热电厂2x200MW机组工程施工图设计说明书.doc

40-F452S1-A01-01
热电厂2´200MW机组工程
施 工 图 设 计
说 明 书

1 概 述
1.1 项目概况
1.2 主要设计依据及参考资料
1.3 电厂运行方式、年利用小时数
1.4 设计内容及范围
2 厂 址 简 述
2.1 地理位置及地形条件
2.2 工程地质
2.4 供水水源
2.5 燃料供应
2.6 交通运输
2.7 贮灰场
2.8 厂址与周边的关系
2.9 厂前区及厂区占地
3 电力负荷、热力负荷及发电厂容量
3.1 电力负荷
3.2 热负荷
3.3 建设规模及进度
4 主要设计原则
4.1 总的设计原则
4.2 电力系统
4.3 总图运输
4.4 热机部分
4.5 运煤部分
4.6 除灰渣部分
4.7 电厂化学部分
4.8 电气部分
4.9 热工自动化部分
4.10 建筑结构部分
4.11 采暖通风及空气调节部分
4.12 水工部分
4.13 管理信息系统
4.14 脱硫除尘部分
5 初步设计阶段主要技术经济指标
5.1 总指标
5.2 总布置指标
5.3 主厂房指标
5.4 运行指标

iii

1 概 述
1.1 项目概况
平遥县地处山西省中部，太原盆地西南端，东连祁县，北接文水，西邻汾阳，西南与介休接壤，南靠沁源，东南与沁县武乡毗连。平遥交通便利，南同蒲铁路、祁临高速公路、108国道、东厦公路、汾屯公路穿境而过，县乡公路连通全县各乡镇和农村，十里城垣环抱的平遥古城池是全县政治、经济、文化、交通中心和旅游胜地。
平遥县城方圆9.29km2，人口11万，总建筑面积283×104m3，其中有94.97~104m2实现锅炉供热，有198×104m2利用土暖汽、小锅炉取暖，目前县城有大小锅炉120台，共214.5t/h，其中4t/h15台；2t/h47台；lt/h36台；0.5t/h22台。烟囱120个。土暖汽及小炉灶烟囱14000多个。根据统计年耗煤量为24.06万t/a，其中锅炉采暖5.66万t/a小炉灶采暖为3万t/a，非供暖耗煤15.4万t/a。这些烟气均为低空排放，每年冬季平遥县城烟雾迷漫，大气能见度很低，烟气排放量每年为48.3亿m3；其中烟尘3.6万t/a，SO2l444t/a，使平遥大气环境严重污染，对古城建筑物保护极为不利。也使旅游业发展受到严重制约。因此实现集中供热已迫在眉睫。
平遥县现有洗煤厂、焦化厂约40余座。目前由于市场对精煤的要求，并随着原煤入洗比例的增加和原煤全部入洗目标的实现，除平遥县生产的原煤全部入洗外，对其它来自沁源、孝义、灵石、离石等县的原煤也进行洗选，年入洗煤量共约为520~600万t，年排放中煤和矸石量约100~120万t。目前焦化厂的中煤、矸石堆积如山，这种状况不仅造成资源浪费，而且成为当地重大的污染源。
为解决平遥古城的集中供热问题，并对当地洗煤厂和焦化厂产生的大量煤矸石和中煤进行综合利用，改善当地自然环境、保护平遥古城世界文化遗产，各方拟建热电厂。国家经济贸易委员会于2003年1月27日以国经贸投资[2003]86号文《关于印发第三批国家重点技术改造“双高一优”项目导向计划的通知》将热电工程列入第三批双高一优项目，予以立项。当时项目单位为山西新能源西洋热电有限公司。
工程原计划安装2×50MW抽汽凝汽式供热汽轮发电机组，配3×220t/h循环流化床锅炉，主要燃烧洗煤厂、焦化厂排放的中煤和矸石，解决平遥古城的集中供热问题。工程的西善信厂址位于平遥县城东偏北约9km处的坮塬地上。2005年12月27日，山西省经济委员会以晋经投资便字（2005）57号文《关于变更山西新能源西洋电厂投资方的函》，确认项目投资投资方变更为山西国际电力集团有限公司和平遥国有资产经营有限公司共同出资，投资比例为90%和10%。此时项目名称变更为热电厂。
截至2005年底，项目的前期工作进展顺利。2005年12月28日，山西省发改委以晋发改能源字[2005]401号文《山西省发展和改革委员会关于核准平遥古城热电联供新建工程（2×50MW）项目的请示》，将项目申请报告上报国家发改委，申请核准。2006年6月14日，国家发改委以发改能源[2006]1078号文《国家发展改革委关于热电联产工程核准的批复》，正式对项目进行核准。中南电力设计院于2006年7月参加了项目勘测设计招标并中标，并于2006年9月起开展初步设计工作，2006年11月完成了初步设计并于12月初通过电力规划设计总院审查并以电规电发[2007]36号文下发审查纪要。随后项目进入开工准备阶段。
