高炉煤气余压发电项目项目建议书Word格式文档下载.docx
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2.1项目背景
钢铁工业是国民经济的重要基础产业,是实现工业化的支柱产业。
20世纪90年代以来,我国钢铁生产高速发展,自1996年突破1亿吨后,连续9年产量居世界第一位,但钢铁工业的技术水平和能耗与国际先进水平相比还有差距。
随着我国钢铁工业的快速发展,如果不在钢铁工业中引进先进的工艺技术,将会对环境、资源造成严重的破坏,并影响国民经济的可持续发展。
在我国“国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议”中明确指出,必须加快转变经济增长方式。
我国土地、淡水、能源、矿产资源和环境状况对经济发展已构成严重制约。
要把节约资源作为基本国策,发展循环经济,保护生态环境,加快建设资源节约型、环境友好型社会,促进经济发展与人口、资源、环境相协调。
循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,符合可持续发展理念的经济增长模式。
在微观层面上,循环经济要求企业节约降耗,提高资源利用效率,实现减量化;
对生产过程中产生的废弃物进行综合利用,并延伸到废旧物资回收和再生利用;
根据资源条件和产业布局,延长和拓宽生产链条,促进产业间的共生耦合。
在宏观层面上,循环经济要求对产业结构和布局进行调整,将循环经济理念贯穿于经济社会发展的各领域、各环节,建立和完善全社会的资源循环利用体系。
今年国家发展和改革委员会第35号令《钢铁产业发展政策》中指出,我国正处在加快工业化、城镇化阶段,对钢铁产品的需求还会增加,钢铁工业还要发展,这是总的趋势。
但钢铁工业是技术、资金、资源、能源密集型产业,产业关联度大,对国民经济各方面都有重要影响,需要加强综合协调和引导。
在指导思想上,要坚持科学发展观,继续加强和改善宏观调控,发展钢铁工业重在增加品种、提高质量,不能片面追求数量扩张;
重在提高产业集中度,加强现有企业改组改造,不能靠铺新摊子、上新项目;
重在集约经营、降低消耗,提高企业和产品竞争力,不能过度消耗资源、污染环境。
要坚决走新型钢铁工业发展道路,努力把我国建成世界钢铁大国和具有国际竞争力的钢铁强国。
《中国节能技术政策大纲》的通知中指出,积极推广高炉炉顶煤气余压发电技术(TRT),炉顶压力大于0.1兆帕的大型高炉均应配装TRT系统。
逐步从湿式过渡到干式TRT系统,逐步提高国产TRT设备的技术水平。
继续推广高炉热风炉烟气余热(助燃风、煤气)技术;
采用干式高炉煤气除尘技术。
从我国钢铁工业发展的现状和趋势分析,未来钢铁工业的发展应努力转变增长方式,按新型工业化发展道路要求,全面实现技术升级和结构调整,适应国内市场国际化的要求。
为此,钢铁工业要积极推进结构调整,不断改善产业布局,进一步降低物耗能耗,大力发展循环经济,切实重视环境保护,最终实现产业技术升级,全面提升行业综合竞争力。
2.2项目的建设意义
经过25年的改革开放,我国经济得到快速发展,2004年我国人均GDP已超过1200美元,开始向中等收入国家迈进。
国际经验表明,从低收入国家步入中低收入国家行列的阶段,对任何国家的成长来说都是一个极为重要的历史阶段,它既是一个“黄金发展时期”,又是一个“矛盾凸现时期”。
特别是随着经济快速增长和人口不断增加,水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾会越来越突出,生态建设和环境保护的形势日益严峻。
面对我国工业化进程中资源短缺和生态环境日益恶化的问题,随着我国经济的进一步发展,按照科学发展观的要求,大力发展循环经济,加快建立资源节约型社会,就显得尤为重要、尤为迫切。
