某玻璃公司烟气余热发电项目可行性研究报告.doc

AAA玻璃有限公司烟气余热发电项目可行性研究报告 项目代号：BBB中国CCC设计研究院2009年2月报告编制人员名单机 务： A总 图： A电 气： A自动化： A给排水： A土 建： A技 经： A目 录1建设单位及项目概况11.1项目名称11.2项目建设地点11.3建设单位概况11.4可行性研究报告编制单位12拟建项目概况22.1总论22.2项目建设的用利条件32.3编制依据42.4主要设计原则及指导思想42.5建站条件52.6技术方案概述与主机设备选型82.7主要技术经济指标：103技术方案113.1接入系统及电量平衡113.2电站总平面布置及交通运输113.3热力系统及装机方案123.4电气及自动化153.5循环冷却水系统193.6化学水处理193.7给水、排水203.8通风及空气调节223.9建筑及结构224建设用地及相关规划245消防246生态环境影响分析257劳动安全与职业卫生298资源利用和能源耗用分析329组织机构及劳动定员3410建设进度设想3511工程的招投标设想3712投资估算4013财务评价4213.1概述4213.2项目有关原始数据4213.3资金筹措及资金使用计划4213.4项目投资资产划分4213.5总成本费用估算4213.6损益计算4313.7财务评价指标4313.8不确定性分析4313.9财务评价结论4414结论和建议4415附表4616附图46AAA有限公司烟气余热发电项目 可行性研究报告1 建设单位及项目概况1.1 项目名称项目名称: A建设规模：3MW余热电站企业名称：AAA有限公司1.2 项目建设地点AAA1.3 建设单位概况AAA有限公司隶属于aaa有限公司，位于aaaaaa。aaa有限公司属宁波aaa的子公司。aaa由aaa，是一家以房地产、玻璃为主导，依托服装、建材、物资、建设、制造、阀门等产业多元化发展的大型企业集团。公司资产总额34亿元，下属10余家子公司。aaa经历风雨打拼发展至今日，堪称业内佼佼者。2003年入选中国私营企业纳税百强第十二位。房地产业以全新的住宅理念在全国各地成功开发楼盘近千万平方米，每年的房产销售业绩均居全国行业领先地位，是长三角地区最具规模的房地产开发商之一；在制造业，AAA有限公司自1988年创办以来，经过不断的改革创新并与国际潮流接轨，在羊绒织造领域更是一枝独秀，“狮雀鹿”牌羊毛衫行销国内40多个大中城市，并远销欧洲、美国、日本、韩国、香港、台湾等国家和地区，多次荣获中国消费者基金会“保护消费者权益优质信誉品牌”称号。aaaaaa有限公司在福建aaa建设两条优质浮法玻璃生产线，其中一线900t/d已建成投产，二线600t/d正在建设，计划2010年初建成投产。1.4 可行性研究报告编制单位本报告由aaa研究院编制。本院始建于1953年，是一所综合性甲级设计单位，历史悠久，技术力量雄厚，专业配备齐全。半个多世纪以来，为中国建材工业的发展和技术进步做出了突出的贡献。伴随着中国改革开放的进程，本院积极开拓了建筑工程设计、环境工程治理、工程监理和工程总承包、项目管理、机电设备成套及进出口等业务领域，并取得了骄人的业绩。上世纪七十年代以来，设计建成的各类大中型工程项目300余项，完成国家科技攻关和行业重大科研开发项目200余项，为我国建材企业引进各类生产线和关键装备80余项。目前，本院具有工程设计、工程咨询、工程监理等甲级证书，并具有工程总承包资质。2 拟建项目概况2.1 总论2.1.1 项目背景及市场前景分析作为建材行业能耗大户，玻璃企业生产需要消耗大量的能源，以目前国内比较普遍的450600t/d浮法玻璃生产线为例，设计能耗约为6908kJ/kg玻璃液（年消耗重油约35000吨），玻璃生产的三大热工设备熔窑、锡槽、退火窑所产生的余热保有量较大，目前除熔窑废气有少部分利用外，其余全部对空排放，能源浪费巨大，同时造成对环境的热污染。