余热发电系统，年发电量可达5600多万KWH，回用于生产，可为企业节约电费支出达2000多万元，为企业降低生产成本，增强企业的竞争能力。综上所述，该项目的建设不仅符合当前国家鼓励发展的产业政策，而且能回收利用水泥熟料生产过程中产生的热能，实现节约能源、降低生产成本，减少环境污染。既有明显的经济效益，又有良好的社会效益。因此本工程的建设是十分必要的。67 第三章建设条件与建设地址一、建设地区概况XX位于XX中部，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX。XX现有耕地面积XX万亩，农田基本建设条件较好，粮食作物主要有小麦、玉米、大豆、水稻，经济作物以黄烟、棉花、蔬菜、果品为主，粮棉产量及禽兽养殖加工都有较大幅度的增长。工业门类较全，拥有机械、轻工、治金、化工、电子、纺织、建材、皮革、造纸、卷烟、酿酒、食品等十几个行业，产品达2000余种的工业体系。XX是中国古九州之一，在七千年的人类文化发展过程中这里留下了众多的“XX文化”、“XX文化”。XXXX“寿”名扬天下，XXX造像为华东之最，众多景观，吸引了许多的中外游客前来观光旅游。矿产主要有铁矿石、石灰石、碱石、红粘土、黄沙等，开发前景广阔，已探明的高品位铁矿石储量1.29亿吨。社会各项事业协调发展，先后被评为“国家卫生城市”、“中国优秀旅游城市”、“全国社区建设示范市”、“全国园林绿化先进市”、“全国科技进步先进市”、“全国文化工作先进市”、“全国民族团结进步模范集体”、“省级文明城市创建工作先进市”、“全国老龄工作先进市”、“全国团建先进县（市区）”、“第三批国家级生态示范区”，跨入“2005中国特色魅力城市200强”行列，顺利通过国家环保模范城市和国家园林城市的预验收，连续第四次荣获“全国民族团结进步模范集体”称号。连续两年荣获“平安XX建设先进市”称号。近年来，在XXX67 委、XX政府的正确领导下，全XX上下以科学发展观统领全局，解放思想，干事创业，全市经济社会迈上了一个新的台阶。2005年，全市完成地区生产总值147.8亿元，同比增长21.6%；规模以上工业企业实现销售收入255亿元，实交税金18.2亿元，分别增长57.2%和31.4%；规模以上固定资产投资109.6亿元；地方财政收入5.15亿元，增长25.5%；农民人均纯收入和城镇居民人均可支配收入分别达到4630元和9113元，增长10.2%和10.4%；社会消费品零售总额53.2亿元，增长15.7%；金融机构各项存款余额达到121.5亿元，增长17.5%，具有良好地社会经济条件。二、建设地址本项目建于XXXXX普通镇，XXXX公司院内，该地址交通便捷，配套基础设施齐全，可充分原有设施，降低建设投资，建设条件极为方便。附：区域位置图三、自然条件1、地形、地貌XX位于东经118°00"-120°01",北纬36°30"-37°26",地处XX与XX平原交接地带,地势自西南向东北逐渐倾斜。海拨高程最高点954.3米，最低点16.2米。境内地貌类型以西南部低山丘陵、东南部岗丘，中、北部平原为主。项目用地范围内现状为耕地，无其他特殊建构筑物，建设用地地势平坦，易于施工建设，地理位置较好。2、地质地震XX在大地构造上属XX地，处在XX隆起、XX断裂带、XXXX三个次级构造的交汇处。根据国家地震局《中国地震烈度区划图》，该项目所在区域为7度烈度区。该项目所有建构筑物的建设标准均按国家抗震设计规范要求建设。3、水文、气象XX属大陆性气候，为暖温带半湿润季风区，气候温和，四季分明，雨量集中，雨热同期。气温：年平均气温12.7℃年平均最高气温19.2℃极端最高气温40.7℃年平均最低气温7.7℃极端最低气温-21.4℃67 降水量：年平均降水量596.8mm年最大降水量1215.7mm年最小降水量372.3mm湿度：年平均空气湿度67.5%年最大空气湿度90%年最小空气湿度55%风向风力：夏季主导风向为：东南风冬季主导风向为：北风最大风速：20m/s最大冻土深度500mm从地质、水文、气象等条件来看，对工程建设无不利影响。四、外部配套条件1、交通运输XXX是XX重要的交通枢纽，素有“半岛走廊”之称，XX铁路横贯东西，通达全国各地。国道及城乡公路四通八达，XX高速公路、XX高速公路、XX、XXX、XX、XX、XX等多干线公路途径本市，通车里程达7238公里（不含乡村道路）。北部沿海已建有港口3处，22个泊位，可直通XX、XX等地。XX机场业已开通十多条国内航线。XXXX公司位于XX普通镇，距XX区2公里。工厂临近XX高速公路、XX铁路、XX国道，交通非常方便。2、给水XXXX公司67 现共有两口井，均在厂区内，共有两个潜水电泵型号分别是：250JQ80-160(流量80立方每小时、扬程160米)，205JQ100-160(流量100立方米每小时、扬程160米)。两口井均靠近院墙，并联向联合泵房水池供水。正常生产时使用250JQ100-160水泵，另一台备用。余热综合利用机组技改后发电机组耗水约120m3/h，公司现有水源满足不了生产需求，须在场内再打一眼井，与主管路并联来满足需求。3、排水项目厂区内排水采用雨污分流制，分别敷设生产废水、雨水排水管道和生活污水排水管道。生活污水主要是职工洗涤污水及冲刷粪便用污水，经化粪池滞留沉淀处理后，排入厂区生活污水管网，送至污水处理站处理达标后外排。生产废水主要是产生的循环水污水和生产车间地面冲刷用水，此类废水经过污水处理设施处理后，可以和雨水合流直接排至污水处理站处理达标后外排。4、供电目前XXX220KV变电站配有二台容量为2x120MVA的主变压器，；两路110KV架空线路紧邻本项目厂址南侧通过，单线供电能力为97MVA；其中一路XX线至XX的铁矿区、供电能力为60MVA；另一路XX线至XX山变电站、供电能力为80MVA。孰料线所需电源从这两路110KV架空线路上、采取“T”接方式、以双回路向厂区总降压变电站供电，电网电力充足，电源可靠。公司正常生产情况下，用电需求约在30MW左右，余热发电系统启动功率为500KW，故本项目供电是有保障的。此外，本项目保安电源还可考虑引自普通镇变电站；该站距离本项目厂址约3km，现配有2000kVA变压器一台，电压为35Kv/10Kv，目前10Kv有出线间隔，可满足本项目工厂1000Kva保安电源的需要。5、通讯条件XX通讯设施先进，电话全部实现了程控自动交换，可直拨国内外。形成以高速宽带为主的高效迅捷的网络，各类信息能够及时传输交流，为项目的建设提供了便利条件。67 第四章建设规模和装机方案一、水泥熟料工艺简述18世纪下半叶，伴随英国资产阶级大革命的胜利，标志着近代人类居住文明的材料工业--波特兰(硅酸盐)水泥工业在英国诞生。从1824年阿斯普丁注册第一个波特兰水泥专利，一直到20世纪初，波特兰水泥工业在英国历时76年，基本形成了近代水泥工业雏形。德国借助于英国产业革命的成果，于1896年建造了第一台回转窑，生产的水泥称做旋窑水泥，以区别于立窑水泥，并于1928年发明了立波尔窑，使产量大幅度提高，熟料热耗大幅降低，成为主导于20世纪40、50年代的世界水泥工业的窑型，并逐步取代了代表20、30年代先进窑型的湿法工艺。50年代初，西德人又发明了具有划时代意义的悬浮预热器技术，成为60、70年代的主导窑型。1963年日本引入德国的悬浮预热器技术，经过研究和改进，于1971年发明了震惊世界水泥界的水泥窑外分解窑技术，把水泥工业技术推向世界颠峰。自窑外分解技术发明以来，特别是80年代以来，世界上新建的大中型水泥厂，基本上都采用这种窑型。本工程生产能力为5000t/d水泥熟料，其生产工艺采取目前国际上先进的、国内鼓励发展的新型干法水泥生产工艺，烧成系统采用了窑外分解系统。二、项目的余热条件根据建设单位对5000t/d熟料生产线的测定，测定期间，窑投料量为407.5t/h，熟料产量约为5000t/d，其中窑头、窑尾风量、温度、含尘量等测定数据如下：项目单位窑头废气预热器出口废气气体静压Pa-450-5151气体温度℃256330气体流量Nm3/h280000426000气体含尘量g/Nm315.8872.35气体含湿量%/4.4干气体成分:O2%216.58COPPm/117CO2%/24.36N2%7969.0567 5000t/d水泥熟料生产线窑头、窑尾可利用的废气参数如下：⑴窑头熟料冷却机废气量：280000Nm3/h；废气温度：256℃；余热锅炉出口温度：120℃；含尘浓度：20g/Nm3⑵窑尾预热器出口废气量：426000Nm3/h；废气温度：330℃；余热锅炉出口温度：200℃（进立磨烘干原料）；含尘浓度：70g/Nm3三、装机方案水泥煅烧技术的发展是随着水泥工业节能技术进步而发展的，在20世纪初，人类就开始回收水泥生产过程中的高温余热用来发电，通过余热回收利用，水泥熟料热耗降至4600-6700kJ/kg。由于水泥熟料产量低，总的热量不多，余热回收的发电机装机大部分只有750-3000KW。进入20世纪70年代以后，新型干法水泥技术的发展。使水泥窑的单台生产线的能力成倍提高，回水余热的热量增多，使装机容量大大提高。如目前的国内技术水平比较先进的的窑外分解窑水泥生产技术，生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的废气，其热量占水泥熟料烧成系统总热耗量30%以上。若按目前国内成功的实例测算，按吨熟料发电量28KWH计算，5000t/d的水泥生产线发电机装机可达9000KW。因此根据水泥熟料装置运行的技术参数和余热量，SP余热回收锅炉选用型号为KS325/330-23.0-1.18/290，AQC余热回收锅炉选用型号为KA200/380-19.5-1.18/335，发电机选用QF-9-2型，凝汽式汽轮机选用N9-1.05。四、建设规模根据水泥熟料生产规模，新上余热回收装置和9000KW发电机组一套，年发电量5659万KWH，年供电量5200万KWH。67 第五章工程技术方案一、热力系统1、设计原则⑴遵照《火力发电厂设计技术规范》（DL5000-2000）和《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）进行设计。⑵贯彻节约用水原则，积极采取措施节约用水，减少水量消耗。⑶工艺系统设计和设备选型，贯彻技术先进、安全可靠的原则。⑷车间布置，要合理分区，方便施工、有利于检修和运行操作，提高综合技术水平。⑸设备选择与系统确定，要充分结合水泥余热发电系统的特点，体现技术成熟可靠，经济合理。2、余热锅炉与水泥生产工艺系统的衔接⑴SP炉现有的窑尾预热器旋风筒出口废气管道经过改造后，接旁路管道，旁路管道与SP炉进口相连，出口则与高温风机进口相连，SP炉的排灰经过输送设备被送到增湿塔的回灰系统中；通过控制增湿塔的废气管道和旁路管道的阀门，实现锅炉和增湿塔之间投运转换，当余热锅炉停用时水泥生产线可正常生产。水泥生产线采用旋风预热器带分解炉的低热耗烧成系统，5000t/d水泥生产线窑尾一级筒出口废气温度320℃设计，SP炉排烟温度按200℃设计。①SP炉形式的确定SP炉有两种布置形式：一种为卧式，另一种为立式。卧式炉主要特点是：由于换热管采用悬挂式布置，不易积灰，清灰容易，换热效果稳定，锅炉内部按顺序前后布置过热器、蒸发器和省煤器。67 卧式炉的缺点是：占地面积大；尤其对已有的生产线加余热锅炉系统不方便，布置困难。锅炉投影面积大，造成粉尘落点分散，一般要通过拉链机集中输送，由于拉链机的运动，漏风点多，国产锅炉很难密封，特别是在窑尾负压较大的情况下，漏风严重。使得国产卧式锅炉热效率相对立式有所降低。而日本在锅炉密封方面处理的效果好，而大部分采用卧式锅炉。立式锅炉主要优点：锅炉本体采用钢护板结构，锅炉自上而下布置过热器、蒸发器和省煤器，由于锅炉投影面积小，粉尘落点集中，回灰采用灰斗式，漏风点少、国产立式锅炉较卧式锅炉热效率高；由于锅炉的换热面增加是向上发展，因此占地面积较小，比较容易布置（可顺着窑尾风管平行布置）。特别适合于已有生产线增加余热发电系统。立式锅炉主要缺点：在相同管束情况下锅炉易积灰（特别是窑尾废气中的粉尘浓度较高）、受热面耗钢量相对较大。清洁时粉尘要经过过热器、蒸发器和省煤器，清灰效果差。锅炉的积灰主要与粉尘浓度和粉尘性质及受热面的布置水平有关，中空窑进锅炉的温度为850℃左右，此时的粉尘为熔融状态，容易附积在换热面和炉墙上，通过振打吹扫等清灰手段不易清除，从而影响锅炉的热效率。但经过预热器的烟气其温度为320-390℃，此时的粉尘主要为生料粉，较为松散，通过声波喇叭松动装置或机械振打装置，就可以清除。通过以上比较和采取的措施，推荐SP炉采用立式锅炉。②SP炉的布置一台SP立式锅炉设置在窑尾预热器与窑尾高温风之间，通过烟气管道与余热锅炉连接，SP炉的烟气进出口顺着预热器出口管道上进下出。SP锅炉烟气侧阻力≤80mmH2O，通过对高温风机操作参数的调整，可使系统完全正常工作。67 为保证余热锅炉的启停不影响水泥生产及电站的稳定运行，在SP余热锅炉烟气连接管道设有旁通烟道可使SP炉在出现故障时或水泥生产不正常时解列SP炉，即满足了水泥生产的稳定运行又保证了SP炉的安全。通过旁通管道的调节作用还可使水泥生产及余热锅炉的运行达到理想的运行工况。⑵AQC炉因熟料冷却机的废气中含有对锅炉换热面磨蚀性较强的熟料微粒，浓度约为20g/Nm3，为保证AQC锅炉的使用寿命，提高余热利用率，方案中将在进AQC锅炉之前的管路上设置预收尘装置，根据其粒径级配，选用重力沉降室，进AQC锅炉的浓度＜8g/Nm3，收集的粉尘通过输送设备，直接送往熟料链斗机。为提高AQC锅炉的产汽量，把进AQC锅炉废气管道的抽气口往熟料冷却机高温段移动，即中部抽风，以获取较高的废气温度，更好地、有效地利用余热中的热量；AQC锅炉出口重新接至窑头电收尘进口，现有冷却机排风口保留，通过锅炉管道阀门和冷却机尾部排风管道阀门的调节，保证AQC锅炉的产汽量，为了确保AQC炉出现事故时不影响水泥生产，必要时可以解列AQC炉，同时考虑了AQC炉在出现故障是不通水而干烧的特殊情况。预收尘装置和AQC炉烟气侧阻力损失≤100mmH2O，漏风系数≤3%，5000t/d水泥生产线AQC炉排烟温度120℃。⑶余热锅炉受热面型式及清灰装置的确定窑尾余热锅炉的换热面将根据烟气含量尘浓度较高的特点，采用光管受热面管束，以减少烟尘附着在换热面上；窑头余热锅炉主要考虑减少水泥熟料颗粒对换热管束的直接冲刷磨损和增加换热面积，因此采用鳍片式管束。附着在换热面上的粉尘不仅能降低锅炉的热效率，而且使烟气的通过面积减少、气流速度增大，对锅炉的冲刷磨损加大，从而降低锅炉的寿命。因此余热锅炉的清灰在余热利用系统是相当重要的。窑尾余热锅炉的清灰采用机械振打的措施来清除附着在换热面上的烟尘，通过机械振打，使粉尘进入灰斗最后排除；另外在余热锅炉设计时，换热管束之间间距可以布置的相对大一些，从而减少锅炉内部的积灰；窑头余热锅炉因采用了预除尘措施，进锅炉的粉尘浓度＜8g/Nm367 ，所以附着在换热面上的粉尘较少，粘结性小，基本能随气流带走，所以不设清灰装置。3、热力系统的确定⑴方案一(单压锅炉系统)根据热工标定的窑头、窑尾废气量和废气温度，6000t/h水泥生产线窑头余热锅炉由二级省煤器、蒸发器和过热器组成。窑尾余热锅炉由省煤器、五级蒸发器和过热器组成，给水经窑头AQC炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器，另一路则进入窑尾SP锅炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器。然后通过汽轮机进汽管，进入汽轮机做功发电；由于蒸发器受热面布置不同，6000t/h水泥生产线窑头蒸汽量大约为19.5t/h，而窑尾蒸汽量大约为23.0t/h。该系统设计主要特点：①最大限度地利用了窑头低热资源，AQC炉省煤器不仅向AQC炉供热水，同时也向SP炉供应热水。②6000t/h水泥生产线窑头过热蒸汽温度设计355℃，压力1.18Mpa，而窑尾过热蒸汽温度设计为295℃，压力1.18Mpa；它们在分汽缸混合后温度334℃，压力1.05Mpa，保证最经济热利用。③单压系统锅炉结构简单，自然循环。④汽轮机为单压进汽，设备制造简单，可靠性高，投资费用少。⑵方案二（闪蒸型）本方案汽轮机为补汽式，利用热水闪蒸技术，设置一台闪蒸器和补汽装置，闪蒸器出的饱和蒸汽混入汽轮机做功。窑头AQC余热锅炉由省煤器、蒸发器和过热器组成，而窑尾余热锅炉由省煤器、蒸发器和过热器组成。给水分为二路：一路经电动调节阀直接进入窑头AQC炉省煤器，另一路经电动阀调节后进入窑尾SP炉省煤器。两台省煤器出来的热水分别进入各自的汽包和公用的闪蒸器。进入窑头AQC炉和窑尾SP炉汽包的欠饱和水经各自蒸发器、过热器加热成过热蒸汽后一同进入汽轮机做功发电。67 进入闪蒸系统的热水先进闪蒸器，闪蒸产生的饱和蒸汽通过补汽装置进入汽轮机发电。闪蒸器的出水又重新泵入窑头窑尾锅炉省煤器作为给水。该系统设计特点：①用闪蒸技术，热利用效率较高（和单压系统相比，大约提高3-5%）；②系统运行稳定；③系统较复杂，除正常设置外，另加设闪蒸器；汽轮机增加补汽调节装置；④由于闪蒸汽有一定的湿度，对汽机的转子要求较高，目前国内生产此类汽轮机较少，须重新设计补汽式汽轮机，汽机制造周期长，价格高。⑶方案三（双压锅炉型）该方案最显著的特点是余热锅炉采用高、低压两种蒸汽参数向汽机供汽。窑头、窑尾余热锅炉均由省煤器、低压蒸发器、低压汽包和高压汽包、低压汽包和高压汽包、高压蒸发器、高压过热器组成。给水分为两路，一路经省煤器进入窑头、窑尾低压汽包，经低温蒸发器加热成饱和蒸汽进入汽轮机发电。一路经省煤器进入窑头、窑尾高压汽包，经窑头和窑尾高压蒸发器、高压过热器加热成过热蒸汽进入汽轮机发电。该系统设计特点：①利用效率较高（和单压系统相比，余热利用提高大约3-5%）；②窑头和窑尾余热锅炉热力系统设计较为复杂，运行维修都不方便；③收低温烟气余热，余热锅炉造价大为提高；④由于是双压系统，同样对汽轮机要求较高，目前国内生产此类汽轮机较少，须重新设计补汽式汽轮机，汽机制造周期长，价格高；⑤系统运行要求高。