钢铁材料是人类社会最重要的基础性、功能性材料,也是最易于回收和可再生的资源,钢铁企业通过实施清洁生产和物质循环,能够生产出性能更多、使用寿命长和对环境影响符合要求的优质产品,有利于构筑钢铁产业链和非钢铁产业链的有机结合,推动相关行业向高效化、绿色化发展,与环境友好,成为循环经济的重要组成部分,实现经济效益、环境效益和社会效益的协调统一,促进工业经济的可持续发展。
但是钢铁工业也是高能耗、高水耗、高污染的产业,是能源、资源消耗和污染物排放的大户。
目前,钢铁行业的能耗占全国总能耗的10%以上,钢铁行业水耗占全国工业水耗的9%左右。
而且,我国钢铁工业的能耗、水耗指标大大高于国外的先进水平。
随着我国钢铁工业的快速发展,将会带来一系列更加严重的资源和环境问题。
目前,随着我国经济的进一步发展,我国钢铁工业还有一定的发展空间,但是钢铁行业结构不合理的问题严重,钢铁工业的支撑条件全面紧张,发展的环境压力越来越大,而且科研和管理水平亟待加强和提高。
随着社会和经济发展以及人类对生存环境要求的日益提高,对钢铁行业提出越来越严格的资源、能源与环保要求。
生态环境问题已成为影响钢铁工业发展的根本性问题。
因此,发展循环经济是钢铁工业可持续发展的唯一出路。
2.3项目建设的必要性
在中国钢铁联合企业中炼铁系统所用能耗一般要占企业总能耗的70%左右,其中大约55%消耗在高炉冶炼系统上。
因此,高炉的节能对钢铁联合企业至关重要。
TRT装置技术在我国1000立方米以上的大型高炉的采用已取得显著成效,但中型高炉的应用一直处于空白状态。
主要原因是炉顶压力低,净煤气温度不高,TRT的功率偏小而使投资回收期较长。
随着高炉无料钟炉顶技术及煤气干法布袋除尘工艺的发展和成熟,为中型高炉配套干式TRT创造了有利条件。
如果全国中型高炉全部采用此技术,年可节电60亿kWh。
而且高炉减压阀噪音振动、粉尘污染等问题可以得到很好解决。
为了落实国家有关节能政策,节约能源,提高企业竞争力,XXXX钢铁有限公司拟应用先进的中型高炉干式TRT装置技术实现节能降耗,提高钢铁厂自用电率和环保指标的循环经济节能目标。
目前,XX钢铁公司的高压力煤气通过减压阀组节流降压排走。
这种节流降压不仅将煤气的压力能白白浪费掉,同时其产生的超音速流动发出的110-140分贝的噪音也会带来环境污染,并会因高流速引起煤气管道的振动对生产安全带来影响。
本项目建设完成后,可回收高炉鼓风机所需电能的30-45%左右,回收了原来由减压阀门中泄失的能量,高炉煤气输配过程产生的噪声也降低到85-90分贝以下。
这种发电方式既不消耗任何燃料,也不产生环境污染,发电成本十分低,是高炉冶炼工序的重大节能项目,经济效益十分显著。
而且采用TRT装置后,能够防止由于震动造成的管道安全隐患。
采用TRT发电,可减少等量燃煤火力发电的发电量,可以减少向大气中排放大量的二氧化碳气体,这对改善日益严重的温室效应和酸雨的环境污染都将发挥积极的作用,同时还可以大量节约日趋紧张的矿物燃料。
第三章产品市场分析
XX钢铁公司年产生铁500万吨、钢坯500万吨,钢材280万吨。
正在建设的1450mm连铸连轧热轧卷板生产线将于今年底试产,达产后公司钢材的年生产能力可达480万吨,其中宽145mm-355mm热轧窄带钢250万吨,直径18mm-32mm螺纹钢30万吨,宽度600mm-1300mm热轧钢卷200万吨。
2004年,我国重点钢铁企业吨钢可比能耗平均为705Kg标准煤,XX钢铁吨钢可比能耗698Kg标准煤,在国家钢铁协会入统的74家规模企业中,处中等水平,与西方工业发达国家的平均可比能耗642Kg标准煤相比,仍有较大差距。
通过本项目的建设可以进一步降低企业的能耗。
企业的竞争力可以进一步加强。
XXXX钢铁有限公司年用电量155000万kWh。
由XX市电力公司供应,每年夏季和农业用电高峰时,曾出现调峰限电。
本项目建设完成后可年回收电能是8800×
104kWh,完全自用。
项目实施后,可缓解供电的紧张状况。
