硅铁电炉余热发电项目申请建设可研报告.doc

硅铁电炉余热发电项目工程 可行性研究报告

鄂尔多斯冶金有限责任公司
硅铁电炉余热发电项目

可行性研究报告

目 录

一、《鄂尔多斯冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告》编制说明…………………………………………………………………5
二、《鄂尔多斯冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目》概要………6
三、《2台255000KVA硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告》………8
3.1项目业主单位情况…………………………………………………8
3.2拟建项目情 ………………………………………………………14
3.3建设用地及相关规划 ……………………………………………39
3.4资源和能源耗用与条件 …………………………………………42
3.5生态环境影响分析 ………………………………………………44
3.6经济及社会效果分析 ……………………………………………47
3.7工程建设招标安排 ………………………………………………51
3.8可行性研究报告的结论与建议 …………………………………52
3.9附图：
1、EJ2007-0-1 2×25000KVA硅铁电炉余热发电系统工艺布置图（一）
2、EJ2007-0-1 余热发电系统工艺布置图（二）2台锅炉方案
3、EJ2007-0-1 余热发电系统工艺布置图（三）单台锅炉方案
4、EJ2007-0-2 汽轮发电车间布置图（四）
5、EJ2007-0-3 热力系统循环布置图（五）（S4-0.5汽轮机）
6、EJ2007-0-4 热力系统循环布置图（六）（S4-1.0汽轮机）
7、EJ2007-0-5 电控室平面图（七）
8、EJ2007-0-6 高低压电器系统主接线（八）
9、EJ2007-0-7 DCS系统网络结构图（九）
10、EJ2007-0-8 水处理平面布置图（十）
四、附件（设计资质、施工资质、投标单位介绍、合作协议、专利证书、其他相关证书等另册装订）

1．《鄂尔多斯冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告》编制说明：
1.1本《可研报告》包括以下两部分：
第一部分：48台硅铁电炉余热回收发电整体方案概要；
第二部分：2台25500KVA硅铁电炉余热回收发电可行性研究报告；
1.2其中《48台硅铁电炉余热回收发电项目整体方案概要》是依据目前获得的鄂尔多斯冶金有限责任公司已经运行的8台25500KVA硅铁电炉的容量、产量、年运行时间等参数，已经运行的22台12500KVA硅铁电炉的容量、产量、年运行时间等参数，以及在建的18台25500KVA硅铁电炉的设计容量、产量、年运行时间等参数进行的初步概算。
同时已获得四分厂4台12500KVA硅铁电炉、七分厂2台25500KVA硅铁电炉和十分厂4台12500KVA硅铁电炉的准确数据并在现场作了详细测量，故七分厂2台25500KVA硅铁电炉的烟气参数、工艺布置为《2台25500KVA硅铁电炉余热回收发电可行性研究报告》的设计依据。
但依据实际的测试数据进行的设计，2台25500KVA硅铁电炉的烟气参数只能配置4000KW的发电机组，其技术经济价值较低。依据硅铁炉的工艺特性和设备结构，对其炉盖系统和电极密封稍作改造，增加密封性，减少冷风的进入可使烟气温度升至450℃左右，能回收的烟气能量大幅上升，使2台25500KVA硅铁电炉或4台12500KVA硅铁电炉能够配置6000KW的余热发电机组，因此，第一部分《48台硅铁电炉余热回收发电整体方案概要》和第二部分《2台25500KVA硅铁电炉余热回收发电可行性研究报告》是依据改造后的烟气温度大幅提升的参数进行的设计。
1.3本方案为48台硅铁电炉的整体方案，实际施工首期选择七分厂的701＃和702#硅铁电炉作为试点。
1.4本工程我方愿意按“合同能源管理模式(EMC)”，先期由我方投资，项目产生的经济效益由双方共同分享，当需要银行介入的时候，鄂尔多斯冶金有限责任公司公司需提供金融担保。
1.5本可研报告编制由陕西工业技术研究院、中国重型机械研究院、西安瑞驰冶金设备有限责任公司三家合作单位共同完成，与鄂尔多斯冶金有限责任公司的合作可选其中的任何一方，我们三方的首选代表为西安瑞驰冶金设备有限责任公司。

