建投国融国泰热电循环水余热利用项目可行性研究报告.doc

13- F00086E12K -A00 建投国融国泰热电循环水余热利用项目建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告可行性研究报告 工程咨询（甲级）：20320070011 ISO9001 质 量 认 证：05008Q10073R1L 工程设计（甲级）：030001-sj ISO14001 环 境 认 证：05008E20043R1L 工程勘察（甲级）：030001-kj GB/T28001 职业健康安全认证：05008S10046R1L 2011 年年 07 月月 石石 家家 庄庄 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 HBED 河北省电力勘测设计研究院 批批 准：周新军准：周新军 审审 核：李江波核：李江波 于海洪于海洪 校校 核：李核：李 辉辉 于海洪于海洪 郝中科郝中科 赵赵 志志 陈陈 松松 杨金芳杨金芳 齐建召齐建召 王武君王武君 李忠民李忠民 李李 岩岩 编编 写：白树强写：白树强 杜晓光杜晓光 李逢时李逢时 王维宏王维宏 王王 杰杰 孙俊莲孙俊莲 孔莉倓孔莉倓 郭文宇郭文宇 宁丽媚宁丽媚 季春晖季春晖 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 i 目目 录录 1 概述概述3 1.1 设计依据和设计范围3 1.2 工作过程4 2 设计基础资料设计基础资料4 2.1 厂址位置4 2.2 地址、地震、水文气象4 2.3 循环水水质5 2.4 煤质资料6 3 热负荷分析热负荷分析7 3.1 供热现状7 3.2 项目建设的必要性9 3.3 建设规模9 4 热泵循环技术的利用热泵循环技术的利用10 4.1 吸收式热泵说明及原理11 4.2 本工程选用吸收式热泵的参数14 5 工程设想工程设想15 5.1 总平面布置15 5.2 电厂设备参数19 5.3 热泵站布置20 5.4 水工部分22 5.5 电气部分26 5.6 热工控制28 5.7 土建部分30 6 节能和合理使用能源节能和合理使用能源30 6.1 吸收式热泵30 6.2 电动机30 6.3 管道散热损失30 7 环境保护环境保护30 7.1 环保概况30 7.2 环境效益分析32 7.3 社会影响分析33 8 电厂劳动安全和工业卫生电厂劳动安全和工业卫生34 8.1 执行的有关主要规程、规范34 8.2 主要防治措施34 8.3 劳动安全及工业卫生机构与设施35 8.4 安全教育35 9主要设备材料清册主要设备材料清册35 10 投资估算及财务分析投资估算及财务分析38 10.1 投资估算38 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 ii 10.2 财务分析41 11 结论及建议结论及建议42 11.1 结论42 11.2 建议43 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 3 1 概述概述 河北兴泰发电有限责任公司位于河北省邢台市南郊，京广铁路及 107 国道 的西侧，距市中心约 6 公里，公司是由原邢台发电厂于 1998 年改制组建的发 电公司。邢台发电厂始建于 1970 年，一、二期工程于 1975 年建成，共装机 3 台发电总容量 100MW，按照国家政策，已于 2002 年 5 月底全部退役。从 1983 年 7 月至 1992 年 10 月，在一、二期工程以东 600 米的新厂区连续进行 了第三、第四、第五期工程的扩建，共装机 6 台 200MW 超高压一次中间再热 国产机组，1999 年起，又对其中的 5 台汽轮机进行了通流部分改造，使之额定 出力达到 220MW； 2005 年，扩建两台 300MW 供热机组（10、11 号机），锅炉采用北京巴 布科克·威尔科克斯有限公司生产的 B&WB1025/17.5M 型锅炉，为亚临界 参数、自然循环、一次中间再热、固态排渣、单炉膛单汽包平衡通风、露天布 置、全钢构架的 型煤粉锅炉。汽轮机为东方汽轮机厂制造的亚临界压力、一 次中间再热 300MW，单轴 2 缸 2 排汽采暖抽汽、凝汽式汽轮机。发电机为东 方电机股份有限公司设计制造的 300MW 水氢氢冷却汽轮发电机，采用静态励 磁。