工藝設(shè)計包初步

心連心化肥四高調(diào)水項目ORC發(fā)電裝置（版號 聯(lián)優(yōu)機(jī)械(常熟)陳沖陳佳俞靜 錢沈 傅俊杰蔣文豪彭戴軍心連心化肥付國華張寶珠婁衛(wèi)國 核：111572工藝流程圖3電力消耗（暫定45裝置中物料性質(zhì)及特殊的儲運要67建議的設(shè)備布置圖及說 工藝設(shè)備 工藝設(shè) 工藝設(shè)備說明（對于單臺ORC發(fā)電機(jī)組 11自控儀 主要安全泄放設(shè)施數(shù)據(jù)表（暫定 有關(guān)專利文 聯(lián)優(yōu)機(jī)械（常熟），專業(yè)從事透平膨脹機(jī)設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造和銷售服務(wù)，基于的高速透平膨脹機(jī)，聯(lián)優(yōu)機(jī)械自主開發(fā)了有機(jī)循環(huán)（ORC）發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)余熱/廢熱（如和煤化、建材、化工、冶金和鋼鐵等行業(yè)）心連心化肥80萬噸/年尿素裝置，目前高調(diào)水低溫余熱是通過循環(huán)水把熱量帶走，為了回收這部分熱量轉(zhuǎn)化為電能，減少向環(huán)境的熱排放，心連心化肥有限公司與聯(lián)優(yōu)機(jī)械（常熟）聯(lián)合開發(fā)應(yīng)用于高調(diào)水熱量回收的ORC發(fā)電機(jī)組。熱水發(fā)電項目技術(shù)交流會議紀(jì)要(2015.3.19)高調(diào)水ORC發(fā)電項目開工會會議紀(jì)要(2015.05.30)石油化工裝置工藝設(shè)計包（成套技術(shù)工藝包）(SHSG-052-齒輪箱工質(zhì)檢測系統(tǒng)如下支持系統(tǒng)不包括在項目范圍內(nèi)熱源（分界點為蒸發(fā)器進(jìn)出水管口配對法蘭處冷源熱源（分界點為冷凝器進(jìn)出水管口配對法蘭處氮氣（分界點為膨脹機(jī)撬塊處儀用壓縮空氣（分界點為膨脹機(jī)撬塊處消防水（分界點為膨脹機(jī)撬塊處高壓開關(guān)柜、PT柜、勵磁裝置供貨） 電纜/電纜橋架（包括電氣，儀表，通訊ORC發(fā)電系統(tǒng)兩個撬塊（透平膨脹機(jī)撬塊、換熱器撬塊）至電氣設(shè)備間、控制室ORC發(fā)電系統(tǒng)兩個撬塊上安裝有工質(zhì)氣體探測設(shè)備，信號接入PLC系統(tǒng)ORC發(fā)電系統(tǒng)電氣設(shè)備間由心連心負(fù)責(zé)提供發(fā)器120℃，壓力1.1MPa（G）.供 回溫度 壓力 1.05℃℃℃℃℃℃℃11臺總凈發(fā)電量（輸出電量系統(tǒng)自用電（油泵、工質(zhì)泵V操作彈性（膨脹機(jī)運行負(fù)荷%50-%%9.3*5.4*3.7（長*寬*高年額定（裝機(jī)）功率：1.2MW工質(zhì)額定流量： 主氣門前壓力： 主氣門前溫度：127 功率因 額定電 10.5額定轉(zhuǎn) 頻 相 極 勵磁方 無刷勵絕緣等 冷卻方 空水防爆等 發(fā)電機(jī)效 接 1)新鮮2)3)消防0.7-1.2工廠空氣（新鮮干燥空氣，用于發(fā)電機(jī)吹掃氣源壓 0.4-0.8設(shè)計壓 1.0溫 設(shè)計溫 溫 環(huán)境溫壓 0.65質(zhì)量 油≤10mg/m3，塵≤1mg/m3，粒度≤3微米 氮 壓 溫 1,3,3-五氟丙

