东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程初步设计说明书

. . . . 陕西东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程初步设计说明书72 / 73目录第一章总的部分31.1概述31.2厂址概况51.3电力负荷与发电厂容量51.4主要设计原则51.5 环境保护部分81.6劳动安全与工业卫生91.7提高本工程技术水平和设计质量的措施9第二章电力系统部分92.1 电力系统概况92.2 电力负荷与电力平衡102.3 电站接入系统方案102.4 系统继电保护与安全自动装置112.5 余热电站投入运行后整个电气系统的运行方案112.6 厂内通信11第三章总图运输部分133.1 厂址自然条件133.2 总体规划143.3 本工程厂区总平面143.4竖向布置153.5 交通运输153.6 管线与沟道布置153.7 绿化17第四章热机部分174.1 概述174.2热力系统与辅助设备选择184.3 机组运行方式214.4 主厂房布置224.5 保温材料23第五章电气部分245.1电气主接线245.2 短路电流计算245.3导体与设备选择255.4厂用电设备布置255.5发电机小间布置265.6发电机励磁系统265.7交流不停电电源系统265.8直流电系统265.9过电压保护与接地285.10照明与检修网络285.11二次线与继电保护295.12电缆设施30第六章水工部分316.1 概述316.2区域自然条件316.3 全厂水务管理与水量平衡326.4 供水系统选择与布置346.5 生产、生活给排水366.6 化学水处理系统36第七章热工自动化部分377.1概述377.2 热工自动化设计范围377.3 热工自动化功能407.4 热工自动化设备选型447.5 电源447.6热工实验室45第八章建筑结构部分458.1 概述458.2 厂址自然条件和设计主要技术数据458.3地基与基础488.4 建筑结构设计498.5其他主要生产建（构）筑物52第九章采暖通风与空气调节部分539.1 概述539.2采暖热源549.3主厂房采暖、通风与空调549.4循环水泵房采暖、通风55第十章消防部分5610.1 概述5610.2 总平面布置与消防通道5710.3 建筑物与构筑物设计原则5710.4 建筑物内灭火器的配置5810.5 电缆敷设与防火5810.6 消防给水与电厂各系统的消防措施5910.7消防供电6010.8采暖通风与空气调节的防火60第十一章环境保护部分6111.1 概述6111.2 电厂概况6211.3 生活污水和生产废水处理6511.4 噪声治理6511.5 水量平衡与计量（详见第六章）6611.6 绿化66第十二章劳动安全与工业卫生部分6712.1.概述6712.2防火、防爆6812.3防电伤、防机械伤害与其它伤害6912.4防暑、防寒、防潮7112.5防噪声、防振动7112.6其他安全措施7112.7劳动安全与工业卫生机构与设施72第一章 总的部分1.1概述1.1.1设计依据1） 东岭集团与世纪源博科技的总包合同；2） 世纪源博科技XX公司的陕西东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电项目技术方案3） 东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程勘察报告；4）水质分析报告；5）汽轮机厂的设计资料；6)火力发电厂初步设计文件内容深度规定DLGJ9-92；7)小型火力发电厂设计规范等设计规程规范。1.1.2工程概况1.1.2.1项目名称陕西东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电工程1.1.2.2公司概况 陕西东岭工贸集团股份是2000年11月组建的一家民营公司。是宝鸡市唯一年总收入过百亿元企业，陕西省规模最大的民营企业。