设计供热面积为 1100 万平方米。 受建投国融公司委托，本项目对电厂循环水余热利用进行可行性研究，实 现能源的高效利用，符合国家“节能减排”的国策。 1.1 设计依据和设计范围设计依据和设计范围 1.1.1 设计依据 1）河北建投国融能源服务有限公司委托。 2） “邢台国泰 2*300MW 热电厂循环水余热回收项目技术方案” 3）国泰电厂各专业施工图、竣工图。 4）国泰电厂提供的运行数据。 5) 有关的法令、法规、标准及专业技术规程等。 1.1.2 设计范围 1) 吸收式热泵及附属管道系统。 2) 新设循环水升压泵及附属管道系统。 3) 余热利用项目厂用电 6kV/380V 电气连接方式。 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 4 4) 设置必要的测量仪表对各介质压力，温度，流量进行测量。 5) 热泵站结构设计，工艺系统设计，电气及控制系统。 6) 投资估算及经济效益分析。 1.2 工作过程工作过程 受国融公司邀请，2011 年 4 月 26 日我院汽机、暖通专业技术人员与国融 公司领导和技术人员一同赴邢台电厂，与邢台国泰公司有关领导和技术人员就 循环水余热利用有关问题进行了广泛的交流，并查看现场。2011 年 5 月 13 日， 我院接到国融公司委托函关于委托建投国融国泰热电循环水余热利用项目设 计的函 ，2011 年 5 月 16 日，我院组织汽机、暖通、水工、土建等专业技术人 员再次赴邢台电厂，对蒸汽参数、汽轮机热平衡进行讨论，并对热泵机房位置 进行初选。随后，我院汽机专业人员与汽机厂密切联系，对汽轮机供热工况的 不同抽汽量工况进行热平衡计算。随着工作深入，2011 年 6 月 13 日，在邢台 电厂召开有关技术问题评审会，对蒸汽参数、循环水参数、厂址选择等重要问 题进行了讨论，并达成一致意见。 2 设计基础资料设计基础资料 2.1 厂址位置厂址位置 河北邢台国泰发电有限责任公司位于河北省邢台市南郊，西距邢台煤矿 2.5km，东与京广铁路及 107 国道相距 1.5km，北距东由留村 1.5 km，距离东由 留村北部的七里河约 2.5km，距市中心约 6 公里。 2.2 地址、地震、水文气象地址、地震、水文气象 2.2.1 工程地质 邢台电厂位于太行山东麓山前冲洪积倾斜平原，北为七里河，南为大沙河， 东靠京广铁路，西与邢台煤田毗邻，地势较为平坦，地面标高 73.0775.46m，地形上属七里河、大沙河之河间地块地貌单元。 本工程建设场地地层为第四系冲洪积地层，岩性交错沉积，相变复杂频繁， 地层厚度变化较大。 2.2.2 地震 根据中国地震动参数区划图 （GB18306-2001） ，邢台市一般建设工程抗 震设防要求地震动峰值加速度按0.10g，地震动反应谱特征周期按0.40s，对应地 震基本烈度为度。 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 5 2.2.3 气象条件 - 极端最高气温 41.8 - 极端最低气温 -22.4 - 年平均气温 13.5 - 年平均相对湿度 63 % - 年平均气压 100.2 kPa - 年降水总量 529.3 mm - 年平均风速 1.9 m/s - 最大风速 15.7 m/s - 全年主导风向 SSE、S 2.3 循环水水质循环水水质 循环水补充水采用邢台水业集团金源中水开发有限公司来水+冀中能源邢台 矿污水处理厂来水+邢台市朱庄供水有限公司来水+弱酸离子交换器出水。循环 水处理采用 TS 系列缓蚀阻垢剂，浓缩倍率控制在 3.5 以下,未来预期浓缩倍率 控制在 5 以下。 表 2-1 中水处理系统出水水质控制标准 序号检测项目单位控制标准 1PH7.0-8.5 2CODcrmg/L40 3BOD5mg/L5.0 4SSmg/L5.0 5NH4-Nmg/L1.0 6 总磷（P 计） mg/L0.5 7 浊度 NTU3.0 8 粪大肠细菌个 1000 9 溶解性固体 mg/L1000 10Ca2+mg/L30-90 11Mg2+mg/L30 12Cl-mg/L250 13 总碱度 mg/L50-150 14SO42-mg/L125 15 游离余氯 mg/L 末端 0.1-0.2 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 6 表 2-2 热泵机组热源水分析控制指标 循环水单位 项目指标 mg/l pH8.4 电导率 2500µs/cm Ca2+ 350mg/l Mg2+150mg/l Cl -500mg/l 浊度 20NTU C0Dcr mg/l BOD5 mg/l 氨氮 3mg/l 总铁 1.0mg/l 碱度 7.5mmol/l 余氯0.51.0 mg/l 腐蚀率 碳钢1） ， 故称为增热型热泵。