67 综上所述，单压系统由于其系统简单，设备运行可靠，投资省，而得到方泛采用，其国内使用业绩表明，技术成熟可靠。而双压或闪蒸系统由于受到国产汽轮产品的限制，最终发电效果并不明显高于单压系统，其关键原因是，大部分汽轮机制造厂并没有根据水泥行业余热发电的具体情况，开发设计新供水泥行业纯低温余热发电用的汽轮机，造成双压补汽式汽轮机内效率略低于单压式汽轮机。因此，本项目推荐的热力系统为单压系统。4、余热烟气性质以及热力计算⑴烟气中的成分（设计值）烟气中含O2：4.5%烟气中含CO2：25%烟气中含N2：66%烟气中含H2O：4.5%烟气中含灰分：0.06%⑵热力计算设计工况水泥产量:5000t/dAQCSP烟（风）流量（Nm3/h）280000426000烟（风）温度（℃）380320过热蒸汽温度（℃）355295过热蒸汽流量（t/h）19.523.0过热蒸汽压力（Mpa）1.181.18混合蒸汽流量（t/h）42.50混合蒸汽温度（℃）322.3混合蒸汽压力（Mpa）1.18汽轮机进汽温度（℃）334汽轮机进汽压力（Mpa）1.05汽轮发电机汽耗（kg/kWh）5.5（5.3）*汽轮发电机功率（KW）7730（8020）*注：带*的（）内值为汽轮机实际运行的最低汽耗和最大输出功率。5、主机型式及其主要设计规范67 ⑴余热锅炉余热锅炉形式：立式（塔式）、自然循环、单压、无补燃、室外露天布置最大工况窑产量:6300t/dAQCSP参数烟（风）流量（Nm3/h）250000357000烟（风）温度（℃）380320过热蒸汽温度（℃）360295过热蒸汽流量（t/h）24.225.4过热蒸汽压力（Mpa）1.181.18混合蒸汽流量（t/h）49.6混合蒸汽温度（℃）326.6混合蒸汽压力（Mpa）1.18汽轮机进汽温度（℃）330汽轮机进汽压力（Mpa）1.05汽轮发电机汽耗（kg/kWh）5.5（5.3）*汽轮发电机功率（KW）9018（9350）*余热锅炉各工况下性能参数（每台）序号内容单位额定工况性能SP炉AQC炉1主蒸气压力Mpa1.181.182主蒸气温度℃2953553最大连续蒸发量T/h23.019.54给水温度℃150405余热锅炉进烟量Nm3/h3220002000006余热锅炉进烟温度℃3203807余热锅炉排烟温度℃20612267 ⑵汽轮发电机组①汽轮机序号内容1#汽轮机1型号N9-1.052铭牌功率（KW）90003型式低压、单缸、单轴、冲动、凝汽式汽轮机4额定转数（r/min）30005旋转方向顺汽流方向为顺时针6汽轮机回热级数无7制造厂家国内汽轮机制造厂②汽轮机各工况下的性能参数（每台）：序号内容单位额定工况性能汽轮机1发电机功率MW92汽轮机主汽门前压力Mpa1.05±0.053汽轮机主汽门前温度℃334±54汽轮机排汽压力KPa65汽轮机汽耗率kg/KWH5.5③发电机序号内容单位额定工况性能发电机1型号QF-9-22额定功率MW93额定电压KV6.34功率因数0.85额定转数r/min30006额定频率HZ507效率97%8冷却方式空冷6、热力系统设计特点及说明⑴热力系统概述67 水泥余热发电的热力系统主要由余热锅炉和汽轮机汽水系统组成，锅炉本体的热力系统随设备整体采购。⑵汽水循环系统1)汽水循环系统概述汽水循环系统主要由余热锅炉（汽水系统）和汽轮机以及辅助设备和管道组成。锅炉主蒸汽进入汽缸，然后由汽缸进入汽轮机。因考虑余热锅炉烟气利用汽轮机不设置回热系统，采用真空除氧器。汽轮机配一台射水抽气器式真空除氧器。2)主蒸汽和旁路系统主蒸汽管道为母管制，由余热锅炉的过热器出口联箱引出，经锅炉主汽电动门、流量测量孔板、主蒸汽隔离门后进入主厂房汽缸，由汽缸接至汽轮机的隔离门、流量测量孔板、电动主汽门、自动主汽门、调节汽门，进入汽轮机作功后，排至凝汽器，蒸汽在凝汽器中凝结成水，汇入热水井。供汽轮机前后轴封新蒸汽的管道接至主汽门前。3)疏水系统在汽轮机启动、停机或低负荷运行时，要把主蒸汽管道及其分支管道、阀门等部件中集聚的凝结水迅速地排走，否则进入汽轮机通流部分，将会引起水击，另外会引起其它用汽设备和管道发生故障。①汽机电动主汽门前疏水、自动主汽阀后疏水、汽缸疏水接至疏水膨胀箱，通过热疏水母管至疏水箱；②前后汽封疏水直接排地沟；③自动主汽阀杆疏水直接排地沟；④汽轮机汽动油泵供汽管、轴封供汽管疏水，引至疏水膨胀箱，通过热疏水母管至疏水箱；⑤锅炉主蒸汽隔离汽门前疏水通过热疏水母管至疏水箱；⑥锅炉本体疏水全部排地沟。4)给水系统67 除氧器出水至低压给水母管ф219×6，给水泵将除氧器水箱中的给水升压至高压给水母管ф133×4.5，从母管接一ф108×4给水管道送至5000t/d水泥生产线AQC锅炉一级省煤器入口集箱，经AQC锅炉低温省煤器后分为两路，一路至AQC锅炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器，最后由过热器出口集箱至分汽缸，另一种到SP锅炉高温省煤器、汽包、蒸发器、过热器最后由过热器出口集箱至汽缸。设置两台100%容量的电动给水泵，一用一备。5)凝结水系统凝结水系统设有两台100%容量的卧式凝结水泵。凝结水由凝结水泵升压，将凝汽器热水井中的凝结水经轴封加热器打入除氧器。并且设置凝汽器热水井再循环水门、凝结水排污门。本工程采用除盐水补水，机组启动或负荷低时，除盐水直接补充至凝汽器热水井中，机组正常运行时，除盐水补至除氧器。6）主厂房循环冷却水及工业水系统①循环冷却水系统循环冷却水系统为凝汽器提供冷却水，采用机力通风冷却塔循环系统，其补充水来自厂区工业水。循环冷却水为汽轮机冷油器、发电机空气冷却器提供冷却水，供水管自凝汽器循环水进口蝶阀前的管道上接出，直接输送至各冷却设备，冷却水回水接至循环冷却水回水管。冷油器当机组停运时用工业水。其他设备冷却水用循环水或工业水，部分回收到冷却塔。循环水还提供给射水泵工业水箱，通过射水泵维持凝汽器真空。②工业水系统工业水由总厂DN250管道过来，做为冷却塔补充水、工业设备冷却水以及除盐水用水。7、主要辅助设备⑴凝汽器选择原则及主要技术参数67 ①选择原则凝汽器通常由汽轮机厂家配套供货。②主要设计参数序号内容凝汽器1供货厂家汽轮机厂配套2型号N12503型式双流程二道制表面式4冷却面积（m2）10005额定排汽压力（Kpa）66额定排汽流量（t/h）42.37冷却水量（t/h）28008凝结水温度（℃）389冷却水温度（℃）≤33℃10管束材质Hsn70-1A11台数1⑵给水泵选型原则及主要技术参数①选型原则给水泵容量和扬程的选择应满足《火力发电厂设计技术规程》中对给水泵选型的要求。容量大于锅炉额定给水量并考虑一定的裕量，扬程取除氧器给水箱出口到省煤器进口介质流动总阻力、锅炉正常水位与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差、锅炉达到最大连续蒸发量时的省煤器入口给水压力以及除氧器额定工作压力之向量和。②主要技术参数型号：DG46-50X6；流量：49.6t/h；扬程：300mH2O；水泵轴功率：75KW；转速：2950r/min；电动机功率：75KW；电动机电压：380V；频率：50HZ；台数：两台（一用一备）。⑶凝结水泵主要技术参数①选型原则67 选择凝结水泵容量时应考虑使凝结水泵正常工作点在最佳状态。凝结水泵的扬程选择遵循《火力发电厂设计技术规定》。②主要技术规范型号：4N6；流量：60t/h；扬程：57H2O；转速：2950r/min；电动机功率：22KW；电动机电压：380V；频率：50HZ；台数：2。附：热力系统图二、化学水处理系统1、概述⑴化水专业设计主要内容和范围主要设计内容和范围包括：锅炉补给水处理系统、循环水处理系统、水汽取样系统、炉内加药系统、化学实验室等。⑵水源及水质本项目余热锅炉补给水源为地下水，水质资料见下表。原水水质资料序号监测项目计量单位监测结果1总硬度mg/L4342浊度NTU13PH值7.684铁mg/L0.065色度mg/L56氯化物mg/L50.987硫化物mg/L未检出8总磷mg/L0.019钾mg/L2.0610钠mg/L21.711锰mg/L0.0112碱度mg/L248.1213电导率uS/cm760⑶水汽质量标准①汽包给水的质量控制标准（GB1576-2001）如下：67 序号项目计量单位控制标准1悬浮物mg/l≤52PH值（25℃）无量纲≥73总硬度mmol/L≤0.034溶解氧mg/l≤0.055含油量mg/l≤26含铁量mg/l≤0.3②汽包炉水的质量控制标准（GB1576-2001）如下：序号项目计量单位控制标准1总碱度mmol/L≤142PH（25℃）无量纲10-123溶解固形物mg/l＜30004PO43-mg/l10-305SO32-mg/l10-306相对碱度无量纲＜0.22、锅炉补给水处理系统⑴系统的选择及出力的确定1)电厂的各项水汽损失电厂的各项水汽损失表（t/h）序号水汽损失类别及所需水处理容量1厂内水汽循环损失2.5(5%)2锅炉排汽损失1.0(2%)3其他1.5(3%)4正常损失5.05事故或启动而增加的水处理设备出力（t/h）6.06所需水量（正常）5.0所需水量（最大）8.02)水处理方式选择根据余热锅炉给水质量、给水水质标准和环保要求，真空除氧器前的补给水处理系统可选择钠离子交换法、反渗透+混床或全膜法处理系统，现就这三种方案进行比较。①钠离子交换工艺钠离子交换工艺简易流程如下：67 锅炉补给水来水→机械过滤器→钠离子交换器→锅炉补给水此工艺主要设备为钠离子交换器。当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠离子。从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换的能力。离子交换法出水水质：悬浮物≤5mg/L；总硬度≤0.03mmol/L，PH＞7。②反渗透+混床工艺反渗透+混床工艺处理工艺简易流程如下：锅炉补给水来水→预处理单元→保安过滤器→RO→混合离子交换器→锅炉补给水此工艺采用反渗透作为预除盐单元，去除大部分离子，然后再由混床去除水中的残留离子以及硬度并调整PH值。反渗透作为工艺中的主除盐单元，它能去除原水中的98%的盐。由于是一种纯物理的分离装置，加上纳米级以上的过滤功能，除了去除无机离子外，对微颗粒去除能力相当突出。反渗透方法可用于去除水中的浊度、色度、硬度、镭、铀等放射元素和三氯甲烷、石棉等致癌物质及各种无机离子，目前被广泛应用于水处理工艺中。混床是将阴、阳离子交换树脂按一定比例混合，放在同一个交换器内的装置。水通过此交换器时，水中阴、阳离子同时与阴、阳树脂发生反应，达到补给水除盐的目的。混床具有出水纯度高、水质稳定、冲洗时间短等缺点。反渗透+混床出水水质：电导率＜20μS/cm，PH值7-9，硬度≤0.03mmol/l，悬浮物≤5mg/L。③全膜法工艺全膜法处理工艺简易流程如下：锅炉补给水来水→自清洗过滤器→超滤→一级RO→二级RO→EDI→67 锅炉补给水该工艺采用二级反渗透作为初脱盐单元（它能却除原水中的98%的盐），EDI工艺为精除盐，以保证水质稳定的要求。EDI电去离子过程将离子交换技术和离子电迁移技术与电渗析有机结合，其基本原则主要包括离子交换、直流电场作用下离子的选择性迁移及树脂的电再生等三个方面，这三个过程相伴发生，相互促进，达到连续去离子的目的。全膜法出水水质：电导率：＜20μS/cm，SiO2＜20μg/l，PH值7-9根据方案比较，从工程投资和运行费用方面分析，一级反渗透+混床工艺方案对于此低压锅炉系统来说是最优化的方案。拟采用以下工艺：管网供水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→中间水箱→中间水泵→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→热力系统3)系统出力根据上述水汽损失情况和工艺流程，锅炉补给水处理工程按水处理系统出力按8t/h设计。锅炉补给水处理系统主要设备列于下表：序号设备名称规格和型号单位数量1原水箱V=30m3台12原水泵Q=25m3/h,P=50mH2O台23多介质过滤器Q=25t/h台24PAC加药装置Q=0-7.6L/h台15静态混合器DN80台16反冲洗水泵Q=50m3/h,P=50mH2O台17RO装置套18保安过滤器25t/h台19高压泵24t/h，1.3Mpa台210反渗透组件16t/h套111化学清洗系统套167 12中间水箱V=5m3台113中间水泵Q=22m3，P=38.7mH2O台214混床套215混合离子交换器16t/h台216酸计量箱V=1m3台117碱计量箱V=1m3台118酸喷射器Q=2.5t/h台119碱喷射器Q=2.5t/h台120再生水泵Q=8m3，P=36mH2O台121精密滤器16t/h台122除盐水箱V=30m3台123除盐水泵Q=22m3，P=38.7mH2O台2⑵出水水质系统出水水质如下表：序号项目计量单位控制标准1PH值无量纲7-92硬度mmol/l≤0.033悬浮物mg/L≤5系统出水水质符合《低压锅炉水质标准》（GB1576-2001）3、循环冷却水处理系统⑴循环水系统的有关参数本工程冷却水系统为敞开式循环冷却水系统，根据电厂补充水水质，循环冷却水浓缩位率暂按2倍设计，循环冷却水系统参数如下：序号项目1循环水量3000m3/h2循环水补水量96m3/h3蒸发损失水量48m3/h（1.6%）4风吹损失水量9m3/h（0.3%）5排污水量39m3/h67 ⑵循环冷却水的处理由于电厂循环水补充水的水质属结垢性的水，同时随着浓缩倍率的提高其结垢倾向越来越严重。对于水质的处理，如果采用软化以及化学或物理方法进行除硬度，从投资和运行成本上是极不经济的。为了防止换热面上结垢而影响换热设备传热，建议采用在循环水中加入水质稳定剂等药剂，提高水质极限碳酸盐硬度，然后在补充水中加硫酸，降低碱度，提高浓缩倍率。加酸法是向冷却水中加入浓硫酸，使补充水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2转化为CaSO4和MgSO4的溶解度远远大于CaCO3和MgCO3，故加酸生成了硫酸钙和硫酸镁后就不易形成水垢析出，从而控制了冷却水中水垢的生成。但是如果原水硫酸根离子含量高，再用硫酸中和，则可能在循环水浓缩后析出硫酸钙结晶体，因此应控制循环水的硫酸钙含量不超过1000mg/L。在加酸控制冷却水中生成水垢时，水的PH值将下降，从而使水的腐蚀性增加，此时应向水中添加相应的冷却水缓蚀剂，同时应按照GB50050-95《工业循环冷却水处理设计规范》中的要求，控制水的PH值保持在7.0-9.2之间，不要让冷却水的PH＜7。为防止循环水中滋长藻类有机物黏膜及细菌等，保持循环冷却水系统设备和管道的表面清洁，拟进行杀菌灭藻处理，建议采用杀菌剂处理。硫酸加药采用计量泵往循环水池均匀投加。为控制循环水PH值，设置一套PH在线显示仪，实际运行时应控制循环水PH值为7.8±0.4。杀菌剂和稳定剂加药均为人工往循环水池加药。⑶循环水处理药品的运输和贮存硫酸溶液、缓蚀阻垢剂和杀菌剂均为汽车运输，并设有贮存设备，存放于循环水泵房内。4、水汽冷却取样系统⑴水汽取样系统67 为及时、准确地监督机炉运行中水、汽品质变化情况，诊断系统中的设备故障，以保证电厂机组的安全运行，设置水汽取样分析装置，设置必要的取样点。⑵取样装置管道、阀门及其他组件的配置所有取样汽水流经的管路均采用不锈钢。取样装置的管道及阀门的最大压力和工作温度满足机组相应取样点的最大压力和最高温度要求。取样冷却器国内订购。⑶水汽取样装置的布置锅炉炉水、蒸汽取样装置布置在锅炉运行平台，锅炉给水、凝结水取样装置布置在主厂房内。5、加药系统⑴系统概述为控制炉水的水质，最大限度地减少热力系统结垢和腐蚀，设置化学加药系统，考虑到本系统为低压锅炉系统，设置磷酸盐加药系统。⑵磷酸盐加药系统炉水加磷酸盐系统一套。加药管选用不锈钢材质。⑶控制方式加药方式采用加药泵和专用管道直接压入汽包。⑷设备布置磷酸盐加药系统布置在SP锅炉塔架地面。6、化学实验室设置常规水分析化学实验室，化验室布置在主厂房化学水处理车间内，并配置1套进行常规水分析的实验室仪器和设备。7、工业废水集中处理系统电厂工业废水包括：锅炉补给水处理系统运行排水、锅炉排污水、循环水排污水等至总厂进行处理。三、给排水1、概述⑴设计主要内容和范围67 主要设计内容和范围包括：余热电站范围内的补充水系统、循环冷却水系统和生活生产给排水系统。⑵水源及水质原水水质如下表所示原水水质资料序号监测项目计量单位监测结果1总硬度mg/L4342浊度NTU13PH值无量纲7.684铁mg/L0.065色度mg/L56氯化物mg/L50.987硫化物mg/L未检出8总磷mg/L0.019钾mg/L2.0610钠mg/L21.711锰mg/L0.0112碱度mg/L24813电导率µS/cm7602、全厂水务管理和水量平衡⑴概述电厂用水主要包括化学补充水、循环水补充水、工业设备冷却水、锅炉排污水、生活用水、消防用水等。电厂用水取自总厂给水管网，其中部分工业设备冷却水回收至循环水。生活用水、锅炉排污水、循环水排污水、化学冲洗水等排至地沟交于总厂处理后进行排放。经估算本工程最大小时用水量为：115m3/h。⑵循环水量本热电站总用水量3000m3/h，其中循环水量汽轮机凝汽器2800m3/h，，空冷器、冷油器冷却水以及其他设备冷却水200m3/h。⑶补充水量本工程补充水量按115m3/h设计。67 3、补给水系统⑴循环水补水从厂区的生产用水管进入循环水冷却塔。⑵厂区其他用水化学补充水接自厂区生活水管网。电站消防水接自厂区水管网。生活用水接自厂区生活用水管网。4、循环水系统选择及布置⑴循环冷却水系统选择余热发电系统需冷却设备有汽轮发电机的凝汽器、空冷器以及部分转动设备等。