300 380V交11)UPS電 220V交本工程場地地貌單元為沖積平原，場地地形相對平坦，場地內(nèi)及附近未發(fā)現(xiàn)對工程安為發(fā)現(xiàn)河道、古墓、防空洞及其它人工設(shè)施等對工程不利的埋藏物。場地抗烈度為8度，設(shè)計分組為第一組，設(shè)計基本加速度值為0.02g，設(shè)計特征周期為場地土類型為中軟場地土，建筑場地類別為III類，建筑抗地段劃分為不利地段。場史最高水位1.0m，抗浮設(shè)防水位1.0m，水類型為潛水，主要受大氣降水補給和水開采的影響。根據(jù)場地水質(zhì)分析報告，場地水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，在干濕交最高40.9℃、最低氣溫-12.8℃全年平均氣溫18℃日最大降水量:249.70mm最大動土深度:21.00cm20年平均風(fēng)速ORC發(fā)電機(jī)組的性能保證試驗在符合ASME或其他性能測試及計算方法的指導(dǎo)12.1%，等熵效率84%，工況1輸出電量1061.8kW。本ORC發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計采用下列支持本項目執(zhí)行高調(diào)水項目技術(shù)協(xié)議規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，當(dāng)這些標(biāo)準(zhǔn)相或有時，按要求高的即苛刻的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并且不得違背、行業(yè)、電力行業(yè)頒布的強制性標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范（以2015年1月1日前的版為有效版本?！豆に嚢鼉?nèi)容和深度要求 SHSG-052-《化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度規(guī)定 HG/T20519-ASME標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)械工程師 管式換熱器制造 GB150- 齒輪制造商標(biāo) CAGI- （15）性能測試按照ASME- 離心式壓縮機(jī)測試標(biāo)中民國際電工標(biāo)準(zhǔn) IEC的試驗及檢測標(biāo)（1）儀表InstrumentSocietyof（2）石油AmericanPetroleum國際標(biāo)準(zhǔn)化組 InternationalStandardization國際電工技術(shù)InternationalElectrotechnical區(qū)劃分：APIR.P.中國土 遵循新鄉(xiāng)當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)保溫：ASTM保冷：ASTM中國 通風(fēng)與空調(diào)：ASHVE，ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)，中國（GB。 和國和規(guī)范有機(jī)循環(huán)原有機(jī)循環(huán)應(yīng)用于中低溫廢熱/余熱發(fā)電，就是通過ORC系統(tǒng)，將冷熱源的溫差轉(zhuǎn)200℃以下，熱源可以是多種形式：如生產(chǎn)過程中多余的熱水、低壓水蒸徑流向心式高速透平膨脹機(jī)工作 接利用的機(jī)械能、電能、或等形式。有機(jī)工質(zhì)1,1,1,3,3-無(1.0115.3℃/(1.01-107℃/-液體熱容(kJ/kg(kJ/kgK)（1.01制冷劑R245fa是一種新型環(huán)保型安全工質(zhì)，非常適合低溫?zé)崮芑厥障到y(tǒng)，其熱力學(xué)HFCORC消耗潛能值（ODP）為0，全球變暖潛能值（GWP）為950，是一種環(huán)境友工質(zhì)。（preheater工質(zhì)液體被預(yù)熱到126.5℃（點03），以接近飽和溫度進(jìn)入蒸發(fā)器（evaporator）進(jìn)行蒸發(fā)。