熱電廠循環(huán)水余熱利用項目可行性研究報告

1、某某縣熱電廠循環(huán)水余熱利用項目可行性研究報告 2000年2月1日目 錄概述21. 企業(yè)的描述32. 工藝現(xiàn)狀和相關(guān)的能耗情況33. 建議的項目44. 期望的能耗75. 投資估算76. 預(yù)計運行費用87. 預(yù)計節(jié)能效益88. 節(jié)能效果驗證99. 存在的設(shè)備供貨商910.存在的設(shè)備安裝承包商10 11.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 12主要設(shè)備材料清單 1、 概述1.1 縣城及企業(yè)概況 某某縣隸屬山東省日照市,位于山東半島的西南部，東接膠南,西連莒縣,南與日照接壤,北與諸城相鄰.某某縣熱電廠位于城區(qū)的西北部,廠區(qū)東靠解放路,西臨沿河路.該廠始建于一九六八年, 占地面積5.6萬平方米，最大供熱能力90t/h.職工4

2、50人，其中各類專業(yè)技術(shù)人員60人。原為小型火力發(fā)電廠.自一九八三年后改建為熱電廠.廠內(nèi)在一九八五年建成規(guī)模為220t/h鍋爐+21500kw背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組.為了適應(yīng)外部熱負(fù)荷逐漸增加的要求,該廠在九三年又進(jìn)行了擴(kuò)建,擴(kuò)建機(jī)組的容量為235t/h鍋爐+1c6-3.43/0.981抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組,并于一九九六年建成投產(chǎn).某某縣熱電廠通過不斷地發(fā)展,逐漸成為某某縣基礎(chǔ)性行業(yè)和縣城的唯一的熱源廠，承擔(dān)著城區(qū)30余家工業(yè)用戶用汽和部分居民的采暖用汽供應(yīng)。該廠堅持國家的產(chǎn)業(yè)政策，以讓“政府放心，用戶滿意“為目標(biāo)，積極發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)，集中供熱的優(yōu)勢，努力改善居民的生活條件，增加能源供應(yīng)，減輕環(huán)境

3、污染，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，1998年全廠實現(xiàn)銷售收入4067萬元，利稅558萬元，兩個文明建設(shè)取得突出成績，連續(xù)三年被縣委縣政府先進(jìn)企業(yè)和十佳明星企業(yè)。 1996-1998年生產(chǎn)經(jīng)營情況表見表-1 表-1年 份96年97年98年銷售收入(萬元)216533444067凈利潤(萬元)47.662.676.7資產(chǎn)總額(萬元)550664656810負(fù)債總額(萬元)320436333746負(fù) 債 率()58.256.255 2、存在問題2.1熱電廠存在問題某某縣熱電廠的外供蒸汽基本上全部為工業(yè)用汽.隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,部份采用熱電廠蒸汽的工業(yè)用戶由于生產(chǎn)的產(chǎn)品不能適銷對路,或者是其他的原

4、因停產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn),造成了熱電廠的外供蒸汽量逐漸下降,原有21500kw的背壓汽輪發(fā)電機(jī)組就基本上能夠滿足外部負(fù)荷的需要, c6-3.43/0.981抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組基本上處于純凝汽狀態(tài)運行,系統(tǒng)效率較低,發(fā)電煤耗較高,嚴(yán)重影響了熱電廠的經(jīng)濟(jì)效益.2.2縣城居民采暖存在問題近幾年來,某某縣城的城市規(guī)模有了較大的發(fā)展,居民的居住水平也有了較大的提高,但是,大部分的單位仍沿獨立的分散小鍋爐進(jìn)行供熱的方式,這種方式供熱存在以下3方面的問題：2.2.1單鍋爐噸位都很小，一在4t/h以下。其熱效率太低，浪費了大量能源，又嚴(yán)重污染了環(huán)境，由于某些鍋爐房設(shè)計不合理，管理水平差等原因，造成了供熱質(zhì)量低下等問題