由此可见，高效利用玻璃生产中的余热成为目前降低玻璃综合生产综合能耗的有效途径。目前利用玻璃生产余热的方法是在熔窑尾部设余热换热器来回收余热，余热换热器生产的蒸汽部分用于玻璃生产及采暖，但是这些热负荷远没有充分利用余热资源，在南方地区或以天然气为燃料的玻璃生产企业这种现象就更为突出。20012005年aaa研究院对玻璃行业低温（500左右）废气余热资源利用技术进行了大量的研究，认为采用纯低温余热回收技术和国产化的低温余热回收装备，完全可以利用玻璃行业的低温余热资源，应用于发电。国内第一家应用此技术的江苏aaa集团有限公司的低温余热发电工程已顺利投产。项目实施后可大量回收玻璃熔窑废气余热以节约能源、降低热耗，并具有显著的经济和社会效益。2.1.2 本项目的建设必要性及市场前景玻璃生产一方面消耗大量的热能（煤制气、重油、天然气），另一方面还消耗大量的电能，受玻璃生产熔窑工艺运行特点影响，要求供电必须稳定，不然玻璃熔窑有报废的危险。有的玻璃厂还专门备有柴油发电机以保证供电的稳定性。利用玻璃熔窑废气进行余热发电的项目建设符合国家大力发展循环经济、开发节能产品的国策。该建设项目的定位是今后我国平板玻璃行业发展的主导方向，同时它将推动我国玻璃工业良性地向前发展。本项目利用公司二条浮法玻璃生产线的外排废气余热，分别建设余热换热器，产生的蒸汽并网运行。汽轮发电机组所发电回用于玻璃生产。本项目不需要另征地，生产运营热能全部来自于废气余热，且电力直接回用；因此发电成本非常低廉，项目投资回收期短，项目市场前景看好。2.2 项目建设的用利条件2.2.1 拥有稳定量的余热资源本厂区内拥有2条浮法玻璃生产线，余热换热器入口可利用废气总量可达到200000m3/h（标）左右，入口废气温度测点约400450，余热资源量基本稳定。2.2.2 丰富的项目实施和生产经验aaaaaa有限公司是一个善于经营、精于管理、创新意识强的企业。在努力挖潜、研究节能降耗、降低燃料种类方面投入了大量的资金和科研力量，企业的能耗指标在国内处于国内领先水平。该公司广罗人才、专业人才配套齐全，近年来组织实施的项目，均达到了工期短、投资省、速度快的满意效果。严格执行ISO9002质量标准，具有丰富的工程建设、管理经验，对保证项目顺利实施是非常有利的。2.2.3 符合国家关于发展循环经济的政策治理玻璃熔窑烟气，利用玻璃生产过程中的余热进行发电和综合利用，并将电力回用于玻璃生产既回收玻璃生产线过程中产生的大量余热，又减少了玻璃厂外购的电能，减少玻璃厂对环境的污染，将给企业带来巨大的经济效益，并产生良好的社会效益。本系统也将成为一个典型的循环经济范例。循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护兴起的60年代，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源，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。 2.3 编制依据双方签订的技术咨询合同；委托方提供的有关基础资料；中华人民共和国节约能源法；中华人民共和国可再生能源法；中华人民共和国电力法；中华人民共和国建筑法；中华人民共和国清洁生产促进法；国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国发200715号）清洁生产审核暂行办法(国家发展改革委国家环保总局令第16号)；节能中长期专项规划（发改环资20042505号）；国务院关于发布促进产业结构调整暂行管理办法的通知；国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术（国家发改委2005第65号）；国务院关于加强节能工作的决定；建设部关于落实的实施方案（建科2007159号）工业企业资源管理导则GB/T15587-1995；国家和省市其他有关法律、法规、技术规范和技术导则等。