2007年1月，国务院先后正式转发了国家发展改革委、能源办《关于加快关停小火电机组的若干意见》，国家发展改革委、建设部印发了《热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设管理暂行规定》，明确提出要加大高效、清洁机组的建设力度，加快关停小火电机组，大力推进“上大压小、节能减排”工作。山西省发展改革委和山西国际电力集团有限公司认真落实国家有关政策，在考虑国家能源政策、企业经济效益和扩大社会效益等因素的前提下，建议将原2×50MW机组（3×220t/h循环流化床锅炉配2×50MW空冷供热机组）的建设规模改为2×200MW（两炉两机），并仍然采用循环流化床锅炉和直接空冷供热机组，保持原项目的综合利用供热性质。同时考虑到距电厂厂址仅14km的祁县县城也在进行集中供热规划，因此建议平遥热电厂由只向平遥县供热改为向平遥和祁县两个县城供热，以消纳增加的热量，实现区域性中小城市群热电联产的统一规划建设。
2007年4月，山西省发展和改革委员会就热电厂建设规模的变更正式上报国家发展和改革委员会，并发出《山西省发展和改革委员会关于平遥热电项目工程建设规模变更的请示》（晋发改能源字[2007]108号）。
受山西国际电力集团有限公司委托，中南电力设计院配合业主与上海电气集团进行2×200MW供热机组的主机技术协议谈判，并于2007年5月中旬开展了2×200MW供热机组项目的初步设计工作。中国国际工程咨询公司于2007年7月15日~17日在北京主持了项目的初步设计（技术方案）的审查。
2007年11月下旬我院正式启动工程的施工图设计，其中司令图设计在2008年1月15日前完成，并于1月21日通过业主组织的专家审查。目前第三批辅机设备的招标工作已经完成，我院施工图详图设计工作已经全面展开。
1.2 主要设计依据及参考资料
(1) 热电厂和我院签订的《热电厂2×200MW机组新建工程勘察设计合同》；
（2） 山西省发展和改革委员会文件，《山西省发展和改革委员会关于平遥热电项目工程建设规模变更的请示》（晋发改能源字[2007]108号）；
(3) 热电厂原2×50MW建设规模时有关设计文件，包括可行性研究、专题报告、初步设计及其审查意见；
（4） 国家发展改革委员会对热电厂2机组工程的核准意见，发改能源[2006]1078号文《国家发展改革委关于热电联产工程核准的批复》；
(5) 热电厂2×200MW机组工程初步设计（技术方案）审查意见；
(6) 山西耀光煤电有限责任公司印发的《司令图审查会议纪要》；
(7) 国家有关法令、法规、政策及有关设计规程、规范、规定等；
(8) 其他依据性文件和资料。
1.3 电厂运行方式、年利用小时数
热电厂工程是一座以供热为主、发电为辅的热电厂，计划安装2×200MW抽汽凝汽式供热汽轮发电机组，配2×705t/h循环流化床锅炉，主要燃烧洗煤厂、焦化厂排放的洗中煤和煤矸石，解决平遥和祁县的集中供热问题，电厂发电主要满足平遥县和晋中市的用电需求。
根据山西省电量平衡的结果，同时考虑本工程为集中供热及煤矸石综合利用项目，本工程的机组年利用小时数暂按6000小时计算。
1.4 设计内容及范围
本工程设计范围如下：
(1) 电厂厂区范围内全部生产及辅助生产系统、附属设施工程的设计；
(2) 厂区外供排水工程；
(3) 厂外贮灰场及除灰设施；
(4) 运灰公路、运煤公路、进厂道路；
(5) 厂内供热管网；
(6) 电厂“五通一平”设计；
(7) 施工组织设计大纲；
(8) 编制工程概算；
(9) 编制竣工图。
2 厂 址 简 述
2.1 地理位置及地形条件
平遥县地处山西省中部，太原盆地西南端，东连祁县，北接文水，西邻汾阳，西南与介休接壤，南靠沁源，东南与沁县武乡毗连。平遥县交通便利，南同蒲铁路、祁临高速公路、108国道、东厦公路、汾屯公路穿境而过，县乡公路连通全县各乡镇和农村，十里城垣环抱的平遥古城池是全县政治、经济、文化、交通中心和旅游胜地。

图2-1 厂址地理位置示意图