從尿素裝置來的工藝熱水143℃（點11）進(jìn)入蒸發(fā)器，降溫至133.2℃（點12，然的蒸氣（點04），進(jìn)入下游透平膨脹機(jī)做功，經(jīng)齒輪箱驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，做完功的乏氣壓工藝流程圖1.PFD&ORC系統(tǒng)（除特別說明均按工況1有關(guān)數(shù)據(jù)本系統(tǒng)設(shè)置1臺100%容量的電泵133.8t/h155m并配有相應(yīng)的控制閥門以確保在機(jī)組啟動或低負(fù)荷工況流經(jīng)泵的流量大于其允許的最小流量，保證泵的運行安全。2.22MPa(a)，127℃的工質(zhì)蒸氣。熱源為尿素裝置過來的143℃工藝熱水。度為120℃，熱水流量為300t/h。熱源系統(tǒng)由心連心提供。ORC系統(tǒng)的冷卻水源由心連心提供，分別向冷凝器、潤滑油冷卻器及發(fā)電機(jī)空氣冷卻器提供冷水。循環(huán)冷卻水進(jìn)水溫度為25℃，出水溫度為35℃。工質(zhì)泵為泵，需要消耗冷卻水1t/h。ORC系統(tǒng)中膨脹機(jī)需要設(shè)有密封，由公用工程通過管線向機(jī)組的密封系統(tǒng)提供氮氣，氮氣壓力為0.35MpaG，并設(shè)有冷媒回收裝置對的工質(zhì)進(jìn)行回收，回收的工質(zhì)再回注道ORC系統(tǒng)中。ORC系統(tǒng)首次啟動由鋼瓶靠壓差和重力充裝；正常運行后工質(zhì)補充通過鋼瓶2.3.81.PFD&項13 正常運行消耗量最大消耗量1-23--456新鮮干燥空氣(用于發(fā)電機(jī)吹掃器7-電力消耗（暫定 電額度功率電壓等級1243*[注]目前泵供應(yīng)商反饋工質(zhì)泵配套電機(jī)額定功率為122kW，可能需要調(diào)必須采取必要的減緩和預(yù)防措施，使用過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢疫 年月 主要職業(yè)危害因電氣性分的非帶電金屬外殼，由于漏電或靜電感應(yīng)等原因，有可能發(fā)生操作觸電事故。遵照《電業(yè)規(guī)程》的要求，設(shè)計中對電氣設(shè)備事故及電擊，各類建筑物的火災(zāi)，平臺樓梯的滑跌，吊裝孔洞的墜落，各種轉(zhuǎn)械外露部分及可能造成人身組織措施和防護(hù)裝置、保險裝置、信號裝置等技術(shù)，工業(yè)衛(wèi)生是改善有害職工身體健和其它易燃易爆物，防止高溫氣流和引起火災(zāi)。輪傳動型式，對遠(yuǎn)距離動閥門設(shè)有傳動裝置。設(shè)立安全警示牌，對主要管道標(biāo)明流動方向并。使用證，方可使用；使用單位也應(yīng)建立相應(yīng)的設(shè)備以及技術(shù)資料。2）物項目名分析頻分析方本項目按2臺1.2MWORC發(fā)電機(jī)組設(shè)計布置，單臺占地面積約為長10m，寬10m。檢修設(shè)施和場地，為系統(tǒng)的安全運行和操作提供方便。單臺ORC發(fā)電機(jī)組布置見附件4.GA圖。ORC發(fā)電機(jī)組采用零米層低位布置，設(shè)有半封閉輕型鋼結(jié)構(gòu)棚子（由心連心負(fù)油站、冷媒回收裝置、、控制柜；換熱器撬塊上布置有蒸發(fā)器、冷凝器、工質(zhì)泵、儲液罐、等設(shè)備。ORC在心連心現(xiàn)有的裝置變電所（302B）內(nèi)換熱蒸發(fā)器、預(yù)熱器板片材質(zhì)：304；殼體材質(zhì)Q345R工質(zhì)ORC系統(tǒng)設(shè)置1臺100%容量的泵作為工質(zhì)泵，工質(zhì)泵流量Q=133.8t/h，揚程155m，葉輪材質(zhì)304。ORC系統(tǒng)設(shè)置1臺徑流向心式透平膨脹機(jī)，流量Q=133.8t/h。閉式葉輪材質(zhì)鋁6A02，軸材質(zhì)ANSI4340，配套1臺平行軸齒輪箱（轉(zhuǎn)速比9630rpm/1500rpm。