本工程设备冷却用水采用循环系统。该系统包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。系统运行时，循环冷却水泵自循环水池抽水送至生产设备冷却用水，冷却过设备的水（循环回水）利用循环水泵的余压送至冷却构筑物，冷却后的水流至循环水池，供循环水泵继续使用。为确保循环水水质，系统增加酸装置。根据该公司的建设场地条件，循环冷却水泵站建设在冷却构筑物附近，循环水泵直接从循款水池吸水。余热发电系统的设备冷却用水量集中在主厂房内，主要为凝汽器、汽油器及空冷器（主机设备），其冷却用水量占系统的95%以上。循环水冷却方式通常有：利用河湖自然水系的冷却池；喷水冷却池；机械通风冷却塔，自然通风冷却塔。经考虑厂内已无场地布置喷水池，周边地带也无可作冷却池用的池塘。因此，根据本工程的建设规模，以及当地的气象条件、循环水的补水来源、场地等多方面的条件，本余热电站循环冷却构筑物采取冷却塔方案。可供选报的冷却塔有两种方案，方案一为双曲线自然通风冷却塔，方案二为机械通风冷却塔，两种塔的特比性比较见下表。67 双曲自然通风冷却塔与机械通风冷却塔的特性比较项目双曲线自然通风冷却塔机械通风冷却塔优点1.维护简单2.无风机及其传动机构的维护问题，运行费用低3.回流和水雾影响少4.冷却效果稳定1.冷效高而热稳定，受自然风影响小2.基建设投资低，施工简单，施工周期短3.冷却水温差大4.冷幅高（T2-T）小5.淋水密度大6.布置紧凑,降低造价缺点1.造价高,施工技术要求高,施工周期长2.冷却水温差小3.冷幅高(t2-t)4.冬季维护复杂5.淋水密度小,占地面积大6.高温、高湿、低压地区及工艺要求水温差T暗较小时不宜采用7.耗电多8.电机及风机传动系统维护复杂9.易受塔排汽湿热回流影响而降低冷却效果10.噪声较大适用条件1.适用于大水量冷却2.建筑场地较开阔3.湿球温度低，相对湿度低的地区1.高温、高湿地区2.对冷却后水温及稳定性要求较严的场合3.建筑场地狭窄、通风条件不良从表中可以看出，自然通风塔虽然维护工作简单，冷却效果稳定，但其适用于冷却水量大、湿球温度低，相对温度低的地区，并且投资大，占地面积大。机械通风冷却塔冷产高，冷幅小（湿球温度与出塔水温之差），投资低，尤其适用于高温、高湿、建筑场地狭窄、通风条件不良的地区，多套机组运行时灵活方便，但耗电及维护工作量大。根据XXX中联水泥股份有限公司所在的气象条件和本余热发电系统的具体特点，本工程采用机械通风冷却塔。⑵循环冷却水系统本工程采用带机力通风冷却塔循环供水系统，本系统进口和出水代用单母管制，建设一套机力通风冷却系统，建设循环水泵房一座，安装两台循环水泵，冷却塔单格轴线尺寸为10.5m。循环水泵房为半地下室,平面尺寸30.0m×6.6m。循环水泵房内设置循环水泵两台。67 系统正常运行时运行循环水泵及冷却塔，在机组降负荷或冬季运行时可视水温、凝汽器的真空情况可减少循环水泵和冷却塔的运行台数。为了加强循款水质控制，水池边设置两台自吸式排污泵ZW100-100-15,流量100m3/h，扬程15mH2O。循环水泵和配套电机规范见下表循环水泵及其配套电机规格名称型号流量扬程转速功率备注循环水泵500S-221620m3/h24.5mH2O2020m3/h22mH2O970r/min2340m3/h19.4mH2O电机Y355－6970r/min185kw⑶冷却塔的选型根据当地的气象条件,为保证机组的不同运行工况的灵活运行方式,本工程的冷却冷塔为钢结构逆流式机力通风冷却塔,其单塔冷却水量1500m3/h。冷却塔风机直径6000mm,配用电机功率75kw,上水管采用DN600钢管，配水管中心高5.54m。冷却塔在运行时，根据负荷变化或季节变化可关停部分风机和水塔。风机的启停均由DCS控制。⑷消防设计1)消防设计主要原则消防设计贯彻”预防为主，防消结合的方针，立足自防自救。针对不同建(构筑物和设施，采取多种消防措施，在工艺设计、材料选用、平面布置中均按有关消防规定执行。厂区消防管道现为环状与枝状结合管网。沿主厂房等周围布置成环，干管管径DN150。电厂消防灭火设施由下列部分构成：常规消火栓给水系统；灭水器配置；火灾探测报警及控制系统等。2)消防水泵房公司内已建有完整的消防系统(包括消防泵、消防水管网、泡沫消防管网、消火检系统等)，所以本工程的消防系统并有现有的消防系统。67 根据《建筑设计防水规范》，工厂内消防按同一时间火灾次数为一次计算，最大消防流量为升秒，消防时间以2小时计算，共需消防水量360m3/d。消防采用低压制，由消防车加压实施消防。3)总平面布置与交通①建筑物与构筑物的防水间距满足消防规范要求本工程建（构）筑消防执行《火力发电厂与变电设计防火规范》（50229－96）标准。其中丙、丁、戊类一级及二级建构筑物消防为10m，与三级建构筑物消防间距为12m；当消防间距小于标准要求时，其间设置防火墙。②消防车道厂区主要道路布置由工业区主要道路引入厂内，厂区内道路沿建（构）筑物四周布置，呈环形布局，其中主要道路宽度为7.00m，次要道路宽度为4.00m。厂区内消防通道不小于12.00m，道路转弯半径分别为9.00m和12.00m.道路路面材料为水泥混凝土，场地地坪材料为水泥混凝土方砖。③建筑物与构筑物本工程建筑物在生产过程中的火灾危险性及最低耐火等级见下表：序号建筑物名称生产工程中的火灾危险性最低耐火等级1三厂房（电控楼）丁类二级2发电机小间丁类二级④建筑物防火设计：建筑物火灾危险性分类及耐火等级严格按《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96）规定执行。其他建筑的安全疏散严格按照《建筑设计防火规定》16-872001GBJ(2001年版)执行。4)灭火器的配置厂区内配置干粉灭火器、泡沫灭火器、干粉灭火车等。满足《建筑灭火器配置设一规范》GBJ140-90要求。5)电气系统的消防措施电气系统的消防范围包括电缆、各级电压配电装置、主控制室等。①电缆防火AV电缆选用交联聚乙烯电缆，最小截面为70mm267 ，380V电缆主厂房内采用C级阻燃电缆，辅助车间采用普通电缆。主厂房内AV及380V电缆基本采用架空托架方式敷设，6KV电缆沿电缆桥架敷设。厂区各车间的电缆连接尽量利用厂区综合管架，局部采用电缆沟。在主厂房及各建筑物通向外部的沟道的出口处设封闭的防火隔墙，适当设置防火分段，分段采用阻火包。所有贯穿电缆的各种孔洞（如穿墙、穿楼板、盘底孔洞、竖井孔洞等）均应封堵，凡有电缆接头处两侧均用阻火包封堵。②照明和检修网络主厂房、电气楼照明系统设正常照明和事故照明网络；正常照明网络由电气楼380/220V公共MCC供电。事故照明网络正常时由380、220V公用MCC供电，事故时交流电消失，将自动到220V直流蓄电池供电。同时在主要通道及出入口将设应急指示灯。辅助车间正常时由车间MCC供电，事故时采用应急灯作为事故照明。主厂房的检修网络由电气楼380/220V公用MCC供电，其它辅助车间则就近引接。四、电气1、设计依据电气设计将依据《火力发电厂设计技术规程》、《火力发电厂厂用电设计技术规定》、《导体和电器选择设计技术规定》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《高压配电装置设计技术规定》、《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》等国家标准和相关技术规定。2、电气主接线XXX的接入系统110KV，厂内电源系统为6.3KV，本方案采用单母线方式，建设一段发电机母线，经两条联络线接入水泥厂降压站6.3KV侧，电站启动电源由系统110KV经降压站和联络开关，然后经厂变降压后供给。正常运行方式为发电机通过联络开关供水泥厂6.3KVI、II段用电。3、厂用电67 发电机设置厂用变压器1台，设备用变压器1台，为暗备用方式。厂用电源由6.3KV母线经厂用变压器的低压出口引线。厂用电系统的电压等级为380V。低压厂用电系统为中性点直接接地系统，照明和动力公用。厂用低压母线为单母线分段方式，设备用变压器1台，并装设微机自投装置。在负荷较集中的汽机房、余热锅炉、化学水处理车间及循环水处理车间均设有电动机控制中心，从380V低压室引接电源。75KW及以上电动机直接接在动力中心上。本工程厂变高压侧的短路电流较大，达34.5KA，因此要求断路器的开断能力强，选择断路器的开断容量为40KA，发电机出口和其他地方的断路器的开断电流选择31.5KA。4、厂用电设备选择厂用变压器采用干式变压器，SC9-1000/6.3,1000KVA，备用变压器采用干式变压器，SC9-1000/6.3,1000KVA，动力中心及电动机控制中心均采用MN抽出式开关柜。380V动力中心均布置在电气楼0.0m层的低压配电间内。化学电动机控制中心布置在相应的车间内。5、电气设备的布置⑴厂用变压器的布置厂用变压器为干式变压器，厂用变压器布置在主厂房0.00米层变压器室内，厂用变压器的高压侧通过电缆由高压室引入，低压侧真接于低压母线。⑵发电机小间发电机出口断路器、PT柜、二组电流互感器等6.3KV设备布置在7.00米层高压室内。发电机进出口电流互感器、避雷器、零序互感器均布置在出线小间，汽轮发电机小间在汽轮发电机下，汽机房的0.0m层。6、防雷与接地67 根据自然条件、当地雷电日数、建筑物的高度和重要程度，区内所有建筑物均属二、三类防雷建筑物。采用屋顶女儿墙上设置避雷带，利用柱子内钢筋作接地引下线、基础内钢筋网作综合接地体，构成整个防雷接地系统。接地系统采用TN-C-S接地系统，综合接地电阻不大于10Ω。在个建筑物进线处作总等电位联结，卫生间作局部等电位联结。综合接地电阻不大于10Ω。所有供重要弱电设备用电的配电箱内均设置防雷电感应的保护器。五、自动化控制1、概述本工程建设规模为1×9MW余热利用汽轮电机组，工程建设两台余热锅炉和一套9MW低参数汽轮发电机组，本项目为水泥厂低温纯余热利用项目，在现有水泥厂现场空置地方建设。两台水泥窑余热锅炉参数分别为1.18MPa，355℃，19.5t/h和1.18MPa，295℃，23t/h，在分汽缸后蒸参数为1.18MPa，334℃，81.5t/h，汽轮机的进汽参数为1.05MPa，334℃，42.5t/h。2、自动化设计范围⑴余热发电厂自动化系统的整体规划；⑵余热锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统，以及化学水处理系统的仪表与控制设计。3、热工自动化水平和控制室布置⑴热工自动化水平①运行方式本工程余热锅炉和汽轮机可按冷态、温态、热态几种启动和升负荷，汽轮机采用定压方式运行。②控制方式采用余热锅炉、汽轮机集中控制方式。③自动化水平67 本工程机组设一套控制系统，布置在主控室，DCS系统配置四台操作员站和一台工程师站，电气系统二台操作员站，实现炉、机、电同一监控，在主控室内对机组进行运行管理，由主操作员和辅助操作员来完成。汽机DCS现场控制站布置在中控室，锅炉DCS现场控制站布置在水泥生产线窑头DCS控制室，现场控制站采用光纤连接。除启动、停止阶段的部分准备工作需辅助运行人员在就地协助检查外，机组的启动、停止、正常运行和异常工况处理均可在集中控制室完成。以彩色CRT专用键盘、鼠标为单元机组主要监视和控制手段，主控室内还配置常规仪表盘、设置工业电视，重要的仪表和一些必要的常规光字牌等，同时在DCS操作台上还配置了停机、停炉和解列发电机及重要辅机的紧急操作按钮，以保证机组在紧急下安全停机。为保证水泥生产线的完整性，余热锅炉的烟风系统的控制由水泥生产线控制系统控制，其余均由发电厂中控室完成。化学水处理设置就地控制室，化水控制系统采用PLC控制系统，由化水设备厂家配套提供，在化学就地控制室内完成化学水处理系统的控制。⑵控制室布置主控室布置在主厂房内，面积约为150m2，与汽机运转层同一标高（＋7.00），主控制室的净空高度3.6M。机组的电子设备间在主控室内布置。在主控室的左侧布置有工程师室和交接班室，工程师站的面积约为14.4m2。主控室下面为电缆夹层，标高为4.20m。在主控室内布置有操作员站、值班长台、电气同期屏、保护屏、电气厂用切换屏、火灾报警盘、打印机等。常规仪表盘采用框架式表盘，汽机仪表盘、锅炉仪表盘并列布置；操作员站布置在常规仪表盘前面，平形布置，火灾报警盘为墙挂式。主控室内布置电气保护柜、同期柜、励磁柜、DCS机柜、UPS电源、直流电源柜、热工电源柜。规仪表盘、设置工业电视、重要的仪表和一些必要的常规光字牌等，同时在DCS操作台上还配置了停机、停炉和解列发电机及重要辅机的紧急操作按钮，以保证机组在是紧急情况也安全停机。4、控制系统总体结构67 机组控制系统包括：分散控制系统，汽机控制系统，常规仪表与控制设备以及仪表与控制设备等。分散控制系统是整个单元机组的主要监视和控制设备，包括集中控制室的操作站和控制柜及I/O柜，它与其他控制系统以及作为后备和补充的常规仪表，就地仪表有机的构成了机组整体控制系统。⑴分散控制系统（DCS）DCS主要用于实现锅炉、汽轮发电机组及其辅助系统的监视和控制，DCS的功能包括数据采集与处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制系统（SCS）、锅炉清灰系统的控制。分散控制系统配置2台CRT显示键盘和鼠标，作为运行人员的主要监视操作手段。锅炉吹来控制系统的控制策略根据锅炉厂提供的方案完成。⑵汽机控制系统汽机的控制系统主要实现汽轮机正常运行时的调节和事故状况下的保护，采用油压和电气相结合的方法，汽机的油压控制部分由汽轮机厂家配套提供，DCS提供电气连锁及运行时数据的监视。⑶水位工业电视监视系统对于机炉系统重要的监视对象，汽包水位除在DCS显示外，不设置电视监视系统，工程配置一台摄像机和一台监视电视，采用点对点方式显示，在室外安装的摄像头配有防护罩。⑷通讯接口DCS系统内部通讯采用冗余高速通讯网络，采用冗余实时通讯网络和开放式信息通讯网络双层独立结构，确保内部通讯的可靠性和高速。支持TCP/IP等网络通讯协议，可接入全厂管理网络，以实现全场职能管理。⑸常规仪表和后备手操常规仪表与控制设备设计的原则：当分散控制系统故障时，确保余热锅炉及汽轮机安全停机。当分散控制系统部分故障时，能保证短时间安全运行。67 本工程设置少量常规仪表和后备操作手段，并根据汽轮机组的特点，在操作台上设有停汽机、停炉、停发电机及交流油泵等操作控制按钮，以保证机组在紧急情况下安全快速停机。5、设备选择由于本项目的特殊性，自动化控制设备拟选用国外自动化控制设备。六、总图运输1、总图布置⑴设计原则①充分利用厂区土地资源，在满足厂区总体规划要求的前提下，紧凑合理地布置工厂建筑物，做到地尽其用。②规划考虑采用经济、实用、可靠的工艺和设备，分期分步实施，逐步实现企业规划发展目标。③合理处理工厂各不同功能分区之间互不干扰又有机联系的关系，考虑可持续发展。④遵循国家和地方的有关法规、条例，充分考虑环境保护、职业安全卫生和消防措施。⑵总平面布置水泥熟料余热综合利用项目的布局不仅要考虑服从水泥熟料工艺总体流程、而且要考虑生产防火安全、设备运输便利，管道与管网的连接以及远期规划等。综合以上考虑，在XXXX公司院内，可满足布置余热锅炉、纯低温余热发电站及辅助设施要求。一期生产线窑头西侧位置建设SP余热锅炉，汽轮机主厂房建设在原料配料站东侧和计划二期配料站之间。附：总平面布置图2、道路布置厂区道路布置原则应满足企业运输、消防、管线布置、绿化等方面要求，满足交通便捷通畅的要求，道路结构形式、路面型式要与原有道路一致。3、运输本项目所需的原材物料厂外运输由社会物流运输公司解决。67 七、土建工程1、建构筑物⑴发电机房1座，建筑面积1180平方米；⑵化水处理车间1座，建筑面积198平方米；⑶配电室1座，建筑面积210平方米；⑷循环水池1座。2、结构设计⑴设计依据：本工程设计遵循以下标准、规范、规程、规定①《建筑结构荷载规范》GB50009—2001②《混凝土结构设计规范》GB20010—2002③《建筑抗震设计规范》GBS0012-2001④《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002⑤《火力发电土建结构设计技术规定》DL5022-93⑥抗震设计及荷载抗震设防烈度：7度；设计基本地震加速度：0.15g；设计地震分组：第一组；框架抗震等级：三级；基本风压：0.4KN/m2；基本雪压：0.35KN/m2⑦主要厂房楼面均布荷载标准值运转层10.0KN/m2，设备层4.0KN/m2⑵结构材料①混凝土强度等级基础垫层：C10；基础地板、梁：C30；框排架柱：C30；框架梁、楼板：C30；楼梯：C20②钢材HPB235钢筋：fy=210N/mm2；HPB335钢筋：fy=300N/mm2；③红砖及砂浆MUl0红砖，M10混合砂浆。⑶基础选型67 主厂房采用钢筋混凝土柱下条形基础，基地落于强风化泥岩上。基地标高为-3.00米。⑷上部结构选型发电机房采用现浇钢筋混凝土框、排架结构体系，抗震等级为三级；楼面结构采用现浇钢筋混凝土梁板式结构；楼梯为现浇钢筋混凝土板式楼梯，屋面采用网架结构，上铺设轻型彩色钢板。3、建筑设计(1)设计依据①《建筑设计防火规范》6BJl6-87(2001年版)②国家现有关规范及规定(2)建筑设计措施①墙体机房外墙为370厚实心砖，内墙为240实心砖。②地楼面及室内装修除卫生间地面为地砖，墙面为瓷砖，控制室地面为架空防静电地板外，其它楼地面均为水泥砂浆面层，墙面、天棚为内墙涂料。楼梯踏步为水泥砂浆面层，栏杆扶手为金属制作刷油漆。③屋面屋面结构为钢网架刷防火漆，屋面保温，防水为夹心彩钢板。辅跨附属用房屋面为现浇钢筋混凝土板，苯板保温厚100、SBS卷材防水。④门窗内窗为防火窗，外窗为实腹钢窗，内门除防火门外均为普通木制门，外门除变压器门外其它外门为平开保温门。⑤外墙外墙刷外墙涂料。