2．《鄂尔多斯冶金有限责任公司硅铁电炉余热发电项目》概要
项目名称
鄂尔多斯冶金有限责任公司余热发电项目
建设单位
鄂尔多斯冶金有限责任公司
技术依托单位
陕西工业技术研究院
中国重型机械研究院
西安瑞驰冶金设备有限责任公司
施工单位
陕西工业技术研究院
中国重型机械研究院
西安瑞驰冶金设备有限责任公司
装机容量投资规模

一期工程：在鄂尔多斯冶金有限责任公司已经运行的2台25000KVA硅铁电炉上实施余热回收发电项目工程，每台硅铁炉安装1台23吨余热锅炉，2台余热锅炉配置1台低温低压汽轮发电机组，装机容量为6000KW，实际发电量5600KW/小时，自用电7%，年发电时间7500小时，年发电量为4200万KWH，年节能减排量为1.84万吨标煤，形成3.9万吨碳/年二氧化碳减排能力，年用水量120万吨，投资4200万元，按照0.33元/KWH的电价计算，年收益为1288.98万元，投资回收期3.25年。
二期工程：在鄂尔多斯冶金有限责任公司24台25500KVA硅铁炉冶炼系统上实施余热回收发电项目，安装24台23吨余热锅炉、12台装机容量为6000KW低温低压汽轮发电机组，装机容量达到72000KW。
在鄂尔多斯冶金有限责任公司已经运行的20台12500KVA硅铁电炉上实施余热回收发电项目工程，每台硅铁炉安装1台7吨余热锅炉，4台余热锅炉配置1台装机容量为6000KW低温低压汽轮发电机组，装机容量达到30000KW。
总体方案为：48台硅铁电炉配置20台7吨锅炉，26台23吨锅炉，配置18台装机容量为6000KW低温低压汽轮发电机组，总装机容量达到108000KW，实际发电能力为100800KW，年发电时间7500小时，年发电量为70308万KWH，年节能减排量为33185万吨标煤，形成70.3万吨碳/年二氧化碳减排能力，年用水量2160万吨，投资75600万元，按照0.33元/KWH的电价计算，年收益为23201.64万元，投资回收期为3.25年。
回收期
3.25年
节能目标
节电率≥11.25%
节电年收益估算
共安装18台6000KW的余热发电机组，总装机容量达到108000KW，实际发电量为100800KW/小时,年发电时间7500小时，年总发电量75600万KWH， 其中自用电5292万KWH，为总发电量的7%，年上网总电量70308万KWH，电价=0.33元/kWH
年工作时间=7500H 发电负荷率93%
发电年收益：70308kW×0.33元/kwH=23201.64万元
年运行费用：1746.36万元（平均值）含税
投资回收期：75600÷23201.64=3.25年
执行时间
一期全部工程12个月内验收结束（07年9月—08年9月）
二期工程20个月内验收结束（07年8月—09年5月）
资金来源
全部资金项目施工单位自筹
前期由项目施工单位投资，当月发电量确认后项目业主单位依据逐月支付
合作方式
本工程采用合同能源管理方式：
节能量分享方式：合同期8年，前一年项目施工单位和项目业主单位75：25，后七年60：40
节能技术
选型
对已经运行的每台硅铁炉冶炼过程产生的高温烟气的余热和产品显热中余热进行全面回收，其中每台25500KVA硅铁炉配置一台23t/H余热锅炉,两台硅铁炉的余热锅炉为一组，配置一台6000KW混压凝汽式汽轮机组；每台12500KVA硅铁炉配置一台7t/H余热锅炉,四台硅铁炉的余热锅炉为一组，配置一台6000KW混压凝汽式汽轮机组；
对新建的25500KVA硅铁炉在新建过程中实施余热回收发电项目，对高温烟气的余热、产品显热、炉盖余热进行全面回收，其中每台25500KVA的硅铁炉配置一台13t/H余热锅炉,两台余热锅炉为一组，配置一台6000KW混压凝汽式汽轮机组
合作基础
目前西安瑞驰冶金设备有限责任公司在该冶金集团的低压补偿项目已经实施了2台25500KVA的硅锰炉，正在实施其他硅铁炉的节能改造。
西安瑞驰冶金设备有限责任公司已经进入新建的2台25500KVA的硅锰炉和正在运行的2台25500KVA的硅铁电炉热能综合回收发电系统的项目谈判。
3．《2台255000KVA硅铁电炉余热发电项目可行性研究报告》
3.1项目业主单位情况
3.1.1项目概况
鄂尔多斯冶金有限责任公司位于内蒙古鄂尔多斯市鄂托克旗棋盘井镇工业园区，由鄂尔多斯羊绒集团股份公司控股组建。鄂尔多斯冶金有限责任公司现有硅铁电炉48台，总装机容量92.5万KVA，其中25500KVA硅铁电炉26台，12500KVA硅铁电炉22台。年生产能力55万吨，是国内最大的铁合金生产企业。硅铁电炉为矮烟罩半密闭型，全部配置了烟气干式布袋除尘装置，但烟气余热尚未回收利用。
鄂尔多斯冶金有限责任公司在对国家及内蒙古自治区资源综合利用的产业政策进行认真的学习和研究，同时在对国内现有的硅铁炉、硅铁企业余热回收综合利用电站、尤其是陕西工业技术研究院、中国重型机械研究院和西安瑞驰冶金设备有限责任公司所拥有的纯低温余热电站的系统和技术进行了综合调研的基础上，为了实施可持续发展战略和执行资源综合利用政策，同时保证25500KVA硅铁电炉生产能够顺利进行，根据企业现有生产规模、技术条件，并综合考虑现有2台25500KVA硅铁电炉生产过程所产生的余热及场地布置等因素，拟利用硅铁电炉烟气余热和产品显热的余热资源，建设纯低温余热电站，以达到充分利用硅铁电炉生产排放的废热资源，降低生产成本，提高企业经济效益之目的。