东岭集团主营矿产开发，钢铁冶炼，钢材贸易，铅锌冶炼，焦炭生产，黑色金属制品加工，房地产开发建设。2006年实现总收入122亿元，上缴税金3.8亿元。截止年末，拥有总资产59亿元，员工1.2万人，全资、控股与参股公司40多家。陕西东岭锌业XX公司是陕西东岭集团响应西部大开发的号召，走黑色金属贸易和有色金属冶炼并举之路，依托当地独特的铅锌矿产资源条件，于2000年5月对面临破产的国营企业（凤县锌品厂）成功改制的基础上，投资3.5亿元，经过技术改造与扩建建成的锌冶炼企业。该项目被列为陕西省“十五”计划重点建设项目，受到省、市、县各级领导与党政部门的大力支持，系陕西东岭集团全资子公司。公司采用国内成熟的火法竖罐炼锌生产工艺：锌精矿经氧化焙烧脱硫后生产的锌焙砂与洗煤、粘合剂等配料制团，团矿经干燥、焦结后送竖罐蒸馏制得粗锌，粗锌精镏后生产出精锌；脱硫后的SO2烟气采用绝热蒸发、冷却、稀酸喷淋、净化，两转两吸接触法生产副产品工业硫酸。主产品锌锭和副产品工业硫酸分别按照GB/T470-1997（eqvISO：752-1981）和GB/T534-2002标准组织生产。Zn99.995锌锭(0#锌锭)含锌品位最高达到99.997%，杂质含量铅、镉、铁、铜、锡远低于国家标准。98.0%或92.5%硫酸质量达到优等品。2007年5月份公司积极响应国家节能减排的产业政策，开始对原生产线进行技术改造形成年产精锌10万吨、硫酸20万吨的生产规模。届时，东岭锌业的锌冶炼能力将进一步提高。冶炼锌的过程中汽化冷却系统和余热锅炉产生大量压力为2.6-3.0MPa的饱和蒸汽，目前除一部分工艺用汽与生活用汽外，共有富余蒸汽60t/h，最大流量可达70t/h。因此利用富余的余热蒸汽建设余热电站，是一项十分必要的技术改进措施，它可以显著提高能源利用率，进一步降低产品能耗。本项目符合国家的节约能源、能源综合利用、循环经济的政策导向，其社会效益和经济效益十分显著。1.1.2.3设计规模与规划容量根据业主提供的饱和蒸汽流量与参数，确定本工程建设规模为1X13MW补汽凝汽式汽轮发电机组。1.1.3电厂性质与运行要求本工程为新建能源综合利用项目，利用生产过程中产生的富余蒸汽来发电。设备年利用小时数为7200小时。1.1.4设计内容、范围与外部设计分界1.1.4.1本公司负责设计的范围建设规模为1X13MW补汽凝汽式汽轮发电机组与其配套的辅助设备，包括相关的水工、电气、热工控制、消防、暖通等工艺系统与其附属生产系统的设施和建（构）筑物设计。1.1.4.2本设计范围与外部设计分工界限 本工程水工补水管线为机力通风塔水池外一米。 电气部分6KV电压系统，主厂房电气间外一米为界。1.1.4.3本设计不包括的项目 1) 电站范围外供水系统设计；2) 电厂接入系统与送出项目设计（包括送变电工程、系统保护、远动、通信等）；3) 工程勘测；4) 施工用水、用电、通信；5）与地区联络的通讯设施，微波、光纤通讯和其它通讯设施；1.2厂址概况1.2.1地理位置东岭锌业XX公司地处陕西省凤县，凤县北倚秦岭山脊，南接紫柏山，扼川陕、秦陇要冲，素有“川陕咽喉，秦陇锁钥”之称，宝成铁路穿境而过，县内铁路总长90公里，设有七个火车站，316国道、212省道以与眉凤公路等国道、省道与地方道路相会其中，四通八达。各乡镇也有公路相通，交通条件较为便利。1.2.3工程地质余热电站厂址位于东岭锌业XX公司厂区内，依据勘察结果该厂址地基土自上而下共分3层，各层强度指标值详见第八章建筑结构部分。地震烈度：本设计抗震设防烈度为7度。设计基本地震加速度为0.15g。 1.3电力负荷与发电厂容量东岭锌业XX公司厂区内，有35KV变电站一座，变电站容量为2X12500KVA,厂区内共有电负荷10000KW。本工程建设1X13MW补汽凝汽式汽轮发电机组与其配套的辅助设备。工程建设进度初步安排如下：2008年12月开工，2009年9月机组投产。