2.4 主要设计原则及指导思想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。满足国家有关法律、法规、产业政策和相关部门对于编制项目申请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玻璃生产线的正常生产，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，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）采用aaa研究院开发的玻璃熔窑余热发电技术，设计上在不影响玻璃生产线的前提下，尽可能利用公司现有设备、设施并最大限度的回收玻璃熔窑余热进行低温发电。（2）以稳定可靠为前提，采用可靠的工艺和装备，对于本工程采用的新设备必须经认真调研、论证后方可使用。（3）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。（4）各种原、燃材料、动力消耗等，均设计量装置。（5）生产设备原则上采用国产设备，但部分关键控制设备和仪表考虑国内采购国外技术产品（含组装、原装）。（6）余热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。（7）认真贯彻国家节能政策，各种热工设备、管道采用先进的节能措施，所有设备均选用节能产品。（8）贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”。（9）遵守国家、地方和行业颁发的标准、规范、法则和规定，贯彻行业技术政策。同时，设计上做到统一规划，协调利用现有的各种资源。2.5 建站条件2.5.1 厂址本项目建于原厂区内。2.5.2 自然条件2.5.2.1 地理位置厂址位于aaa，地处aaa东南沿海南端，隶属aaaaaa市，是国务院批准的第一批对外开放沿海县份，享有“东海明珠”、“东海绿洲”之美称。该县地处东海与南海交汇处，厦门与汕头两个经济特区之间，与台湾岛隔海相望，东距高雄164海里，南下香港210海里，北往厦门77海里。全县共设置七个镇，总人口20万人，土地面积247平方公里，耕地面积7.2万亩，林地面积10.5万亩，滩涂面积1.4万亩。 aaa是aaa第二大岛，岛上气候宜人、风光旖旎、资源丰富。矿产资源主要有硅砂、辉绿岩、高岭土、花岗岩、砖土等建材矿产。其中硅砂储量超2亿吨，二氧化硅含量在96%以上，其储量、品位均居全国首位，已建成投产的aaa硅砂矿和梧龙硅砂矿年产优质矿砂50万吨，远销上海、香港、日本、韩国、台湾等地。2.5.2.2 气象、气候厂址所在区域属南亚热带季风气候区，夏长冬短，温湿多雨，四季常青，极端最高气温：38.2，极端最低气温：3.8，平均气温：20.9；平均降水量：1171.7mm。降雨多集中在4月至9月，占全年的81%左右，降雨量最少是12月，占全年的1.2%。由于厂址所在区域地处低纬度地区，日照时间长，2至4月份日照时数较短，7至10月份日照时数最多。2.5.2.3 地震根据国家地震局中国地震烈度区划分及我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的规定，aaa基本地震烈度为7度，主要建筑物、构筑物按7度抗震设防设计。2.5.2.4 社会经济环境概况aaa（岛）地处福建南端，东临台湾海峡，位于夏门、汕头两个特区之间。全县由33个岛屿组成，总面积194平方公里。主岛海岸弯曲，总长141公里，状若翩翩彩蝶，亦称“蝶岛”。全县设置六镇一乡，人口20万。aaa岛四面环海，属亚热带海洋性季风气候，冬暖夏凉，终年无霜（一月份平均气温13.1C，七月份平均气温27.3C），岛上绿树成阴，绿化率达93.2%，素有“东海绿洲”之称。