电厂厂址位于平遥县城东偏北约9km处的坮塬地上，厂址东北约600m为西善信村，北侧紧邻枣沟、西北约1800m为东庄、西南约1400m为北汪湛村、南约700m为庄则村、南约1400m处平南公路由西向东通过，厂址东南高、西北低，其自然地面标高在859.0m～869.8m（1956年黄海高程系统，下同）之间，地形复杂，梯田土坎较多，地貌属黄土丘陵区。
厂址所在地原为农用地，主要为耕地，近邻厂区南侧为一小果园。现为平遥县规划工业开发用地。场地内没有需要拆迁的建、构筑物。主厂区场地下不存在采空区，无大型有价值矿产分布，亦无重要文物古迹存在。
2.2 工程地质
2.2.1 区域地质
平遥县处于晋中盆地的东南部，属新华夏系太行山隆起带及太行山、吕梁山隆起带的多字型汾河挽近槽地的一部分，在总体上属新华夏系与祁吕贺兰山字型构造东翼的复合部位。
晋中盆地属山西“多”字形构造体系的一部分，北东东方向压性兼扭性的断裂一般发生在褶皱轴部，并与北东东(在平遥县境内为北北东)的褶皱呈直交的少数张扭断裂组成山南西向北东东向呈明显的雁列，加之北西向强扭性断裂，组成了晋中多字形体系。主厂区、灰场及水管线沿线无大型活动性断裂通过，历史上无强震发生，区域稳定性较好。
厂址均未发现溶洞、滑坡、古墓文物及压矿等不良地质现象，也未发现采空区，厂址处于安全稳定之地块上。
2.2.2 工程地质
根据区域地质资料与初勘揭示，厂址区地层主要为上更新统坡积地层(Q3dl)，岩性以黄土状粉土和粉质粘土组成，自上而下描述如下：
①黄土状粉土：层厚7.5~12.0m。分布广泛而稳定，厚度一般较大，该层为自重湿陷性黄土，湿陷性强烈。该层未经处理不宜作为建(构)筑物持力层，经处理后可作一般轻型建(构)筑物的持力层。
②黄土状粉土：层厚5.5~14.0m。该层为自重湿陷性黄土，湿陷性轻微~中等。经处理后可作一般建(构)筑物持力层。
③黄土状粉土：厚度较大，本次勘探未完全揭穿。该层为非湿陷性黄土。可作荷载较大的建(构)筑物持力层。
④粉质粘土：稍湿，硬塑。该层埋藏较深，埋藏深度45米以下，仅在8号孔揭示，对本次工程意义不太大。
本场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅱ～Ⅳ级。场地东部及南部，地势相对较高，黄土沉积相对较厚，一般湿陷等级达到了Ⅳ级；场地中西部及北部，地势相对较低，黄土沉积相对较薄，湿陷等级多为Ⅱ级～Ⅲ级。
2.2.3 地下水
根据水文地质调查，厂址区域地下水属孔隙水，埋藏于场地下部的砂层中，地下水的补给方式主要是大气降水、地表水体的侧向迳流；排泄方式主要为大气蒸发、人工开采，地下水埋深较大，厂址附近一深井资料，井深约250米，地下水埋藏深度大于50米，厂址钻探深度内未见地下水，可不考虑地下水对基础施工的影响和对混凝土的腐蚀性。根据化验资料，场地土对混凝土或钢结构无腐蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀。可不考虑地下水对混凝土的影响。
2.2.4 地 震
根据山西省地震局文件（晋震标字〔2003〕17号）文《关于平遥西洋电厂工程场地抗震设防标准的通知》，本工程场地震动峰值加速度为0.16g，地震动反应谱特征周期值为0.45s。对应地震基本烈度为Ⅶ度。根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，本区抗震设防烈度为7度。
场地土类型为中硬土，建筑场地类别为Ⅱ类。拟建厂区开阔平坦，属对建筑抗震有利地段。
2.3 水文气象
2.3.1 气象条件
平遥县属温带大陆性季风半干旱气候，其特点是夏季炎热，冬季严寒，春季气温回升快，温差大，干旱多风。平遥气象站(海拔768.0m，东经112o13"，北纬37o11")属国家一般观测站，与西善信厂址之间的直线距离约为12km，厂址与平遥县城地形基本一致，本阶段根据平遥气象站1972～2005年资料统计，厂址的累年特征值如下：
极端最高气温 41.4℃(2005.06.22)
极端最低气温 -24.1℃(1990.02.01)
多年平均气温 10.6℃
多年年平均降水量 457.1mm
多年年平均蒸发量 1819.8mm
多年平均气压 928.6hPa
多年最高气压 953.6hPa（1981.12.01）
多年最低气压 906.5hPa（2004.05.19）