⑥防振各类机器设备基础采取隔声减振措施。67 ⑦防火主厂房的生产火灾危险性为丁类，建筑物的耐火等级为二级。建筑物的设计布置应遵守“建筑设计防火规程防火规范(GBJl6-87)”(2001年版)的要求。八、采暖通风工程根据“采暖通风与空气调节设计规范”，该地区属于采暖地区，本工程设置集中采暖，由汽轮机供给。所需蒸汽接自厂区供热管网，在车间内布置热交换站，安装管换热器，配套安装循环水泵、水箱等。供暖系统形式上采用上供上回同程式系统。采暖设备为四柱813型铸铁散热器(0.8MPa)。所有敷设于室外、地沟、非采暖房间等的采暖供回水管道均需保温。保温材料采用50mm厚的超细玻璃棉管壳。所有需要经常开启的外门，为防止室外冷空气侵入，在经常开启大门处设置节能型热风幕。九、通讯为便于全厂的生产管理，调度人员及时了解生产运行情况，迅速便捷地进行指挥、调度及监督生产运行过程，设置生产调度电话总机，经调查原厂内程控电话系统现有富余容量能满足本项目需求，本次设计不再增加通讯设施。厂内线路均采用暗线敷设方式。67 第六章环境保护一、设计依据1、《中华人民共和国环境保护法》2、《中华人民共和国水污染防治法》3、《中华人民共和国大气污染防治法》4、《固体废物污染环境防治法》5、《环境噪声污染防治法》6、国家环保局《建设项目环境保护设计规定》7、《大气污染物综合排放标准》8、《污水综合排放标准》9、《工业企业厂界噪声标准》10、《环境空气质量标准》11、《XX大气污染物排放标准》二、设计原则积极采用先进而成熟的工艺，最大限度利用资源，尽可能将三废消除在工艺内部，加强污染物治理措施，确保排放物符合国家规定的排放标准。三、主要污染源与污染物1、废气本项目本身属于环境和资源综合利用项目，在水泥生产线的窑头、窑尾排放的废气中有水泥粉尘、CO2、SO2、NO等污染物，同时在发电过程中会逸出大量的水蒸汽。2、污水生产过程中基本无污水排放，只有少量的循环冷却水、清洗及水生活废水。3、噪声噪声主要来源于余热回收系统和发电机组气动噪声。67 4、固体废物该项目主要国体废物是生活垃圾。四、主要污染源、污染物及防治措施1、废气水蒸汽对人身体无害，可通过减少蒸汽外排和安装通风装置，吹散废气。由于是利用水泥熟料废气余热进行发电，可降低进入水泥生产线窑头和窑尾原有收尘设备的烟气温度和烟气含尘量，从而提高原有收尘设施的除尘效果，降低对环境的污染。2、污废水治理生产过程中基本无生产污水产生，只有少量的生活污水、循环冷却水废水和清洗水。生产废水几乎无污染，生活污水经化粪池处理后同生产废水一起排放至厂区内污水处理站，综合处理达标后外排。3、噪声控制本工程主要的噪声音源来自余热回收系统和发电机组气动噪声。可通过消声、吸声和隔音的措施，并在设备基础上设置橡胶间隔垫或减振台座，减少噪音外传，能满足环保部门对噪音的要求。在车间布置上，采用全封闭联合厂房尽量将主噪音设备安装在封闭房间内，并在建筑上作隔声、吸音处理，噪声经围护结构阻抗后，大大减弱了向外传播的强度，同时为操作人员配备耳塞及耳罩。4、固体废物所有生活垃圾均要做到随时清扫和保洁，定点存放，定期清运，由环卫部门集中运至城市垃圾场统一处理。5、厂区绿化充分利用厂区内空地绿化可以改善环境，降低噪声，清洁空气。在绿化植物上要考虑抗污染吸收有害气体、净化空气和适应性强的植物为主，种植在厂区、道路两侧，以减轻噪声对厂区及厂外环境的污染和美化厂内环境。67 第七章节能一、编制依据⑴贯彻执行中华人民共和国《节约能源法》；⑵执行《电力工业节能设计技术规范》；⑶国务院发布的《节约能源暂行条例》及国家和行业的有关规范、标准；⑷国家计委、国务院经贸办、建设部印发的《关于基本建设和技术改造工程项目可行性研究报告增列节能篇（章）的暂行规定》。二、概述节能是国家发展经济的一项长远战略方针，综合利用、节约能源是我国国民经济发展的重大决策，也是社会主义现代化建设中的一个长期基本国策。我国经过近廿年的努力，节能工作已初见成效，节能工作已逐步走向了“法制化”。1997年11月1日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过了《中华人民共和国节约能源法》，并于1998年1月1日开始施行。它从法律上规范了全国人民的节能行为，使我国的节能、综合利用能源走上有序的轨道。《中华人民共和国节约能源法》第三条明确：“本法所称节能，是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源”。第四条进一步指出：“节能是国家发展经济的一项长远战略方针。国务院和省、自治区、直辖市人民政府应当加强节能工作，合理调整产业结构、企业结构、产品结构和能源消费结构，推进节能技术进步，降低单位产值能耗和单位产品能耗，改善能源的开发、加工转换、输送和供应，逐步提高能源利用效率，促进国民经济向节能型发展。国家鼓励开发、利用新能源和可再生能源。”67 三、节能措施XXXX公司已经建成投产了5000t/d水泥熟料装置，在生产过程中有大量的热能产生，目前这部分热能没被利用，大量的余热白白损失。按照目前国内5000t/d水泥熟料生产能力的企业，在不影响水泥生产线正常工作的前提下，可配套建设9MW装机容量的纯低温余热发电系统，年发电量为5650万KWH，扣除自用电外年可供电量5200万KWH，按火电发电厂发电效率为0.383kg标准煤/KWH计，年节约标准煤19900t，同时可减少CO2排放量53500t。项目本身就是节能项目，可使能源得到综合利用，降低了能源消耗，达到节能目的，在项目建设运营过程采取的节能措施如下：1、通过多方比选，尽量选用国内先进适用的节能型生产设备，充分运用新技术、新材料、新工艺，合理布置生产工艺流程，以达到节约能源降低成本的目的；2、在满足生产的情况下，生产设备、控制设备仪表等本着高效、先进和适用的原则，采用国国家推荐的节能型产品，杜绝高能耗产品；3、变配电设备要选用节能型电器，选择合理的补偿和最优供电方案，力求降低电能损耗；4、生产运营过程中，生产用水采用循环用水，并对冷凝水尽可能的回收再利用，节约水资源；由于地下水的硬度和碱度较高，可通过加药对水质进行控制，最大限度的减少循环水量的排污；5、对高温设备、管线、阀门都要防止泄露，加强保温，使其散热损失降到最低，节约能源；6、在平面布置上，动力设备要尽量靠近负荷中心，以降低能耗，节约能源；7、建设过程中，在不增加投资的前提下，尽可能选用新型建筑材料，如空心砖、粉煤灰砌块及轻质保温隔板等，以降低能耗；8、管理部门要加强能源管理工作，对使用水、电、气等能源的部门，完善检测计量装置，严格考核和监督制度，努力降低能源消耗。67 第八章职业安全与卫生一、编制依据1、劳动部劳字[1998]48号文《关于生产性建设工程项目职业安全卫生监察的暂行规定》2、《工业企业设计卫生标准》3、《工业企业噪音卫生标准》4、《工业安全卫生规程》二、劳动保护与安全防护措施1、认真贯彻执行国家有关劳动保护的规章制度，保证安全生产和文明生产。2、余热回收系统、发电机、变压器等设备，要设置多层次安全保护设施，如超速、超温、短路、甩负荷、防火等，以保障主机的安全及运行人员安全，并防止事故的扩大，设备均带有安全防护罩。3、在工艺设计和总图布置上，采用闹静分区的方法，对建筑物采用合理的消声、吸音、隔声措施。4、正常情况下不带电的金属外壳均应作保护接地。变压器中性点直接接地作为工作接地，工作接地与保护接地共接地装置，其接地电阻＜4Ω。进入建筑物的电源零线作重复接地，接地电阻＜4Ω。单相三极、三相四极的接地极均有可靠的接地。电气设备选用防爆型，以确保安全。5、严格按照国家规定的安全生产规定进行生产，重要工序、重要设备的操作人员上岗前必须接受专门的技术培训，必须持证上岗，熟悉设备性能，严格操作规程，做到能及时有效地处理可能出现的故障。6、在厂房建设设计中尽量使主要工作和休息场所远离强声源并设置必要的值班室，对工作人员进行噪声防护隔离。建筑物按建筑设计标准设置消防楼梯和安全出口。7、把安全生产放在首位，定期对员工进行安全生产方面的培训。67 三、工业卫生1、认真贯彻执行国家卫生法规和有关规章制度，对生产操作人员加强卫生培训，强化卫生意识。2、防止机械、噪声对职工身体的伤害，应采取切实可靠的措施，降低生产区飘尘浓度、噪声，符合国家标准。3、为保障运行人员、检修人员有良好的工作环境。设计中尽量使厂房内具有优良工业卫生条件。4、为降低厂区噪音污染，发电机组采用室内布置，并要求设备达到噪音标准要求。5、主机设置集中控制室，控制室要设置防尘、隔声和空调，为值班人员提供良好工作环境。6、在生产人员较集中的地点，设置厕所、洗手间、清洗池、女工卫生室、更衣室等。全厂设有卫生保健室、浴室。67 第九章企业组织与劳动定员一、企业组织与劳动定员1、企业组织该项目建成后，由XXXX公司统一管理，公司实行董事会领导下的总经理负责制。为精减机构，提高劳动生产效率，尽量减少管理人员和非生产工人。2、工作制度根据该项目的生产工艺要求，生产线开机后，除必要的维修外不停机，生产采用四班三运转工作制，每班工作8小时，全年工作时数为7000小时。3、劳动定员该项目需工作人员26人，设值班长、热工、机械、电气、控制、检修等工作岗位。二、人员培训单位实行全员培训制，全体员工都必须参加上岗培训，接受现代化的企业文化、管理制度和职业道德培训，根据岗位和职务要求，所有员工必须定期参加岗位专业培训、服务培训和技术培训；对重要岗位职工上岗前应集中进行设备操作和技术安全培训，要具备独立操作能力和上岗前的理论、操作的严格考核，不合格者不准上岗。人员培训要求生产操作人员业务素质、技术水平要高，在生产线开机之前必须对操作人员，技术人员和管理人员进行培训，培训方式如下：1、在设备生产厂家、专家来厂安装调试设备时，选派技术人员参加安装、调试，熟悉设备的性能，掌握设备的结构、工作原理和技术参数；2、工人上岗前应集中进行生产操作和技术安全培训，要具备独立操作和正确处理生产中出现的技术安全问题的能力。三、劳动力来源项目建成后，工作人员主要由XXXX公司内部调剂，不足部分由社会劳动力市场招聘和接收大中专毕业生两种途径解决。67 第十章项目实施进度计划与工程管理一、施工计划该项目工程建设期计划为1年。项目立项后，应立即着手该项目的初步设计编制及施工前的准备工作。初设批复后，设计单位立即组织施工图设计，建设单位落实各项目的建设条件，特别是工程建设资金的落实，保证工程进度。在整个建设过程中，要抓住设计、订货、土建、设备购置及安装等各项重要环节，科学地协调和安排各项工作，力求高速、优质地完成该项目的建设。项目建设期为1年，计划2007年7月底前完成项目的前期准备工作，于2007年7月份开工建设，到2008年6月底全部完成并竣工验收。详见项目实施进度计划表项目实施进度计划表时间项目名称2007200856789101112123456项目立项初设、施工图设计土建工程设备购置及安装竣工验收二、工程管理根据《中华人民共和国招标投标法》、《XX＜中华人民共和国招标投标法＞实施办法》、《XX基本建设项目招标投标工作的暂行规定》和国家有关项目建设规划实施意见等规定，要加强项目建设的管理。1、实行项目法人责任制和责任追究制，由项目法定代表人对建设的全过程和工程质量负总责。2、实行项目招投标制，对建设项目勘察设计和施工实行公开招标。67 3、实行项目合同制，建设单位应按照中标结果和建设内容与施工单位、设备安装单位、装饰装修队伍签订相关合同，认真会审施工图，明确质量要求和合理工期、总造价，明确双方的责、权、利及约束措施。4、实行工程监理和竣工验收制，确保工程质量、防止资源浪费，切实杜绝“胡子”工程和“豆腐渣”工程。5、实行工程项目开工、竣工审计制，较大工程可委托审计机构实行项目跟踪审计，并按国家和省有关规定要求办理。工程竣工决算应经项目单位内部审核后，委托有相应资质的审计机构复审。6、实行项目投资包干制，按批准的预算投资额包干使用，规划设计的建设内容与各项投资必须复位，建设任务必须如期保质保量完成，超支部分及时解决。7、实行工程竣工验收备案制度。工程竣工后建设单位必须及时组织工程勘察、设计、施工、监理等单位进行竣工验收，验收合格后，按规定报有关部门备案。未办理竣工验收的工程，不准交付使用。三、项目招标方案根据《中华人民共和国招标投标法》和国家发展计划委员会第9号令《建设项目可行性研究报告增加招标内容以核准招标事项暂行规定》的要求，在该项目立项批复后，对该项目土建、设备采购、安装工程的工程监理、设计和施工单位依法进行公开招标。详见“项目招标方案”67 第十一章投资估算与资金筹措一、估算依据及说明1、国家计委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）2、国家计委投资司、建设部标准定额研究所编《建设项目经济评价方法与参数实用手册》3、中国国际工程咨询公司编《投资项目经济咨询评估指南》4、建筑工程按当地询价估列5、设备购置按市场询价估列6、固定资产投资方向调节税按国家税务总局国税发[1999]158号文件有关规定暂缓征收7、建设单位管理费按工程费用的2.1%计列8、基本预备费按工程费用和其他费用之和的5％计列，价差预备费按国家计委计投资[1999]1340号文件精神费率为0%9、银行借款年利率7.11%10、外币汇率按1美元=7.6元人民币计二、投资估算本项目总投资估算为6168万元，其中，固定资产投资6150万元，铺底流动资金18万元。固定资产投资中土建工程1071万元，设备购置及安装4336万元(含进口设备费71.05万美元)，其他费用327万元，预备费288万元，建设期利息128万元。项目资本金1300万元详见表11-1总投资估算表表11-2进口设备估算表表11-3流动资金估算表表11-4投资计划与资金筹措表67 三、资金筹措1、申请银行借款3600万元；2、其余建设资金由XXXX公司自筹解决。总投资估算表表11-1单位：万元序号工程名称建筑工程设备购置安装工程其他费用合计备注一建安工程107134198486954071热力系统8752560640314106其中：进口设备2402除灰系统15245443化学水处理系统6075151504供水、冷却系统10060201805电气系统21260783596自控系统3009038428进口设备8环保、劳保140140二其他费用3271建设单位管理费1141142勘察设计费60603工程监理费65654工程保险费16165生产准备费18186工程招投标费11117联合试运转费4343三基本预备费288288四建设期利息128128五铺底流动资金1818总投资10713419848830616867 进口设备估算表表11-2单位：万元一项目名称单位数量单价金额1电动执行器台106602锅炉炉管吨6031803计算机控制系统套1300300小计540折美元71.05万美元二引进设备费用691外贸手续费82银行财务费33关税04增值税05海关监管费26海关商检27国内运输费54合计609.067 流动资金估算表表11-3单位：万元序号项目周转天数周转次数建设期生产经营期12345-15生产负荷%80100100100一流动资产616969691应收帐款3012333636362存货212424242.1原料301233332.2燃料动力301289992.3在产品49045552.4产成品66077773现金30128999二流动负债118881应付帐款301211888三流动资金50606060投资计划与资金筹措表表11-4单位：万元序号年份项目建设期生产经营期123456一投资计划615050101固定资产投资6150其中：建设期利息1282流动资金5010二资金筹措615050101自筹资金255050102流动资金借款3长期借款360067 第十二章财务分析一、编制依据该项目经济评价主要依据国家计委及建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》，现行财税制度，建设单位提供的有关资料等。二、基础数据1、计算期该项目计算期为15年，建设期为1年，经营期按14年计算。2、价格该项目是利用水泥熟料余热发电，电力价格按0.42元/KWH计，为不含税价格。3、收入与税金⑴销售收入本项目正常年发电量为5200万度，正常年可实现收入2184万元。⑵税金增值税水税率按13%计外，其余均按17%计，正常年份增值税为346万元。城市维护建设税为7%，教育费附加为3%。正常年销售税金及附加为35万元。详见12-1销售收入、税金及附加估算表4、原材辅料及燃动力该项目利用水泥熟料余热发电，无燃料费用，其年耗水量为90万立方米，单价为1.2元/立方米，合计为108万元；耗水处理剂各种酸等计约为40万元。5、摊销该项目形成其他资产327万元，摊销年限为10年，则年摊销费为32.7万元。67 详见表12-2无形资产及其他资产摊销估算表6、折旧该项目形成固定资产为5823万元，其中建筑物原值为1154万元，残值率为5%，折旧年限为20年，则年折旧费为55万元；设备原值为4669万元，残值率为5%，折旧年限为15年，则年折旧费为296万元。详见表12-3固定资产折旧估算表7、职工工资及福利该项目劳动定员26人，工资及福利每人1.5万元/年，共计39万元。8、财务费用本项目固定资产投资需借款3600万元，借款利率7.11%，按最大额还本利息照付方式还款，自生产期第一年开始还款，3.32年还完，共支付利息594万元。9、维修费该项目年维修费取折旧费的50%，计175万元/年。10、其他费用该项目其他费用按销售收入的3%，计66万元/年。11、总成本费用该项目总成本费用由原材辅料、水、电、燃料费、维修费、职工工资及福利、折旧、其他费用组成。正常年总成本费用为788万元，其中固定成本565万元，可变成本214万元，经营成本428万元。详见表12-4总成本费用估算表12、利润该项目正常年利润总额为1371万元，年所得税452万元，年税后利润919万元。