aaa旅游资源丰富，得天独厚。南门、马銮、东沈、冬古、岛礁、澳角、宫前等七处月牙形海湾，沙滩净，林带绵延，阳光绚丽，海水蔚蓝，独具优美的南国海滨风光，是旅游度假、康乐、休闲、体育、疗养胜地。环岛有32个小屿，各具情趣，龙虎狮象四屿形象逼真，沿海礁石奇异壮观，如风动石、石僧拜塔、“虎崆滴玉”神韵天成。铜山古城、关帝庙、天后宫、黄石斋绩书处、郑成功水操台等名胜古迹，令人留连忘返。aaa物产资源丰富，芦笋、活海鲜是aaa重要农副产品，在国内外市场上享有盛誉。全县年产鲜芦笋3万吨，年产值逾亿元，是我县级最大的芦笋种值基地之一。aaa海域为闽南渔场的中心，盛产马鲛、带鱼、黄花鱼等四百多种鱼类，名贵珍品龙虾、鲍鱼。石斑鱼等名闻遐迩。捕养业发达，全县发展了对虾养殖场1.6万亩；网箱养鱼1.5万箱。名冠全国的硅砂资源，具有储量大、品位高、规格齐全的特点，已探明的储量2亿多吨，二氧化硅含量都在95%以上。此外，辉绿岩、花岗岩、高领土也有相当可通可观的储量。aaa岛还是aaa海盐主要产区之一，年产优质原盐10多万吨。aaa距香港210海里，距台湾高雄143海里。aaa是重要的侨乡，是台胞主要祖居地之一。aaa与台湾人缘亲，地缘近，语言相通，习俗相同，有着深远的渊源关系。aaa旅居东南亚等地华侨有3万多人，aaa籍台胞达到万多人。改革开放以来，aaa进行了大规模的基础设施建设，大力发展外向型经济和乡镇企业，使aaa国民经济得到长足的发展，经济实力显著增强，成为aaa“十佳发展县”。全县形成了以对外开放一类口岸为主体的口岸园区、国家级经济技术开发区、aaa创汇农业试验区、省级旅游经济开发区的全方位开放格局。目前，岛内港口、码头、水、电、通讯等配套设施完备。已建成了两个五千吨级的集装箱码头和硅砂专用码头，一个千吨级的石油码头。优越的条件和配套设施，使大量的中外投资商纷至沓来。特别是由海外投资商商聊合组成的“百亿城集团”，在aaa规划建设百亿旅游新城，自1993年2月正式开工以来，已投入6亿元人民币，首期开发占地1200亩的347幢游艇别墅已全部建成，水上活动中心，骑术中心、国际俱乐部、豪华夜总会、健身理疗中心等一批项目已投入营业。百亿新城集团正在以金銮湾为中心的14平方公里的黄金海岸，与建国际性、大容量、高水准的旅游度假新城。2.5.3 化学药品供应电站主要消耗药品磷酸三钠等，均由当地市场采购，汽车运输。2.5.4 水源要求(1)供水本工程最大耗水量为1140t/d，因此要求水源供水能力为49.5t/h。(2)排水本项目厂区实行雨污分流，分别经管道汇聚后排入城市管网。2.5.5 投资匡算与资金筹措本工程的建设总投资为3828.60万元，其中银行贷款2519.50万元，项目资本金1309.10万元，由企业自有资金投入，项目资本金所占总投资比例为36.37%。2.6 技术方案概述与主机设备选型2.6.1 技术方案概述根据本工程项目建议书批复确定的设计原则，烟气治理、热力系统及装机方案应考虑下述前提条件：1）充分利用废气余热；2）本工程实施后电站不应向电网返送电；3）余热电站的建设及生产运行应不影响玻璃生产系统的生产运行；4）余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平；5）电站控制采用DCS计算机集中控制及管理系统；6）电站设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站正常运行后，站用电即可由电网供电，也可由发电机直接供电；7）在玻璃窑窑尾废气出口与烟囱间废气烟道增设余热换热器，余热换热器设旁通废气管道，当余热换热器或电站故障时，玻璃生产可以继续进行。2.6.2 系统方案及装机容量根据目前国内余热发电技术及装备现状，结合玻璃生产线余热资源情况，并根据本工程项目建议书确定的装机规模，本工程余热发电方案采用纯低温余热发电技术。