低热值煤发电工程工程设想设计方案.docx
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1、低热值煤发电工程工程设想设计方案1.1 全厂总体规划及厂区总平面布置规划1.1.1 全厂总体规划1.1.1.1 电厂厂址拟选厂址有两处。工广厂址:该厂址位于钱营孜矿工业广场北围墙外侧。在钱营孜矿工业广场北围墙外地形平坦开阔。除东北方向约15Om外有后湖王家村外,距其它居民村均较远。钱营孜矿工广保护煤柱按现设计往东、往南、往北均为430m左右。拟建电厂的新征地块在工广北侧原设计保护煤柱范围内,大约需要650x310m2的建设场地。若电厂在此位置新建,则需要对工广保护煤柱范围适当向北外移扩大。该地块区域内地形平坦,现为旱地。自然地面高程为23.223.6m。厂区内分布一些干涸的沟渠,局部有池塘和坟
2、地。场地中西部有两条IlOkV、两条IOkV矿区供电线路;西北约850m处是钱营孜村,场地东侧约600m处有钱营孜矿南北向的进矿公路(X057县道),北侧及西侧约700m处有钱营孜矿的货运公路。(矿供电线路如何改造?什么时候改?矿供电图)该厂址南面约2km处有汾河,北面约18km处有新汴河。厂址处百年一遇洪水位24.60mo行宫铺厂址:行宫铺厂址位于宿州南部工业开发区的西外沿处,S3O5省道西边。东北距离宿州市区约3.5公里。厂址东南侧紧邻宿蒙河、S3O5省道及行宫铺村,西北角处有南陈、松林、新周坪孜等村庄。东西两侧现为农田。拟选厂址区为宿州市2010-2030规划的工业建设用地,按宿州市城市
3、总体规划:该厂址区北侧为纬五路,东侧为经二路,南侧为宿蒙河、S305省道及南外环路,西侧为经一路(蒙城一永城公路)。该区块为梯形状,南北向约400750m,东西向约360450m。该区块面积约2L4h11其中约75%为有条件建设用地,25%为一般农田。场地中央有一条IlOkV输电线路。区域内地形平坦,自然地面高程为26.226.3m。该厂址南面约IOkm处有汾河,北面约9.5km处有新汴河。厂址处历史最高内涝水位:26.5mo1.1.1.2 供水系统及电厂水源电厂供水系统拟采用带冷却塔的二次循环供水系统。电厂水源:采用宿州市城南污水处理厂的中水作为主要补给水源,新汴河宿县闸上蓄水+梯级翻水作为
4、本项目供水水源的备用水源。工广厂址与城南污水处理厂的距离约15km,与新汴河取水口的距离约21kmo行宫铺厂址与城南污水处理厂的距离约7.5km,与新汴河取水口的距离约10km。两厂址的地表水补给水泵房均设在新汴河南岸,合徐高速公路西侧约300m处。补给水泵房区域另设有配电房和职工生活间等辅助设施,占地初定1200m2o1.1.1.3 燃料系统工业广场厂址:由于厂址位于钱营孜矿工业广场外侧,距钱营孜矿洗煤厂不足1公里,所以,钱营孜洗中煤由皮带机运输进厂,皮带输送距离约70Om。煤泥由煤泥水泵经管道进厂。(矿煤泥水用途?环评需要)其它矿煤泥均由汽车运抵至电厂。行宫铺厂址:钱营孜洗中煤、煤泥选用管
5、状皮带机运输进厂,管状皮带输送距离为IIkm,其它矿煤泥采用汽车直接运输进电厂。1.1.1.4 除灰渣系统及灰场本工程除灰渣系统采用灰、渣分除,粗、细灰分排方式。除渣系统采用机械输送方式,集中至渣仓,除灰系统采用正压浓相气力除灰方式,集中至灰库,然后都由汽车干式运至综合利用场所或加湿运到灰场碾压。宿州地区灰渣综合利用条件良好,为满足综合利用不畅时灰渣的堆放,拟选择位于宿州市南部的祁东矿塌陷区作为本期灰渣堆场。祁东矿塌陷区目前已经形成,塌陷区面积较大,塌陷深度高低不一,可选择塌陷深度较大的区域作为灰场。灰场的堆灰库容初期按2年左右建设,本期灰场占地约40hm2,灰坝平均高度约3m,总长约2600
