1、神華煤化工蒸汽余熱發電單元方案論證<2009 年 4月 2日收到版）內蒙古電力勘測設計院2009年3月目錄1 概述 12 設計依據 23 機務部分 54 電氣部分 85 熱工自動化部分 96 水工部分 107 投資估算 13附 圖 ： 共 5 張1 概述神華包頭煤化工煤制烯烴項目建在內蒙古自治區包頭市九原區工業開 發區。該項目是以神華李家壕煤礦生產的煤為原料生產甲醇，甲醇通過 MTO 裝置轉化為烯烴，再通過聚合裝置生產出聚丙烯和聚乙烯，同時副 產硫磺、丁烯、丙烷和乙烷以及C5+等副產品。該項目聯合裝置主要包括煤氣化裝置、180Xl04t/a甲醇裝置、60Xl04t/a MTO裝置、30x

2、l04t/a聚丙烯 裝置、30X04t/a聚乙烯裝置。為滿足化工裝置用電、熱負荷的需要，項目配套建設l 座產汽1440t/h,發電100MW的自備燃煤熱電站。熱電站通過兩回 220kV 線路與總變電站連接并入內蒙古電網，并以 35kV 電壓向煤制烯烴項目的各生產裝置供電。根據項目的蒸汽平衡， l.7MPa 過熱蒸汽、 l.lMPa 過熱蒸汽尚有部分 剩余蒸汽。為合理使用這部分蒸汽，保證蒸汽不放空，經研究，在項目建 設中，增加蒸汽余熱發電單元。將1.73Mpa蒸汽減溫減壓至1.10Mpa,與1.1OMpa蒸汽合并后分別驅 動兩臺同參數汽輪機機組。同時考慮抽 0.52Mpa蒸汽用來冬季采暖。上兩臺

3、同參數的機組，運行中可以相互備用，其備品備件也可通用， 有利于生產的運行管理和維護；其次對蒸汽負荷的適應性強。在剩余蒸汽 較少的情況下，可以單臺機組運行。機組發電電壓為10kV，經升壓后，接入總降變35kV配電裝置。建設蒸汽余熱發電單元的目的，是利用裝置余汽發電，保證項目蒸 汽平衡不過剩，充分利用蒸汽能源，提高項目能源利用率，保證項目能 源利用的合理性和效益最大化。2設計依據2.1 設計原始條件根據 2009 年 1 月 10 日神華包頭煤化工有限公司組織的關于神華包 頭煤制烯烴項目蒸汽余熱發電裝置會議紀要、天辰院所提供2008 年 8 月20 日版本的蒸汽平衡圖。2.1.1 余熱發電機組蒸汽

4、平衡情況1.73MPa 蒸汽夏季正常工況：甲醇 裝 置 產汽 184.4t/h ， 循 環 水裝 置 透 平利 用93.5t/h ，余量 87.9t/h；夏季最大工況：甲醇 裝 置 產汽 209.6t/h ， 循 環 水裝 置 透 平利 用93.5t/h ，余量 112.1t/h；冬 季 正 常工 況 ： 甲醇 裝 置 產汽 184.4t/h ， 循 環 水裝 置 透 平利 用 93.5t/h ，經減溫減壓器減壓至 1.1MPa32t/h ，余量 55.9t/h；冬 季 最 大工 況 ： 甲醇 裝 置 產汽 209.6t/h ， 循 環 水裝 置 透 平利 用 93.5t/h ，經減溫減壓器減

5、壓至，余量 109.2t/h；2.1.21.1MPa 蒸汽夏 季 正 常 工 況 ： 甲 醇 裝 置 水 煤 氣 廢 鍋 <267.8t/h ) 和 變 換 廢 鍋 <55.5t/h )共產汽 323.3t/h，余量 71.74t/h ;夏 季 最 大 工 況 ： 甲 醇 裝 置 水 煤 氣 廢 鍋 <321.4t/h ) 和 變 換 廢 鍋 <61.7t/h )共產汽 383.1t/h，余量 98.79t/h ;冬 季 正 常 工 況 ： 甲 醇 裝 置 水 煤 氣 廢 鍋 <267.8t/h ) 和 變 換 廢 鍋<55.5t/h ) 1.7MPa 蒸汽