2.6.2.1 同类企业类似工程情况2007年9月，我院为江苏aaa集团设计的3MW浮法玻璃熔窑余热发电项目正式并网发电，该项目是我国（全球范围至今未有类似工程相关报道）第一条玻璃熔窑烟气低温余热发电工程，为浮法玻璃行业的烟气余热提供了一个成功的范例。该项目余热资源如下表。玻璃生产线烟气量（Nm3/h）烟气温度（）备注浮法八线116000420燃料为重油浮法九线118000420燃料为重油aaa项目的主要技术经济指标：序号技术名称单位指标备注1装机容量Mw32平均发电功率Mw3.63年运转率h78004自用电率%7.54年发电量104kwh28085年供电量104kwh25976年少向电网购电量104kwh272710全站劳动定员人22其中：生产工人人20管理人员人2供电成本元/kwh0.125目前，我院正在为BBB企业提供余热发电工程服务。2.6.2.2 可利用热源及发电计算玻璃生产以重油为燃料，利用其燃烧的热量在熔窑中将玻璃原料熔化后，经澄清、均化、冷却进入锡槽。玻璃在锡槽中自然摊平、抛光、积厚，形成所要求的宽度和厚度，再进入退火窑退火。退火后的玻璃带经过检测、切割、掰断、吹扫等工序再装箱即为玻璃成品。熔窑中的熔化温度约为1650，重油燃烧后的废气经蓄热室与进入熔窑的空气换热后，温度下降到约400500，经烟道排出到烟囱放空。根据甲方提供的烟气参数如下：玻璃生产线烟气量（Nm3/h）烟气温度（）备注浮法一线120000400450浮法二线80000400450根据烟气的性质热能计算如下表：计算可知，2条生产线每小时可生产蒸汽约22.87吨。纯凝汽计算发电量为4160kWh。扣除抽汽(6t/h，0.49MPa)后，平均发电功率3100kWh。综合考虑目前玻璃生产线余热资源分布情况和玻璃窑的运行状况，在充分利用余热的前提下，以“稳定、可靠、技术先进、不影响玻璃生产”为原则，确定热力系统及装机方案如下：本系统主机包括二台余热换热器及一套凝汽式汽轮发电机组，装机容量为3MW。在玻璃生产线蓄热室后与烟囱间各设置一台余热换热器。保留原有烟道作为紧急排风烟道，当余热换热器故障检修时，玻璃生产系统可以继续运行，不影响玻璃线的正常生产。余热换热器生产1.47MPa-350的过热蒸汽。与二台余热换热器配套，设置一台C3-1.25/0.490型抽汽凝汽式汽轮发电机组。2.6.3 主机设备根据热力系统选择及国内余热换热器和低参数汽轮机的生产和使用情况，确定主机设备如下：序号设备名称及型号数量主要技术能数、性能、指标13MW凝汽式汽轮机（带非调抽汽口，可满足玻璃线用汽）1型号：C3-1.25/0.490型额定功率：3MW额定转速：3000r/min主汽门前压力：1.25MPa主汽门前温度：325排汽压力：0.007MPa额定汽耗：5.5kg/kWh抽汽压力：0.490 MPa抽汽量：6t/h23MW发电机1型号：QF3-2型额定功率：3MW额定转速：3000r/min出线电压：10.5kV31#废气换热器1入口废气量：120000m3/h（标况）入口废气温度：400450主蒸汽量：13.72t/h主蒸汽压力：1.47MPa主蒸汽温度：350给水温度：10542#废气换热器1入口废气量：80000m3/h（标况）入口废气温度：400450主蒸汽量：9.15t/h主蒸汽压力：1.47MPa主蒸汽温度：350给水温度：1052.7 主要技术经济指标：主要技术指标表指标名称单位指标备注装机容量MW3.0平均发电功率MW3.1年运转小时h7920年发电量104kWh2455年供电量104kWh2258不计引风机全站劳动定员人18投资估算固定资产投资总估算万元3828.69其中：建筑工程万元550.68设备费万元2076.02安装工程万元436.77其它万元765.22经济效益投资回收期（税前）年6.15含建设期投资回收期（税后）年7.04全投资内部收益率（税前）%20.76全投资内部收益率（税后）%17.63供电成本元/kWh0.2443 技术方案3.1 接入系统及电量平衡3.1.1 电站接入系统拟建的3MW纯低温余热电站采用10kV单母线接线方式。