6、m,堆灰库容约240万11祁东矿塌陷区灰场距离两个厂址的运灰距离分别为:23km、31kmo工广场厂址运灰距离约23km,主要利用206国道,部分利用X057县道,部分乡道需要改扩建,扩建长度约7km,其中一座桥梁需要拓宽和加固。行宫铺厂址运灰距离约31km,运灰道路与工广场厂址部分相同,也主要利用206国道,部分利用209乡道。乡道等级不高,需要扩建,扩建长度约7km。1.1.1.5 电气出线本工程初步考虑以2回220kV架空线路接入规划在建的宿南变或已建成的220kV南坪变。根据厂区总平面初步规划设想,工广厂址拟向东或向北出线,行宫铺厂址拟向南出线,根据目前厂址周围的环境,两个厂址的出线条
7、件均较好。1.1.1.6 厂外道路工广厂址西距S305省道约3.5kmo东距钱营孜矿南北向的进矿公路约600m,北距(通往京台高速南坪、桃园出口处的)东西向X057县道向西延伸段(现为钱营孜矿货运公路)约700m,目前这两条道路现状路面宽度为6.59m,碎路面。该厂址可从东面的进矿公路或北侧的钱营孜矿货运公路这两条道路上引接。行宫铺厂址的东南侧紧邻S305省道,电厂的主、次出入口近期均可直接与S305省道连接。远期待城市规划道路建成后可直接与城市规划道路连接。1.1.1.7 电厂生活区拟建电厂两个预选厂址距离宿州市区分别为15km和3.5km,电厂生活区安排在宿州市区。1.1.1.8 施工区及
8、施工生活区施工区及施工生活区布置在厂区扩建端位置,用地约13.445hm2o1.1.1.9 拆迁及改造因为钱营孜矿工广区变电所位于靠近工广区北围墙处,因此本项目的建设将会造成拟建厂区范围内、与工广区变电所相连的两条IlOkV及两条IOkV线路的拆除改造。在拟建电厂厂区和煤矿工广区之间,我们预留了约6m宽的廊道,拟作为改道后的同杆多回架空线路或敷设电缆的通道。行宫铺厂址也有一条高压线路需要改道。两个厂址均有一些坟墓需要搬迁。1.1.2 厂区总平面规划布置1.1.2.1 厂区总平面布置原则(1)厂区总平面按2x350MW燃煤机组规划布置,并留有扩建余地。(2)厂区总平面布置按照示范性电厂的思路,贯
9、彻模块化设计理念,进行模块化设计和优化,通过不同的模块组合,满足建设单位对电厂各功能的个性化需求。(3)厂区总平面布置充分体现征地最少特点,尽可能少占用村庄,少拆迁,低造价。(4)各类工艺设施按功能分区相对集中,尽量采用联合建筑成组布置,力求生产工艺流程合理顺捷,分区明确,互不干扰,便于生产运行管理。厂区总平面布置做到布置最紧凑,土地利用率最高。(5)厂区总平面布置因地制宜,合理利用地形地质条件,避免深挖高填,做到厂区、施工区土方和基槽余土土方综合平衡,方便厂内外设施标高衔接。1.1.2.2 厂区总平面方案(工业广场厂址)首先,由于该厂址电厂厂区和钱营孜矿工广贴临布置,所以我们要考虑两者之间的
10、相互影响。钱营孜煤矿工广区主出入口朝东,职工生活区及办公区位于工广的东北角,东南角为预留的场地,生产区位于工广的中部,西北角为砰石山,西南角为预留场地。在现砰石山的东北侧,钱营孜煤矿规划有另一个砰石堆场。厂址处的主导风向为东北风。因此从视觉美观和两者之间的环境相互影响角度,以及场地条件考虑,初步考虑电厂的固定端朝南,朝向工广区,汽机房朝东,扩建端朝北。其次,由于该厂址和工业广场贴临布置,拟建电厂厂区位于钱营孜煤矿工广区保护煤柱的范围内,若电厂在此位置新建,则需要对工广保护煤柱范围适当向北外移扩大。因此尽量减小保护煤柱的扩大范围也是我们总平面布置时考虑的重要因素。第三方面,根据两个拟选厂址燃料、
11、水源的进厂方位及厂址周围的道路状况、主导风向、出线条件等,如何布置才能使工艺流程顺捷、道路交通方便、厂内环境良好是我们努力追求的方向。基于上述原则,我们对工广厂址的厂区总平面规划布置考虑过多种可能的布置方案,最终提出了如下两个厂区总平面规划布置初步设想方案。方案一:电厂布置为四列式,自东向西依次为20OkV配电装置冷却塔-主厂房区一煤、灰贮存区。主厂房固定端朝南,汽机房朝东,向东出线。生产办公及其它辅助、附属生产区均布置在主厂房的固定端、靠近工广这一侧。烟气脱硫区、煤灰贮存区、点火油库区、贮氨区、废水处理区等生产中易产生粉尘、气体污染的区域均布置在厂址常年主导风向的下风向,力求避免对厂、矿职工