6、減壓至 1.1 MPa 蒸汽 33.2t/h，共產汽 經減溫減壓器減壓至 ，余量Ot/h;冬季最大工況：甲醇裝置水煤氣廢鍋<321.4t/h )和變換廢鍋<61.7t/h)1.7MPa 蒸汽減壓至1.1 MPat/h，共產蒸汽386.1t/h，余量Ot/h。綜上所述，蒸汽平衡情況如下表:夏季正常量夏季最大量冬季正常量冬季最大量備注t/ht/ht/ht/h1.73MPa87.9112.155.9109.2冬季減壓量32t/h1.1MPa71.7498.7900冬季減壓量127.6t/h余熱發電機組的容量，取決于蒸汽平衡的剩余量。一般的原則是考慮裝置正常生產工況，不考慮最大工況。因此，

7、余熱發電機組可利用蒸汽量如下表：夏季正常量t/h冬季正常量t/h備注1.73MPa87.987.91.1MPa71.7495.6余熱發電機組蒸汽設計條件根據2009年1月10日余熱發電機組專題會議上，天辰院提供的參數，余熱發電機組蒸汽設計條件如下表：操作壓力MPa<g)操作溫度< C)最小正常最大最小正常最大1.7MPa 蒸汽1.31.51.72852902951.1MPa蒸汽0.81.01.22352402450.46MPa 蒸汽抽汽壓力按0.52設計。抽汽溫度待汽輪機計算給出。注：各等級管網的設計壓力按照項目設計統一規定執行。2.2裝機方案根據蒸汽參數、平衡等情況，擬定裝機方案

8、如下: 將 1.73Mpa 蒸汽減溫減壓至 1.10Mpa ，與 1.10Mpa 蒸汽合并后分別驅動兩臺同參數汽輪機機組。同時考慮抽 0.52Mpa 蒸汽用來冬季采暖。 上兩臺同參數的機組，運行中可以相互備用，其備品備件也可通 用，有利于生產的運行管理和維護；其次對蒸汽負荷的適應性強。在剩 余蒸汽較少的情況下，可以單臺機組運行。2.3 汽輪機及發電機選型 根據上述要求，征求汽輪廠意見后，給出選型參數如下：2.3.1 汽輪機主要技術條件：抽凝汽式濕冷汽輪機，無回熱系統型號：C15-1.0/0.52額定功率：15000kW（ 額定功率以供應商計算為準 >最大功率：kW額定蒸汽參數：進汽量:9

9、0t/h主蒸汽壓力：1.0 ±主蒸汽溫度：240 士 5C抽汽壓力：0.52Mpa抽汽溫度：以供應商計算為準，不咼于 200 C排汽壓力 <夏季 冬季）： KPa.a額定轉速：3000rmin< 直連）布置形式：雙層2.3.2 發電機主要技術條件型號： QF-W15-2/10.5KV 無刷勵磁額定功率：15000kW最大功率：18000kW額定電壓：10.5kV額定頻率：50HZ額定轉速：3000rmin3 機務部分3.1 主蒸汽系統汽輪機進汽由化工裝置過剩蒸汽經過綜合管架進入汽輪機房，經過 減溫減壓裝置合并成 1.1 MPa 蒸汽分別驅動兩臺相同參數的汽輪機組做 功。將

10、減溫減壓裝置設置在余汽汽機房內，減溫水由電站汽輪機凝結水 泵出口接。該壓力為 1.72.2MPa。3.2 凝結水系統 裝置內設計凝結水除鐵器，凝結水經凝結水泵升壓后，進入除鐵器 除鐵，然后送出界區。本項目每臺機組擬選用兩臺 110%容量的定速電動凝結水泵，一臺運 行，一臺備用。機組不設回熱系統，凝結水以冷端溫度送出界區；汽輪 機啟機排氣要回收。3.3 循環水系統 機組為濕冷機組，循環冷卻水和輔機冷卻水由界區外引入。3.4 抽真空系統每臺機組安裝 2 臺 100%容量水環真空泵組，機組正常運行時， 1 臺運行，1臺備用；機組啟動時，為加快抽真空速度，2臺真空泵同時運行。凝汽器 排汽裝置）殼體上還

