余热利用项目建议书

焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目项目建议书****2011年3月焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****1目录一、项目提出的必要性和依据二、工程项目的初步设想三、环境保护四、消防、劳动安全与职业卫生五、投资估算六、经济分析七、项目结论及建议焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****2一、项目提出的必要性和依据我国目前正处于经济持续高速发展的时期，经济的持续发展对资源和能源的需求也日益增加，但由于受我国工业整体技术水平的制约，在经济持续增长对资源和能源需求日益增加的同时，还存在着巨大的资源和能源的浪费。硫酸生产是一个放热过程，生产过程中有多个接点具有回收和利用价值。从技术经济角度来说，目前硫酸工业主要回收的是焙烧工段及转化工段产生的高位热能，即通过在焙烧炉加水冷受热面、在焙烧炉出口烟气段设置烟气余热锅炉（即硫酸余热锅炉）产生蒸汽的办法来回收热能，从而达到节能的目的。****目前在运行的有一条6万吨/年制酸生产线，即将投资新建一条12万吨/年制酸生产装置，上述均为锌精矿焙烧烟气制酸生产线。目前，已有6万吨/年制酸生产皱配备了一台10t/h中温中压硫酸余热锅炉，该炉可产3.82MPa、450℃中温中压蒸汽10t/h，这部分蒸汽原来一直是通过减温减压后供电解锌厂使用，蒸汽可用能损失较大。根据制酸工艺计算，公司6万吨/年制酸生产线焙烧炉余热可产10t/h中温中压蒸汽，12万吨/年制酸生产线焙烧炉可产20t/h中温中压蒸汽。根据国家“十二五”十大重点节能工程实施意见，结合****生产的实际情况，必须对公司的三条制酸生产线的余热进行综合利用，即，将硫酸焙烧炉的余热用余热锅炉收集起来产生中温中压蒸汽，然后通过汽轮机发电，发电后的蒸汽再用于工艺生产，这样将利用较少的投资产生较大的效益。****现有供热设备见表1-1:焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****3表1-1公司现有供热设备情况表名称规格数量蒸发量(t/h)蒸汽压力MPa蒸汽温度℃备注快装蒸汽锅炉6t/h1台61.25饱和快装蒸汽锅炉10t/h1台101.25饱和烟气余热锅炉10t/h1台102.5450经减温减压后使用****是耗电大户，平均耗电38000kW/小时。因此，新上余热发电项目后，既可以在满足生产用汽的需要的同时减少燃煤消耗，又可以自发电近3000kW/h，这样可以减少企业的用电成本，为企业带来可观的经济效益。根据国家提出的有关资源综合利用的方针和“以热定电”的原则，结合****生产的实际情况及锅炉制造业、机电行业的有关标准，实行热电联产，做到资源的综合利用。选择合适的热电联产机组。余热锅炉、汽机、发电机等设备规格型号及容量的选定，既要满足生产热负荷的需要，又要保证其经济安全地运行，同时也要满足环保的要求。达到节约能源，提高企业经济效益和社会效益之目的。公司工艺系统按技改扩建后的状况考虑，即公司按三条制酸生产线考虑。二、工程项目的初步设想焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****42.1装机方案及选型2.1.1装机方案根据全厂热负荷情况，装机方案有：上一台3000kW背压机组(背压0.49MPa)；2.1.2新汽参数的选定根据机组容量和****原有燃煤锅炉及余热锅炉配置情况，本工程主蒸汽参数按中压考虑，即余热锅炉出汽额定参数为3.82MPa、450℃；汽轮机进汽额定参数为3.43MPa、435℃。2.1.3机组选型2.1.3.1余热锅炉选型我国硫酸工业余热利用技术已经非常普遍和成熟，在硫酸余热锅炉技术方面主要有强制循环炉和自然循环炉，其各有优缺点：1)、强制循环炉的优缺点(1)、优点：水管和过热蒸汽管的管径小，但能确保足够的循环量，对同一流量而言，节约了传热面积。另外，由于管径小；耐压强度显著增加；管内没有锅炉水和汽泡的停滞部分，管内腐蚀少；从锅炉整体来说，可以比自然循环的设计得更加紧凑；由于锅炉水容量少，起动时间短，．