1.4主要设计原则1.4.1主要设计原则和指导思想 1）本工程设计工作，充分体现“安全可靠，经济适用,”的建设原则。 2）坚持以经济效益为中心，降低工程造价，优化设计方案，节能、节水、节电、节约土地，节省投资。 3）总结工程设计和运行的有益经验，采用先进的设计手段和先进成熟的技术和设备，适度提高自动化水平和科学管理功能。 4）建设标准要符合有关规程、规定、达到安全、经济、稳定运行的主要目标。1.4.2总平面布置1）布置原则本着满足生产工艺流程、布置合理、节约占地、方便管理、因地制宜的原则，结合现场具体条件与业主意见，确定总平面布置。2）布置方案： 本工程利用回收的饱和蒸汽发电，根据场地条件，总平面布置由西向东依次为主厂房区、水工区。3）厂区竖向布置：厂区竖向布置采用平坡式布置方式。4）电气出线：本工程6kV按一回出线， 接至东岭集团厂内35KV总降变电站6KV总配I段。 5）厂区道路：本工程坐落于东岭锌业XX公司总厂厂区内，进厂道路、人流入口、货流入口由总厂总平面布置统一规划。1.4.3主厂房布置主厂房由南向北依次布置汽机房和电气间，汽机房A列向南。主厂房采用优化设计，减少用地面积，其长为30m，汽机房与电气间跨度分别为：15m和5m。1.4.4热机部分1.4.4.1主机主要技术参数1）汽轮机： 制造厂：青岛捷能型式：补汽凝汽式型号：RBN13-2.6/0.35/0.35主要参数额定功率： 13 MW最大功率： 15 MW主汽门前主蒸汽额定温度： 224主汽门前主蒸汽额定压力： 2.6 MPa(a)主蒸汽额定流量：65 t/h额定给水温度： 45 额定工况背压：10 kPa(a)额定转速： 3000r/min转向：顺时针（从汽轮机向发电机看）3) 发电机 制造厂：杭州发电机厂型号： QF-15-2 额定功率： 15MW额定电压：6.3kV额定电流：1718.3A额定转速：3000 r/min额定功率因素：0.8发电机效率：97%额定频率：50Hz冷却方式：空气冷却1.4.4.2主要系统1） 主汽系统余热锅炉来的2.6MPa饱和蒸汽经过电动主汽门、自动主汽门进入汽轮机内做功。另有0.35MPa饱和蒸汽作为补汽进入汽轮机做功。主蒸汽管道材质为20钢。电动主汽门之前设启动疏水管路至疏水箱，供机组启动主蒸汽管道暖管疏水用。1.4.5电气部分1）电气主接线发电机出口通过一台真空断路器与站内高压配电装置6KV母线相连接，6KV段为单母线接线。6KV母线出一回电缆联络线，接至东岭锌业总厂内35KV总降变电站6KV总配I段。2）启动电源余热电站启动电源通过6KV电缆联络线倒送电起动。1.4.7热工自动化部分1）控制方式为适应机组的控制要求，主设备、主系统统一协调管理，采用集中控制方式，在B-C列运转层设集中控制室与电子设备间。2）热工自动化水平本设计拟按一体化配置分散控制系统（DCS），实现全LCD监控。其自动化水平可使运行值班员在控制室内，通过LCD和键盘（鼠标）即能完成对机组正常运行工况的监视操作、紧急情况事故处理与停机，在少量现场操作人员配合下，完成机组的启、停。1.4.8采暖通风与空气调节部分1）采暖热媒本工程位于集中采暖区，因此本期汽机主厂房、循环水泵房均设计采暖。采暖所用热媒为热水，热源接自锌厂供暖系统。2）主厂房采暖、通风与空调（1）汽机主厂房采暖按冷态计算，按停机时室内温度不低于5设计。（2）主厂房通风：汽机房通风采用自然进风、机械排风的通风方式。（3）集中控制室（包括电子设备间、控制设备间）等各房间均设室内空调设备。1.4.9水工部分1）主要设计原则（1）本工程循环补给水、工业水水源均由东岭锌业现有水源供给，补给水管由主厂房固定端侧接入，干管管径为DN200。（2）供水系统采用二次循环供水系统，设两座3500m3的逆流式机械通风冷却塔和一座循环水泵房，循环水泵房布置在冷却塔附近，循环水管为两条DN1200的螺旋缝焊接钢管。（3）本工程消防系统给水由东岭锌业厂区原消防水管网供给，厂区内不再另设消防泵房和消防水池。