多年平均相对湿度 60％
多年最小相对湿度 0％
多年平均风速 2.1m/s
年平均日照数 2527h
年平均雷暴日数 30d
最大冻土深度 81cm
50年一遇10m高10min平均最大风速25.6m/s
全年主导风向 WSW
夏季主导风向 NE
冬季主导风向 WSW
2.3.2 水文条件
厂址场地较为平坦开阔，属于缓坡地形，东南高、西北低。紧邻厂址的东沟、北沟可以排泄山坡洪水，北沟在横断面一和横断面二处的100年一遇洪水位分别为857.06m和855.05m，低于主厂房零米标高858.7m。厂址不受100年一遇山坡洪水淹没影响。
2.4 供水水源
本工程采用直接空冷系统，辅机供水系统采用带钢筋混凝土结构的逆流式玻璃钢机力通风冷却塔的循环供水系统。
工程原建设规模为2×50MW机组（三炉两机）时，电厂热季取水量约为102.2m3/h，冷季取水量约为145m3/h，年平均取水量约为121m3/h，年取水量约为82×104 m3/a。根据山西省水资源管理委员会文件（晋水资发[2005]12号）《关于山西新能源平遥西洋电厂2×50MW项目取水水源的意见》，电厂采用平遥县污水处理厂处理后中水作为电厂生产水源，厂区生活水源由当地地下水解决，源神庙水库座位生产应急水源的取水方案。
现工程建设规模增大为2×200MW（两炉两机），电厂热季取水量约为267m3/h，冷季取水量约为287m3/h，年平均取水量约为277m3/h，年取水量约为189×104 m3/a。设计时电厂取水方案仍暂按原取水方案考虑：电厂补给水源取自城市污水处理厂提供的中水，事故备用水源为源神庙水库水，生活水源为地下水。
平遥县污水处理厂位于县城西南，南同蒲铁路以南，中都乡北良如村，取水点距电厂约14km。日处理规模3×104t/d，分两期施工，一期工程1.5×104t/d已经完工，有充足的中水资源保证电厂的工业用水。现厂外城市污水收集管网基本建成，污水处理厂已经进入调试阶段。目前业主已和污水处理厂达成收购意向，这将进一步保证本工程取水的可靠性。补给水升压后采用两根DN200的球墨铸铁管送至厂区，至电厂的供水管线长度约18.5km。
源神庙水库为电厂事故备用水源。源神庙水库位于黄河流域汾河水系一级支流惠济河东支的中上游丘陵山区，地处平遥县朱坑乡源神庙村，距电厂厂址约9km。源神庙水库是一座以防洪灌溉为主，兼顾养鱼等综合利用的小（一）型水库，总库容387.4×104m3，兴利库容233×104m3，防洪库容122.4×104m3。以源神庙水库作为在污水处理厂事故期间的备用水源向电厂供水时，需要水库管理部门制定保障电厂供水的水库调度规程，确保在污水处理厂事故期内（假定最长时间为60d）100％的保证电厂工业用水。根据初步估算，水库可取水量常年（尤其在97%的枯水年）保证在45×104m3以上，即可满足2×200MW供热机组的要求，此容量小于城北集中供水工程中保证提供平遥热电厂的年平均水量（94.9×104m3）。事故备用水源取水采取设置地表水泵房和取水头部的方式取水，备用水升压后采用一根DN250的球墨铸铁管送至厂区，管线长度约为9.2km。
电厂生活水源将取用厂址附近的地下水，地下水通过钢管送至厂区。
2.5 燃料供应
2.5.1 燃料供应与运输
本工程锅炉采用循环流化床燃烧技术，主要燃烧煤矸石和洗中煤。根据电厂厂址的位置以及本着厂外运输方便、运距短的原则，依照电厂提供的意向性供煤协议，本工程主要燃用平遥县当地洗煤厂、焦化厂提供的煤矸石和洗中煤，若当地燃煤供应不足，可燃用平遥周边介休、沁源的燃料。
电厂年耗煤量约为207万吨。平遥县现有中、小型洗煤厂、焦化厂约40余座。电厂燃煤的厂外运输采用汽车运输，各供煤点距电厂的平均运距约10km。
2.5.2 石灰石供应与运输
电厂脱硫掺烧的石灰石当地开采加工，年消耗量25.5万吨。石灰石的运输采用自卸罐车运输到厂。
2.6 交通运输
2.6.1 铁 路
铁路是平遥县运输网络的重要组成部分，南同蒲铁路横跨平遥南北，本县境内设有平遥站和洪善站，这两个车站分别位于厂址西面11.5km处和东南7.5km处。
本工程燃料不采用铁路运输。电厂施工大件设备可通过南同蒲铁路运送至平遥站，然后通过汽车转运至厂内。
2.6.2 公 路