根据不同的工况条件，COP 一般在 1.651.85 左右。由此 可见，溴化锂吸收式热泵具有较大的节能优势。 吸收式热泵提供的热水温度在 75时 COP 较高，一般不超过 98，热水升 温幅度越大，则 COP 值越小。 驱动热源可以是 0.20.8MPa 的蒸汽，也可以是燃油或燃气。 低温余热的温度15即可利用，一般情况下，余热热水的温度越高，热 泵能提供的热水温度也越高。 4.1.3 在电厂的应用： 图 4-3 为吸收式热泵在电厂回收余热的应用。汽轮机凝汽器的乏汽原来通 过循环水经双曲线冷却塔冷却后排放掉，造成乏汽余热损失，而循环水由 26 经凝气器后温度升为 30。现采用吸收式热泵，以 30的冷却水作为低温热源， geac QQQQ 11 ge ace ggg QQ QQQ COP QQQ 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 14 以 0.5MPa 的抽汽作为驱动热源，加热 5080左右的采暖用热网回水，循环 冷却水降至 26后再去凝汽器循环利用。这样可回收循环水余热，提高电厂供 热量，即提高了电厂总的热效率。 图 4-3 电厂利用热泵实例 4.2 本工程选用吸收式热泵的参数本工程选用吸收式热泵的参数 根据 3.3 节建设规模，选定蒸汽型吸收式热泵性能参数如下： 表 4-1 蒸汽型吸收式热泵性能参数 以下为单台吸收式热泵机组技术参数 项项 目目单单 位位规规 格格 机组台数台 9 机组型号 RHP263 kW26292 单台制热量 ×104kcal/h2261 进/出口温度 55 73.5 流量 m3/h1222.2 水压损失 mH2O4.4 接管尺寸 mm400 热 水 水室承压 MPaG0.8 回收余热量 MW10.94 进/出口温度 3427.95 流量 m3/h1555.6 水压损失 mH2O6.6 接管尺寸 mm500 热 源 水 水室承压 MPaG0.8 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 15 蒸汽压力 MPaG0.3 蒸汽耗量 t/h23.11 蒸汽温度 饱和 凝水出口背压 MPaG 0.02 凝水温度 85 蒸汽接管尺寸 mm300×2 驱动 蒸汽 凝水接管尺寸 mm80×2 电压×频率 V×Hz×380×50×3 电源容量 kVA65.7 总电流 A99.1 溶液泵 kW15×2 喷淋泵 kW 冷剂泵 kW1.5×2 控制辅 助动力 真空泵 kW0.75 堵管率 %3 负荷调节范围 %20-100 使用寿命年 25 COP（保留 2 位小数） 1.72 外形尺寸（长×宽×高） mm10600×4100×5780 最大搬运重量 t56.4 运转重量 t121.4 5 工程设想工程设想 5.1 总平面布置总平面布置 5.1.1 老厂总平面布置简述 兴泰国泰热电厂为 2×300MW 供热机组，总平面布置布置非常紧凑。汽机 房朝西，锅炉房和烟囱朝东；主厂房固定端朝北，扩建端朝南，现固定端老厂 拆除后可以向南北两方向扩建。 电厂扩建方案见图 5-1。 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 16 220KV电气出线 图 5-1 电厂扩建方案图 5.1.2 工程总平面布置 本项目增加的建构筑物有：吸收式热泵机房及控制室；热泵及各种压力泵； 从 11 号机组汽机房 A 引出 2 条 DN600 的架空蒸汽管道。由于 A 列外各种管道密 集，空余场地很少，本项目的布置十分困难。经对场地的布置资料详细分析， 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 17 并反复勘察现场，对总平面布置初步安排如下： 1）热泵站及控制室：热泵站包括热泵、凝结水泵以及热力管道，本改造项 目可以提供两个方案布置： 方案一：布置在 11 号机组和热网站的南侧空地上，此方案地下管道较少， 施工方便，但在施工过程中需采用相应措施，以避免对主厂房基础产生影响。 