（4）本工程生活用水由东岭锌业原厂区生活给水系统供水，生活污水生产废水排水管道和雨水排水管道接入原厂区的生活排水和雨水管网，由东岭集团统一处理。1.4.10消防部分消防设计要确保安全生产，财产安全和生产人员的人身安全。贯彻“预防为主，防消结合”的原则。立足于火灾自救。 由于本工程位于东岭集团原厂区内，故不重复设置消防泵房与蓄水池，本工程所需消防水量与水压均由工业区原有的消防水系统提供。在厂区内设有消防给水管网和室外消火栓，消防给水管干管管径DN200。1.5 环境保护部分1）电厂的主要污染源和主要污染物（1）环境空气污染源与主要污染物：本工程直接利用制锌厂富余饱和蒸汽发电，在生产过程中不产生烟尘、SO2等污染物，对空气环境没有污染。（2）水污染源与主要污染物电厂为用水大户,为了节约用水,尽量节约用水和尽量减少废水排放，仅产生少量循环排污水和生活污水。（3）固体污染源本工程直接利用制锌厂富余饱和蒸汽发电，无固体污染物。1.6劳动安全与工业卫生根据国家的法律、法规、文件以与行业标准、规程、规范和规定。为了保证安全生产和职工的人身安全，设计结合实际情况对高温管道、高速转动机械、高压电等均采取相应的防范措施。并对生产安全、高空作业安全等采取相应措施。1.7提高本工程技术水平和设计质量的措施本工程是节能减排工程，要求尽快见效，因此设计标准要适当，不宜过高，控制工程造价，投资省，工期短。首先要求设计做到高速度、高质量完成高水平的设计。为了确保工程设计质量，必须认真贯彻执行我公司的质量管理体系文件，本工程机组容量虽小，但也要按质量体系文件要求开展设计工作，在保证质量的前提下，适当简化手续，节省人力，加快设计进度，突出体现小型机组高速、高效和保证质量的综合效益。第二章 电力系统部分2.1 电力系统概况2.1.1 东岭锌业内部现有系统概况东岭锌业内部有一座已运行的3532.5%/6.3KV、2*12500KVA、Yn,d11 的总降变电站。35KV为单母线分段接线，每段各有一回35KV进线，其进线分别由35KV向阳变线路和双石铺线路引来；各段再通过一台：SFZ9-12500/35KV，3532.5%/6.3KV，Uk=7.65%,Yn,d11三相有载调压变压器（两台变压器互为备用），降至6KV后分别接至总降变电站内部的6KV总配室I段和II段。6KV为单母线分段接线，其中I段馈出线分别接有：6KV一配I段、旋涡炉变、#1风机新焦结、旋涡锅炉#3风机、旋涡锅炉#1风机、#1变新蒸馏、#1变新煤气站、6KV二配I段；II段分别接有：6KV一配II段、#2风机旋涡炉、原有1万吨配电室升压变、#2风机新焦结、#2变新蒸馏、#2变新煤气站、6KV二配II段以与部分备用回路。2.1.1 工程规划容量与特点本电站为东岭锌业余热回收再利用项目，本期上一台额定容量为13MW补汽凝汽式汽轮机（RBN13-2.6/0.35/0.35）与一台额定功率为15MW的气轮发电机（QF-15-2）。2.1.2 电站在系统中的作用和地位本电站为余热发电项目，容量较小，同时东岭锌业目前正常需求负荷较大，约为10MW左右，因此余热电站所发电量宜作为企业自身发展用，不向公网输送电能，其所发电量在企业内部平衡。2.2 电力负荷与电力平衡东岭锌业XX公司为铅锌冶炼企业，目前企业内部各负荷配电电压以6KV为主，以10KV与380/220V电压等级为辅。企业负荷主要以旋涡炉、风机新焦结、新蒸馏、煤气站等为主，东岭锌业目前正常有功需求负荷约为10MW左右，无功负荷约为5MVA左右。 电站额定发电量为13MW，考虑去除站用电1MW左右，既送出电量在12MW左右。可见，电站所发电量基本能在企业内部平衡。 2.3 电站接入系统方案2.3.1 电站接入系统方案根据该电站的特点与建设规模，接入系统方案拟定为：发电机出口电压采用6.3KV，站内设置发电机电压母线（为单母线），发电机通过真空断路器与母线相连接。发电机电压母线共出一回6KV电缆联络线，电缆型号采用YJV-6/6-4（3*240），最大输送容量18MVA，分别接入东岭锌业内部35KV总降站6KV总配I段母线。