平遥县境内有干线公路、县公路、乡公路和专用道路四种，全部通车里程约283km。干线公路有：太原－三门峡国家干线公路、大同－运城二级公路、汾阳－屯留三级公路及大运高速公路；县公路以县城为中心，呈辐射状分布，覆盖了县内大部分乡镇；乡公路大多与干线公路和县公路联结，组成乡村内外的通行网络。
电厂具有便利的铁路，公路运输条件。
2.6.3 水 路
厂址附近没有具备通航能力的水路。
2.7 贮灰场
电厂本期贮灰场为枣沟干灰场，位于厂址东北侧，距厂址0.5km，为丘陵地区的天然冲沟。本工程为综合利用项目，灰场容量原则上按周转灰场或事故备用灰场考虑。考虑当地实际情况，灰渣的全部综合利用尚需逐步实现，逐步完善，因此灰场容量按3年左右进行设计。
枣沟灰场堆灰高度为850m时, 库容约495.33×104m3，防洪堤内占地约38.64 hm2（包括煤场）。在不考虑综合利用的条件下，该灰场可供本工程2×200MW机组堆灰渣共3.3年；按灰渣综合利用30%考虑时，可供2×200MW机组堆灰4.75年。
本设计阶段总图推荐方案的煤场设置于灰场中，灰场将因此损失部分容积。扣除煤场所占的容积后，灰场库容约455.5×104m3，在不考虑综合利用的条件下，该灰场可供本工程2×200MW机组堆灰渣共3年；按灰渣综合利用30%考虑时，可供2×200MW机组堆灰4.2年。
2.8 厂址与周边的关系
电厂厂址位于平遥县城东偏北约9km处的坮塬地上，厂址东北约600m为西善信村，北侧紧邻枣沟、西北约1800m为东庄、西南约1400m为北汪湛村、南约700m为庄则村、南约1400m处平南公路由西向东通过。厂址周围没有其他厂矿企业。
2.9 厂前区及厂区占地
厂前集中布置综合办公楼为综合性建筑，含办公区及服务区。办公区建筑面积为2460m2，含生产行政办公室、通信机房、MIS机房等；服务区含食堂、浴室、宿舍等，建筑面积约为3200m2。
电厂本期按2×200MW机组布置，总体规划上不堵死再扩建的可能。本期工程厂区围墙内用地面积14.45 hm2（包括占用灰场用地的厂外煤场4.73 hm2），施工区用地9.98hm2，施工生活区用地3.0hm2。
3 电力负荷、热力负荷及发电厂容量
3.1 电力负荷
3.1.1 山西及晋中电力系统现况
山西电网是华北电网的重要组成部分，全省电网划分为北部、中部、南部、东南部4个供电区，北部供电区包括大同、朔州、忻州3个地区电网；中部供电区包括太原、阳泉、吕梁、晋中4个地区电网；南部供电区包括临汾、运城2个地区电网；东南部供电区包括长治、晋城2个地区电网。山西电网目前已形成覆盖全省的220kV和500kV电力网络。截止2005年底，山西电网已建成500kV变电站（含开关站）8座，220kV变电站（含开关站）78座。山西省煤炭资源丰富，是一个电力输出省份。目前，500kV电网外送线路共计8回。山西还通过220kV、110kV线路向河北、内蒙、陕西供电。
至2005年底，山西省境内电力装机总容量达23030MW，其中火电22247MW，水电783MW，水电约占总装机容量的3.4％。省内自用发电装机容量约为15430MW，其中火电14647MW，水电783MW；外送装机容量约为7470MW，全部为火电机组，其中一部分为电厂直接外送装机容量，另一部分为通过省间电网外送装机容量。2005年山西省内用电94600GWh，比上年增长13.5%。2005年山西省最大负荷13746MW，比上年增长12.5%。
晋中电网是山西电网的一个组成部分，地处山西中部，东与阳泉电网，西与吕梁电网，南与长治、临汾电网，北与太原电网相连接，是山西省南北联网的咽喉要塞，承担着山西电网北电南送和东电西送的重要任务，属于典型的受电型电网，随着山西电网的快速发展和建设，晋中地区220kV主网架结构得以加强，110kV和35kV电网也得到了很大的改善。目前，晋中电网已形成了以220kV网络为主网架结构，以110kV和35kV网络为直配供电网的输变电体系。截至2005年底，晋中市境内共有发电厂14座，装机总容量1155.5MW。拥有500kV变电所（含开关站）2座， 220kV变电站6座，110kV变电站29座。截至2005年底，晋中市用电量为5533GWh，最大供电负荷为931.4MW。
3.1.2 山西、晋中电力负荷预测及电力平衡结果