儲液ORC系統(tǒng)設(shè)置一臺儲液罐，Φ=600mm，H=1400mm，V=0.4m3，用于接收冷凝器出材質(zhì)：本項目兩套ORC系統(tǒng)布置在心連心化肥四廠區(qū)內(nèi)，每套ORC系統(tǒng)設(shè)置一套S7-300系統(tǒng)。ORC系統(tǒng)的控制以PLC為，以LCD觸摸屏及機(jī)柜面板按鈕為主要操作；PLC通過MODBUS協(xié)議與心連心化肥DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊，在心連心四聯(lián)合總控室內(nèi)配有緊急安全停機(jī)按鈕。ORC機(jī)組現(xiàn)場運行通過控制柜觸摸屏和機(jī)柜面板作實現(xiàn)機(jī)組的啟停操作，機(jī)組的監(jiān)視和控制，異常工況的緊急處理或停機(jī)；四聯(lián)合總控室運行能夠監(jiān)視ORC機(jī)組主要參數(shù)，和特殊情況下緊急停機(jī)。能。該PLC系統(tǒng)包含必要的電氣監(jiān)視和控制，如發(fā)電機(jī)出口、低壓廠用電源的。ORC系統(tǒng)（PLC）由處理單元、人機(jī)接口和通信系統(tǒng)組成，系統(tǒng)易于組態(tài)、使用和擴(kuò)PLC 功顯示和打印。操作指導(dǎo)畫面等等。顯示畫面不少于50幅。歷史數(shù)據(jù)存貯和檢索，采用USB設(shè)備用于數(shù)據(jù)的長期保存2)狀態(tài)，不致產(chǎn)生嚴(yán)重。根據(jù)運行指令實現(xiàn)程序暫停或中斷能根據(jù)運行指令實現(xiàn)順序跳步功能LCD上能顯示操作指導(dǎo)、設(shè)備和順序執(zhí)行狀態(tài)以及各種信息本項目不設(shè)置硬燈屏，過程參數(shù)越限或控制裝置故障，通過控制系統(tǒng)的LCD畫置的畫面，并引出接點接通故障蜂鳴器。故障、電源、HMI觸摸屏全部故障等，應(yīng)確保整個機(jī)組能緊急安全停機(jī)。用于保護(hù)PLC模擬量輸入信號精度為±0.1%(高電平或電流)，±0.2%(低電平模擬量輸出信號精度為±0.25%(高電平或電流屏操作指令響應(yīng)時間不大于1秒。共模抑制比：差模電壓：≥差模抑制比：所有進(jìn)出機(jī)柜的信號設(shè)置安全柵設(shè)備選型系統(tǒng)變送主要電器執(zhí)行機(jī)在室外的盤、箱、柜防護(hù)等級均采用IP65。電機(jī)組的電調(diào)節(jié)閥和電動閥熱控交流動力電源采用三相四線380VAC220VACPLC等重要控制裝置的220V交流電源由電源供電，一路是獨立UPS供電系統(tǒng)氣最大塵?！?微米，為大氣壓參考壓力下－46.4℃。儀用壓縮空氣由心連心提供。ORC系統(tǒng)正常啟動自動控制說度，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以較小的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速開始轉(zhuǎn)動，如100rpm。當(dāng)速度穩(wěn)定后運行情況，大約核對和確認(rèn)完所有運行參數(shù)5分鐘后，再次用主氣并網(wǎng)后，打開透平進(jìn)口主氣門/主調(diào)門，增加透平膨脹機(jī)負(fù)荷。運行時密封氣和潤透平膨脹機(jī)停機(jī)，ORCORC系統(tǒng)的停機(jī)自動控制說(P4401)控制流程工質(zhì)泵泵出口閥控制;設(shè)置使用泵設(shè)置使用泵是儲液罐液位< 泵啟動/停機(jī)故 否否

30s計時

5s

是ARAA是儲液罐液位儲液罐液位蒸發(fā)器液位 是是是是否工質(zhì)泵停機(jī)否5s是工質(zhì)泵停機(jī)故障否否是工質(zhì)泵出口流否工