压力升高得快。(2)、缺点由于需要循环泵，要花费的动力多，在泵发生故障和事故时，锅炉和焙烧炉不能运转，所以需要自动启动的备用循环泵。为了对付突然停电，需要备用电源。由于循环泵在高温、高压下工作，不仅其设计复杂，而且运转和保养方面的问题较多。2)、自然循环炉的优缺点焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****5(1)、优点：因为锅炉水容量大，所以对于符合的变动，水位变动较小，而且对于突然停电危险性也小；不需要循环水泵；锅炉的操作简单。(2)、缺点：由于锅炉循环水的比重差而产生循环推动力，随着锅炉压力的增高，这种推动力减少，因此需要提高锅炉的高度。由于传热管采用垂直上升管和倾斜上升管相结合，传热管的配置受到限制。建议采用强制循环硫酸余热炉。3)、6万吨／年制酸生产线硫酸余热炉规范：型号QCF23/920-10-3.82/450额定蒸发量10t／h额定蒸汽压力3.82MPa额定蒸汽温度450℃给水温度105℃烟气进口温度900℃烟气出口温度380℃数量三台2.1.3.2汽轮发电机组汽轮机型号B3-3.43/0.49额定功率3000kW额定转速3000rpm额定进汽量32.1t/h额定进汽压力3.43MPa额定进汽温度435℃焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****6额定排汽压力0.49MPa额定抽汽温度238℃额定汽耗10.7kg/kwh数量一台汽轮发电机型号QF-3-2额定功率3000KW额定转速3000rpm额定电压10500V数量一台2.2热力系统及供热网2.2.1热力系统本工程主蒸汽系统采用母管制，新上两台余热炉与原10万吨/年制酸生产线硫酸余热炉主蒸汽并入中压主蒸汽母管，然后由蒸汽母管将蒸汽送至汽轮机发电。由于公司原有中压蒸汽管线管径太小100mm，本工程拟新增中压蒸汽母管一条，管径为DN200。给水加热系统采用一级加热，即锅炉给水通过除氧器加热至105℃，最终给水温度为105℃。2.2.2热力系统主要辅助设备选型2.2.2.1除氧器推荐各余热炉给水除氧器参数如下：1)、原6万吨/年制酸生产线余热炉给水除氧器额定出力10t/h额定工作压力0.02MPa额定出水温度105℃焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****7数量一台2)、新建12万吨/年制酸生产线余热炉给水除氧器额定出力10t/h额定工作压力0.02MPa额定出水温度105℃数量二台2.2.2.2锅炉给水泵推荐各余热炉锅炉给水泵参数如下：1)、原6万吨/年制酸生产线余热炉锅炉给水泵型号2.5GC-3.5x12流量15m3扬程540m数量二台2)、新建12万吨/年制酸生产线余热炉锅炉给水泵型号2.5GC-3.5x12流量15m3扬程540m数量四台2.2.2.3强制循环泵1)、原6万吨/年制酸生产线余热炉强制循环泵型号I00R-57流量100.8m3/h扬程57m数量二台2)、新建12万吨/年制酸生产线余热炉强制循环泵焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****8型号100R-57流量100.8m3/h扬程57m数量四台2.2.3供热网本工程只供蒸汽用户，因此只考虑蒸汽供热管路。公司原有主蒸汽压力有两个等级，分别为2.5MPa和1.27MPa，供热网压力等级分别为1.27MPa和0.49MPa两个。中压参数等级的蒸汽通过减温减压装置分别减至1.27MPa和0.49MPa的饱和蒸汽供热用户。本工程因供热负荷不增加，因此公司供热管网不需改变，而原有中压蒸汽母管不够，本工程拟新上一根DN200的主蒸汽母管，原有中压参数锅炉蒸汽和本工程新上的两台余热炉主蒸汽接入该母管。2.2.3.1供热网主要设备选型根据原则性热力系统图及原有热网设备配置情况，选择供热网主要设备如下：1)、原6万吨/年制酸生产线硫酸余热锅炉减温减压器一套额定进汽量10t/h进汽压力／出汽压力2.5MPa/0.49MPa进汽温度／出汽温度450℃/156℃2)、新建12万吨／年制酸生产线硫酸余热锅炉。