第四章工艺路线和设备选型
4.1TRT简介
高炉煤气余压透平发电装置(BlastFurnaceTopGasRecoveryTurbineUnit,以下简称TRT)是利用高炉冶炼的副产品-高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能,驱动发电机发电或者驱动其他装置的一种二次能量回收装置。
TRT装置具有如下特点:
一、不消耗任何燃料,不改变原高炉煤气的品质;
二、无公害、最经济的发电设备;
三、可以代替高炉系统中减压阀组调节稳定炉顶压力。
TRT技术兴于欧洲,发展成熟于日本,应用普及于日本。
由于TRT装置在运行过程中不需要燃料,不改变高炉煤气的品质,也不影响原煤气用户的正常使用,却可以回收相当可观的能量,降低了噪音,不会产生新的污染,改善了炉顶压力控制精度,降低了冶炼成本,是典型的高效节能环保型装置。
因此,此项技术引起了世界各国的广泛重视,大力研制和推广应用。
我国TRT技术的研究和应用起始于上世纪七十年代末,应用于八十年代中期,国家支持由陕西鼓风机集团有限公司开发研制。
目前,我国TRT装置技术经过30多年的研制和实际应用,已达国际先进水平,其中部分技术还为世界首创,填补了TRT技术上的一些空白。
4.2工艺流程
4.2.1工艺流程图
4.2.2工艺流程简介
从高炉送出的高炉煤气经除尘后,送到余压透平发电装置和减压阀组。
在减压阀组之前转入TRT进口管,经入口蝶阀(或启动阀)、全封闭液压入口插板阀、紧急切断阀和可调静叶进入透平膨胀做功,透平带动发电机发电。
膨胀后的煤气经过全封闭液压出口插板阀,送到减压阀组后的煤气主管道上。
这样TRT与减压阀组就形成并联关系。
在入口插板阀之后,出口插板阀之前,与TRT并联有一旁通管及快开慢关旁通阀(简称旁通快开阀),作为TRT紧急停机时TRT与减压阀之间的平稳过渡之用,以确保高炉炉顶压力不产生大的波动。
从TRT和减压阀组出来的低压煤气再送到高炉煤气柜和用户。
4.3系统设置
4.3.1透平主机系统
透平主机系统为工艺主系统。
高炉的煤气经各自的净化设施净化后,分别接入煤气透平机的入口推动透平机做功后由透平机背压排气口排出进入低压煤气管网。
原煤气系统减压阀组作为透平机的旁路,以备TRT系统检修时不影响全厂煤气系统的运行。
4.3.2润滑油系统
润滑油系统由润滑油站、高位油箱、油泵、阀门及检测仪表等组成。
大型透平机、压缩机都是靠轴承支撑来进行旋转工作的,要保证机组安全可靠地运行,其重要的一个环节就是要给各轴承润滑点及时提供一定量的稀油循环润滑,以满足机组在正常工况下及事故状态下润滑油供给,这就是润滑系统的作用。
当设备停电或油泵发生故障不能供油时,机组的停机,靠高位油箱自然位差维持机组的供油,即高位油箱提供机组旋转惯性所需的润滑油。
4.3.3电液伺服控制系统
电液伺服控制系统包括液控单元、伺服油缸、动力油站等。
在TRT装置中,根据主控室指令,来实现TRT的开、停、转速控制、功率控制、炉顶压力以及过程检测等系统控制,要实现以上系统的功能控制,最终要反应在控制透平机的转速上,要控制透平机的转速,就要控制调速阀或透平静叶的开度,而控制静叶或调速阀开度的手段就是电液位置伺服控制系统。
控制系统的精度、误差将直接影响着TRT系统各阶段过程的控制。
4.3.4给排水系统
干式TRT装置运行介质中没有机械水,所以,该系统仅由润滑油系统、动力油系统、发电机冷却系统用水组成。
4.3.5氮气密封系统
由于TRT透平机组的工质为高炉煤气,属于可燃有毒气体,因此决不能让其外泄,为此透平机组必须进行密封。
根据本项目的情况,利用氮气密封比较合适。
4.3.6高低压发配电系统
高炉煤气余压透平发电装置,是利用高炉煤气的压力能,通过透平膨胀做功驱动发电机发电的回收装置,是高炉系统的一项附属设备。