发电机组由电站10kV母线经单回电缆线路与厂区总降压站10kV某段母线连接。3MW纯低温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。在电站侧的发电机联络线开关和发电机出口开关处设置并网同期点。接入系统方案详见附图接入系统方案图。本接入系统最终方案应以当地电力部门出具的“接入系统报告”中的接入系统方案为准。3.1.2 电量平衡公司二条浮法玻璃生产线平均用电功率约为5000 kWh，年用电量约为4200kWh。当余热电站建成后，电站总供电量约为2186kWh。在不改变配电站原有供电及运行方式的前提下，发电机发出的电量将全部用于全厂负荷。在公司玻璃生产和电站正常运行的情况下，全厂供电自给率可达52.05%。从而减少了公司购电成本，提高了公司的整体经济效益。电站的运行以并网不上网，自发自用为原则。3.2 电站总平面布置及交通运输3.2.1 电站总平面布置：本工程包括： 3MW电站的汽轮机厂房、化学水处理车间、机力通风冷却塔、泵站以及余热换热器生产车间。根据玻璃生产线的布置及发电工艺流程，烟气治理系统和发电系统的余热换热器均布置在各玻璃生产线原余热锅炉房位置，均为露天布置；。发电系统的汽轮发电机房和循环水系统利用厂内空地建设3.2.2 道路工程工厂内现已有纵横成网、互相贯通的道路，用于生产、消防和检修，故电站区域利用原有道路网络，不再考虑新建。3.2.3 竖向设计和雨水排除在竖向设计时，根据工厂的现有建筑物及场地标高，合理拟定电站车间的标高。土方工程在玻璃生产线建设时已统一考虑，并已经平整完毕，本工程不考虑土方工程量。工厂内已建成有布局合理的雨水沟，工厂的雨水排除可得到可靠保证，故电站区域不再新建雨水沟，该区域的雨水汇入工厂已有的雨水排除系统。3.3 热力系统及装机方案3.3.1 热力系统及装机方案设计前提本工程热力系统及装机方案应考虑下述前提条件：充分利用废气余热。根据计算，2条生产线产生可利用回收废气总量约为200000Nm3/h。本工程实施后电站不应向电网返送电；余热电站的建设及生产运行应不影响玻璃生产系统的生产运行；余热电站的系统及设备应以成熟可靠、技术先进、节省投资、提高效益为原则，并考虑目前国内余热发电设备实际技术水平；电站控制采用DCS计算机集中控制及管理系统；电站设集中电力室，电站启动时启动电源为电网供电，电站正常运行后，站用电即可由电网供电，也可由发电机直接供电；电站与电网通过公司总降压变电站10kV侧并网，运行方式为并网电量不上网；电站设独立调度通讯系统，与电站生产有关的各岗位均设直通调度电话，电站与电网调度管理部门间按要求设置调度通信设施；在玻璃窑窑尾废气出口与烟囱间废气烟道增设余热换热器，余热换热器设旁通废气管道，当余热换热器或电站故障时，玻璃生产可以继续进行。3.3.2 热力系统方案及装机容量根据目前国内纯余热发电技术及装备现状，结合玻璃窑的生产线余热资源情况，并根据本工程项目建议书确定的装机规模，本工程装机方案采用纯低温余热发电技术。综合考虑目前玻璃生产线余热资源分布情况和玻璃窑的运行状况，在充分利用余热的前提下，以“稳定、可靠、技术先进、不影响玻璃生产”为原则，确定热力系统及装机方案如下：3.3.2.1 装机容量本系统主机包括二台余热换热器及一套凝汽式汽轮发电机组，装机容量为3MW。在每条线总烟道闸板后与烟囱间各设置一台余热换热器，蓄热器出口废气总量有200000m3/h（标况）-400450。同时原有烟道也作为事故排烟通道，不至于在余热锅炉发生故障时影响玻璃窑生产。余热换热器总共生产22.8t/h-1.47MPa-350过热蒸汽。