5、。2.2.2 所有鍋爐房都建在城區(qū)內(nèi)，除塵效率很低，嚴(yán)重污染了城區(qū)環(huán)境，給城區(qū)人民的身體健康帶來很大損害。2.2.3 現(xiàn)狀鍋爐房大部分無繼續(xù)擴(kuò)建的能力，新建中的生活區(qū)尚末形成需要的城市熱力網(wǎng)，隨著住宅小區(qū)的大量興建，城區(qū)內(nèi)必然出現(xiàn)新的燃煤鍋爐房，使本以惡劣的城市環(huán)境上加霜。3、設(shè)計方案的確定 根據(jù)企業(yè)內(nèi)部存在的對外供熱不是造成經(jīng)濟(jì)效率不好的問題結(jié)合縣城居民采暖存在的問題，本可行性研究提出采用抽汽凝汽式汽輪機(jī)在采暖期低真空運行供暖的方法,這樣即增加了熱電廠對外供熱負(fù)荷問題,又取代了一批小型燃煤鍋爐.不但具有較好的經(jīng)濟(jì)效益,而且具有較好的社會效益. 該項目通過適當(dāng)增加抽凝汽輪機(jī)組的進(jìn)汽量、提高排汽

6、壓力和溫度，使冷卻汽輪機(jī)排汽的循環(huán)冷卻水溫度提高到70，由管道外供作為采暖熱水，以回收原來經(jīng)冷卻塔排向大氣的低溫余熱，達(dá)到節(jié)約能源、降低成本的目的。 該項目預(yù)計總投資1182萬元。項目實施后，在發(fā)電量不變的情況下，年節(jié)標(biāo)煤9242噸，與分散小鍋爐供熱相比每年可減排co2 3500噸、so2100噸。 該項目技術(shù)成熟,風(fēng)險較小。因為該項目已成功地在山東省的幾個熱電廠等企業(yè)進(jìn)行了實施，取得了很好的效益。 1. 案例企業(yè)的描述某某縣熱電廠是集供熱、發(fā)電于一體的國有中二型企業(yè).該廠始建于1968年，該企業(yè)作為城市的 2. 工藝現(xiàn)狀和相關(guān)的能耗情況五蓮熱電廠現(xiàn)有ug-20/3.82型正轉(zhuǎn)鏈條鍋爐2臺，u

7、g-35/3.82-m11型正轉(zhuǎn)鏈條鍋爐2臺，1.5mw背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組2套、6mw抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組1套。具備年供汽50萬噸和年發(fā)電0.54億kwh的生產(chǎn)能力。該企業(yè)三年來的供汽和 發(fā)電量見表-2： 表-2年度供汽量（萬噸）發(fā)電量（萬kwh）上網(wǎng)電量（萬kwh）199623.514171095199724.232002660199836.45116.34379由于熱電廠外部蒸汽負(fù)荷的減少，造成c6-3.43/0.981抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組基本上處于純凝汽狀態(tài)運行，下表為該機(jī)組在純凝汽工況時的運行工況參數(shù)見表-3 表-3序號 項 目 單位 數(shù) 量 1汽機(jī)進(jìn)汽量 t/h 30.42 2汽

8、機(jī)進(jìn)汽壓力 mpa 3.43 3汽機(jī)進(jìn)汽溫度 435 4發(fā)電功率 kw 6000 5排汽壓力 mpa 0.00715 6排汽溫度 36 7排汽量 t/h 27.4 8排汽焓 kj/kg 2300 9汽機(jī)進(jìn)汽折鍋爐蒸發(fā)量 t/h 31.4 10系統(tǒng)熱效率 % 24 11供熱量 gj/h 12發(fā)電標(biāo)煤耗率g/kwh 600 13供熱標(biāo)煤耗率kg/gj 14循環(huán)水入口溫度 23 15循環(huán)水出口溫度 35 16 循環(huán)水量 t/h 16203. 建議的項目 近幾年來,隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,居民的居住水平也有了較大的提高.分散的小型燃煤鍋爐不但熱效率較低,而且消煙除塵設(shè)施不夠完善,所以造成了能源的浪費和