根据山西省发展和改革委员会2006年8月编制的——《山西省电力工业“十一五”发展规划及2020年发展展望》（送审稿）中关于电力负荷增长“中方案”的预测水平，并结合2005年的实际情况，本报告对山西电网“十一五”、“十二五”期间的需电量和最大负荷预测如下：预计山西全社会需电量2010、2015年分别为143000、196000GWh，“十一五”、“十二五”期间年均分别增长8.61%、6.5%。预计山西最大负荷2010、2015年分别为23000、32000MW，“十一五”、“十二五”期间年均分别增长10.84%、6.8%。
随着晋中市经济形势不断好转，电力供需形势呈现出新的特点，用电量和用电负荷大幅增长。根据《晋中地区国民经济和社会发展第十一个五年规划及2020年远景目标纲要》中关于晋中市负荷水平预测结果，预计到2010年晋中市最大负荷将达到1900MW，需电量将达到10700GWh，其中平遥供电区2010年最大负荷将达到152MW，需电量将达到800GWh。
从电力平衡计算结果可知：山西本省在“十一五”期间，除了新建投产200MW水电机组、1200MW抽水蓄能机组、以及经过核准的7475MW火电机组以外，还需要新建投产约9600MW容量的火电机组，才可使山西省内的电力供需在“十一五”期间大体平衡。
对于晋中地区，即使考虑榆次热电2009年左右建成投产，“十一五”末期电力缺额约为450MW，若华能榆社电厂100MW机组退役，则电力缺额还将进一步增加。
平遥地区目前无供电机组，主要靠平遥220kV变电所供电。到2009年，当平遥热电厂满发时，平遥县电力盈余约为219MW，平遥热电厂所发电力除在平遥县境内消纳外，还可供电晋中其他地区。
3.1.3 平遥热电厂在系统中的作用
1) 可改善平遥古城及祁县的大气环境，保护世界文化遗产
平遥县目前采用土暖气及小锅炉取暖，烟气均为低空排放，对环境造成了严重污染，对古城建筑物保护极为不利，也使旅游业发展受到严重制约。因此实现集中供热已迫在眉睫。
祁县古城是晋商的发源地。全城共有古院落1000多所，民居代表有乔家大院、渠家大院等，为国家历史文化名城，是山西省重点旅游城市之一。县城现无大型集中供热系统，所有小锅炉燃煤排放的烟尘均未经处理，造成冬季烟尘弥漫，大气能见度低，大量的粉尘和SO2严重污染了祁县县城，对古城保护及人居旅游环境极为不利，集中供热势在必行。
本期热电联产工程2×200MW机组不仅可满足平遥城区采暖供热要求，还可为邻近的祁县供热，使平遥和祁县两县的空气质量得到较大改善。
2) 可满足平遥县日益增长的电力需要，提高平遥县城的供电可靠性
平遥县目前供电主要依靠平遥220kV变电所，随着平遥县经济的不断发展，其电力需求也日益增大，平遥热电厂的建成投产将能很好的满足平遥县的电力需求，并提高其供电质量。同时，其盈余电力还可供电晋中其他地区。
3) 可实现资源的综合利用，节约能源，创造经济效益
平遥县有大量的洗煤厂及焦化厂产生的煤矸石及洗中煤，热电厂利用这些煤矸石及洗中煤，可以变废为宝，减少煤矸石堆放对环境的污染。电厂产生灰渣又可综合利用做水泥掺和料和灰渣砖，进一步节约能源，创造经济效益。
综上所述，本工程是一个环境效益、社会效益及经济效益均较好的综合利用项目，符合国家的能源政策，有利于平遥古城的可持续发展。
3.2 热负荷
3.2.1 供热现状及城建规划
平遥县位于山西省的中部，太原盆地西南部，县城总面积1260km2。平遥古城是中国汉民族城市在明清时期的杰出范例，城池格局、城墙、街道、寺庙、民俗、文化等是世界文化遗产与国家历史文化名城的复合体，是中国古城的杰作，并于1997年被联合国列为“世界文化遗产名录”，完整保存古城具有极高的历史价值。
目前平遥县城方圆9.29 km2，人口11万，总建筑面积283×104m2，其中有94.97×104m2实现锅炉供热，有198×104m2利用土暖气、小炉灶取暖。目前县城有大小锅炉120台，共214.5t/h，烟囱120个，土暖气和小炉灶的烟囱14000多个。这些烟气均为低空排放，每年冬季平遥城烟雾弥漫，大气能见度很低，煤烟总排放量为每年48.3亿Nm3，其中烟尘3.6×104t/a，SO2排放2737t/a，使平遥大气环境严重污染。对古城的建筑物保护严重不利，因此实现集中供热已迫在眉睫。