当本次改造项目不能按时投运时，可以预先在原设计热网供回水管道上预留与 本次改造相接的接口，不影响 10、11 号机组维持原来状态对外供热。待热泵站 具备投运条件时随时可以接入系统，供热可靠性得到提高。方案一布置图见图 5-2。 图 5-2 热泵机房布置方案一 方案二：布置在 11 号机组热网站西侧外层，热泵布置在 10、11 号机组凝 汽器循环冷却水管道上，由于地下管道较多，热泵基础施工困难，热泵机房压 在循环水管道上，对今后的运行维护影响很大，而且 11 号机组原设计的热网供 回水管道穿过本方案热泵站内，所以原设计 11 号机组的部分热网供回水管道必 须在本项目开工时拆除，当热泵系统不具备按时投运条件时，11 号机组热网彻 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 18 底不能运行，供热存在一定风险。方案二布置图见图 5-3。 图 5-3 热泵机房布置方案二 以上两方案热泵站大小相同，长 40.05 米，宽 30 米，面积为 1201.5m2，热 泵站一层为热泵、凝结水泵以及热力管道，二层为电气、热控专业设备。从总 平面布置来看，两个方案均不影响电厂扩建。 方案 1 热泵机房布置在 11 号热网加热器南侧，地下有 5 条管线需改造，循 环冷却水、热网水接管距离较短，在建设期对原供热系统无影响。 方案 2 热泵机房布置在 11 号热网加热器西侧，地下布置有循环冷却水管道， 地上布置有原供热管架，本工程实施时，须先拆除热网管架，在循环冷却水管 道之间打桩，对 A 列外多条管线进行改建外，泵房压在循环水管道上，对电厂 原系统影响较大，尤其热网管架的拆除，将影响 2011 年冬季供热，对本工程建 设进度要求严格，出现工期延误将影响供热，产生不可估量的社会影响。 综上所述，推荐采用方案 1 的布置方案。 2）蒸汽管道：本项目从 11 号机热网站两侧 6.3 米层引出 2 条 DN600 的蒸 汽管道，穿出热网站后在零米布置减温器，经减温后的蒸汽分别从热泵站两侧 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 19 进入热泵站后合并为一母管，架空布置在热泵上方。 3）热网循环水管道：本次改造将外网回水管道用与母管相同的管道接到 9 台热泵机组进行加热。热泵出口的循环水分别接至原来的 10、11 号机组热网加 热器的热网回水管道上，继而进入两台机组的热网加热器加热后沿用原来的热 网供水管道送至热用户。热泵布置采用方案一时，为保证冬季供热可靠性，在 热泵系统进出水干管及热网回水母管上设置切换用电动阀门，当热泵机房故障 时，可将热网回水沿原有管路送至热网加热器对外供热。 4）循环水管道：循环水通过升压泵进入热泵，经热泵吸收热量后，大部分 循环水返回到#11 机凝汽器入口，为调节凝汽器出口循环水温度，另一部分循 环水进入#10 机凝汽器出口循环水管道，去往 10#冷却水塔进行冷却，实现两塔 合一的运行方式。详见水工部分论述。 5）建筑物零米标高及排水措施：热泵站和原主厂房零米标高相同，为 75.30m。 6）土方工程量：本工程土方量暂估算为挖填总计 5000 方。 从蒸汽管道、热网循环水及循环冷却水管道改造方案来看，方案 1 及方案 2 管路改造距离均较短，在实施过程中均对原系统影响较小。热泵系统投产后， 11 号凝汽器循环水进水温度略高，但可通过循环水加压泵调节上塔（10 号冷却 塔）流量，达到温度控制的目的。 5.2 电厂设备参数电厂设备参数 5.2.1 机组参数 10、11 号机组汽轮机型号: C300/220-16.67/537/537 型 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 20 汽轮机型式 亚临界中间再热单轴二缸二排汽抽凝两用汽轮机 额定功率 300MW 最大连续功率 320.11MW 主蒸汽压力 16.67MPa(a) 主蒸汽温度 537 额定进汽量 897.1t/h 最大进汽量 1025t/h 再热蒸汽压力 3.104MPa(a) 再热蒸汽温度 537 抽汽压力 0.35MPa(a) 抽汽温度 246.3 额定抽汽量 430t/h 