鄂尔多斯冶金有限责任公司于2007年7月提出了建设构想，随后陕西工业技术研究院、中国重型机械研究院和西安瑞驰冶金设备有限责任公司编制可行性研究报告。
本工程名称确定为：鄂尔多斯冶金有限责任公司2台25500KVA硅铁电炉余热发电项目。
本工程的总体情况为：
在鄂尔多斯冶金有限责任公司已经运行的2台25000KVA硅铁电炉上实施余热回收发电项目工程，每台硅铁炉安装1台23吨余热锅炉，2台余热锅炉配置1台低温低压汽轮发电机组，装机容量为6000KW，实际发电量5600KW/小时，自用电7%，年发电时间7500小时，年发电量为3906万KWH，年节能减排量为1.84万吨标煤，形成3.9万吨碳/年二氧化碳减排能力，年用水量120万吨，投资4200万元，按照0.33元/KWH的电价计算，年收益为1288.98万元，投资回收期为3.25年。
3.1.2项目提出的必要性和意义
3.1.2.1资源综合利用
随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。为此，早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，倡导要坚持资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。
开展资源综合利用，是我国的一项长期的重大技术经济政策，也是我国国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，对于节约资源、改善环境状况、提高经济效益，实现资源的优化配置和可持续发展具有重要的意义。
人类生存和社会发展进步所必须依赖的石油、煤炭、水等均属于资源的范畴，均属于全人类、全社会所必须予以保护和合理综合利用的资源领域。为贯彻落实国家资源综合利用的鼓励和扶持政策，加强资源综合利用管理，鼓励企业开展资源综合利用，促进经济社会可持续发展，国务院制定《国家鼓励的资源综合利用认定管理办法》，本办法自2006年10月1日起施行。原国家经贸委、国家税务总局发布的《资源综合利用认定管理办法》（国经贸资源〔1998〕716号）和《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》（国经贸资源〔2000〕660号）同时废止。《管理办法》中规定：申报资源综合利用认定的综合利用发电单位，还应具备以下条件：按照国家审批或核准权限规定，经政府主管部门核准（审批）建设的电站…；以工业生产过程中产生的可利用的热能及压差发电的企业（分厂、车间），应根据产生余热、余压的品质和余热量或生产工艺耗气量和可利用的工质参数确定工业余热、余压电厂的装机容量。对审定合格的资源综合利用企业，主管部门颁发《资源综合利用认定证书》，《资源综合利用认定证书》是各级主管税务机关审批资源综合利用减免税的必要条件。
3.1.3循环经济的兴起
利用硅铁电炉生产过程中的余热建设电站后，电站的产品——电力将回用于硅铁生产，这套系统在回收硅铁生产过程中产生的大量余热的同时，又减少了硅铁厂对环境的热污染以及粉尘污染，这将给企业带来巨大的经济效益。这套系统是一个典型的循环经济范例。
循环经济的思想萌芽兴起于60年代，到了80年代，人们的认识经历了从“排放废物”到“净化废物”再到“利用废物”的过程。到了90年代，特别是可持续发展战略成为世界潮流的近几年，源头预防和全过程治理替代末端治理成为国家环境与发展政策的真正主流，人们在不断探索和总结的基础上，提出以资源利用最大化和污染排放最小化为主线，逐渐将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一套系统的循环经济战略。循环经济内涵是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式，它要求以“减量化→再利用→再循环”（3R） 为社会经济活动的行为准则，把经济活动组织成一个“资源→产品→再生资源”的反馈式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，以最大限度利用进入系统的物质和能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放，提升经济运行质量和效益。“减量化、再利用、再循环”是循环经济最重要的实际操作原则。
2004年9月28至29日，国家发展改革委在北京召开全国循环经济工作会议。会议作了题为“贯彻和落实科学发展观，大力推进循环经济发展”的报告。会议指出，循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。发展循环经济有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式，有利于提高经济增长的质量和效益，有利于建设资源节约型社会，有利于促进人与自然的和谐，充分体现了以人为本，全面协调可持续发展观的本质要求，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择，也是关系中华民族长远发展的根本大计。