3.3.2.2 热力系统根据热力计算及主机配置情况确定热力系统如下：汽轮机凝结水经凝结水泵送入除氧器，再经给水泵为余热换热器提供给水。余热锅炉生产1.47MPa过热蒸汽，经各自的主蒸汽母管再一起进入汽轮机系统用于发电。汽轮机做功后的乏汽通过冷凝器冷凝成水，经凝结水泵送入除氧器，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，能很好地与玻璃生产配合。3.3.2.3 主要设备根据热力系统选择及国内余热换热器和低参数汽轮机的生产和使用情况，确定主、辅机设备。见主机设备表。作为余热发电工程的心脏设备，设计选用已在多条浮法玻璃生产线应用的立式型结构。烟气下进下出，适合玻璃生产线的布置情况。具体参数见下表。余热锅炉主要参数表序号项目名称单 位900t/d600t/d1锅炉入口废气设计温度4004002锅炉入口废气温度范围4005004005003锅炉入口设计废气量104Nm3/h12000800004锅炉入口废气量范围104Nm3/h11.513.57.59.55锅炉入口含尘浓度mg/Nm34924926烟气中SO2含量mg/Nm32802807废气成份 CO2%6.976.97O2%9.639.63N2%73.473.4H2O%10108锅炉进口烟气压力Pa6006009循环方式自然循环自然循环10回水温度4040主蒸汽段11主蒸汽段给水温度10510512蒸汽压力MPa(g)1.471.4713蒸汽温度350103501014计算蒸汽产量t/h13.729.1515排烟温度18018016设计工况锅炉废气阻力Pa90090017漏风系数% 2 218除灰方式机械连续清灰机械连续清灰3.3.3 热力系统及热机设备可靠性分析本工程拟采用的热力系统配置，来源于aaa研究院在水泥窑和玻璃窑余热回收并用于发电的成功经验。在水泥行业，aaa研究院所拥有的纯低温余热发电技术及系统可有效的回收大于300的低温废气余热，稳定的用于发电。在浮法玻璃行业，国内第一条低温余热电站江苏aaa八、九线余热电站已顺利并网发电。发电热力系统，一般由余热回收系统、发电系统及辅助制水系统和冷却系统等环节构成。余热回收系统，即余热换热器系统，将在下面的章节中给予介绍。发电系统包括汽轮机、发电机等主要设备。本工程使用的发电机为常规汽轮发电机，在技术上非常成熟。发电的辅助系统，均为常规配置，本发电系统配套的制水系统、循环水系统，均为常规中、小发电机组配置，技术已很成熟。因此，本工程拟采用的热力系统及热机设备在技术上在实践上均有可靠的保证。3.3.4 主厂房布置发电系统，其汽轮发电机房、电站控制室、站用电力室、发电机及站用电高压系统、以及化学水制备合建联合厂房。发电系统主厂房占地462m2，双层厂房。汽机为岛式布置，运行层为7.000平面，汽轮发电机布置在7.000平面上，0.000平面布置有给水泵、凝结水泵、油泵等；除氧采用锅炉自除氧系统，除氧器及水箱布置在锅炉岛，露天布置。3.3.5 电站室外管线室外汽水管线主要有：来自余热换热器的主蒸汽管道；由汽机房去余热换热器的给水管道。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，管道按照设计规范和规定设计。3.4 电气及自动化3.4.1 编制范围编制范围包括以下几个主要方面1）电站的电气主结线，电站接入系统；2）站用电配电，站用辅机控制；3）热工自动化及计算机控制系统；4）电站室外动力及照明配电线路；5）车间照明、防雷及接地设计。3.4.2 编制依据委托方提供的设计基础资料。3.4.3 电气3.4.3.1 站用电配电1）电压等级发电机出线电压： 10kV站用高压配电电压： 10kV站用低压配电电压： 0.4kV站用辅机电压： 0.38kV2）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站用电负荷及站用电率站用电率： 8%(不计引风机)3）站用变压器选择根据站用电负荷计算结果，同时考虑电站运行的经济、可靠性、电站站用变压器选择一台10kV/0.4kV，500kVA变压器。