11、設有手動和電動真空破壞閥各一只。3.5主廠房布置及輔助設施本項目主廠房布置具體見機務布置圖。主廠房采用鋼筋混凝土結構、兩列式布置，順序依次為汽機房一一 集控樓汽機房布置汽輪發電機組縱向順列布置，汽機機頭朝向擴建端。汽機房跨度采用15m，汽輪發電機組中心線距 A列為8m。汽機房為三層布置，即：0.0m、3.4m、7.0m層。機組采用島式布汽機房機頭零 M布置有主機油箱、冷油器、油凈化設備、儲油箱 等，油系統集中布置在防火擋堰內（高150mm。汽機房機尾零 M布置有 發電機定子冷卻水集裝裝置、密封油集裝裝置及水環式真空泵等。集控樓布置集控樓貼建汽機房，主要用于布置電氣、熱控、暖通等專業設備,7.0

12、m運轉層作為中央集控室。項目單位裝機方案汽機房跨度m18柱距m8柱距數9主廠房長度m58汽機房運轉層標高m8汽機房天車軌頂標高m14汽機房屋架下弦標高m17集跨度m58控運轉層標高m7樓屋頂標高m12附屬設施全部的附屬設施均與目前在建神華電站裝置合用。4電氣部分4.1電廠建設神華煤化工蒸汽余熱發電單元項目是利用化工廠的多余蒸汽，帶動汽 輪發電機發電。項目建設為 2臺15MW汽輪發電機，發電機出口電壓為 10.5kV4.2電氣主接線及A列前布置電氣主接線本期項目采用發電機-變壓器單元接線形式接入化工總廠總降變中35kV配電裝置（35kV配電裝置不在此項目設計范圍內 。發電機出口裝設 隔離開關，采

13、用2臺SF10-20000/35的變壓器接入總降變35kV配電裝置 母線。因為余熱發電接入總降變，總降變部分需要增加 35kV開關柜（ABB合 資品牌 及并轉接柜材料，增加投資約170萬元，此部分設計不在余熱發電項目內，需業主另行考慮。因為余熱發電裝置區域距離總降變路徑較遠，且經過其他裝置區，情 況較復雜，本次余熱發電裝置設計范圍截止到2臺主變高壓側，主變高壓側至總降變的電氣連接部分的設計、施工及材料不在余熱發電裝置范圍內，此部分費用由業主另行考慮。4.2.1 A 列前布置本期項目 A 列前布置主變壓器共 2 臺。4.3 廠用電系統本項目廠用電系統采用 10kV 與 380/220V 兩級電壓

14、。高壓廠用電系統10kV 工作電源由發電機直接引接 ,備用電源考慮由熱電站裝置的備用 段引接。低壓廠用電系統低壓廠用電系統電壓為380/220V,采用中性點直接接地方式。每臺機設 1 臺容量為 800kVA 的低壓廠用工作變壓器。兩臺機設置 1 臺 800kVA 備用變壓器。各低壓廠用變壓器電源由 10kV 廠用母線引接，均采用干式變壓器，電壓比為10.5士 2X 2.5%/0.4kV，接線組別為Dy nil。4.4廠用配電裝置選型10kV 廠用配電裝置短路水平按 31.5kA 考慮，采用中置式手車開關 柜，內配真空斷路器。380/220V廠用配電裝置采用 MNS型開關柜。4.5 廠用電布置1

15、0kV廠用配電裝置、主廠房 380/220V廠用配電裝置布置在主廠房 B-C 列 0.00m 層。5 熱工自動化部分5 熱工自動化部分5.1 熱工自動化設計范圍熱工自動化設計范圍包括：汽輪機、發電機及其輔助系統與設備5.2 熱工自動化控制水平及控制方式機組采用分散控制系統<DCS）作為機組控制系統，采用機、電集中 控制方式。方案一：在余熱汽輪發電機組設置一個集中控制室，集中控制室及電子設備間布置在7.00m層B C列，電子設備間下設電纜夾層。方案二：汽輪發電機組就地僅設置 DCS 機柜室， DCS 控制以遠程 I/O 站的方式納入電站 UCR1 控制室進行控制， DCS 及 DEH 的操

16、作員站與熱 電站裝置部分操作員站合用 <UCR1 控制室已無獨立設置操作員站的空 間），并設置停機、停發電機等必要的后備硬手操手段。電子設備間布置 在7.00m層B C列，電子設備間下設電纜夾層。從控制系統上考慮，余熱發電機組與電站裝置屬于兩個完全獨立的工 藝系統，余熱汽輪發電機組不宜與熱電站裝置操作員站合用；從控制功能 上考慮，因為汽輪發電機組工藝運行的安全性和復雜性，不適宜采用 DCS 遠程 IO 站的方式進行控制。綜合以上因素，從設計角度考慮原則上不推薦方案二的控制方式。6 水工部分6.1設計范圍及主要內容<1）本項目主機排汽冷卻采用濕冷卻系統。<2）設計界區循環水系統