根据规划，现在古城有4.2万人，将古城人口大部分迁至新城后，减到2万人。新建建筑物要与古城风貌相协调。拆除或改造不协调的建筑物，迁出与古城风貌不协调的工厂、单位，增加绿地。因此保护古城需要大量搬迁住宅和单位，新建工程一定要实现集中供热。根据县城人口规划、1998年为9.76万人，2005年为13万人，2010年为19万人。
祁县位于太原盆地南部，平遥县东，汾河东岸，是山西的交通枢纽之一。祁县古城明风清韵，是晋商的发源地。全城共有古院落1000多所，民居代表有乔家大院、渠家大院等。为国家历史文化名城，是山西省重点旅游城市之一。
目前祁县县城方圆约8平方公里，约有人口9万。祁县县城现无大型集中供热系统，各类建筑主要靠极少的小型联片供热锅炉房和分散的小型锅炉房供热，还有许多建筑无采暖设施，靠大量家用土暖气和小火炉取暖。
祁县县城内现有锅炉房119座，烟囱157座，共有锅炉157台，其中采暖锅炉房117座，热水锅炉138台，总容量为197.75MW，总供热面积约198×104m2（不含无采暖建筑）。工业蒸汽锅炉19台，总容量为77t/h。以上所有燃煤排放的烟尘均未经处理，造成冬季烟尘弥漫，大气能见度低，大量的粉尘和SO2严重污染了祁县县城，对古城保护及人居旅游环境极为不利，集中供热势在必行。
3.2.2 热负荷及供热平衡
根据平遥城市供热总体规划，热电厂主要解决平遥县和祁县县城集中供热采暖问题。在《平遥县城区集中供热工程可行性研究报告》和《祁县县城供热工程规划》中已详细论述了平遥县城和祁县县城的各种热负荷和供热范围，根据城建规划按容积的测算，得出现状、近期和远期采暖热负荷如下：
3.2.2.1 平遥县城
现状 总采暖热负荷为168.38MW
近期 总采暖热负荷为304.46MW
远期 总采暖热负荷为366.21MW
平遥县近期（2005年）规划集中供热总面积为400×104m2，其中住宅280×104m2，公共建筑100×104m2，厂房20×104m2。
表3.2-1 平遥县近期及远期采暖供热面积统计表
近期规划（2005年）
远期规划（2010年）
供热面积（×104m2）
热负荷（MW）
供热面积（×104m2）
热负荷（MW）
400
304.46
600
366.21
3.2.2.2 祁县县城
近期 总采暖热负荷为138.6MW
远期 总采暖热负荷为421.78MW
表3.2-2 祁县近期及远期采暖供热面积统计表
近期规划（2005年）
远期规划（2020年）
供热面积（×104m2）
热负荷（MW）
供热面积（×104m2）
热负荷（MW）
198
138.6
631.56
421.78
祁县县城近期（2005年）规划建筑面积达396×104m2，城市近期集中供热普及率按50％计，集中供热面积为198×104m2。
3.2.2.3 设计热负荷
本期工程设计热负荷为平遥县及祁县供热规划区现有及近期规划建筑面积的采暖热负荷。
平遥县采暖期131天，采暖室外计算温度为-11℃，采暖期平均温度-5.4℃，气温资料详见表3.2-3；祁县和平遥县相邻，气温条件参考平遥县。综合考虑平遥县和祁县，其设计热负荷见表3.2-4。
表3.2-3 平遥县不同室外温度下的延续时间
Tw（℃）
<-11
-9.1
-7.1
-5.1
-3.1
-1.1
0.1
1
3
5
n（h）
18
113
327
692
1221
1877
2185
2461
2888
3144
表3.2-4 设计热负荷汇总表
近期采暖热负荷
最大
平均
最小
热负荷(MW)
平遥县
305
215
125
祁 县
138.6
95.108
62.13
合 计
443.6
310.108
187.13
采暖需要的汽量（0.392MPa，247.9℃）（t/h）
合 计
651
455
274.5
3.2.2.4 热平衡
200MW汽轮机的额定抽汽量为260t/h，最大抽汽量为400t/h，在最大抽汽运行工况下，发电154.955MW。在最大抽汽工况时除满足电厂厂用汽量15t/h外，两台机组有785t/h蒸汽供热网站加热用汽，供热能力约为511.2MW，大于两县合计的最大热负荷443.6 MW，可满足平遥县城及祁县县城约598万平方米的采暖要求。
3.2.3 供热方式
由于供热管网系统较大，供热半径大，为了减少初投资和运行费用，热网系统分一次网和二次网，一次网供热介质(热水)参数采用：130/70℃(暂定)，热水全部回收。本期工程热电厂主要为一次网供热，一次网热力站设在热电厂内，利用汽机抽汽，加热外网供热热水，蒸汽凝结水经泵返回热力系统。抽汽压力为0.392MPa。