12、生活环境造成不利影响。由于该厂址紧邻钱营孜矿工广布置,属典型的坑口电站,因此厂区内不按常规设置贮煤场,仅设一煤泥泵房。(煤泥棚、肝石鹏、石膏库?)电厂主出入口拟向东,与厂址东侧的钱营孜矿进矿公路连接。次出入口拟向北,与厂址北侧的钱营孜矿货运公路连接。主入口、物流入口分开设置,有效实现人车分流。本期工程厂区围墙内用地约17.76hm2。方案二:电厂布置为二列式,自北向南依次为20OkV配电装置-主厂房区。主厂房固定端朝西,汽机房朝北,向北出线。冷却塔及水处理区布置在主厂房固定端西侧,灰渣、废水、油库、储氢区等均布置在厂区的西部边缘处,生产办公区布置在厂区的东南角、与矿区生活设施毗邻处。电厂主出入
13、口拟向东,与厂址东侧的钱营孜矿进矿公路连接。次出入口拟向北,与厂址北侧的钱营孜矿货运公路连接。主入口、物流入口分开设置,有效实现人车分流。本期工程厂区围墙内用地约18.35hm2o1.1.2.3 厂区总平面方案(行宫铺厂址)初步设想汽机房朝南,面向S305省道布置,向南或向西出线。固定端朝东,面向宿州市区。厂区分东、西两个大区域:西部自南向北依次布置220kV屋外配电装置一冷却塔一主厂房一卸、储煤区,灰库布置在靠炉后的位置;东部自南向北依次布置电厂厂前建筑一锅炉补给水处理、净水站、废水处理区、点火油、储氢区等生产及辅助生产设施。综合办公楼、综合服务楼、综合维修楼和材料库等集中布置在厂前电厂主出
14、入口处。电厂主出入口布置在厂区东南角,直接与S305省道相连。次出入口或燃料、灰渣运输出入口布置在厂区西面,向南直接与S305省道相连。本期工程厂区围墙内用地约20.72hm2o1.1.3 厂区竖向规划工广厂址:厂址处百年一遇洪水位24.6mo厂址处自然地面高程为23.2-23.6mo根据规程:主厂房区需高于百年一遇洪水位05m,其它区域需高于百年一遇洪水位。因此,厂区范围内需适当填土垫高,平均垫高约1.2m,填方量约240000m3o行宫铺厂址:厂址处历史最高内涝水位:26.5mo厂址处自然地面高程为26.226.3m。厂区范围内需适当填土垫高,平均垫高约03m,填方量约85000m3o1.
15、2装机方案1.2.1概述宿州钱营孜矿,在煤炭洗选过程中所伴生出来的大量煤泥、洗中煤,因得不到有效的利用,目前处理的方式是弃置在排土场内,不仅浪费能源,同时对周围环境污染严重。本工程配套建设燃用煤泥、洗中煤的循环流化床水冷发电机组,不仅可以降低煤炭生产成本、取得较好的经济效益,促进地方经济的发展,而且受到国家产业结构调整政策的支持。循环流化床锅炉属于煤的清洁燃烧技术,它具有燃料适应性广、不投油稳燃负荷范围大、可以实现炉内直接脱硫等特点:(1)燃料适用性好,燃烧效率高。循环流化床(CFB)锅炉燃烧方式的基本原理是劣质燃料中未燃尽的颗粒被烟气带出炉膛经分离后再返回炉床反复燃烧,物料可多次循环,从而提
16、高了锅炉的燃烧效率和脱硫剂的利用率。借助其独特的燃烧方式,对一些特低劣质煤、难燃型煤特别适用,如煤砰石、石油焦、煤泥、无烟煤、油页岩等。(2)低污染的洁净煤燃烧。燃料及吸附剂分别经破碎到一定细度后输入燃烧室被流化并在840950C范围内燃烧,吸附剂为经磨细的石灰石(CaCO3)与燃料燃烧时释放出来的SCh发生化学反应,生成硫酸钙(石膏CaSo4),其化学反应式为CaCo3-CaO+CCh,SO2+CaO+122CaSO40由于循环流化床(CFB)锅炉炉膛温度一般控制在840950,而使进入锅炉炉膛的石灰石(CaCo3)粉既不会过烧又不至于欠烧的适宜温度区为8501150。在此温度条件生成的Ca
17、O晶体小、比表面积大、气孔率高,因此活性强。同时,反应生成的CaSO4也不会再分解。因此其炉膛温度为最佳的脱硫温度,只要选择适当的Ca/S比,就能得到较高的脱硫效率,其脱硫效率可达90%左右。同样,其炉膛温度也是控制NoX产生的最佳温度,NOX排放浓度不超过400mgNm3o(3)不宜结焦。由于烟气和颗粒间存在大的速度偏差,颗粒以低于烟气的速度流经燃烧室,长时间的滞留并和微小颗粒的接触,抑制了高的烟气温度,使之有高的燃烧效率,并且不发生结焦。(4)负荷调节范围广,燃烧稳定。由于循环流化床(CFB)锅炉燃烧方式的独特性,其不投油最低稳燃负荷可达到30%BMCR(锅炉最大连续蒸发量),在30100