由余压发电的特点决定了发电机的出力不能根据负荷的需要调节,而只能根据高炉工况变化进行调节,发电机出力随着高炉炉顶压力波动而变化。
为此,发电机选用无刷励磁同步发电机。
4.3.7大型阀门系统
透平入口煤气管道上各设电动蝶阀、敞开式插板阀、快速切断阀。
在机组排气管道上设电动蝶阀阀和敞开式插板阀各一道,保证原煤气系统的工作。
为保证机组检修时的安全,机组煤气进出口管道上、联络管阀前后均设置盲板。
为配合TRT机组的正常运行,原煤气管道系统的减压阀组还必须进行改造,具体改造如下:
1)设置一台自动阀,接受来自高炉炉顶压力调节器的控制信号,自动调节炉顶压力。
2)设置一台量程阀,根据自动阀阀位进行自动调整,保证自动阀在线性区工作。
3)设置两台快开阀,采用一用一备方式。
当TRT机组发生重大事故需要紧急停机时,该阀能够自动开启,保证炉顶压力的波动在允许范围之内。
4.3.8自动控制系统
TRT机组自控系统设计原则为在确保高炉正常生产的前提下,尽量多发电;
无论在任何情况下保证TRT机组的安全和转速不超过允许范围;
具有高自动化程度,能自动启动、自动调速、自动调高炉顶压、自动停机功能。
4.4主要设备表
本项目所需主要设备见表4-1。
主要设备情况表
表4-1
序号
系统
设备名称
技术描述
1
透平主机系统
透平机
干式单进气、轴流、二级反动式、第一级静叶可调
专用工具
随机备件
联轴器
2
润滑油系统
润滑油站
三螺杆辅助电动油泵、油箱、油冷却器、滤油器、排烟风机、加热器、高位油箱等组成
高位油箱
3
发电机系统
无刷励磁同步发电机
付励磁机,励磁屏,空气冷却器、并具有恒电压、恒无功、恒功率因数调节的功能
励磁屏
空气冷却器
4
液压伺服系统
动力油站
油箱、管路管件材质:
不锈钢、油泵为德国力士乐产品,伺服阀选用进口MOOGD634
液压控制单元
静叶伺服油缸
伺服阀
5
发配电控制系统
KYN28高压柜
GGD低压柜
控制屏
保护选用美国SEL产品,同期选用进口产品或合资产品
测量保护屏
免维护直流屏
德国阳光电池,西门子元件
干式变压器
发电机小室
互感器、避雷器等
防爆操作箱
穿墙套管、立柱式瓷瓶等
其它电气元件
6
自动控制系统
PLC系统
S7—400系列
轴振动、轴位移监测部分
转数处理器
Airpax
自动化仪表
变送器选用EJA系列;
流量计选用威力巴流量计;
静叶伺服阀选用进口产品
仪表盘及操作台
UPS
2路输入1路输出,标准时间,充电时间8小时,电压:
220V±
10,频率:
50HZ±
2.5
7
大型阀门系统
入口电动三偏心蝶阀
PN0.25,DNl400,t≤250℃
入口电动敞开式插板阀
出口电动三偏心蝶阀
PN0.25,DNl600,t≤250℃
出口电动敞开式插板阀
液压快速切断阀
PN0.25,DNl400,t≤250℃快关0.5—1秒可调,可游动
液动旁通快开阀
PN0.25,DN500,t≤250℃
电动均压阀
PN0.25,DN250,t≤250℃
电动启动阀
PN0.25,DN600
8
给排水系统
流量计、压力变送器等
水过滤器
9
氮气密封系统
气动薄膜调节阀
PN0.8,DN25
流量计及配套调节阀等
10
其它
厂房天车
20T/5T
管道补偿器
工艺系统阀门
主控室空调
火灾自动报警
CO报警
便携式CO气体检测仪
无线对讲机
工业电视
8点
轴流通风机
电话机
第五章原材料供应
本项目利用目前尚未利用的5座450m3高炉煤气余压,供给发电机组。
高炉煤气的主要成份:
CO含量26.3%,CO2含量18.7%,H2含量2.8%,N2含量51.7%,O2含量0.405%。
透平入口煤气条件见表5-1。
透平入口煤气条件表
表5-1
高炉
参数
1#
2#
3#
4#
5#
理论煤气量
13.1万m3
14.8万m3
煤气压力
(kPa)
最大
112
109
115
120
110
最小
92
85
90
89
煤气温度
(℃)
161
150
185