最大抽汽量 625t/h 5.2.2 热网设备 10、11 号机组： 基本热网加热器(每台机组 2 台)技术参数 进汽压力 0.35MPa(a) 进汽温度 234.5 进汽量 260t/h 进水温度 70 出水温度 130 最大水流量 3000t/h 加热器面积 2240m2 热网循环水泵(每台机组 4 台，3 运 1 备) 流量 1850t/h 扬程 120mH2O 进水温度 90 调节方式 液力偶合调速 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 21 5.3 热泵站布置热泵站布置 5.3.1 热泵布置 根据推荐方案热泵站位置，选择竖向布置 2 列共 9 台热泵，两列热泵头对 头错位布置，预留热泵抽管空间。详见 F00086E12K-J01-03 平面布置图。 由于热泵设备高约 6.0m，考虑到热泵上方蒸汽和热网循环水管道支掉，热 泵与梁底净空需预留 2000mm，梁高 1000mm，热泵基础高 200mm，热泵站中间层 标高为 9.2m。因热泵净空的要求，考虑到热泵将来检修只是往热泵尾部抽冷凝 管道，故在热泵上方不考虑增设检修起吊装置。 外热网回水母管在 A 列外全部通过本次改造新增的 1220 管道引到 11 号机 组换热站旁边新建的热泵站分别进入 9 台热泵机组进行加热（利用 11 号机组的 采暖抽汽和凝汽器循环水的热量将热网循环水回水温度从 55 度加热到 73.5 度） ， 被热泵加热后的热网回水分成两根 1020 管道分别进入 10、11 号机组热网加 热器再次升温，热网加热器加热后的高温热水分别进入原设计热网供水管道送 到厂外。11 号机抽汽经热泵放热后，疏水压力为 0.002Mpa，通过设在热泵站内 的疏水母管进入凝结水收集集装装置内，通过凝结水收集集装装置自带的热网 水泵将疏水送到 11 号机组热网加热器疏水罐内回收利用。 对主厂房内采暖抽汽管道进行了管道应力验算，采用“新应规”计算结果 符合应力要求。 管道水力计算：将 11 号机组抽汽管道、疏水管道以及热网回水管道进行水 力计算， 计算结果见表 5-1。 表 5-1 水力计算结果 介质计算压 力 MPa 计算温 度 流量 t/h 管径 mm 计算流 速 m/s 压降 MPa 11 号机抽汽支管 （减温器前） 0.3025496.5630X7 54.0 0001 11 号机抽汽支管 （减温器后） 0.30144105630X7 45.3 0001 厂外来热网回水到 热泵 0.2855100001220X13 2.580.0152 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 22 热泵回水到基本加 热器疏水泵入口 0.15650001020X11 1.85 0.0088 1 号机抽汽凝结水 箱入口管 1 0.0029594219X60.8 1 号机抽汽凝结水 箱入口管 2 0.00295116219X61.0 11 号机抽汽凝结水 泵出口管 0.3595210219X61.8 压力已较低，热泵热水管应降低阻力 5.3.2 管道及管道附件 大口径热水管道和 11 号机组抽汽管道采用螺旋缝电焊钢管 Q235-A。273 以下管道均采用无缝钢管，所有阀门采用铸钢门。 管道保温采用岩棉管壳，设备保温采用岩棉毡，保温外保护层采用镀锌铁 皮 =0.5mm。 5.3.3 系统流程图 图 5- 4 系统流程图 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 23 5.4 水工部分水工部分 电厂本期改造机组为 10#，11#号 2×300MW 采暖抽汽式汽轮发电机组。供 水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环系统，该系统配有两座 6000m2 逆流 式自然通风冷却塔， 1 台机配 2 台循环水泵和 1 座冷却塔，2 台机组共 4 台循 环水泵布置在冷却塔前的集中循环水泵房内。 循环水泵参数如下： 型号： SEZ1400-1290/1000 型 流量： Q = 4.90 m3/s 扬程： H = 0.235 MPa 转速： n = 495 r/min 配套电机： P = 1500 kW 电压： U = 6000 V 原设计时冬季循环水量按 60%考虑，只运行一台循环水泵，冷却塔外围 50%冷 却面积运行。