　　会议指出，要在五个环节加快推进循环经济发展。在资源开采环节，要大力提高资源综合开发和回收利用率；在资源消耗环节，要大力提高资源利用效率；在废弃物产生环节，要大力开展资源综合利用；在再生资源产生环节，要大力回收和循环利用各种废旧资源；在社会消费环节，要大力提倡绿色消费。
3.1.4开展节能活动
2006年7月26日，国家发改委在北京召开了全国节能工作会议，各省、自治区、直辖市等主管节能工作高官参加了会议。国家发展改革委指出，近年来随着经济规模的不断扩大，中国对能源的需求在持续较快增加，这已成为制约经济社会发展的瓶颈。缓解能源瓶颈制约的根本出路是坚持开发与节约并举，节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。为了强调当前节能工作的重要性，国家发改委在会议现场与三十个省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团和十四家中央企业负责人签订了节能目标责任书。中国财政部在会上表示，财政部要调整完善现有税收政策，择机出台有利于节能的优惠措施。包括：考虑将节能设备作为享受企业所得税优惠政策的对象之一，……鼓励节能设备推广使用；……鼓励环保和节能相结合……。中央财政将根据节能工作需要，着重从节能产品生产、节能设备应用、节能技术研发推广等方面入手，适时研究制定相应的税收优惠政策。这次会议预示着中国节能工作全面展开。
3.1.5项目的市场需求预测
目前中国境内建成并已投入运行的12500KVA硅铁生产线约2600台左右，预计到2010年新型干法硅铁生产线的数量将达到3000条左右，目前已经配套建设并已投入运行的纯低温余热电站0座。因此，市场前景广阔。
3.1.6项目的技术条件支持
国外纯低温余热发电技术从60年代末期即开始研制，到70年代中期，无论是热力系统还是装备都已进入实用阶段。此项技术的应用到80年代初期达到了高潮，尤其是日本，此项技术较为成熟，不但在本国二十几条预分解窑水泥生产线上得到应用，并且出口到台湾、韩国等一些国家和地区。他们开发研制的余热锅炉及中、低品位蒸汽汽轮机，经数十个工厂多年运转实践证明，技术成熟可靠并具有很大的灵活性。1996年日本新能源产业株式会社（NEDO）向我国安徽省宁国水泥厂赠送了一套6480kW的纯中、低温余热电站设备，余热电站的工程设计、开发、技术转化由天津水泥设计研究院承担，目前已投入运行。天津水泥设计研究院承担设计的广西鱼峰水泥股份有限公司纯低温余热电站工程，电站装机容量7000kW，设计发电功率5700kW，2004年7月并网发电成功，至今已正常发电。
2003年4月，天津水泥设计研究院设计的全部国产装备的纯低温余热电站在上海万安集团金山水泥厂1200t/d四级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机2500kW，正常发电功率为1900--2100kW，吨熟料发电量达38--40kWH，接近同类电站的国际先进水平。2005年6月，天津水泥设计研究院设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江小浦众盛水泥有限公司2500t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW，正常发电功率为3200--3300kW，吨熟料发电量达30--32kWH，使得2500t/d五级预热器水泥熟料生产线纯低温余热发电达到了一个崭新的技术水平。
2005年7月，天津水泥设计研究院设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江煤山众盛建材有限公司5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机6000kW，正常发电功率为6300--6500 kW，吨熟料发电量达30--32kWH，谱写了5000t/d五级预热器水泥熟料生产线进行纯低温余热发电的又一新篇章。2005年9月，天津水泥设计研究院设计的全部国产装备的纯低温余热电站在浙江三狮有限公司2500t/d+5000t/d五级预热器水泥熟料生产线正式投入运行，该电站装机3000kW+6000kW，正常发电功率约10000 kW，吨熟料发电量达31--33kWH，该厂每天因发电的建设而净利润12余万元，预计2.5年回收电站建设的全部投资。
天津水泥设计研究院设计这些余热电站的相继建成及投产，收到了良好的经济效益与社会效益，在大幅度降低水泥生产成本的同时也为国家节约了能源，保护了环境，为可持续发展战略作出了贡献。
但硅铁电炉的余热发电迟迟没有进展，存在部分技术难点。
技术难点其一:为硅铁电炉的运行中烟气量和温度在变化，有时变化比较剧烈，为余热锅炉的设计、选型和运行带来困难。
技术难题其二:为硅铁电炉的运行中烟气中含有大量粉尘，大部分为Sio2微粒，直径很小，达到纳米级，具有极强的吸附性，当遇冷时黏附在余热锅炉的内壁和热交换管上，严重影响热交换效果，降低效率，同时清灰困难，为余热锅炉的设计、选型和连续高效运行带来困难。