热网配套工程与热电厂供热机组工程同步建设。
3.3 建设规模及进度
热电厂本期计划安装2×200MW抽汽凝汽式供热机组，配置2×705t/h循环流化床锅炉，在采暖期额定工况每台炉对外供汽量为260t/h，最大供热工况下，每台炉对外供汽量可达400t/h，可以满足443.6MW热负荷的需要。
根据对晋中市、平遥县供电负荷的预测，到2009年，当平遥热电厂满发时，在设备利用小时数为6000小时的情况下，平遥县电力盈余约为219MW，但同期晋中地区电力缺额达497MW，平遥热电厂所发电力除在平遥县境内消纳外，还可供电晋中其他地区。
因此，热电厂的建设，不但可以满足平遥和祁县两地集中供热的需要，还可以满足平遥县和晋中市日益增长的电力需要，提高平遥县城的供电可靠性和供电质量。
根据业主要求，本期工程设计时在布置上不堵死电厂再扩建的可能性。
根据热电厂配套工程的建设情况以及业主的安排，本期工程于2008年3月开工，计划2009年三季度两台机组投产。

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4 主要设计原则
4.1 总的设计原则
(1) 本期工程建设规模：2×200MW抽汽凝汽式空冷供热汽轮发电机组，配置2×705t/h循环流化床锅炉；不堵死扩建的可能。
(2) 厂址为位于平遥县城东偏北约9km处的西善信厂址；
(3) 锅炉、汽轮机及发电机采用上海电气集团三大主机厂产品；
(4) 机组采用空气冷却；辅机系统采用闭市空冷方式；
(5) 电厂生产用水采用位于平遥县城西的污水处理厂处理后的中水资源，取水方案为管道加压输水，电厂生活用水采用厂址附近地下水解决，源神庙水库作为事故备用水源；
(6) 采用灰渣分除干除灰系统，采用干式除灰、渣系统。枣沟干贮灰场作为本期灰场，考虑灰渣综合利用；
(7) 电厂燃用的设计煤种为当地洗中煤核煤矸石的混煤，校核煤种为煤矸石，采用汽车运输至电厂；
(8) 燃煤采用二级破碎，煤场设计时对采用厂外煤场、厂内轻型全封闭结构方案进行技术经济比较；
(9) 为满足环保要求，炉后烟气进行二次脱硫。脱硫工艺选择采用半干法。除尘系统采用布袋除尘，除尘效率不低于99.95%；
(10) 电厂内设220kV配电装置母线，以两回220kV线路接入系统；
(11) 设计厂级管理信息系统（MIS）；
(12) 供热一次网加热站设置在厂内；
(13) 设置全厂供气中心，向除灰、热机、热控、化水等专业的用户供气；
(14) 全厂设置两个集中控制中心，分别为机组集控中心和辅机集控中心；
(15) 年运行小时：发电设备年利用小时数按项目计划为6000小时；
(16) 按《火电工程限额设计参考造价指标》2006年价格水平编制工程概算。
4.2 电力系统
4.2.1 电厂接入系统
根据电厂接入系统报告提出的方案，耀光煤电2×200MW机组采用发电机-变压器组接线接入电厂220kV母线，220kV出线2回，接入平遥220kV变电站。线路长度约2×7km，导线型号采用LGJ-2×300。
此方案电厂接入平遥站，电厂所发电力除了供给平遥站外，大部分电力通过平遥至绵山线路送入绵山，极少部分电力通过平遥至东观线路送入东观，该方案各线路潮流合理，能够满足要去，各母线电压在允许范围内；
通过短路电流计算：此方案在相关线路三相永久短路故障情况下，不采取措施，系统均可保持稳定运行，能够满足要求。
4.2.2 系统保护及安全自动装置
目前系统二次有关方案均按上述接入系统方案考虑，最终方案待电厂接入系统二次方案审定后确定。
4.3 总图运输
4.3.1 全厂总体规划
电厂厂址东北约600m为西善信村，北侧紧邻枣沟、西北约1800m为东庄、西南约1400m为北汪湛村、南约700m为庄则村、南约1400m处平南公路由西向东通过。
电厂总平面布置方案将厂区分为主厂区和煤场区两个部分，主厂区位于枣沟南面，煤场规划在枣沟灰场西南角，主厂区全年次小风频的上风向——西北面（最小风频风向为NNW和ESE）约150m处，与灰场主要设施布置在一个区域。
本工程2×200MW机组采用直接空冷系统，辅机供水系统采用带钢筋混凝土结构的逆流式玻璃钢机力通