直流系统直流系统的负荷（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，每座电站设计选用铅酸免维护蓄电池直流成套装置各一套。3.4.3.2 主要电气设备选型1）10kV高压配电设备选用金属铠装全封闭中置移开式高压开关柜；2）400V站用低压配电设备选用抽屉式低压配电屏；3）继电保护屏选用PK-10标准屏；4）控制屏选用KG系列仪表控制屏，控制台为由DCS系统配套的电脑工作台；5）静止可控硅励磁装置随发电机配套。3.4.3.3 过电压保护和电力装置的接地1）根据当地气象资料公司所在地属于中雷区，对高于15m的建筑物（如汽轮机房等）按三类防雷建筑物保护设计；2）发电机母线及发电机中性点均设有电站专用避雷器；3）电力装置的接地。高压系统为接地保护，低压系统为接零保护，接地系统为TNS系统。在汽轮发电机房、化学水处理、发电机出线小间、高低压配电室、站用变压器室及电站中央控制室等场所均设置接地装置。并通过电缆沟及电缆桥架上的接地干线，将各处的接地装置连接起来，形成电站的接地网络。3.4.3.4 站用电设备的控制根据纯低温余热电站的技术特点，将采用机电炉集中的单元控制方式。每座电站汽轮发电机、余热锅炉及其站用辅机将在各电站中央控制室通过DCS系统进行集中控制。但其化学水处理将设独立的控制盘就地集中控制。3.4.3.5 电气照明1）正常照明：电站的正常照明电源引自站用电屏，电源为三相四线制，电压为380/220V。主要车间照明一律采用均匀照明和局部照明相结合，均匀照明为主，局部照明为辅。2）事故照明：电站内设有事故照明屏，当厂用交流电源消失后，事故照明屏自动将直流系统提供的直流电源投入。根据电站内不同岗位的重要性，在重要岗位及车间设有事故照明灯，以满足可靠性和安全的要求。3）安全照明：锅炉等金属体设备内检修采用安全照明电压12VAC。照明灯具接至局部照明变压器220V/362412V二次侧，灯具采用手提安全灯。3.4.4 热工自动化3.4.4.1 编制原则及控制方案为了使纯低温余热电站处于最佳运行状态，节约能源，提高劳动生产率，本工程拟采用技术先进、性能可靠的集散型计算机控制系统（简称DCS系统）对各车间进行分散控制、集中管理。3.4.4.2 控制设备及一次仪表选型为保证整个控制系统的先进性和可靠性，拟选用DCS系统实现对过程参数的采集、监视、报警与控制。对于关键性的检测和控制元件选用进口设备或国内引进技术生产的优质产品。选用的一次仪表设备有：智能化系列压力/差压变送器；温度检测仪表元件；锅炉汽包水位等电视监视系统。3.4.4.3 系统配置及功能设置于电站的计算机系统（DCS）由现场级及中央控制级组成。 每座电站的计算机系统配置详见附图计算机系统配置方案图。现场级根据电站的特点，在位于每座电站汽轮机房运转层的电站中央控制室内设置I/O模件机柜，采集所有来自现场的开关量和模拟量信号并输出驱动信号。现场级完成电动机顺序逻辑控制、工艺过程参数的检测与监控，以及PID串级、多变量复杂控制等。中央监控级中央监控级设1个工程师站和2个监控操作站，分别由监控管理计算机、LCD和打印机等组成。监控操作站的功能包括：具有动态参数的热力系统及工艺流程图显示；电动机开/停操作和运行状态显示；棒形图显示；历史趋势曲线的显示；调节回路的详细显示及参数修正；报警状态的显示；报警状态及运行报告的打印等。3.4.4.4 应用软件用于电站的DCS系统应用软件是实现现场级和中央监控级功能的重要文件。应用软件包括逻辑控制软件和过程控制软件。1）逻辑控制软件对电站所有电动机、电动阀，根据LCD显示的热力系统图，通过键盘操作，完成组启