目前硅铁炉的热能回收工程很分散，没有形成规模和专业的工程公司，热能工程回收仅仅回收了烟气余热或烟气中C0，很少见烟气余热和烟气中Co综合回收的，用余热回收发电的仅有两家电石生产企业，并且均在容量为25500KVA的硅铁炉上使用。由于是在烟气除尘系统中加装余热锅炉回收余热，远离热源，平均离热源40m，因此25500KVA容量以下的硅铁炉余热利用价值不大，同时在25500KVA容量的硅铁炉上能够实现的装机容量也仅仅为3000KW左右。
通过三家共同努力，已经解决了上述技术难点，并且成功开发了主动型硅铁炉余热综合回收发电系统，可以大幅度提高余热回收的商业价值。
硅铁炉的烟气余热带走10—15%的能耗；烟气中C0燃烧余热为额外收入能量，回收后可占产品能耗的10%；产品显热占能耗的20%，炉盖冷却水带走热能占能耗的3%。
通过三位一体（指烟气余热、烟气CO燃烧余热和产品显热余热回收）的余热综合回收，可以使2台25500KVA的硅铁炉的余热回收有了更大商业价值，可以安装25吨以上的锅炉发电装机可以达到6000KW以上，并使4台12500KVA以上的硅铁炉的余热回收有了商业价值，安装25吨以上的锅炉发电装机可以达到6000KW以上，该改造比较适合于已经运行的2台容量大于12500KVA的硅铁炉冶炼系统。
新建硅铁炉通过四位一体（指烟气余热、烟气CO燃烧余热、产品显热余热回收、炉盖冷却余热）的余热综合回收，可以使4台12500KVA以上的硅铁炉的余热回收有了更大的商业价值，可以安装25吨以上的锅炉发电装机达到6000KW以上。
3.2 拟建项目情况
3.2.1拟建项目范围及内容
根据现场实际情况及公司的要求，本可行性研究报告的范围如下：
硅铁电炉废气余热锅炉；
锅炉给水处理系统；
汽轮发电机系统；
电站循环水系统；
电站自用电系统；
电站自动控制系统；
电站室外汽水系统；
电站相关配套的通讯、给排水、照明等辅助系统。
3.2.2可行性研究报告编制依据
鄂尔多斯冶金有限责任公司提供的有关可行性研究报告基础资料；
项目施工单位在现场进行详细测试的数据；
国家有关法律、法规，技术规范、规定等。
3.2.3主要设计原则及指导思想
可行性研究报告必须体现国家宏观经济政策和可持续发展的要求，坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则，真实、全面地反映项目的有利和不利因素，提出可供业主决策的建议，为国家有关部门审批项目提供可靠的依据。
可行性研究报告是建设前期工作的重要内容，是投资建设正确决策的重要依据和基础。可行性研究报告必须满足国家有关法律、法规、产业政策和相关部门对于编制可行性研究报告的内容和深度规定的要求。
总体技术方案要求在本技改工程实施时不能影响硅铁生产线的正常生产，总体技术方案要保证电站在正常发电时，不影响生产线的正常生产，在此前提下可行性研究报告中电站总体技术方案的设计遵循“稳定可靠，技术先进，降低能耗，节约投资”的原则，认真研究项目建设条件，通过多方案比较，提出供业主选择的技术方案，为业主选择适宜的技术方案提供依据。具体指导思想如下：
（1）以稳定可靠为前题，采用经实践证明是成熟、可靠的工艺和装备，对于同类型、同规模项目暴露出的问题，要经过认真的剖析与调研不得在本工程中重复出现。
（2）在稳定可靠的前提下，提倡技术先进，要尽可能采用先进的工艺技术方案，以降低发电成本和基建投入。
（3）尽可能利用公司现有设备、设施并尽最大可能利用余热。
（4）生产设备原则上采用国产设备。
（5）资源综合利用电站的马达控制和过程控制采用计算机控制系统，达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少操作岗位定员，以降低成本。
（6）贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防、计量等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。
3.2.4本可行性研究报告的工作过程
在可行性研究报告过程中，按照ISO《质量手册》规定的要求，设计经理编制工程开工报告，经批准后向参加报告编制的各专业全体人员作开工报告，明确研究依据、范围、原则、要求等。各专业在研究过程中对主要方案、满足业主要求、符合开工报告规定等方面进行了单专业的、综合专业的设计评审。
3.2.5 热力系统及装机方案
3.2.5.1可利用余热条件
鄂尔多斯冶金设备有限责任公司,两台25500KVA硅铁矿热电炉生产硅铁废气余热资源如下：
(1）硅铁显热：(2×25500KVA)
风量：23820m3/h（标况）,温度：320℃，余热锅炉排风温度100℃，具有约1455300kcal/h的热量。
(2）硅铁炉烟气参数如下：
烟气 ：129300m3/h（单台）, 温度：280℃，余热锅炉排风温度120℃。
上述硅铁显热、烟气两部分被利用的废气余热总量是282420m3/h,具有的热量是17713380kcal/h。
3.2.5.2主要技术方案
3.2.5.2.1技术方案比较
根据上述余热条件以及目前的纯低温余热发电的技术水平，对单压、热力系统计算发电能力如下：