详见表12-5损益表三、财务盈利能力分析67 ⑴全部投资内部收益率：所得税后18.8%。投资回收期：所得税后5.9年(含建设期1年)。财务净现值（IC=10%）：所得税后3086万元。详见表12-6现金流量表(全部投资)⑵自有资金内部收益率：所得税后22.6%。投资回收期：所得税后6.37年(含建设期1年)。财务净现值（IC=10%）：所得税后3271万元。详见表12-7现金流量表(自有资金)2、投资利润率投资利润率=年利润总额/总投资×100%=1270/6210×100%=20.4%投资利税率=年利税总额/总投资×100%=1618/6210×100%=26.1%3、盈亏平衡分析以生产能力利用率表示的盈亏平衡点年固定总成本盈亏平衡点＝———————————————×100%年销售收入-年可变成本-年销售税金及附加631＝---------------------×100%2184-2144-35＝32.6%即生产能力达到32.6%时企业可保本不亏。四、财务风险分析从资金来源与运用表和资产负债表来看，项目的各项指标如盈余资金、资产负债率、流动比率、速动比率均优于行业指标，具有较强的抗风险能力。67 详见表12-8资金来源与运用表；表12-9资产负债表五、清偿能力分析该项目固定资产借款3600万元，借款利率7.11%，按等额还本利息照付方式还款，自生产期第一年开始还款，3.32年还完，共支付利息594万元，具有较强的清偿能力。详见表12-10借款还本付息估算表六、敏感性分析由于项目设计的一些参数在目前情况下是确定的，难以预计项目在经营中的变化，这些变化将会影响到项目的经济效益。为此在项目计算期内，从产品的销售价格、经营成本、工程投资的变化，来分析对工程经济效益的影响。销售价格、经营成本和工程投资发生变化对财务评价指标的影响定量分析结果见表12-11感性分析表。敏感性分析结果表表12-11序号变动因素变动辐度内部收益率%投资回收期年财务净现值万元1基本方案18.85.9030862销售价格+5%20.25.653640-5%17.56.1826173经营成本+5%18.65.962992-5%19.15.8531814工程投资+5%17.76.152807-5%20.25.673366计算结果表明，销售价格的变化对工程效益最为敏感，其次是工程投资和经营成本。七、评价结论项目建成后，年实现销售收入2184万元，利润总额1371万元。财务分析表明，项目财务内部收益率18.8%，投资回收期5.90年，投资利润率20.4%，财务评价指标较好，敏感性分析结果表明，该项目能够适应市场变化，具有较强的抗风险能力，因此，该项目是可行的。67 八、建议1、建设单位应立即做好项目的立项工作，开展项目初步设计、施工图设计、工程招投标等各项工作，力争优质优量完成项目的建设，尽早投产运营，实现经济效益。2、项目建设规模较大，建议进一步优化生产工艺和设计布局，进行多方案比选，确定最佳方案。3、积极落实建设资金，按照基本建设程序办事，认真实行项目法人责任制，招投标制和建设监理制，保证项目的顺利实施。4、做好电力接入系统方案的设计和报批工作，力争早日投入运营。67 销售收入、税金及附加估算表表12-1单位：万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415生产能力80%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%一经营收入17472184218421842184218421842184218421842184218421842184价格元/KWH0.420.420.420.420.420.420.420.420.420.420.420.420.420.42产量万KWH41605200520052005200520052005200520052005200520052005200二增值税276346346346346346346346346346346346346346三税金及附加28353535353535353535353535351城建税19242424242424242424242424242教育费附加810101010101010101010101010无形资产、其他资产摊销估算表表12-2单位:万元序号年份项目合计摊销年限建设期生产经营期1234567891011121314151无形递延资产合计10原值327摊销费33333333333333333333净值2942622291961641319865330 固定资产折旧估算表表12-3单位：万元序号年份项目合计折旧年限建设期生产经营期123456789101112131415一固定资产合计原值5823折旧费351351351351351351351351351351351351351351净值54725122477144214070372033693019266823181967161712669161建筑物20原值1154折旧费5555555555555555555555555555净值109910449909358808257707156616065514964413872机器设备15原值4669折旧费296296296296296296296296296296296296296296净值437340783782348631902895259923032008171214161121825529 总成本费用估算表表12-4单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415生产能力80%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%1原材料32404040404040404040404040402燃动力921081081081081081081081081081081081081083工资及福利费39393939393939393939393939394折旧3513513513513513513513513513513513513513515摊销3333333333333333333306财务费用256196114297其他费用52666666666666666666666666668维修费1751751751751751751751751751751751751751759总成本费用103010079258408118118118118118117787787787789.1固定成本8537937126265975975975975975975655655655659.2可变成本17621421421421421421421421421421421421421410经营成本390428428428428428428428428428428428428428 损益表表12-5单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415生产能力80%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%1销售收入174721842184218421842184218421842184218421842184218421842总成本费用10301007925840811811811811811811778778778778其中：折旧费351351351351351351351351351351351351351351摊销费3333333333333333333300003销售税金及附加28353535353535353535353535354利润总额69011431224131013381338133813381338133813711371137113715所得税2283774044324424424424424424424524524524526税后利润4637668208788978978978978978979199199199197盈余公积金88909090909090929292928公益金44454545454545464646469未分配利润4637668201910累计未分配利润463122920492068206820682068206820682068206820682068206811应付利润000727762762762762762762781781781781 现金流量表(全部投资)表12-6单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415生产能力80%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%一现金流入174721842184218421842184218421842184218421842184218431601销售收入174721842184218421842184218421842184218421842184218421842回收固定资产余值9163回收流动资金60二现金流出61506968498668959049049049049049049159159159151固定资产投资61502流动资金50103经营成本3904284284284284284284284284284284284284284销售税金及附加28353535353535353535353535355所得税228377404432442442442442442442452452452452三净现金流量-615010511335131812891280128012801280128012801269126912692245四累计净现金流量-6150-5099-3764-2446-115712314032683396352436523779290611033012575计算指标（所得税后）：财务内部收益率:18.8%财务净现值(ic=10%)：3086万元投资回收期：5.90年（含建设期1年） 现金流量表（自有资金）表12-7单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415生产能力80%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%一现金流入174721842184218421842184218421842184218421842184218431601销售收入174721842184218421842184218421842184218421842184218421842回收固定资产余值9163回收流动资金60二现金流出255017982194218413259049049049049049049159159159151自有资金255050102借款本金偿还846114912034023借款利息偿还256196114294经营成本3904284284284284284284284284284284284284285销售税金及附加28353535353535353535353535356所得税228377404432442442442442442442452452452452三净现金流量-2550-51-1008591280128012801280128012801269126912692245四累计净现金流量-2550-2601-2611-2610-1751-472808208833684648592871978466973611981计算指标：财务内部收益率:22.6%财务净现值(ic=10%)：3271万元投资回收期：6.37年（含建设期1年） 资金来源与运用表表12-8单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415生产负荷80%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%100%一资金来源6150112415361607169317221722172217221722172217221722172226971利润总额69011431224131013381338133813381338133813711371137113712折旧费3513513513513513513513513513513513513513513摊销费3333333333333333333304流动资金借款5自有资金255050106回收固定资产余值9167回收流动资金608长期借款还本3600二资金运用6150112415361607156112041204120412041204120412331233123312331固定资产投资615002流动资金50103所得税2283774044324424424424424424424524524524524应付利润0007277627627627627627627817817817815流动资金借款还本6长期借款还本84611491203402三盈余资金00001325185185185185185184884884881464四累计盈余资金0000132650116716852203272132383727421547036167 资产负债表表12-9单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456789101112131415一资产6150582854525068481849525087522153565490562557635900603861761流动资产总额06168692017181236175422712789330737954284477252601.1应收帐款33363636363636363636363636361.2存货21242424242424242424242424241.3现金899999999999991.4累计盈余资金00001326501167168522032721323837274215470351922在建工程61503固定资产净值54725122477144214070372033693019266823181967161712669164无形及递延资产净值29426222919616413198653300000二负债及所有者权益6150582854525068481849525087522153565490562557635900603861761流动负债总额1188888888888881.1应付帐款1188888888888881.2流动资金借款0000000000002长期借款3600275416054013所有者权益2550306338394659480949445079521353485482561757545892603061683.1资本金2550260026102610261026102610261026102610261026102610261026103.2累计盈余公积金000881772673574465366267188109019933.3累计盈余公益金00044891341782232683133594054514973.4累计未分配利润4631229204920682068206820682068206820682068206820682068计算指标资产负债率%4730800000000000流动比率%547830830830830830830830830830830830830830速动比率%358537537537537537537537537537537537537537 借款还本付息估算表表12-10单位:万元序号年份项目建设期生产经营期123456生产能力80%100%100%100%100%一借款1本年借款3600建设期利息1282年初借款3600275416054023本年支付利息256196114294本年还本846114912034025还本利息合计1102134513184316年末借款3600275416054020二还本资金来源11021345131812891折旧3513513513512摊销333333333税后利润4637668208784财务费用25619611429 我国水泥行业余热利用现状及发展趋势更新日期：2007-5-6作者：庄春来【字体：小大】　　今年，国家宏观调控的主要原因是固定资产投资增长过快，使煤、电、油、运难于支撑，影响了我国经济的正常运行和社会的稳步发展。作为能源消耗大户的水泥工业，煤、电、运紧张已经成为严重制约水泥发展的瓶颈。特别是电力短缺，使水泥热点地区水泥企业不能连续生产，不但直接影响水泥生产和市场供应，对水泥窑的安全运转也带来较大隐患。而水泥余热发电系统不仅发电成本低，经济效益好，还可以缓解电力紧张的矛盾。同时，我国是联合国气候框架公约的成员国，通过节电，减少火力发电生产过程中产生的大量CO2，对减少温室效应、保护生态环境也起着积极的作用。　　一、余热发电经过三个阶段我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电、预热器及预分解窑低温余热发电三个发展阶段。我国在20世纪20～30年代由于电力紧张，建设了一批干法中空窑余热发电水泥厂，其水泥窑废气温度为800℃～900℃、熟料热耗为6700kJ/kg～8400kJ/kg，所配套的高温余热发电系统的发电能力为每吨熟料100kWh～130kWh.以后，由于我国的电力短缺，中空窑余热发电有了较大发展。80年代末至90年代初，在解决了余热锅炉所存在的许多重大技术问题和难题后，吨熟料余热发电量大于170kWh，运行成本0.08～0.12元/kWh，标志着我国中空窑余热发电技术达到了一个崭新的水平，为原有中空余热发电窑进行技术改造和新建一批类似生产线打下了良好的基础。