现场实际运行后，电厂对水泵进行改造，每台机组中一台改为双 速运行，冬季低速运行即能满足电厂运行的要求。根据电厂实测数据，冬季每 台机的循环水量约为 14000 m3/h。 本项目拟通过对 11#机循环冷却水系统进行局部的改造，利用吸收式热泵 回收其凝汽器循环水的热量，提高机组对外的供热负荷。热泵房布置在 11#机 组热网加热器厂房外南侧场地，该场地距离抽汽管道和循环水管道很近。循环 冷却水系统改造初步方案： 从#11 机凝汽器出水循环水管道上接出两根 DN1400mm 管道至两台循环水 升压泵（50%容量）入口，循环水升压泵出口管道连接到热泵循环水供水母管上， 供水母管直径 DN1800mm，循环水通过热泵后回流到一根循环水出水母管，出 水母管直径 DB1800mm，出水母管设两条回路，其中一条回路通过电动阀门 1（DN1400mm） 、调节阀 2（DN1200mm） 与#11 机凝汽器入口循环水管道相 连接；另一条回路通过电动阀门 3（DN900mm） 、调节阀 4（DN800mm）与#10 机凝汽器出口循环水管道相连。 改造后，两台机组各一台循环水泵低速运行，原循环水泵房外的循环水联 络阀门打开，11#冷却塔关闭，10#冷却塔运行，机组的具体运行流程如下： 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 24 为提高余热利用效率，整个热泵机组运行的循环水量为 18400m3/h，热泵 机组正常运行时，阀门 111、112、113 关闭。循环水通过升压泵进入热泵，经 热泵吸收热量后，大部分循环水通过阀门 1，2 返回到#11 机凝汽器入口，形成 ABCDEA 一个闭式循环路径；为调节凝汽器出口循环水温度，通过阀 门 3，4 调节一部分循环水进入#10 机凝汽器出口循环水管道，进入 10#冷却水 塔进行冷却，实现两塔合一的运行方式，提高了冷却水塔的防冻能力。冷却后 的这部分循环水经电厂循环水泵 P11 打回#11 机凝汽器入口，与闭式循环的冷 却水进行混合，达到控制温度的目的，具体流程为 ABCDFP11EA。电厂循环水泵 P11 只起补水作用。 对于 10#机，在冬季正常运行工况下，其循环水量为 P10 和 P11 两台循环 水泵出水量之和去除上 11#机的水量，对于 10#机来说，其循环水量相对原冬季 运行工况增加，因此对其运行是有利的。初步估算，正常运行时，其循环水量 的范围为 20000m3/h-28000m3/h。 循环水升压泵或者热泵系统故障时，开启阀门 111、112、113，关闭阀门 1，2，3，4。整个循环水系统恢复现有运行方式，确保 11#机组的安全运行。 在非采暖期吸收式热泵停止运行，改造系统的阀门全部关闭，电厂循环冷 却水系统恢复为夏季纯凝汽式设计运行状态。 改造后，冬季运行时，每台机组一台循环水泵低速运行， 循环水升压泵安放在热泵房的泵坑内，合理布置。共设置二台循环水升压 泵，无备用，为保证系统的稳定运行，经过热泵循环后的循环水系统在 E 点压 力应比循环水系统 E 点的压力高 5m，根据热泵总循环水量 18400m3/h，初步定 技术参数为：Q=9200m3/h，H=15m,P=560KW。 改造后，由于 11#机大部分循环水为闭式循环过程，只有少部分循环水通 过另一条回路进入 10#机的循环冷却过程，故整个循环水系统的水量损失减少， 根据初步估算，平均每日可节水约 2400 m3。 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 25 联络阀 113101102103111112 #11机 凝汽 器 #10机 凝汽 器 #11机 冷却 塔 #10机 冷却 塔 升压泵 A B CD E F P10P11 调 节 阀 12 G 电 动 蝶 阀 34 电 动 蝶 阀 调 节 阀 热泵 18400m3/h Q 18400m3/h Q2 Q2 Q1Q1 18400-Q2 Q+Q2 Q 图 5- 5 循环水管道改造方案示意图 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 26 5.5 电气部分电气部分 5.5.1 现场基本情况 1） 邢台国泰热电厂 10#、11#号高压厂用工作变压器容量均为 40MVA ，最大运行负载 32MVA,富余 8MVA,可满足 1500KW 负荷要求。 