蒸汽压力（MPa）
主汽温度（℃）
蒸汽量（t/h）
排烟温度（℃）
年发电功率（kW）
单压系统
0.5
230
26
100
S4-1.0
32000
上述发电功率的计算，是在汽轮机主进汽参数为：0.5MPa－230℃；排汽压力为0.007MPa的情况下所得。
3.2.5.2.2装机容量的确定
根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合公司硅铁矿热电炉生产线余热资源情况，本工程装机方案采用低温余热发电技术。
(1）余热锅炉
利用硅铁炉生产烟气进入余热锅炉，每台可生产约11.5t/h－0.5MPa－230℃过热蒸汽；
利用硅铁显热回收热能烟气进入余热锅炉，可生产每台1.5t/h－0.5MPa－230℃过热蒸汽；小计2台余热锅炉生产过热蒸汽26t/h.
(2）汽轮机组
根据余热锅炉所能产生的主汽品位，本工程选用的汽轮机主蒸汽参数为0.5MPa－230℃, 两台余热锅炉共生产蒸汽量总共约26t/h，S4-0.5发电机余热发电功率约为32000MW/年。
综上所述，本工程确定装机方案如下：
一台6MW凝汽式汽轮机组＋两台余热锅炉
3.2.5.3 热力系统
根据本装机方案，为满足生产运行需要并达到节能、回收余热的目的，结合硅铁矿热电炉生产工艺条件，热力系统方案确定如下：
余热锅炉生产的0.6MPa—245℃过热蒸汽作为主蒸汽，除去外管线损耗后，在母管中混合为0.6MPa—240℃过热蒸汽，作为主蒸汽一并进入汽轮机做功。余热锅炉生产的26t/h蒸汽在汽轮机房内汽轮机低压进汽口，两种压力的蒸汽在汽轮机做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵再次送入除氧器，再经给水泵为余热锅炉提供给水，从而形成完整的热力循环系统。
上述方案的配置，可以使电站运行方式灵活、可靠，能很好地与硅铁生产配合，可最大限度的利用余热。
3.2.5.4 热力系统及装机方案设计原则
确定本工程热力系统及装机方案的基本原则如下：
充分利用2×25500KVA硅铁矿热炉生产硅铁后产生烟气及硅铁显热回收的余热。
当前现测硅铁炉烟气温度为280℃，要提高烟气温度，提高蒸汽产量就必须实施以下措施来保证我们的要求：1.在硅铁矿热炉的加料口增加密封系统；2.严格操作控制，及时关闭加料门，以减少炉内冷空气的吸入量，增加烟气温度；3.增加烟气测试热电偶、数显表以便随时监测烟气温度。从而将烟气温度由目前280－300℃增至450℃，便于余热锅炉设计，提高蒸汽产在45t/h以上，才能带动6MW汽轮发电机年发电量4800MW。
本余热电站的建设及生产运行不影响硅铁矿电热炉生产系统的生产运行；
本余热电站的系统及设备成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则，全部采用国产设备。
烟气通过余热锅炉沉降下来的窑灰经机械振动后清除。
3.2.5.5主要设备
电站主要设备选型见下表：
序号
设备名称及型号
数量
主要技术参数、性能、指标