直到90年代初，预分解窑带补燃炉余热发电技术在我国开始应用。上述技术的发展均以提高发电量、缓解电力供应不足为主要目的，为我国水泥工业的发展作出了重要贡献。　　随着人们节能和环保意识的提高，世界上单纯以余热利用为目的的预热器及预分解窑低温余热发电在上世纪80年代初有了较大发展，其水泥窑废气温度为350℃左右、熟料热耗为2900kJ/kg～3300kJ/kg，所配套的纯低温余热发电系统的发电能力为每吨熟料30kWh～40kWh，这对水泥企业资源综合利用、提高经济效益有重大意义。在发达国家，特别是能源短缺地区，纯低温余热发电已被广泛应用。 　　二、带补燃锅炉余热发电系统的特点带补燃锅炉的余热发电系统其实就是一座火电厂，我国带补燃锅炉的预分解窑余热发电系统已运行了10多年。当水泥生产企业要求发电能力大且有煤矸石、垃圾等劣质燃料来源时，可采用带补燃锅炉的余热发电热力循环系统。　　带补燃锅炉的余热发电系统主要设计思路为：利用低温废气通过锅炉生产高压饱和蒸汽及高压高温热水，其蒸汽通入补燃锅炉汽包、高温热水做为补燃锅炉给水，由于补燃锅炉为消耗燃料的锅炉，因此其蒸汽参数按火力发电厂中压、中温以上的参数要求确定。此系统符合通过理论分析所确定的余热发电热力循环系统的原则，其180～350℃的低温废气余热利用方式与纯中低温余热发电热力循环系统相同。　　由于系统带有补燃锅炉，其发电装机容量是变化的，确定发电装机容量有如下两种方式：一种是经济型方式，即发电装机容量按水泥厂全厂总用电功率的80%～90%确定。按此方式确定的装机容量对于水泥生产厂来讲，由于发电能力大，电站生产运行的经济性即水泥生产厂的获利是好的，但节能效果则不是很好。第二种是节能型方式，即发电装机容量按技术上可能实现的最小补燃量来确定。按此方式确定的装机容量其节能效果是好的，但对水泥厂来讲由于发电能力受限，电站生产运行的经济性则不是很好。　　带补燃锅炉的余热发电，由于其运行操作比火电厂复杂、不易控制，而且设备庞大、投资费用高，推广受到一定的限制。虽然利用了水泥熟料生产余热，节约了能源，但是，因增设补燃锅炉而多发出的电能部分，与大容量的高温高压蒸汽发电相比，其单位电能煤耗要高40%以上，是不经济的。另外，带补燃锅炉的余热发电相当于一个小火电厂，这是国家政策不允许的。　　三、纯低温余热发电的发展趋势在国内，经过十几年的开发、研究和若干实际工程投产运行，对于水泥窑余热发电来讲，纯低温余热发电技术无论是热力循环系统还是设备（国产化）都已成熟可靠，尤其是补汽式汽轮机的研制成功，使我国余热发电技术及装备除了汽轮机本体效率比日本的产品略低外，总体上的技术水平已经赶上国际先进工业国家，为我国众多的不同窑型水泥生产厂提供了可供选择的余热发电技术及装备。对于余热发电技术，无论是循环系统、循环工质，还是各种专用设备（余热锅炉、补燃锅炉、汽轮机、锅炉给水除氧设备等仍然有进一步发展、提高的余地，同时也存在着余热发电技术如何与水泥熟料煅烧技术进一步结合以开发出带有纯低温余热发电的更加节能的新型干法水泥生产系统的问题。将水泥生产设备的节电技术与余热发电技术结合起来开发出每公斤综合能耗（热耗及电网供电量）仅相当于3500kJ热能的带有纯低温余热发电的新型干法水泥生产技术是现实的，也是可能的。 　　进入新世纪后，我国的经济建设进入了一个高速稳步发展的新时期，对水泥需求量的增加，促进了水泥工业的高速发展。随着水泥生产规模的扩大，生产设备开发制造的大型化和国产化程度也逐年提高。我国近年来新建投产的新型干法水泥生产线，在工艺生产方法、自动控制、投资、生产规模、劳动生产率和环境保护等生产技术和装备方面，已逐步接近国际先进水平，但我国的新型干法水泥厂可燃废料的替代率和生产用电的自供率很低，与发达国家相比，存在很大差距。据报道，迄今为止，为解决电力供应紧张状况，在新型干法线上加带有补燃锅炉的余热发电系统，也不到10条生产线，而主要从节约能源、降低水泥生产成本考虑，配备有纯低温余热发电系统的，仅有3条新型干法水泥生产线。　　纯低温余热发电是利用窑头、窑尾排放废气余热发电，无需消耗燃料。在预分解窑系统上加设纯中低温余热发电，能将水泥生产的综合热利用率从60%左右提高到90%以上，经济效益明显。纯中低温余热发电量现已达到30～40kWh/t熟料，使水泥生产线的自供电量达到1/3以上，经济效益是很可观的，窑头、窑尾废气通过余热锅炉温度进一步降低后排放，对环境的热污染程度降低。而相对于燃煤电站，不用燃煤发出10000kWh电，少排放近8t的CO2，这对减少温室效应，保护生态环境，起着积极的促进作用。因此，在用新型干法生产线取代耗能高的立窑和湿法窑水泥生产方法的同时，在已投产运行和新建的新型干法窑生产线上，加设纯中低温余热发电装置，充分利用余热发电，回收能源，将会成为我国水泥工业节能的一项重大举措。中国余热发电技术分析（一）2010-04-2211:47:20|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅本文引用自sulvin《【原创内容】中国余热发电技术分析（一）》引用sulvin的【原创内容】中国余热发电技术分析（一）煤矸石制砖在煅烧过程中有大量的热量，随着排风机而排出窑外，主要是烟气余热和产品冷却余热。据调查，烧结砖生产中的余热总量约占其燃料消耗总量的30%-60%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的40%左右。这部分热量目前除掺入部分冷风降温到125℃左右用来烘干砖坯外，基本上未得到有效利用。这些热风在其高温段烟气温度达400℃，平均温度可达200℃左右，是很好的稳定低温热源，具有利用余热发电的潜力，若在全国推广，将具有广阔的市场前景。从本文开始，将重点分析中国余热发电技术的现状，未来的发展潜力，以及所面临的问题与障碍。为项目后续的余热发电可行性分析奠定基础。第一部分中国余热发电产业现状1基本概念1.1余热发电 余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好；其次是直接利用；第三是间接利用（产生蒸汽用来发电）。依据余热介质的不同，其合理利用顺序如下：（1）余热蒸汽的合理利用顺序是：①动力供热联合使用；②发电供热联合使用；③生产工艺使用；④生活使用；⑤冷凝发电用。（2）余热热水的合理利用顺序是：①供生产工艺常年使用；②返回锅炉及发电使用；③生活用。（3）余热空气的合理利用顺序是：①生产用；②暖通空调用；③动力用；④发电用。鉴于此，在工业上，余热一般优先供生产自用，当有剩余时，虽然直接利用（如暖通空调用或动力用）对能源的利用率要更高一些，但限于暖通空调用量较小且季节变化较大的特点，以及作为动力用要求负荷相对稳定的特点，该种利用方式具有一定的局限性。更多地，则是选择采用余热发电的技术对能源进行回收利用。所谓余热发电技术，就是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。由于工质温度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。用于发电的余热主要有：高温烟气余热，化学反应余热，废气、废液余热，低温余热（低于200℃）等。1.2余热发电应用的行业在钢铁、石油化工、建材、水泥、制糖等行业中，生产厂家具有大量低品位余热，包括低品位烟气、蒸汽和热水等，这些热量品位低、数量大、分布较散，基本不能为生产再利用。各行业专家及有关科研机构为了有效回收可资利用的余热资源，进一步就余热回收发电领域进行积极的探索、研究，相继开发出了纯低温余热发电技术及相配套的汽轮机研发、设计、应用技术，可使发电机增加25%的发电量。该技术能够将企业中大量的低品位废热集中发电，进一步提高企业能源的利用率，为各种类型企业节能环保开辟了一条新路。目前，已经投入运营或立项研究的余热发电技术主要包括（但不限于）如下行业：（1）水泥行业余热发电技术（2）焦化行业焦炉尾气余热回收发电技术（3）钢铁行业转炉余热发电技术（4）钢铁行业烧结余热发电技术（5）建材行业浮法玻璃线余热发电技术（6）石化行业余热发电技术 2.水泥行业余热利用现状2.1水泥行业余热发展历程我国水泥窑余热发电大致经历了中空窑高温余热发电、预热器及预分解窑带补燃炉中低温余热发电、预热器及预分解窑低温余热发电三个发展阶段。在20世纪50～70年代由于我国国民经济对水泥需求量的增加和电力供应紧张，为我国水泥窑余热发电的发展创造了条件，使水泥窑余热发电技术经历了第一个发展时期，70年代末80年代初完成了对日伪时期建设的余热发电窑的技术改造，并新建了若干条余热发电窑。80年代末至90年代初，在解决了余热锅炉所存在的许多重大技术问题和难题后，吨熟料余热发电量大于170kWh，运行成本0.08～0.12元/kWh，标志着我国中空窑余热发电技术达到了一个新的水平，为原有中空余热发电窑进行技术改造和新建一批类似生产线打下了良好的基础。到90年代初，我国水泥工业以发展新型干法工艺为主。但由于国家对水泥的需求增加而电力供应紧张局面一时难于缓解，余热发电窑仍然有生存及发展的条件，主要以节能降耗、提高余热发电量、缓解供电不足的矛盾为目标，经历了第二个发展阶段。“八五”国家重大科技攻关课题“带补燃炉低温余热发电技术及装备的研究开发”的完成，以及在工程上的成功应用，形成了完整的综合利用电站的系统技术和装备，在充分回收利用水泥生产线低温余热的同时，配设环保型的循环流化床锅炉，燃用发热量小于3000kcal/kg以下的劣质煤（煤矸石）进行发电或热电联供，循环流化床锅炉所产生灰渣全部回用于水泥生产。既为企业带来显著的经济效益，同时还具有显著的社会和环境效益，使我国水泥窑余热利用上了一个新水平。上述技术的发展均以提高发电量，缓解电力供应不足为主要目的，为我国水泥工业的发展作出了重要贡献。随着人们节能和环保意识的提高，世界上单纯以余热利用为目的的预热器及预分解窑低温余热发电在80年代初有了较大发展，其水泥窑废气温度为350℃左右、熟料热耗为2900～3300kJ/kg，所配套的纯低温余热发电系统的发电能力为每吨熟料30～40kW，这对水泥企业资源综合利用，提高经济效益具有重大意义。该项技术的应用，既可降低水泥的生产成本，提高企业的经济效益，又可以为国家节约大量的电能，减少环境污染，具有广阔的推广应用前景。2.2纯低温水泥余热发电行业现状纯低温余热发电是完全利用余热，无外加热源的发电系统，即利用出预热器350℃的烟气余热产生低压过热蒸汽，并将出篦冷机的烟气出口前移，以获得350℃左右的烟气，可产生饱和热水和低压过热蒸汽。该系统的特点是系统简单，便于管理。在国内，经过十几年的开发、研究和若干实际工程投产运行，对于水泥窑余热发电来讲，纯低温余热发电技术无论是热力循环系统还是设备（国产化）都已成熟可靠，尤其是补汽式汽轮机的研制成功，使我国余热发电技术及装备除了汽轮机本体效率比日本略低外，总体上的技术水平已经赶上国际先进工业国家，为我国众多的不同窑型水泥生产厂提供了可供选择的余热发电技术及装备。水泥行业纯低温余热发电属于中国最为先进、推广最为成功的余热发电技术。其利用AQC窑头余热锅炉和SP窑尾余热锅炉分别对水泥窑的窑头和窑尾的废气余热进行回收，加热给水产生低温蒸汽冲动汽轮发电机组作功发电。目前对应于水泥生产线的生产能力，通常配置容量如下：(1)1300t/d级水泥生产线纯低温余热电站（余热发电容量1.5MW——低压不补汽） (2)2500t/d级水泥生产线纯低温余热电站（余热发电容量3.0MW——低压不补汽）(3)5000t/d级水泥生产线纯低温余热电站（余热发电容量6.0MW——低压不补汽）此外，杭州易达公司专利设计方案，采用次中压参数设计，发电容量将在现有基础上提高20％～30％。水泥窑余热发电装置利用水泥窑排烟余热，发电时不影响水泥熟料的生产，也不需要额外的补燃燃料，是安全可靠的余热发电技术。水泥余热发电工程造价约为7000～8000元/kWh，投资回收期通常为3～4年。3.焦炭行业余热利用现状焦化工艺在生产过程中将产生大量温度约达到1000℃的烟气，在未被利用之前，直接通过烟囱排放，一方面造成了热污染，另一方面也浪费了大量能源。鉴于此，2005年，联合国工业发展组织（UNIDO）为促进中国的环保和节能降耗工作，以山西省焦化企业为试点推广焦炉尾气发电项目，选定高平兴高焦化有限公司和太原港源焦化有限公司2家为试点焦化企业，并取得成功。总体而言，焦炭行业余热利用较水泥行业余热利用发展要较为缓慢，也未象水泥行业余热利用形成规模化和产业化，只是进入到21世纪后逐步发展，但限于认识和投资等因素，项目建设速度较为缓慢。在全国范围内，山西省内焦化企业相对较多，对应在该领域内也较全国其他地域发展较快，已经有一部分企业余热利用项目建成投产，经济效益和社会效益良好。以年产60万吨的焦化企业为例，其可配套建设2×12MW余热电站项目，工程投资约为1.2~1.3亿元人民币，投资回收期约为3年。对于已经建成投产的装机容量占可供利用资源装机容量的比例现在还无从得知，但山西省政府于2008年6月就关于对山西省焦化企业烟气（余热）利用情况进行摸底调查，预计近期会有调查结果。焦炭行业烟气余热利用其技术方案基本同水泥行业，配置余热锅炉（热交换器）+汽轮发电机组。4.钢铁行业余热利用现状烧结矿余热回收技术，用空气冷却热烧结矿(烧结设计规范中要求生产冷烧结矿)，高温空气使锅炉产生高压和中压蒸汽，再进行发电，低温空气可以用于热风烧结。而炼钢转炉中通过安装汽化冷却烟道，构成蒸汽发生系统，可产生饱和蒸汽用于发电。目前，该两类余热利用方式包括济南钢铁、昆明钢铁、马鞍山钢铁等在内的多个钢铁企业都已经付诸实施，并取得了良好的收益。经测算，该类余热发电项目单位造价在6500元人民币/kWh，项目投资回收期为2.5~4年。钢铁工业领域低温余热发电的市场约合150亿元，而该行业的余热发电真正实施则是从2005年以后陆续有企业建设并投产，因此，于钢铁行业而言，其余热发电尚处于起步和推广阶段，其技术也在逐步完善和提高的阶段。相信在不久的将来，随着技术的成熟和市场的完善钢铁行业余热发电也将迎来一个发展的高峰。5.浮法玻璃生产余热利用技术现状 目前，国内的平板玻璃行业大多采用浮法玻璃生产技术，一条500t/d的浮法玻璃生产线的烟气余热一般可生产饱和蒸汽7~8t/h，目前这些余热蒸汽主要用于冬季采暖，其他时间除极少量蒸汽用来加热重油外，大量蒸汽白白浪费掉，为此，广州市瑞溥能源环保科技有限公司在多年研发饱和蒸汽发电技术的基础上，开发出适合浮法玻璃生产线用的余热发电技术，每千瓦的投资仅需人民币4000元，投资回收期约1年，其经济效益和社会效益十分显著。中国余热发电技术分析（二）2010-04-2211:47:01|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅本文引用自sulvin《【原创内容】中国余热发电技术分析（二）》引用sulvin的【原创内容】中国余热发电技术分析（二）第二部分中国余热发电设施1.余热发电设备主要生产商在国内，经过十几年的开发、研究和若干实际工程投产运行，对于余热发电来讲，无论是热力循环系统还是设备（国产化）都已具备一定的基础。而于水泥行业纯低温余热发电，总体上的技术水平已经赶上国际先进工业国家，并已经进军欧洲市场。而对于钢铁行业的转炉和烧结余热发电以及焦炭余热发电也都有相对成熟的技术和设备，具备推广的条件。其他则多处于研发阶段，或虽有成果并投入运行，但均处于示范阶段，尚待进一步完善和改进。鉴于余热发电的性质，同常规发电相比，其技术难点在于余热能源的回收与转换，即关键设备在余热锅炉，可以说余热锅炉的成与否将在很大程度上决定着项目的成败，对于饱和蒸汽发电，对汽轮机也有着特殊的要求。由于余热发电项目通常装机容量均较小，故余热发电型余热锅炉、汽轮发电机组的研发和生产也主要集中在中小型锅炉厂和汽轮发电机组生产单位，其中杭州锅炉厂占有国内余热锅炉90%左右的市场份额，汽轮机则基本上被青汽、杭汽、南汽三分天下。主要相关设备情况见下表（可单击放大看）。 2.余热发电主要技术提供商 余热发电的研发和技术提供商，多以设计研究院为主，近些年随着国家政策对于余热发电的扶持，在看到余热发电巨大的市场空间后，有部分工程公司以及新成立的科技企业也在进行技术开发和工程实施，具有代表性的余热发电主要技术提供商见下表（可单击放大看）。3.余热发电技术的国家相关政策国家《节能中长期专项规划》中，要求积极推广炉窑余热发电技术，日产2000吨以上水泥生产线中每年建设低温余热发电装置30套。国务院发布的《促进产业结构调整暂行规定》，已将日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产线余热发电列入政策鼓励类。 2006年4月，国家发改委等部门发布《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》，要求到2010年，40%的新型干法水泥生产线采用余热发电技术。目前，这一指标已经基本完成。2006年10月，国家发改委公布《水泥工业产业发展政策》，要求新型干法水泥窑回收利用废气余热，鼓励采用纯低温废气余热发电。2006年底，国务院召开发展循环经济电视电话会议，要求水泥行业现有日产2000吨以上和新建的新型干法水泥生产线安装低温余热发电设备。以上均为针对水泥行业余热发电，国家一些相关的支持和鼓励政策，对于其他行业虽然没有明确提出，但在《“十一五”规划纲要》中明确提出，“2010年单位国内生产总值能耗比2005年降低20%”，这是新中国成立以来第一次以政府文件的形式，将节能确立为必须完成的约束性目标。《节能减排综合性工作方案》进一步明确，中国万元国内生产总值能耗将由2005年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下的约束性指标。