2） 6KVA 段有备用间隔 2 个，B 段有备用间隔 1 个。A 段有备 用间隔 1 个，B 段有备用间隔 1 个。每个间隔可承载 800KW 负荷。可以看 出回路数及每路容量都可满足要求，但出线间隔几乎用光。 5.5.2 电气设备布置 本工程预在 11 号机组和热网站的南侧区域新建热泵泵房，泵房内安装 9 台热泵（380V，40kW） ；布置 2 台升压水泵（6kV，560kW） ；布置 2 台凝结水泵 （380V，75kW） ，1 备 1 用。根据工艺专业提资以及电厂人员确认，我方本次改 造方案如下: 1） 在热泵房设置热泵房 6kV 、段，两段通过母线桥互联，形成暗 备用，每段留有备用回路，电源分别引自#10 机组 6kV A 段 19 柜和 11#机 6kV B 厂用电工作段 11 柜。 2） 新增 2 台余热利用循环水升压泵（6kV 560kW） ，电源分别引自热泵房 6kV 、段。 3）在泵房内设置热泵房 PC 低压配电间，内设 2 台 SC10- 630/6.3kV，630kVA，6.3±2x2.5%/0.4kV，Ud=4%，Dyn11 干式变压器和 16 面配 电盘，2 台干式变压器互为备用，电源分别引自热泵房 6kV 、段。热泵房 内工艺电负荷、暖通电负荷、照明及检修电负荷均由热泵房 PC 段提供，热泵房 PC 段低压厂用电负荷统计见表 1-1。 4）10#、11#号高压厂用工作变压器容量均为 40MVA，最大运行负载 32MVA,富余 8MVA,可满足新增 1041KW 负荷要求。 5.5.3 防雷和接地 过电压保护及接地应遵守交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 （DL/T 621-1997）和交流电气装置的接地 （DL/T 620-1997） 。 为保证人身和电气设备的安全，所有电气设备的金属外壳及底座均应接地。 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 27 本工程新建泵房及配电间地网与原厂内主接地网连接。新建接地网由水平 接地体和垂直接地极组成，以水平接地体为主。 5.5.4 照明、电缆敷设及防火 泵房内灯具采用壁灯，光源采用金卤灯；配电间内灯具采用吊杆灯，光源 为荧光灯。正常照明电源就近引自 380/220 动力中心。应急照明采用自带蓄电 池的应急灯，应急照明时间不小于 1 小时。 高压电力电缆沿用老厂电缆型号采用交联聚乙烯绝缘电缆，低压电力电缆 及控制电缆采用交联聚乙烯绝缘电缆。计算机和继电保护等重要回路的控制电 缆采用屏蔽电缆。 照明设计应遵守火力发电厂和变电站照明设计技术规定 （DL/T 5390- 2007） ，电缆防火应遵守电缆防火设计和施工验收标准 （DLGJ154-2000）和 电力工程电缆设计规范 （GB50217-2007） ，并应遵守国家、地方和消防行业 现行的有关规范和标准。 表 5-2 热泵房 PC 380/220V 厂用电负荷统计表 额安工运热泵房 PC380V 动力中心 定装作算1A 变压器1B 变压器 序设备名称容数数系 安 装工作 安 装工作重复 号 量量量数 数 量容量 数 量容量容量 (kW)(台)(台)K(台)(kW)(台)(kW)(kW) 1热泵40991520041600 2凝结水泵75321175215075 3程控系统电源1521111511515 4 热工 380V 电 源1521111511515 5热工 220 电源1521111511515 6电动蝶阀电源7.5880.54154150 7风机56613153150 8空调8660.53123120 9照明104412202200 10检修3022010100 11低压变温控箱422114140 PT 1 1 母联 1 变压器进线 1 1 合计 P（kW） 386 421120 Sjs=0.7*P480.9 Sd(kVA)1.1XSjs528.99 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 28 选择变压器容量(kVA)630 5.6 热工控制热工控制 5.6.1 设计范围： 本循环水余热利用工程包含热泵系统、蒸汽系统、循环水系统、热网水系 统、疏水系统以及厂用电系统等子系统，包括：热泵机组、循环水升压泵、减 温器、疏水泵、电动门、调节门、低压开关柜等设备的控制以及温度、流量、 液位、电流、电压、电量和热量等参数的采集等，以上工艺设备起动、连锁均 由 DCS 系统实现，电动机回路、厂用电电源进线和母线联络断路器都纳入 DCS 集中控制，在 DCS 画面上显示运行的参数、数据及故障报警等 5.6.2 控制水平 5.6.2.1 控制方式 本项目为集中监视控制，整个循环水余热回收利用系统在余热利用控制室 内实现集中监控。