参数
烟气温度280－300℃
技改加密封系统后
烟气温度450℃
1
凝汽式汽轮机
1
型号
S4－0.5
S6－1.0
额定功率
4MW
6 MW
额定转速
3000r/min
3000r/min
主蒸汽参数
0.5Mpa－230℃
1.0Mpa－260℃
低压蒸汽参数
0.7Mpa
0.7Mpa
排汽压力
0.0057 Mpa
0.0057 Mpa
2
发电机
1
型号
QF4－2型
QF6－2型
额定功率
4MW
6MW
额定转速
3000r/min
3000r/min
3
余热锅炉
1
入口废气参数
282420m3/h(标况)—280℃
232000m3/h(标况)—450℃
入口废气含尘浓度
<15g/m3(标况)
<15g/m3(标况)
出口废气温度
100℃
100℃
产汽量
26t/h—0.6MPa—250℃(过热)
45t/h—1.0MPa—260℃
给水参数
29t/h—1.25MPa

锅炉总漏风：
≤3%

布置方式：
露天

4
除氧器及水箱
1
除氧能力
30t/h
45t/h
工作压力
0.005Mpa
0.005Mpa
工作温度
60℃
60℃
除氧水箱
30m3
45m3
5
锅炉给水泵
2
型号
DG25－40×10
DG25－45×10
流量
30t/h
45t/h
扬程
273m
273m
3.2.5.6车间布置
(1）主厂房
主厂房由汽轮发电机房及电站控制室、高低压配电室、化学水处理部分组成，布置在硅铁炉东侧的空地上，占地70×32m。
汽轮发电机房占地为24×18m，双层布置，±0.000m平面为辅机平面，布置有给水泵、汽轮机凝汽器及供油系统等，5.000m平面为运转层，汽轮机及发电机布置在此平面。为了便于检修，汽机间内设起重机1台，桥式起重机10t/S4－0.5,15t/S6－1.0，轨顶标高12.500m。
高低压配电室、电站控制室布置在汽轮发电机房的西侧，占地为9×15m，双层布置。高、低压配电室布置在±0.000m平面，电站控制室布置在6.5000m平面。
化学水处理布置在汽轮发电机房的东侧，双层布置，±0.000m平面布置软化水处理设备，5.000平面布置水箱。除氧器布置在5.000m平面上。
(2)余热锅炉
余热锅炉布置于硅铁炉西侧的空地上，采用露天布置，运行平面分别为：余热锅炉布置在地面上，汽水取样器、排污扩容器、加药装置及输灰装置等分别布置±0.000m的平台上。
3.2.5.7 电站室外管线
室外汽水管线主要有：来自余热锅炉的主蒸汽管道；由汽机房去余热锅炉的给水管道。
管道敷设方式：管道采用架空敷设，并尽量利用厂区现有的建筑物或构筑物做管道的支吊架以减少占地面余热锅炉积和节省投资。
管道保温及油漆：管道保温采用岩棉管壳和岩棉板，管道设计按照国家和行业的有关规范和规定进行。
3.2.5.8炉灰处理
本工程为低温余热发电，当硅铁矿热电炉废气经余热锅炉后，收集下来的炉灰均用链板输送机输送到洁灰场运走。
3.2.5.9硅铁工艺系统改造
由于余热锅炉设置于硅铁生产排烟管道上，在烟管上增设检查口及防爆器，余热锅炉设计有防爆系统及自动报警器，一旦发生事故（如锅炉爆管、粉尘堵塞等）不会影响硅铁生产的正常运行。
(1）保留原来的烟气管道，在该管道上设旁通阀，一旦锅炉发生事故，开启旁通阀使原烟气管道畅通，保证硅铁生产正常进行。
(2）发电系统汽水管路考虑了将余热锅炉从发电系统中解列出来的措施。
3.2.6接入系统及电量平衡
3.2.6.1现有电力系统
鄂尔多斯冶金有限责任公司配套建设一座35kV/10.5kV总降压变电站一座，内设余热回收发电机组专用的主变压器7000kVA一台。单回35kV电源引自厂区附近区域变电站。
总降35kV母线为单母线接线方式。
3.2.6.2电站接入系统
拟建6MW余热电站的发电机机端电压均为10.5kV，电站10kV母线采用单母线接线方式，通过电缆线路连接于变电站的升压变压器上，经变压器升压到35KV后通过电缆线路与硅铁厂总降压变电站35kV母线联络。6MW余热电站与现有电力系统实现并网运行，运行方式为并网电量不上网。在发电机出口开关及电站侧发电机联络线开关处设置并网同期点。接入系统方案见附图-F08-接入系统方案图。
在不改变总降原有供电、运行方式及硅铁生产线全部正常的前提下，发电机发出的电量将全部用于厂内负荷。
本接入系统方案应以当地电力部门出具的《接入系统报告》中接入系统方案为准。
3.2.6.3电量平衡
2台25500KVA硅铁炉的总装机容量为55000kW，年总用电量约为 34500万kWH。硅铁生产线余热电站建成后余热发电装机容量为6000KW，实际发电量5600KW/小时，自用电7%，年发电时间7500小时，年发电量为3906万KWH，电站年总供电量约为 3906万kWH。通过电站运行调整公司用电系统功率因数并使现有供配电系统损耗减少，公司再向电网减少购电量约为3906万kWH，即公司年向电网少购电量3906万kWH。因此在公司硅铁电炉及电站正常运行的情况下，全分厂供电自给率可达12%以上。从而大大减少了公司购电成本，提高了公司的整体经济效益。
根据余热发电的特点，电站的运行以并网电量不上网、自发自用为原则。
3.2.7电气及热工自动化
3.2.7.1电气
3.2.7.1.1站用电配电
①电压等级
发电机出线电压：
10.5kV
站用高压配电电压：
10.5kV
站用低压配电电压：
0.4kV
站用辅机电压：
0.38kV
站用照明电压：
380V/220V
操作电压：交流或直流：
220V
检修照明电压：
36V/12V