而余热发电由于是利用生产线的余热进行发电，所以，在不增加新能耗的前提下，获得更强劲的能源支撑，因此，国家在税收政策、电力调度等方面赋予了大力支持，推动着余热发电产业规模的迅速扩大。中国余热发电技术分析（三）2010-04-2211:46:42|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅本文引用自sulvin《【原创内容】中国余热发电技术分析（三）》引用sulvin的【原创内容】中国余热发电技术分析（三）第三部分余热发电技术分析1.国内主要的余热发电技术国内无论哪个行业、哪家技术提供商的余热发电技术，其基本概念和方向是一致的，均是通过余热锅炉（热交换器）回收热空气/烟气等介质中的热量，并进行能量转移，加热给水产生过热/饱和蒸汽，冲动汽轮发电机组做功发电。其关键设备和核心问题之一是余热锅炉，如何将富含能量的热介质回收汇集以及引出进而通过余热锅炉进行能量转换是一个技术难点，这在各种余热发电技术上均略有差别。此外，余热锅炉本身的设计也一定程度上决定了余热回收利用的比例和彻底性。其二，余热发电的另一个问题是解决低压蒸汽和饱和蒸汽汽轮机设备的问题，众所周知，发电用蒸汽通常为过热蒸汽，且过热度越高越好。但由于余热回收利用发电的性质，其产生的蒸汽多为低压蒸汽和湿蒸汽，相对于过热蒸汽，其在发电效率以及设备安全上均存在一定问题，随着青岛捷能、杭州汽轮机厂等生产单位中低温发电用汽轮机研制成功，这一问题已经被克服。目前，各种类型的余热发电技术分别见以下各图：（1）图片1：纯低温余热发电技术烟风系统 （2）图片2：纯低温余热发电技术汽水系统 （3）图片3：烧结余热发电技术工艺流程图 （4）图片4：转炉余热发电技术工艺流程图 （5）如片5：玻璃余热发电技术工艺流程图 2.国外先进余热发电技术国外余热发电项目基本技术原理和技术方案同国内相仿，但能源利用效率要略高于国内水平。另据资料显示，由于余热发电均为中低温参数，因此国外有考虑利用低沸点的烷类有机物取代水产生蒸汽，推动气轮机运转发电。相对于以水及水蒸汽为循环工质，烷类有机物具有如下优点：（1）有机工质沸点低，易产生蒸汽，因此可以回收低温余热。（2）冷凝压力接近或稍大于大气压，工质泄漏小。（3）有机工质耐低温，不受冰冻的影响。（4）转速低，因此噪声小。（5）系统的工作压力低，约1.5MPa。 （6）无湿蒸汽产生，始终保持干燥，不受腐蚀，透平寿命长。国际水泥工业余热发电技术最先进的德国和日本，近十几年来国内建筑业持续萎缩，水泥需求逐年下滑，德日两国1996年的本国水泥消费量分别由3550万吨和8400万吨，锐减为2006年的2600万吨和6000万吨，分别下降了27%和29%。导致有些水泥厂纷纷关闭，技术人员大批流失。水泥工业处于一片不景气之中，大大地阻碍了余热发电技术的发展进程。例如日本，实际上完全就是在勉强维持着，十几年来可以说基本上没有进展。近年日本的经济形势虽稍显逆转，但是他们拿到中国来推销的水泥工业余热发电技术大部仍停留在10年前的水平。相反地，德国水泥界应对这种不景气的挑战，心态十分积极。首先是从1996年的进口水泥628万吨，逐渐转变为2006年的出口水泥450万吨。维持了本国水泥年生产量约3000万吨基本不变的局面。同时从1996年起，积极推进“四零一负”的各项目技术措施和法规建设，取得了卓越成效。这“四零一负”工艺及技术包括：水泥企业对周围环境达到零污染，对外界电能零消耗，对废料、废渣、废水零排放，熟料生产对天然矿物燃料(煤、油、天然气)零消耗，以及消纳各种废物，为全社会废渣、废料的负增长做出贡献。即使在资金十分困难的情况下，1999年在巴伐利亚州（现拜恩州）海德堡水泥公司所属的Lengfurt水泥厂的一台日产3000吨的熟料蓖冷机上采用了以色列ORMAT公司的新装备新技术。这是一套以有机工质戊烷（C5H12）汽轮机和导热油为热载体的余热锅炉组成的利用冷却机废气余热的发电系统，装机1.5MW。至今已正常运转了8年。按照这套系统长期生产参数推算，如果将这台3000t/dPC窑的全部废气余热都用上，则其吨熟料发电量将达45-50kWh/t。显然比我国现有的水平高出一大块。碍于非技术的原因，他们至今仍苦于缺乏市场机遇来证明这一推论的正确可行。至于美国早在上世纪90年代初，美国电气与电子工程师学会（IEEE）的水泥工业委员会联合美国能源部门曾发起过一个动议，计划在10-15年（即2000-2005年）内实现水泥工业吨熟料余热发电量达50-60kWh/t的目标。后来也是因其建筑业的不景气而使这个计划付之东流。但是在上世纪90年代后期，美国Recurrent工程公司开发了一个名谓Kalina系统的工业废热回收发电系统。它是用氨（NH3）和水的混合液为工质的汽轮机来发电的。Kalina系统已经在美国钢铁厂和化工厂通过了中试，正意欲进入水泥工业市场。要据Recurrent公司的初步报价书，以日产3000吨熟料生产线为例，其锅炉及汽轮机等全套设备费用约1000万美元，装机9-10MW，按常规从窑尾预热器和蓖冷机抽取废气，吨熟料发电量的保证值为50-60kwh/t，视各水泥厂的具体情况而异。同样，该公司也正在到处寻求买家，声称这是一项最先进而且可靠的新技术。水泥行业的余热发电在各国余热发电中均处于相对超前的水平，水泥余热发电技术基本代表了各国余热发电的技术发展水平。水泥工业纯低温余热发电技术及其效益分析2010-04-0910:37:01|分类：其他|标签：|字号大中小订阅随着我国经济的高速发展，能源紧缺的矛盾日趋突出。多个地区闹煤荒、电荒。但我国在能源使用上又客观存在着一些不合理的现象，导致能源大量浪费。其中最突出的浪费是对能源没有“量才而用”，普遍地把煤炭、石油、天然气等高品级能源“降级使用”，只为取得100℃左右温度较低的热介质，用于采暖、空调、生活用热等。同时，又有大量工业低温余热、废气丢弃不用。煤炭、石油、天然气等高品级能源均是获取电能、热能的源泉，但是它们在转换成电能、热能的过程中，效率不高，且转换过程中所产生的废气余热、粉尘、有害气体对环境污染很大。这样的能源使用结果不仅造成惊人的能源浪费，而且还污染了环境，给人们的生命健康带来了危害。 纯低温余热发电技术是利用中低温的废气产生低品位蒸汽，来推动低参数的汽轮机组做工发电。它是当前节能和环保要求下的必然趋势和产物。其与火电发电相比，不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘和其它有害气体。是控制大气污染，保护臭氧．层，减少能源消耗的有效手段和途径，也是企业提高能源利用效率，降低成本，提高产品市场竞争力，减少C02气体排放和保护环境的重要措施之一。切实贯彻我国实施可持续发展的战略。因此，如何运用新技术和新设备提高能源利用效率成为了各行各业关注的焦点。一、水泥工业能源使用现状水泥工业作为能源消耗大户，对能源紧缺有切肤之痛。2003年下半年以来，国内煤电油运全面紧张，煤荒电荒矛盾加剧，劣质煤充斥煤炭市场。水泥企业对煤炭的质量有严格的要求，但是现在买到的煤炭质量太差，某些省份的煤炭的平均发热量还不及正常值的一半，技术指标也达不到要求，许多水泥企业不得不调整水泥生产物料配方，以保证水泥质量。劣质煤也导致了火力发电厂发电量不足，间接影响了水泥企业的生。虽然近年来我国水泥工业技术取得了长足进步，系统能耗有所降低，吨熟料电耗已降至55—60kwh。但我们应看见，水泥工业在进一步节省能源的方面还可大有作为。2004年我国水泥总产量约9．4亿吨，能源总耗量为15亿多吨标煤。水泥工业是能源消耗大的产业，水泥生产的能源主要依靠煤炭、电力，而且要产生大量的废气，C02的排放量占我国C02排放总量的20％，粉尘排放量占我国工业行业粉尘排放总量的40％，其能源和环保的压力是非常大的。目前新型干法水泥生产线已使单位水泥熟料的热耗大幅下降，但其窑头熟料冷却机和窑尾预热器仍排放了大量350cC以下的废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30％o充分利用烧成系统所产生的废气余热等低品级能源，成为当今我国水泥工业的重要研究课题和推广项目。随着纯低温余热发电技术的日益成熟及其技术经济的可行性，它已越来越受到人们的高度重视。从国务院制定并出台的一系列开展资源综合利用的政策和新型干法水泥生产线纯低温余热发电项目被列为落实节能规划的首批转向国债项目中，可以看到水泥工业纯低温余热发电前景广阔。二、水泥工业纯低温余热发电技术的应用现状纯低温余热发电及余热利用在我国的冶金、化工、食品等行业早已得到推广使用。由于水泥工业废气温度相对较低且含有大量粉尘，因此在实际运用中存在一定的难点。在水泥窑余热发电领域，日本水泥工业足应用得最广泛、最成功的。到目前为止，日本有80％以上的水泥厂配置了纯低温余热发电系统‘，平均熟料发电量约奶kwh／t。1998年初。通过引进日本川崎重工的技术，我国水泥工业第一条纯低温余热发电系统在海螺集团宁国水泥厂4000t／d生产线建成，一次性并网发电成功。该系统采用四级预热预分解系统、进口余热锅炉，进口混压进汽式汽轮机，装机容量648kw，设计吨熟料发电量33．8kwh／t，自投入正常生产运行以来，实际平均熟料发电量约38．6kwh/t。发电系统的运转率相对于烧成系统在90％以上。广西柳州水泥厂3200／d的四级预热器预分解窑纯低温余热发电工程于2004年7月建成投产，也是一次性并网发电成功。系统采用进口锅炉，国产凝汽式汽轮机，余热电站装机容量6000kw。投产以来发电量就基本稳定在5500kw以上，实际平均熟料发电量约37．95kWh／t。在消化、吸收引进的日本纯低温余热发电技术基础上，我国水泥工业开始了国产化的道路。1999年，国产化第一条纯低温余热发电系统在江西万年2000t／d生产线得以建成投产，配套机组为3000kw，实际发电约2200kw，单位熟料发电量约23．76kwh／to2003年，上海金山1350t／d生产线国产化纯低温余热发电系统建成投产，配套机组2500kw(指汽轮机)，实际发电约1800kw，单位熟料发电量约28.8kwh／to国产化纯低温余热发电技术已基本具备全面推广的条件。三、纯低温亲热发电技术简介3．1基本原理30cC左右的软化水经过除氧器除氧后，经水泵加压进入窑头AQC锅炉省煤器，加热成190℃左右的饱和水；分成两部分，一部分进入窑头AQC锅炉汽包，另一部分进入窑尾SP锅炉汽包；然后依次经过各自锅炉的蒸发器、过热器产生1．2MPa、310℃左右的过热蒸汽，汇合后进入汽轮机做功，作功后的乏汽进入冷凝器，冷凝后的水和补充软化水经除氧器除氧再进行下一个热力循环。窑尾sp锅炉出口废气温度220℃ 左右，用于烘干生料。3．2技术特点火力发电厂为了提高发电效率，节省燃料，不断向高温、高压方向发展，目前已在研究试验超临界参数的发电技术。而纯低温余热发电则完全不同，其热源品位低，不需要任何补燃，而是．直接利用水泥企业向大气中排放的中低温的废气余热来发电，因此所采用的技术和设计原则与常规的火力发电截然不同。而且，水泥工业的废气与其它行业的可利用废气也还具有不同的特点：(1)废气品位低，工况波动大。通常窑头废气温度为250-350℃，窑尾废气温度为320—400℃。废气参数常有波动，尤其是窑头废气参数波动较为明显；(2)废气含尘浓度大，磨蚀性强；(3)系统可利用余热通常由窑头、窑尾两个点可提供；(4)系统流程复杂，设备配置要求高。3．3主机选型可靠的国产主机设备是实现国产化余热发电技术的前提，系统的设计也是基于有可靠的主机设备作保障。在纯低温余热发电领域，国内的设备厂家经过多年的研究，已经开发出能够适用于水泥厂纯低温余热发电的相关设备。从已经建成的全国产化余热发电项目来看，运行情况基本良好。主机设备的选型原则如下：(1)AQC锅炉为立式锅炉，采用自然循环或强制循环方式，锅炉前面设置沉降室或旋风筒除尘，避免熟料颗粒影响传热和磨损，换热管为螺旋鳍管；SP锅炉为立式锅炉，自然循环或强制循环方式，换热管为光管，采用机械振打清灰。余热锅炉一直是水泥行业余热发电的关键设备，这在引进生产线中也反映出这一点。其关键在于针对废气特点：如窑尾废气中含尘浓度高，粉尘附着力强；窑头废气含尘浓度相对较低，但熟料粉尘磨蚀性强。采取相应措施，确保系统有效清灰和高效率的热交换，管线设计中避免粉尘堆积和管线磨损。从宁国、柳州及金山的远行情况看，SP余热锅炉的清灰还是机械振打效果好；万年采用超声波、压缩空气以及蒸汽吹扫进行清灰，效果均不好，影响系统正常运行。而在窑头AQC锅炉前，则需要增设沉降室或旋风筒进行预收尘处理。通过设计院和锅炉供货商的共同努力，现在已成功研制了性能可靠的余热锅炉。由于废气的特性，水泥行业余热锅炉的体积、重量都相对较大。(2)汽轮机采用凝汽式汽轮机或补汽凝汽式汽轮机，发电机采用空冷式发电机。凝汽式汽轮机运转可靠，但效率相对较低；补汽式汽轮机是发展的方向，但采用国产补汽式汽轮机的金山水泥厂使用效果欠佳，它是将原抽汽凝汽式汽轮机的抽汽口改为补汽口，加之窑头废气工况波动大，设备运行不稳定，补汽常补不进去。现工厂已将此补汽口关闭。补汽凝汽式汽轮机的性能还需进一步改善和提高。3．4 系统设计根据水泥厂废气的特点，在项目建设前期，就必须对水泥厂能源消耗和余热状况进行客观的综合分析，在此基础上进行相应的系统设计和选型。烧成系统所产生的废气参数在不同工厂的运行中具有一定的差异性，尤其是窑头的废气参数波动较大。新建生产线配套余热发电系统时，一定要对同规模的生产线的实际操作参数做详细调查；已有生产线新增余热发电系统时，更应结合现有生产数据，确定系统流程、发电规模，选配适当的余热锅炉和发电机组，达到最大限度利用余热的目的。同时要求余热电站在正常运行时不能影响原生产线的正常生产。各个水泥厂的条件不同，对纯低温余热发电系统设计也有不同的要求，可有多种变化，但总体上可以分为三类：1)用单压进汽的凝汽式汽轮机组。简单可靠；2)利用余热锅炉产生双压蒸汽，配套补汽凝汽式汽轮机组。在设备可靠，系统运转率可以保证的前提下，系统效率高于凝汽式汽轮机组；3)利用余热锅炉和热水蒸技术产生双压蒸汽，配套补汽凝汽式汽轮机组。这种工艺的发电效率高，在宁国水泥厂得到很好使用。国内现在也进行这方面的研究和实践。在除氧方面，可采取化学除氧或真空除氧，均稳定可靠。在循环水冷却方面，鉴于发电机组规模较小，建议采用玻璃钢冷却塔。整个余热发电系统采用先进的DCS集散控制系统，发电机及配出柜保护装置使用微机保护。此外，对于余热发电有富余蒸汽的，还可考虑采用热电联供方式。由余热电站提供富余蒸汽，供给水泥厂浴室、食堂、采暖、制冷等用热。四、纯低温余热发电项目的效益分析纯低温余热发电是不带补燃锅炉的蒸汽动力循环发电技术方案。由于该方案不使用燃料来补燃，因此不对环境产生附加污染；其次没有补燃锅炉，蒸汽参数较低，其运行操作简单方便，运行的可靠性和安全性高。缺点是由于余热的品位低，其效率相应较低，装机容量较小，单位功率设备投资难以降低。这种电站虽然初期投资较高，但其较有利的选择，也是受益比较高的余热电站。以一条2500t／d的新型干法水泥生产线为例：窑头、窑尾配套国产余热锅炉，汽轮机采用凝汽式汽轮机。系统设计小时发电量可达350kwh，结合发电机组的规格，选配3000kw的汽轮机组较合适。实际小时发电量按3000kwh计。以年运转300d计算，年发电量21印万kwh，相当于节省标煤约1．1万，减少C02排放量约2万t。扣除系统自耗电10％，年供电量1944万kwh。吨熟料发电能力可达25．92LWh。利用纯低温余热发电技术，采用国产装备，纯低温余热发电系统总投资约1950万元。按照外购电价0．50元／kwh估算，扣除余热电站供电成本约o．1元／kwh，吨熟料成本可下降约10．37元。系统总投资在建成后2．5—3年内可收回成本。由此可见，建设纯低温余热电站，可有效降低企业生产成本、提高产品竞争力，为企业带来良好的效益，企业和社会做到双赢。五、结束语利用水泥生产中产生的废气余热作为热源的纯低温余热发电，整个热力系统不燃烧任何一次能源，在回收大量造成环境热污染的废气余热的同时，所建余热发电站不仅发电成本低，经济效益好，还可以缓解电力紧张的矛盾；同时，减少C02排放，对保护生态环境，起着积极作用。作为能源消耗大户的水泥工业，煤、电紧张已经严重制约水泥的发展。特别是电力短缺，使部分地区水泥企业不能连续生产，不但直接影响水泥生产和市场供应，对水泥窑的安全运转也带来较大隐患。有关专家预测，电力紧张局面至少要3—4年才可缓解。因此，国家制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，节约和合理利用现有的各种资源，减少资源的占有和消耗，鼓励利用工业生产过程中产生的余热、余压建设余热发电项目，以缓解电力供应紧张的局面，减少企业的损失。水泥窑纯低温余热发电能将废气中的热能转化为电能，可有效的减少水泥生产过程中的能源消耗，节能效果显著。同时，废气通过余热锅炉降低了排放的温度，含尘浓度也大大降低，可有效的减轻水泥生产对环境的污染，环保效果显著。因此。这项兼具经济效益和社会效益的技术，必将具有良好的推广价值和应用前景，成为我国水泥工业实现可持续发展的一项重要举措。水泥厂中低温纯余热发电技术及其应用2010-04-0910:35:40|分类：其他|标签：|字号大中小订阅水泥制造业是个高能耗产业，能源费用的支出在其生产成本中占有很大的比重，所以人们一直在寻求降低能耗的生产方式和回收能源的办法。 　　安徽海螺集团的宁国水泥厂在4000t/d水泥熟料生产线上采用了一套中低温纯余热发电技术和设备，发电机装机容量6480kW。一次并网发电成功，在窑系统稳定的前提下，发电机组运行正常，发电功率基本保持在额定功率以上。设计年发电量为4087万kWh；吨熟料发电能力为33.8kWh，实际运行的小时发电量为7000kWh，吨熟料发电量为42kWh。以年发电7440h计，年发电量5208万kWh，扣除系统自耗电8％，年外供电量4791万kWh，相当于吨熟料供电量为38.64kWh，而原材料消耗成本不足0.02元/kWh。