170
171
140
117
125
108
外网压力(kPa)
15~20kPa
煤气含尘量
≤10mg/m3
第六章土建、公用工程及环境保护
6.1厂址及土建工程
本项目为改造项目,在厂区内进行建设。
厂址位于河北省XX市XX区XX路。
本项目占地面积为4105m2,总建筑面积为3156m2。
详见下表:
建筑的结构类型、主要构件表
表6-1
建筑物名称
建筑面积(m2)
备注
主厂房
630
钢框架结构
540
主控楼
486
砖混结构
办公室
384
合计
3156
注:
本项目利用厂区现有空地建设,循环水、水池、泵站使用本公司炼铁厂已有设施,不再另行建设。
6.2厂区公用工程条件
6.2.1气象条件
大气温度:
夏季平均:
32℃
冬季平均:
5℃
年平均:
20℃
大气压力:
年平均101kPa
6.2.2冷却水(工业净环水)
压力:
300~400kPa
温度:
正常33℃最高35℃
悬浮物:
≤20mg/L悬浮物
水质:
PH值6.5~8.5
硬度:
当量
6.2.3氮气
轴端密封压力:
0.3~0.4MPa
常温
纯度:
99%(无油无水)
6.2.4电力
动力电源:
低压380/220VAC频率50HZ
并网电源:
10.5kV50HZ
6.3环境保护
根据《中华人民共和国环境保护法》的规定,本项目严格执行防止污染设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的要求。
本项目属于节能环保项目,建设后噪音由原来的110-140分贝下降到85dB以下。
第七章企业组织机构、劳动定员及项目实施进度
7.1企业组织机构
企业实行董事长领导下的总经理负责制。
下设副总经理和总工程师,副总经理分管各专业科室,并协调各科室间的工作。
管理机构设置如下:
7.2劳动定员
本项目新增劳动定员50人,生产方式为连续生产,采用4班3运转班制。
生产工人按国家规定轮流休假。
7.3项目实施进度初步安排
本项目本着快建设、早收益的原则组织实施,项目经国家主管部门审批确认及资金落实后,土建施工、设备订货及安装调试在12个月内完成,经短期设备调试后,正式投入生产运行。
项目实施进度初步安排表见7-1。
项目实施计划进度表
表7-1
工作内容
11
12
工程设计
土建工程
设备订货、到货
职工招聘及培训
设备安装及调试
第八章投资估算及经济效益评价
8.1投资估算
8.1.1项目总投资规模
1、按照国家计委1993年版《建设项目经济评价方法与参数》编制本项目建议书;
2、本项目建设内容包括主生产装置及配套的公用工程;
3、总投资10301万元,其中
建设投资10288万元
流动资金13万元
总投资估算见附表8-1
流动资金估算见附表8-2
8.1.2资金筹措方案
本项目总投资10301万元,全部由企业自筹。
8.1.3投资使用方案
总投资10301万元,具体分类如下:
序号
费用名称
金额(万元)
建筑工程
288
设备购置
8362
安装工程
625
其他费用
431
预备费
582
流动资金
13
10301
分年投资使用计划及资金筹措见附表8-3。
8.2销售收入及总成本费用估算
8.2.1销售收入估算
本项目建成后,年回收电量8800万度,每度电0.45元,年销售收入3960万元,年销售税金及附加619万元。
销售收入和销售税金及附加估算见附表8-4
8.2.2成本及费用估算
1.燃料动力消耗按内部价计算,自用电1%。
2.项目定员50人,人均年工资及福利总额23256元。
3.折旧采用综合折旧,折旧年限10年,净残值率5%。
4.递延资产分5年摊销。
5.修理费按固定资产原值的0.5%。
6.其它制造费、其它管理费按人均每天10元计算。
经测算,本项目计算期内,年均成本费用1272
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