9、環(huán)境污染.同時,隨著環(huán)保要求的不斷提高,當(dāng)?shù)卣衙髁钊∠⌒腿济哄仩t,代之以集中供熱.所以,至1999年,已有大量的機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位的辦公設(shè)施和居民住宅等待集中供熱。針對以上的原因,本可行性研究提出采用熱電廠抽汽凝汽式汽輪機(jī)在采暖期低真空運行供暖的方法,即解決了熱電廠的熱負(fù)荷問題,又取代了大量的小型燃煤鍋爐。用適當(dāng)提高汽輪機(jī)排汽壓力和溫度的方法來提高循環(huán)冷卻水的溫度，充分利用低溫能源進(jìn)行供熱，提高發(fā)電機(jī)組的能源利用率，這項技術(shù)從1991年起在已被山東幾個熱電廠采用，并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。 本項目擬將循環(huán)冷卻水的余熱輸送到城東，實現(xiàn)該地區(qū)的集中供熱。采取的主要技術(shù)措施如下：(1)不改動汽輪機(jī)原有

10、系統(tǒng)，適當(dāng)增加抽凝汽輪機(jī)組的進(jìn)汽量、提高排汽壓力和溫度，使冷卻汽輪機(jī)排汽的循環(huán)冷卻水溫度提高到70，不經(jīng)過冷卻水塔降溫，而由管道外供作為供暖熱水，基本上消除了電廠的冷源損失，可將熱電廠的全廠熱效率由25%左右提高到80%以上。同時，由于低真空運行只是汽輪機(jī)的特殊變工況，汽機(jī)本體基本無需改動，并且可在低真空運行和正常的額定工況凝汽運行之間方便的切換。充分利用低品質(zhì)的熱能用于供暖，使高品質(zhì)的蒸汽供生產(chǎn)使用。為了保證系統(tǒng)運行的安全性（汽機(jī)故障時管道的防凍），或在較寒冷的天氣情況下增加供熱能力，可在供暖循環(huán)水泵的出口增加尖峰熱網(wǎng)加熱器。 (2)冬季供暖時汽輪機(jī)原來的循環(huán)水泵停止向冷卻塔送水，改由新增加

11、的3臺型號為10sa-6f的單級雙吸離心泵向熱網(wǎng)供水，其中兩臺運行，一臺備用。q=600m3/h、h=62.5mh2o,電機(jī)功率n=155kw。水泵的總功率比原冷卻循環(huán)水泵增加約160kw。而c6-3.43/0.981汽輪機(jī)的冷油器和空氣冷卻器的冷卻系統(tǒng)則需新增加型號為is150-125-250的水泵兩臺，一臺運行,一臺備用.該水泵的性能如下：q=200m3/h、h=20mh2o,電機(jī)功率n=18.5kw。夏季則恢復(fù)原來的運行方式。(3).熱網(wǎng)循環(huán)水泵的出入口之間加設(shè)再循環(huán)管,做啟動試運行時調(diào)試使用.熱網(wǎng)循環(huán)泵安裝在凝汽器的出口管路側(cè),使凝汽器不承受較高的壓力,考慮到熱用戶和熱電廠之間的高程差

12、,凝汽器的水室側(cè)仍需做加強(qiáng)處理,該問題已與設(shè)備生產(chǎn)廠家協(xié)商,所需費用已計入投資. (4)為防止循環(huán)系統(tǒng)結(jié)垢,影響凝汽器的傳熱效果,系統(tǒng)的補(bǔ)充水應(yīng)采用軟化水,補(bǔ)水量按系統(tǒng)循環(huán)量的2.5%計算,熱電廠的化學(xué)水處理車間有足夠的余量,補(bǔ)充水為來自一級除鹽系統(tǒng)的陽離子交換器的出水. (5) 設(shè)置兩臺型號為kl65-250a的變頻補(bǔ)水泵作為系統(tǒng)定壓補(bǔ)水使用.水泵的性能如下: q=30.5m3/h、h=67mh2o,n=11kw. (6)熱水管道采用雙管敷設(shè)，采用聚胺脂保溫，外套高密度聚氯乙烯管保護(hù)，全部采用直埋方式敷設(shè),管道的熱伸長采用軸向型波紋補(bǔ)償器補(bǔ)償和自然補(bǔ)償相結(jié)合的方式.并在各主要的分支處設(shè)分支閥