在新型干法水泥窑生产线上配套建设中、低温余热发电系统，只是充分利用了水泥生产过程中产生的大量废气余热进行回收发电，只要适当调整一些操作参数，使水泥窑能稳定运行，该发电系统亦能稳定运行，且回转窑的运转率越高，发电成本越低。该技术的应用既可降低水泥的生产成本，提高企业的经济效益，也可为国家节约大量的电能，缓解供电的紧张状况。1　低温纯余热发电的特点及工艺流程　　在水泥厂，中低温纯余热发电与中空窑余热发电不同，有其特殊性。(1）首先中低温纯余热发电技术仅用在带预热器的窑上完全利用其余热发电；(2）废气余热的品位比较低，废气温度一般在200～400℃之间；(3）可利用的废气余热源在一个以上。(4）余热发电配置的热力系统相对较复杂；(5）热力系统的压力等级相对较低；(6）单位发电量的设备体积和重量相对较大。因此，在系统的选择和配置、应用和投资分析上都是一个新的课题。中低温纯余热发电的基本工艺流程见图1。2　发电规模的确定　　要确定余热发电的规模首先对工艺系统的余热量进行核算。一般来说余热量取决于生产规模和生产工艺。对于同一种生产规模若采用的生产工艺和设备不同，那么余热量也有较大的差别。一般中低温纯余热发电系统的余热回收分为两部分：其一是窑尾预热器出口的废气余热；其二是窑头冷却机出口的废气余热。　　对于窑尾余热一般生产工艺考虑出预热器的废气余热部分回收作为原料磨的烘干热源，多余部分经增湿除尘后排放。若增加余热回收装置，不能只简单地回收多余部分的废气余热，而要与原料磨系统综合起来考虑，尽可能将高温废气提供给余热锅炉，而将余热锅炉的排气送给原料磨，这样余热锅炉可以利用较大的温差生产蒸汽，回收的热焓高，锅炉的受热面小，耗钢量小，产汽的压力等级相对较高，有利于提高整个系统的效率。我们曾对某厂窑尾的余热回收作过比较见表1。　　锅炉的排烟温度受到给水温度的限制，不可能很低，而生料磨的排气温度可到90℃左右。余热锅炉设在生料磨前，余热锅炉的排烟温度就是入生料磨的废气温度。这一温度的确定受两个条件的制约。(1）入生料磨的原料综合水分；(2）生料磨的操作风量。对此可通过生料磨系统的热平衡计算来初定。然后兼顾考虑余热回收热力系统的蒸汽参数，可确定余热锅炉的排烟温度，即可确定窑尾锅炉的余热量。若窑尾有煤磨系统也需一并考虑。　　窑头冷却机的余热量的大小除与生产规模有关外还与烧成热耗和冷却机的效率有关。一般是热耗高，余热量小；冷却机热效率高，余热量少。篦冷机的余热回收有下面三种形式：(1）余风直接利用；(2）中部抽气；(3）带回热循环。三种形式分别见图2、图3、图4。　　从三种情况看第一种系统简单，篦冷机无需改造，但废气温度低，温差小，余热锅炉体积大，耗钢量大；第二种系统简单，回收的废气温度高，可减小锅炉体积和耗钢量，且生产的蒸汽温度压力均可提高，但篦冷机需进行一定的改造。第三种系统较复杂，但余热回收量可显著提高。具体采用何种形式要根据各个厂的实际情况确定。窑头篦冷机的形式及取气方式决定了窑头回收的余热量。最终根据窑头窑尾的余热量可确定发电的规模。3　主要设备及系统配置3.1　余热锅炉　　余热锅炉按布置形式可分为立式和卧式两种，按循环方式又可分为强制循环和自然循环。在中低温纯余热发电系统中，一般设置2台余热锅炉，1台为窑尾锅炉通常称SP炉，1台为窑头锅炉通常称AQC炉。　　SP炉设置在最后一级预热器和窑尾主排风机之间。废气温度一般在300～400℃ 之间，含尘量高，一般为标准状况下50～80g/m3，废气的负压较大。要求锅炉的换热原件不易积灰，受热面布置便于清灰，且锅炉的密封性能要好。采取的布置形式一般根据工厂的场地、粉尘的堆积特性等条件确定。宁国水泥厂的SP炉就选用的卧式锅炉。卧式锅炉的特点是烟气在炉中水平流动，受热面是蛇形光管，竖直布置上端固定在构架上，下端为自由端，并焊有振打装置之连杆，特殊设计的振打装置对受热面定期振打，加之蛇形管为竖直悬吊在构架上，可使受热面保持干净无灰，从而保证了很高的传热效果。由于工作介质在蛇形管内上下流动，无法利用其重度差进行自然循环，所以采用强制循环。锅炉下部用一内置式拉链机将灰输送至锅炉的一端经一锁风喂料机输出。又如台湾的花莲水泥厂的SP炉则采用的立式锅炉。立式锅炉的特点是烟气在炉中垂直流动，受热面也采用蛇形光管，但水平布置，分组采用特殊的挂件悬挂在构架上，分组设置振打装置，从上至下逐组振打，也能满足清灰的要求，但这种布置方式比起竖管的清灰干净程度略差，所以在受热面的设置上要考虑上述因素。以确保锅炉的高效率。但立式锅炉占地面积小，布置方便。　　冷却机的废气虽然含尘量不大，标准状况下约10～20g/m3，但磨蚀性大。所以AQC炉的设置分前置式和后置式两种。前置式即AQC设在冷却机与电收尘器之间，这种设置一般还需加预收尘装置以减轻粉尘对AQC炉内的换热管磨蚀，因此系统阻力增加较多，但可以利用图3、图4流程。后置式即AQC设在电收尘和窑头排风机之间，粉尘对换热管磨耗小，且系统阻力增加不大，但电收尘必须密封性能好,漏风量小，热损失小。窑头粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，所以AQC炉的结灰不严重，一般均选为立式锅炉。由于窑头的废气温度低，气量大，且对锅炉的排气无特殊要求，应尽可能地回收余热。为了增大换热面积，强化换热效果，AQC炉的换热管应采用螺旋翅片管或蟹形针管等能显著增加换热面积而又耐磨蚀的管形。3．2　汽轮发电机　　用于余热利用的汽轮发电机其特点是以汽定电，所以要求带负荷的能力可在较大范围内波动，尤其是发电机的选型要考虑能超过设计发电量的15％左右。目前市场上可用于中低温纯余热发电系统的汽轮发电机有两种。一种为单压系统的低参数凝汽式汽轮机。特点是系统简单，适合3000kW左右的小机组。另一种为混压系统，汽机除主蒸汽进口外还有一至两个补汽口，并辅助采用了热水闪蒸技术，用闪蒸的饱和蒸汽混入汽轮机做功。特点是系统较复杂，但系统热效率较高，适合6000kW以上机组。3．3　热力系统　　在热力系统的设计上一般是根据废气温度及废气量经过合理配置来确定蒸汽参数和蒸汽量，一般选用的汽轮机的参数比较低。在余热锅炉设置上，对SP炉来说因出炉的废气还要用于原料的烘干，所以一般SP炉带汽包仅设置过热器和蒸发器。AQC炉的排烟无特殊要求，主要设置省煤器，也可带汽包设置蒸发器，有可能的情况下也可适当的设置过热器例如窑头采用图3、图4流程。余热锅炉的受热面的配置，最终是根据余热资源及最大产气量配置的。由于系统用于水泥厂的余热发电，所以汽机必须带有前压调节装置，当机组在正常运行时，以汽机的进口压力作为主要控制参数，来调节机组输出功率以保证压力基本稳定，这种方式可适应废气余热参数的变化，使整个系统有较高的适应性和可靠性。4　经济评价及投资分析4.1　纯余热发电系统完全是利用水泥生产过程中产生的余热来发电，因此投资这种项目可带来好处　　(1）余热发电系统运行费用少，仅消耗部分水和少量药品，增加少量管理人员，每度电成本0.08元左右，在不增加水泥烧成热耗的情况下，每吨熟料可增加25～40kWh的电力，因此可节约大量电力费用，降低水泥产品成本，提高企业的经济效益；　　(2）对电力紧张的地区，可以缓解因供电不足影响生产的矛盾，发电自给率可达20～30％；　　(3）余热发电项目的建设用地可利用厂区空地，不需另外征地。项目的实施不会影响正常的水泥生产；　　(4）可为国家节约大量的能源，并减少温室气体的排放，保护环境，是一项利国利民的建设工程。4.2　工厂是否投资纯余热发电项目和系统装备的选择　　(1)工厂的余热源。因为这里仅用水蒸汽作为工质考虑的，所以如果有两个以上热源一个必须大于300℃，另一个也必须大于200℃。　　(2)工厂的管理水平和运转率。工厂必须具备有一定的管理水平且水泥窑的运转率必须大于70％以上，否则由于水泥窑的开停频繁，发电系统的运转率也会很低，影响投资效率和设备的使用寿命。 　　(3)发电规模。针对水泥厂的余热发电项目，发电规模越大，单位发电量投资越低，反之越高。当然还需结合当地的电价考虑，以及能源价格的趋势，将投资回收控制在3～5年以内投资风险较小，反之投资风险加大，需慎重考虑。　　(4)系统装备的选择。1采用进口设备和技术的特点：技术装备先进、可靠，热效率高，但投资大，发电机容量在6000kW以上的机组投资约18000～22000元/kW之间。容量在6000～3000kW，投资在22000～30000元/kW之间，当然若采用部分设备来图加工和国内分交的形式可能投资会略为降低。2采用国产设备和技术的特点：技术装备安全可靠，系统简单，系统热效率较进口装备略低，但投资可大大降低，风险小。发电装机容量在3000kW左右的机组，投资约6500～7500元/kW之间。根据上述情况，我们认为对于4000t/d以上规模即装机容量在6000kW以上的系统可考虑选用进口设备，而对于2000t/d规模以下即装机容量在3000kW以下的系统选用国产设备较为适用。水泥余热发电　2010-04-0910:39:24|分类：其他|标签：|字号大中小订阅水泥余热发电　　一、水泥窑纯低温余热发电背景　　随着水泥熟料煅烧技术的发展，发达国家水泥工业节能技术水平发展很快，低温余热在水泥生产过程中被回收利用，水泥熟料热能利用率已有较大的提高。但我国由于节能技术、装备水平的限制和节能意识影响，在窑炉工业企业中仍有大量的中、低温废气余热资源未被充分利用，能源浪费现象仍然十分突出。新型干法水泥熟料生产企业中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排出的350℃左右废气，其热能大约为水泥熟料烧成系统热耗量的35％，低温余热发电技术的应用，可将排放到大气中占熟料烧成系统热耗35％的废气余热进行回收，使水泥企业能源利用率提高到95％以上。项目的经济效益十分可观。　　发电模拟图我国是世界水泥生产和消费的大国，近年来新型干法水泥生产发展迅速，技术、设备、管理等方面日渐成熟。目前国内已建成运行了大量2000t/d以上熟料生产线，新型干法生产线与其他窑型相比在热耗方面有显著的降低，但新型干法水泥生产对电能的消耗和依赖依然强劲，因此，新型干法水泥总量的增长对水泥工业用电总量的增长起到了推动作用，一定程度上加剧了电能的供应紧张局面。而目前国内运行的新型干法水泥熟料生产线采用余热发电技术来节能降耗的企业极少，再者，国内由于经济潜力增长加剧了电力短缺的矛盾，刺激了煤电项目的增长，一方面煤电的发展会加速煤炭这种有限资源的开采、消耗，另一方面煤电生产产生大量的CO2等温室气体，加剧了对大气的环境污染。因此在水泥业发展余热发电项目是行业及国家经济发展的必然。此外，为了提高企业的市场竞争力，扩大产品的盈利空间，国内的许多水泥生产企业在建设熟料生产线的同时，也纷纷规划实施余热发电项目。　　随着世界经济快速发展、新型节能技术的推广应用，充分利用有限的资源和发展水泥窑余热发电项目已经成为水泥业发展的一种趋势，也完全符合国家产业政策。　　截至2009年，全国新型干法熟料生产线为934条,熟料产能7.6亿吨, 预计到2010年全国新型干法熟料生产线为1080条左右，熟料生产能力为8.6亿吨左右。虽然在水泥行业余热发电推广和普及迅速,除已建和在建外，到2010年全国还有50%的全国新型干法熟料生产线可以配置余热发电装置,如果以上新型干法熟料线全部配套余热发电，每年可实现节电270亿度，相当于节约煤炭消耗1000万吨（标煤），可减排CO2约24400万吨。　　根据国家现行产业政策和“八部委”文件要求，截止2010年国内新型干法水泥生产线配套建设纯低温余热电站的比例将达到40％，即到2010年底以前还将有约400多座纯低温余热电站建成并投入运行。　　水泥余热发电总布置图二、新型干法水泥窑纯低温余热发电的兴起　　1998年3月，日本政府赠送的中国首套水泥纯低温余热发电机组在海螺建成投运，十年来，该项目取得了良好的社会和经济效益，起到了很好的示范作用。海螺集团公司集成创新，在原有的基础上，针对水泥工艺特性改进设计，自行研发DCS系统，个性化设计，国产化装备。所开发的纯低温水泥窑余热发电技术余热回收效率高、发电过程中无需补充燃料，不产生任何污染，已处于国际领先地位。该技术是符合国家产业政策的绿色发电技术，是一种环保的、节能减排的、符合可持续发展要求的循环经济技术，经济效益也非常显著。　　海螺集团水泥纯低温余热发电装机容量居全球水泥企业之首。2005年，海螺开始大规模建设余热发电项目，为了落实国家关于节能减排的号召和政策，承担应尽的社会责任，海螺引进川崎先进的余热发电技术，结合海螺的工程设计、设备成套能力、项目实施能力和调试运行经验，和川崎成套设备工程株式会社合资成立了安徽海螺川崎工程有限公司和安徽海螺川崎节能设备制造有限公司，以便更好的在中国推广纯低温余热发电技术。　　2006年8月，首条自主设计、自行成套的日产5000吨水泥熟料余热发电项目在宁国水泥厂建成投运；到09年上半年，海螺集团内已建成投运28套余热发电机组，装机规模达到465.5兆瓦，在建机余热发电组15套，装机规模达到162兆瓦。总装机规模达到627兆瓦,上述机组全部投运后年发电量47.69亿度，按火力发电同口径计算，年可以节约标煤172万吨，减少二氧化碳排放413万吨。　　到2009年5月，安徽海螺川崎工程有限公司还向其他国内外20家水泥企业集团进行了推广应用，共97套机组，涉及156条水泥熟料生产线，装机规模达到1334.6兆瓦，上述项目全部建成后预计年发电量101.48亿度，将减排880万吨，节约标煤365.5万吨，环保效益和经济效益十分显著。　　其中国内除海螺外，海螺川崎工程公司还向其他14家水泥企业进行了推广，涉及71条水泥熟料生产线配套余热发电项目，共49套机组,装机规模达到618兆瓦。余热发电市场已覆盖到全国21个省、市。　　其中在国外，承担了泰国、巴基斯坦等国水泥企业共11条水泥熟料生产线配套的6套余热发电总包工程项目，装机规模达到90兆瓦。　　二、水泥窑纯低温余热发电技术介绍　　1、水泥窑余热发电技术　　是直接对水泥窑在熟料煅烧过程中窑头窑尾排放的余热废气进行回收，通过余热锅炉产生蒸汽带动汽轮发电机发电。　　一条日产5000吨水泥熟料生产线每天可利用余热发电21-24万度，可解决约60%的熟料生产自用电，产品综合能耗可下降约18%，每年节约标准煤约2.5万吨，减排二氧化碳约6万吨。　　水泥纯低温余热发电技术是指在新型干法水泥熟料生产线生产过程中，通过余热回收装置——余热锅炉将水泥窑窑头、窑尾排出大量的低品位废气余热进行热交换回收，产生过热蒸汽推动汽轮机实现热能向机械能的转换，从而带动发电机发出电能，窑头锅炉所发电能供水泥生产过程中使用。 　　三、目前国内预分解水泥窑采用纯低温余热发电的主机设备配置主要为：　　1、窑头采用余热锅炉（或热交换器），简称为AQC炉，国内都为立式；国外也是。　　2、窑尾采用余热锅炉（或热交换器），国内大多采用的是立式，简称SP锅炉，安徽海螺川崎工程有限公司采用的是卧式，简称PH锅炉；国外为卧式。卧式锅炉和立式锅炉的性能比较见下表：　　PH锅炉SP锅炉工质循环方式强制循环自然循环体积小，现场布置方便大，现场布置不方便重量轻重积灰废气流动的方向和换热管垂直，不易积灰，清灰效果好废气流动的方向和换热管水平，易积灰，清灰难度大维护量少多换热端差小大蒸发量比立式高15%~30%比卧式低15%~30%换热效率比立式高8%~10%比卧式低8%~10%　　上表中的换热端差是指锅炉入口废气温度与过热器出口蒸汽温度之间的差值，其值越小，表明锅炉过热器换热充分，传热效率高，蒸汽热焓高，热能利用率高。PH锅炉换热端差约为10℃，而SP锅炉的换热端差接近30℃。　　3、汽轮机，国内采用补汽凝汽式汽轮机；国外为混压式汽轮机。　　4、发电机，国内采用空冷式发电机；国外也是。　　5、水处理设备。　　6、循环冷却设备。 　　7、DCS控制设备。　　窑尾锅炉　　四、常用的余热发电热力系统　　常用的有单压不补汽、闪蒸（单压补汽）、双压补汽余热发电三种方式；　　1、单压不补汽系统指窑头余热锅炉和窑尾余热锅炉产生相近参数的主蒸汽，混合后进入汽轮机；窑头余热锅炉生产的热水供窑头余热锅炉蒸汽段和窑尾余热锅炉。柜内的技术代表有中材节能—天津院和南京凯盛公司。　　2、双压补汽系统指余热锅炉生产较高压力和较低压力的蒸汽，分别进入汽轮机的高、低压进汽口。国内的技术代表有洛阳中信和大连易事达。　　3、闪蒸系统指锅炉产生一定压力的主蒸汽和热水，主蒸汽进入汽轮机高压进汽口，热水经过闪蒸，生产低压的饱和蒸汽，补入补汽式汽轮机的低压进汽口。国内的技术代表有安徽海螺川崎工程有限公司。　　汽轮发电机　　五、案例介绍　　纯低温余热发电技术的关键问题，一是面对中、低品位的热源如何提高发电效率；二是余热锅炉如何适应低温的、含尘浓度高的废气，因为废气温度低就要增加换热面积，废气的含尘浓度高会带来传热性能降低，并加快设备磨损，尤其是窑头余热锅炉的磨损，甚至恶性堵灰事故造成的系统可靠性降低。　　一条4500t/d熟料生产线窑尾预热器及窑头熟料冷却机废气余热联合生产低压过热蒸汽进行发电设计指标如下：　　发电机装机容量：10MW　　设计小时发电功率：9000kW　　年向水泥厂供电：6361×10kWh　　节能成绩废气余热资源表　　内容4500t/d熟料生产线　　窑尾废气参数窑尾废气量360，000Nm/h　　窑尾废气温度330℃　　窑尾废气负压7000mmH2O　　窑尾锅炉出口温度213℃　　窑尾废气含尘度80g/Nm　　窑头废气参数窑头废气量222，000Nm/h　　窑头废气温度360℃　　窑头废气含尘浓度30/Nm　　通过对上表生产线废气余热资源表的分析、热平衡计算，余热发电机组设计发电量为9000kW。　　生产工艺是一个能量转化的过程。给水通过PH余热锅炉和AQC余热锅炉，将4500t/d水泥熟料生产线排放的低温余热的热能进行回收，使其转化为蒸汽，再通过蒸汽管道导入蒸汽轮机，在汽轮机中热能转化为动能，使汽轮机转子高速旋转，驱动发电机转动，从而转化为最终的产品-----电能。'