②站用电负荷及站用电率
站用电计算负荷
392kW
平均发电功率
5600kW
站年发电量
2436×104kWH
电站年自用电量
185×104 kWH
电站年供电量
6173.6×104 kWH
站用电率
7.6%

电站主要用电负荷
装机容量（kW）
台数
计算负荷（kW）
锅炉给水泵
75
2
36
冷却塔风机
75
2
54
循环水泵
150
2
105

3.2.7.1.2主要电气设备选型
(1)根据站用电负荷情况，同时考虑电站运行的经济、可靠性及大容量电动机的启动，6MW余热电站站用变压器选择2台S(c)B10－630 10.5kV/0.4kV干式变压器。0.4kv采用单母分段接线方式，每段母线各带一半负荷。正常工作时，母联不合闸，两台变压器各带一段母线。当一台变压器因故障或检修退出运行时，母联合闸，由另一台变压器带全部负荷。
(2)直流系统的负荷(包括正常工作负荷和事故负荷)，考虑投资、维护以及管理等费用，为了安全可靠，设计选用一套铅酸免维护直流蓄电池成套装置。
本电站直流负荷包括高压开关操作电源、保护电源、紧急事故直流油泵和事故照明。直流供电的电压为220V，直流负荷的统计见下表：
负荷类型
经常负荷
事故照明负荷
直流油泵
冲击负荷
合计
容量（kW）
2
3
3

8
电流（A）
9
13.5
17
10
49.5
计算时间（H）
1
1
1

事故放电容量（AH）
9
13.5
17

39.5
直流系统容量选择：
按满足事故全停电状态下长时间放电容量选择，取容量储备系数KK=1.25,容量换算系数Kc，根据1H放电时间终止电压为1.75V,查得Kc=0.47，由式Cc³ KK*CS/ Kc（Cc--直流系统容量，CS—事故放电容量）可得：
Cc³1.25×39.5/0.47=105.1AH
由此,设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置150AH一套。
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