减温减压器二套额定进汽量10t/h进汽压力／出汽压力3.82MPa/0.49MPa进汽温度／出汽温度450℃/156℃焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****93)、发电主厂房减温器一套额定进汽量30t/h额定压力0.49MPa进汽温度／出汽温度238℃/156℃2.3主厂房布置本工程系全厂技改工程，根据制酸生产线焙烧炉布置情况和热负荷分布情况，本工程新上发电主厂房布置在原6万吨/年制酸生产线焙烧车间和新建12万吨/年制酸生产线焙烧车间中间的空地上。发电主厂房为坐北朝南布置，汽轮发电机组为东西向纵向布置。各余热锅炉分别布置在各制酸生产线焙烧炉的旁边，均为露天布置。发电主厂房跨度均为12米，长24米，柱间距6米、共4个开间。主厂房运行层高为6.00米。主厂房附跨7米，共两层，分别为零米层，布置有高、低压配电间及变压器室；6.00米层为主控和汽机热控室。汽机间起重机轨顶高13.50米，设lOt电动单梁桥式起重机一台；汽机间零米层布置冷油器、电动油泵等汽机辅助设备，并留有检修场地；汽轮发电机组采用岛式布置在运行层。2.4化学水处理2.4.1水源及水质公司用水分生产用水和生活用水，均为工业园供水站供水。可满足本工程取水要求。本工程水质状况一般，无详细水质分析资料。2.4.2系统出力由原则性热力系统图可知，本工程需补充水30.52t/h，考虑水处焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****10理系统自用水率系数1.2，则水处理系统出力为30.52×1.2=36.6t/h，再考虑留有一定的富裕量，推荐水处理系统出力为40t/h。由于公司目前无除盐水处理系统，根据中压机组对锅炉给水水质的要求，锅炉补给水处理拟采用一级除盐的化学水处理系统。经处理后的水质见表2-1:表2-1一级复床除盐系统出水水质项目数值单位备注电导率≤0.2µs/cm25℃二氧化硅≤20µg/L硬度～02.4.3除盐水处理系统主要设备选型如下：单流机械过滤器Φ25002台无项压逆流再生阴离子交换器Φ15002台无项压逆流再生阳离子交换器Φ15002台除二氧化碳器Φ10001台中间水箱V=15m31只脱盐水箱V≥50m31只中间水泵流量50m3/h扬程50m2台除盐水泵流量50m3/h扬程80m2台2.5除灰系统本工程余热锅炉烟道沉降灰采用余热炉配套的螺旋出灰机输焙砂仓。2.6给排水焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****112.6.1工厂给水2.6.1.1一次水公司用水分生产用水和生活用水，生产用水和生活用水均为工业园区供水站供水。可满足本工程取水要求。本工程不考虑一次水取水及预处理设施。2.6.1.2冷却水（循环水）本工程循环冷却水见表2-2:表2-2循环水量表序号设备名称数量冷却水量m3/h水压MPa水阻kPa水温℃备注系统1冷油器2600.2~0.3≤33连续运行循环2发电机空冷器1400.2~0.3≤33连续运行循环合计100循环本工程所需循环冷却水从原有系统接入。2.6.2工厂排水本工程排水量约为9.6m3/h，排水含少许盐份和少量机械杂质。排水排入公司原有生产废水排放系统。2.7电气部分2.7.1供电现状：工程位于湘西保靖县钟灵山工业园区，园区旁有一座龙溪塘ll0KV变电站，外部供电容量充足、安全可靠，公司在从龙溪塘ll0KV变电站直接架设一条供电线路。2.7.2电气主接线新建的发电机组1F，其容量为3MW，机端电压为10.5KV。根据公司现有电气主接线的接线方式，工程拟在热电站侧设l0KV配电焙烧锌精矿烟气余热利用技术改造项目建议书****12室，电站内电气主接线为10.5KV单母线接线方式，主接线正常运行方式为发电机通过分别10.5KVI段母线与10.5kV电力系统并网，可保证容量通过10.5kV配电所母线馈电（扣除站用电）。工程发电机1F出口设置断路器，作为发电机同期并网点。依据工艺专业要求，突然停电可导致生产中断，且依GB50052-95有关规定，站用用电负荷属二级，而上一级系统电源为多电源系统可满足本工程对供电电源的要求。本工程余热锅炉强制循环泵为一级负荷，由于公司上级电源届时可以保