13、門.熱用戶將自己的供暖管道與主管道連接即可。(7) 該主管線自熱電廠向東走350m,跨過解放路向南折150m,繼續(xù)向東走約700m,再向南折150m,然后向東穿過人民路直至富強(qiáng)路,至富強(qiáng)路路后,管線沿富強(qiáng)路西側(cè)向南走約2000m. 循環(huán)水供熱管網(wǎng)采暖熱用戶表-4 表-4 序號 單位名稱采暖面積（m2）序號單位名稱采暖面積（m2）1a0區(qū)龍19.841044a3區(qū)9.17104金龍開發(fā)區(qū)機(jī)械局地礦局經(jīng)委鹽務(wù)局工商銀行2a1區(qū)0.828104城市規(guī)劃處勞動技校衛(wèi)生局3a2區(qū)(包括a5區(qū))2.15104黃金公司交通局人事局畜牧局縣府宿舍區(qū)鞋廠勞動大廈第三中學(xué)宿舍4. 期望的能耗改為低真空供熱后，提高

14、了汽輪機(jī)的排汽壓力和溫度，為不減少發(fā)電量，將相應(yīng)增加汽輪機(jī)的進(jìn)汽量(增加的進(jìn)汽量在汽機(jī)的允許范圍之內(nèi))。 改造后冬季汽輪機(jī)低真空運行能耗狀況見表-5 表-5序號 項 目 單位 數(shù) 量 1汽機(jī)進(jìn)汽量 t/h 38 2汽機(jī)進(jìn)汽壓力 mpa 3.43 3汽機(jī)進(jìn)汽溫度 435 4發(fā)電功率 kw 6000 5排汽壓力 mpa 0.021 6排汽溫度 80 7排汽量 t/h 34.2 8排汽焓 kj/kg 2646 9汽機(jī)進(jìn)汽折鍋爐蒸發(fā)量 t/h 39.2 10系統(tǒng)熱效率 % 85 11供熱量 gj/h 77.68 12發(fā)電標(biāo)煤耗率g/kwh 176 13供熱標(biāo)煤耗率kg/gj 45 14循環(huán)水入口溫度

15、55 15循環(huán)水出口溫度 70 16 循環(huán)水量 t/h 1240改造后回收蒸汽凝結(jié)熱81.770.95（換熱效率）=77.68gj/h，冬季一個采暖期內(nèi)回收余熱77.6812024=2.237105 gj。改造后汽輪機(jī)進(jìn)汽量為38t/h，改造前進(jìn)汽量為30.42t/h，改造后增加蒸汽量7.58 t/h。折合鍋爐蒸發(fā)量為7.8t/h。 5. 投資估算 項目總投資1182萬元,具體構(gòu)成見表-6。 表-6 單位：萬元人民幣 供熱設(shè)備管道及附件950水泵及電氣控制設(shè)備 30青苗賠償費20土方工程36安裝費76不 可 預(yù) 見 費 55工程設(shè)計費15合計1182 6. 預(yù)計運行費用改為低真空供熱后，鍋爐輔

16、機(jī)的電耗沒有增加，其它的運行費用在改造前后也基本沒有變化。改造后熱網(wǎng)循環(huán)水泵、汽機(jī)的冷油器及空氣冷卻器的冷卻水泵和熱網(wǎng)補(bǔ)充水泵的電功率平均增加約190kw.管道的正常維護(hù)費用很小，可由電廠承擔(dān)。汽輪機(jī)改為低真空運行后增加進(jìn)汽量7.8t/h。根據(jù)該廠98年冬季運行數(shù)據(jù)，鍋爐噸蒸汽生產(chǎn)成本平均為45元/t.則改造后冬季增加運行費用19028800.59+7.8 t/h45元/t2880 h =133.3萬元。7. 預(yù)計節(jié)能及環(huán)保效益7.1節(jié)能效益計算 改為低真空供熱后回收蒸汽熱量77.68gj/h，管網(wǎng)熱損失5%計算，則可供熱用戶的熱量為77.68gj/h(1-0.05)=73.796gj/h.若