18、%BMCR负荷范围内,燃烧非常稳定。因此,特别适合调峰发电机组。(5)燃料制备系统简单。循环流化床(CFB)锅炉的燃料制备系统简单,只有一套简单的给煤系统,无需如煤粉锅炉那样复杂的制粉系统,只要给煤颗粒度满足其燃烧要求即可。由于是低温燃烧,NOX排放量低、易于实现灰渣综合利用。所以,特别适合于燃用劣质燃料。本工程燃煤的突出特点是热值低、灰分高,设计煤种、校核煤种的低位发热量分别为13.019MJkg和12.859MJkg(lMJ=239kcalkg),且燃料中需要掺烧部分煤泥,采用管道输送煤泥的方式更不易堵煤,所以本工程更加适合于采用循环流化床锅炉。目前,国内外循环流化床燃烧技术发展较快,机组
19、容量也已经达到了300MW,国内三大锅炉厂通过技术引进已经具备了300MW级循环流化床锅炉系统的设计、制造能力。因此,本期工程锅炉将采用国产350MW超临界循环流化床锅炉。350MW机组在国外是区域电网的主力机组,现以亚临界机组(参数16.7MPa538C538C)为比较基础,超临界机组(参数24.2MPa538C566C)的效率提高2.4%;超临界机组(参数24.2MPa/5参C566C)的效率提高3.2%;超超临界机组(参数25MPa600C600C)的效率高1.6%。鉴于国内制造行业已能够设计制造参数24.2MPa538C566C及24.2MPa566C566C的600MW超临界机组,二
20、者选材基本相同,造价基本持平;而参数24.2MPa566C566C的600MW超临界机组的效率比参数24.2MPa538C566C的同容量超临界机组要高0.8%o因此,从设计、选材、造价及电厂热效率各方面考虑,对300MW级超临界机组选择24.2MPa566C566C参数是合适的。当蒸汽初参数继续提高,若单机容量较小,势必导致汽机高压部分的通流尺寸很小,二次流和轴封漏汽损失加大,将会部分抵消由于蒸汽初参数提高带来的效益;同时三大主机厂,尤其是汽轮机厂的实际情况,即成熟定型机组都是350MW。超临界机组由于其温度、压力参数的提高,其效率和煤耗等技术经济指标普遍优于亚临界机组,目前已有较多投产的电
21、厂采用超临界机组,且设备的可靠性与压临界机组相当,故本工程从主机、辅机配套以及技术经济等方面来说明选用超临界参数机组是完全可行的。1.3主机技术条件1.3.1 锅炉主要设计参数型式:超临界,单炉膛,中间再热自然循环,全钢架悬吊结构,兀型布置,循环流化床锅炉。锅炉最大连续蒸发量:1121t/h过热蒸汽压力:21.4MPa(g)过热蒸汽温度:571低温再热蒸汽压力:4.886MPa(g)低温再热蒸汽温度:330高温再热蒸汽流量:905t/h高温再热蒸汽压力:4.523MPa(g)高温再热蒸汽温度:569省煤器入口给水温度:286锅炉效率:89.5%锅炉构架:钢构架空气预热器:管式或回转式空预器出口
22、排烟温度:140锅炉飞灰份额:暂按60%;炉膛出口过剩空气系数:l=L2;(也就是说炉膛出口氧量3.5%左右)机械未完全燃烧损失:q4=3.42%;(飞灰、落灰、灰渣、溢流灰和冷灰中未燃尽的可燃物所造成的热损失)1.3.2汽轮机型式:超临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、纯凝汽式。功率:350MW(额定、THA)THA工况(热耗率验收工况)是指:汽轮机在额定进汽参数、额定背压、回热系统正常投运,补给水率为0%,能连续运行发电机输出额定功率。也有的叫额定出力工况参数:主蒸汽额定压力:主蒸汽额定温度:主蒸汽额定流量:再热汽阀前额定压力:再热汽阀前额定温度:24.2MPa(a)5661007.5t
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