在少量人员巡回检查及配合下，在控制室内通过人机接口界 面，实现各个设备的正常启停、运行工况的监视和调整及设备在异常工况下的 紧急处理。 5.6.2.2 改造方案 本循环水余热利用工程采用一套独立的 DCS 控制系统,按照控制功能分 DAS 系统、SCS 系统和 MCS 系统。DAS 系统包括操作显示、成组显示、棒状图 显示、报警显示等显示功能；包括定期记录、事故追忆记录、事故顺序 （SOE）记录、跳闸一览记录等制表功能；历史数据存储和检索；具有热能、 电能计量及设备效率性能计算功能；具有蒸汽、热水、电力能量的瞬时值和累 计值显示功能；SCS 系统具备按照条件和时间等要求，通过显示器显示及键盘 操作，对设备进行顺序自动启停控制功能；SCS 中还包括吸收式热泵功能子组 控制项目、疏水泵功能子组控制项目、减温器功能子组控制项目、循环水升压 泵功能子组控制项目等顺序控制子组项。MCS 系统实现循环水余热利用系统重 要参数的自动控制功能，实现抽汽温度调节、疏水箱水位调节、循环水进冷却 塔水量调节和吸收式热泵自动调节等功能。 本控制系统按照系统的操作量，设置了一台操作员站和一台工程师站，操 作员站具备监视系统内每一个模拟量和数字量、显示并确认报警、显示操作指 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 29 导、建立趋势画面并获得趋势信息、打印报表、操作和控制设备、自动和手动 控制方式的选择、调整过程设定值和偏置等功能；工程站除具备操作员站的基 本功能外，还具备用于程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库和画面的 编辑及修改等功能。 本控制系统可以统一协调控制多台吸收式热泵机组共同需要的进汽系统、 热源水系统、热网水系统、疏水系统设备，为多台吸收式热泵机组运行提供了 安全平稳的工艺运行环境，同时又可以通过中心控制系统实现各种闭锁逻辑， 协调控制多台吸收式热泵机组运行。 5.6.3 控制室 本工程中的电子设备及 DCS 机柜等均布置在余热利用控制室内。余热利用 控制室在新建热泵站内。 5.6.4 设备选型： 选型原则：DCS 控制系统具有高可用性、可操作性和可维护性，采用技术 上成熟的产品。 现场设备: (1)开关量仪表选用进口设备 (2)变送器采用智能型变送器，两线制（420mA） 、零点可迁移、易于量程 调整、具有单向耐全压保护。 (3)执行机构: 执行机构采用电动智能设备，来源为引进技术国内生产或进 口, 选用一体化的电动执行机构。电动装置采用一体化设备，不设常规 的热工配电箱。 (4)温度仪表、流量一次元件采用国产设备 5.6.5 电源： (1) 交流不停电电源（UPS） 从老厂原有 UPS 电源向新增 DCS 控制系统供电。在厂用电中断的情况下， 不停电电源系统应能保证连续供电半小时。或从老厂 DCS 控制系统电源柜 的备用回路向新增 DCS 控制系统供电。 (2) 交流220V后备电源 老厂保安电源作为新增DCS控制系统后备电源。 (3) 交流动力电源（380VAC） 建投国融国泰热电循环水余热利用项目 可行性研究报告 30 从热泵房PC、MCC提供控制系统内的电动门、380V电动执行机构等设备用 电。 5.6.6 本工程所有控制电缆经电缆桥架及竖井，架空进入控制室。 5.7 土建部分土建部分 5.7.1 概述 循环水余热利用工程的主要建、构筑物，建在原有主厂房扩建端外（具体 布置详见总平面布置图） 。 本项目主要建、构筑物有：新建吸热式泵房、新建管道支架、滤水器小间。 5.7.2 设计基本数据： 根据中国地震动参数区划图 （GB18306-2001） ，邢台市一般建设工程抗 震设防要求地震动峰值加速度按0.10g，地震动反应谱特征周期按0.40s，对应地 震基本烈度为度。 5.7.3 主