17、采暖建筑物的熱負(fù)荷指標(biāo)取63.8w/m2(55kcal/m2),可供采暖面積為32104平方米。 與分散的小鍋爐供熱相比采暖期供熱的節(jié)約標(biāo)煤耗量為1915t；同時由于發(fā)電標(biāo)煤耗率的降低,在采暖期發(fā)電的節(jié)約標(biāo)煤耗量為2880(600-176)6000/106=7327t.7.2環(huán)境效益計算由低真空供熱的熱量為73.796gj/h,若小鍋爐的平均熱效率取0.65,原煤的低位發(fā)熱量取23000kj/h, 該項目年可減排co2 3500噸、so2 100噸。并減少了由此帶來的煙塵的污染和原煤以及灰渣運輸帶來的污染.8. 節(jié)能效果驗證 在供熱管道出水和回水溫度、壓力及流量儀表，并用以下方法確認(rèn)該項目的節(jié)

18、能量: 改造后利用儀表記錄得出循環(huán)熱水的出水、回水溫度、壓力和循環(huán)流量，查出熱水出水、回水焓值，計算采暖供熱量。計算公式如下：采暖供熱量 =（循環(huán)水出水焓值-循環(huán)水回水焓值）熱水循環(huán)總量(kj)年節(jié)標(biāo)煤量 =采暖供熱量（集中供熱的標(biāo)煤耗率-分散供熱的標(biāo)煤耗率）+采暖期的發(fā)電量(純凝汽時的發(fā)電標(biāo)煤耗率-供熱時的發(fā)電標(biāo)煤耗率)9. 存在的設(shè)備供貨商 潛在的設(shè)備供應(yīng)商見表7： 表-7序號設(shè)備名稱規(guī)格型號供應(yīng)商1保溫鋼管529426等1.寶山鋼鐵廠2.鞍山鋼鐵廠3.邯鄲鋼鐵廠2閥門800700等1.益都閥門廠2.天津閥門廠3.沈陽閥門廠3水泵10sa-6f 等1.長沙水泵廠2.博山水泵廠3.日照水泵廠

19、4溫度表壓力表流量表1.濟(jì)南儀表廠2.開封儀表廠3.大連儀表廠 上述產(chǎn)品在山東有良好的信譽(yù)，用戶對其價格和性能滿意。10. 存在的設(shè)備安裝承包商 本項目存在的設(shè)備安裝商較多，在此不再贅述。安裝時間將在2000年1月至2000年6月之間。對生產(chǎn)影響很小。11. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析11.1主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)11.1.1投資總額及資金來源該項目建設(shè)工程投資為1182萬元。11.1.2利潤指標(biāo)計算供熱單價13元/年平方米 ，項目還貸期后年售熱總收入4474368元，總成本費用1571325元，銷售利潤2903043元，所得稅958004元，稅后利潤1945039元。利潤指標(biāo)計算詳見“損益表”。11.1.3 貸款償還計算項目建設(shè)貸款總額為8198342元，項目投資后，用企業(yè)基本折舊和稅后利潤償還貸款，還款期為5年。還款計算詳見“還本付息表”。 11.1.4財務(wù)現(xiàn)金流量表計算該項目全部投資收益率為25.87 %；全部投資回收期為3.56 年；貼現(xiàn)率為12%是，計算期20年凈現(xiàn)值為7126894元。全部投資現(xiàn)金流量表計算見“財務(wù)現(xiàn)金流量表（全部資金）”。該項目自有資金收益率為42.79 %；自有資金回收期為6.21年；凈現(xiàn)值為570594