17、僅布置循環水管道，不含循環水泵房和冷卻塔，循環水泵房和冷卻塔由業主另行委托設計<3）生產、生活、消防給水直接由本項目界區外神華包頭煤制烯烴項目相應給水管網供給。<4 ）消防系統：建筑物室內外消防采用消火栓消防系統及移動式滅火<5）電廠排水采用分流制，設置雨水、生活污水、生產污、廢水管 道，根據廠區設計條件，雨水、生活污水和生產污、廢水就近排入界區外 相應管網。<6）本項目考慮設置含油廢水處理室，主要收集和處理變壓器油坑及 主廠房事故排油管中含油廢水。<7）本項目不設生活污水處理站、工業廢水處理站和雨水泵房。生活 污水及雨水自流排入相應管網。<8）給水及排水設

18、計管道界線為界區外 1M。6.3供、排水系統631循環水系統本項目設計界區內循環水系統僅布置循環水管道<不含循環水泵房和冷卻塔），循環水來水及回水管線均接至界區外循環水管道。本項目機組凝汽器冷卻水量為：表1循環水量單位：m3/h凝汽量（t/h>凝汽器冷卻用水輔機冷卻用水循環水總水量冷卻倍數180<初步確定）1080036011160m=60循環水來水及回水管線，均接至余熱發電單元界區外1m處，管徑均為D1420X 10,采用焊接鋼管。廠區生活給水系統本項目給水系統主要是生活給水系統。 本項目生活給水由界區外生活給水管道供給，由廠外引入直接送至各 生活水用水點。本項目設1條DN

19、50的生活給水管道。消防系統本項目不新建消防水泵房，消防水量為35L/S，壓力為0.60MPa。本項目消防水管分別從界區外消防給水管網引接2路DN150消防給水管道。6.3.4 排水系統 本項目廠區排水采用分流制，分為生產廢水排水系統、生活污水排水 系統、雨水排水管網系統。6.3.4.1 生產廢水排水系統 生產廢水根據排水水質的不同，分別回收和處理后回用。本項目擬設置含油廢水處理室。事故油池、變壓器油坑排水，收集至含油廢水處理室，經過處理后排 至界區外生產污水管。汽機房內泵坑排出的其他生產污、廢水就近接入界區外相應排水管道6.3.4.2 生活排水系統 本項目設置獨立的生活污水管網，各建筑物的生

20、活污水匯集至廠區生活污水干管，自流排至電廠界區外生活污水排水檢查井。雨水排水系統 本期項目在廠區道路邊設雨水篦子，用于收集雨水。雨水經廠區雨水干管收集后，自流排入電廠界區外雨水檢查井。7 投資估算7.1 設計依據中華人民共和國發展和改革委員會 2007年 7月 26日發布的火力發 電項目建設預算編制與計算標準以下簡稱 2006 年版火電預 規）；與技經工作有關的現行法令、法規、標準及規定。7.2 建設規模及設計范圍7.2.1 建設簡介 蒸汽余汽發電單元建設的目的，是利用裝置余汽發電，保證項目蒸汽 平衡不過剩，充分利用蒸汽能源，提高項目能源利用率，保證項目能源利 用的合理性和利益最大化。設計范圍

21、 本次設計范圍包括蒸汽余汽發電單元區域內的汽輪機及其附屬生產系 統、輔助生產系統等設施，不考慮送出線路的投資。7.2.3 項目簡況見專業相關說明。資金來源及計劃工期 本項目注冊資本金暫按項目靜態投資的 20考慮，其余 80擬采用銀行貸款。貸款年利率 5.94%。7.3編制原則及依據7.3.1 項目量 依據本院設計專業提供的資料計列項目量。7.3.2 定額采用中國電力企業聯合會 2007年 11月 9 日發布的電力建設項目概 算定額 <2006 年版）建筑項目、熱力設備安裝項目、電氣設備安裝 項目三項定額標準以及配套預算相關定額。7.3.3 裝置性材料預算價格安裝項目裝置性材料價格：選用發電項目裝置性材料綜合預算價格 <2006 年版）的綜合預算價格。不足部分采用電力建設項目裝置性材 料預算價格 <2006 年版）中的預算價格。7.3.4 設備價格設備價格