本方案仅为设想方案，具体接入系统方案应根据接入系统报告并经审查后确定。2.3.2系统对余热电站的要求（1）出线电压以与电气主接线电站以6KV一级电压接入东岭锌业35KV总降变电站，主接线采用单母线接线。（2）出线规模与输送功率余热电站共出一回电缆联络线与东岭锌业内部系统相连接，电缆型号为YJV22-6/6-4（3*240），最大输送容量为18MVA。（3）起动电源余热电站不设置专用起动电源，由联络线倒送电起动。（4）电站电气设备短路水平余热电站6KV侧短路水平按不小于31.5KA考虑。2.4 系统继电保护与安全自动装置2.4.1 6KV联络线路电站至35KV总降站6KV总配间的电缆联络线路配置一套分相电流差动保护，兼有完整的阶段式后备保护。设一面线路保护屏，采用专用光纤通道。2.4.2 故障录波器为了分析电力系统事故与继电保护装置的动作情况，本站考虑装设故障录波装置，分别记录电流，电压，保护装置动作与保护通道的运行情况等。故障录波装置应有双电源故障测距功能，远方开机，GPS对时功能等。采用起动速度块，动作可靠，具有记忆，数据远方传输，录制开关量动作顺序和系统量功能的设备。设一面故障录波屏。2.4.3 低周低压解列装置电站装设一套低周低压解列装置，当系统出现异常时，将电站解列，以确保发电机安全。本站设置一面低周低压解列装置屏。2.4.4 仪器仪表按部颁反措要求配置实验电源屏和仪器仪表，配置实验电源屏一面。2.4.5 设备布置上述设备统一布置于汽机主厂房运转层电气保护间。2.5 余热电站投入运行后整个电气系统的运行方案方式一：#1主变冷备用、#2主变投入运行、35KV母线分裂运行、6KV总配母线并列运行、发电机接至6KV总配I段母线。方式二：#2主变冷备用、#1主变投入运行、35KV母线分裂运行、6KV总配母线并列运行、发电机接至6KV总配I段母线。可见，方式一、二在技术性、可靠性、运行的灵活性上并无差别；而#1主变电源由35KV向阳变线路来，此条线路长约17.5公里；#2主变电源由35KV双石铺线路来，此条线路长约2公里，所以从线路运行的可靠性、经济性上考虑，余热电站投入运行后整个电气系统的运行方式宜采用方式一。2.6 厂内通信2.6.1 设计依据设计中采用的标准、规范与规定：1) 工业企业通信设计规范GBJ 42-812) 火力发电厂初步设计文件内容深度规定 DLGJ9922.6.2 设计内容与分工2.6.2.1 设计内容发电厂厂内通信系统的设计主要包括以下几部分：1) 行政管理系统2) 生产调度通信系统2.6.2.2 设计分工在本工程中，发电厂系统与东岭锌业现有行政网络系统相连接，设计交接点设在发电厂内 配线箱的外侧端子排。2.6.3 行政管理系统发电厂内本期不设行政交换机，利用东岭锌业现有的行政交换机，采用音频电缆从生产行政交换机敷设到发电厂音频配线架。为了保障厂内各个岗位之间紧密联系的需要，发电厂内有人值班的岗位设置自动单机。2.6.4 生产调度通信2.6.4.1 调度关系 本工程为东岭锌业自备用发电厂，其调度关系直接由东岭锌业调度管理。2.6.4.2 通信方案本工程不设单独的生产调度交换机，生产调度通信利用陕西东岭锌业技改工程指挥部现有的行政交换机。在发电厂内各主要生产岗位安装调度单机，调度单机只作为厂内生产调度联系使用。2.6.5 生产检修通信为了便于检修，也为了方便流动岗位与远离厂区的岗位通信，本期工程配置8部无线对讲机。对讲机通信距离在5km左右，频率向地方无线电委员会申报备案。2.6.6 厂区内通信缆线敷设厂区为新建，通信缆线全部采用电缆沟或地下管道走线方式，但有部分可以利用桥架走线。室内部分采用穿管暗敷方式布线。第三章 总图运输部分3.1 厂址自然条件3.1.1 厂址地形条件东岭锌业地处陕西省凤县，本工程厂址位于其厂区围墙内。本期建设规模为1台RBN13-2.6/0.35/0.35+QF-15-2补汽凝汽式汽轮发电机组。本厂址现状为东岭锌业预留场地，地下无不良地质构造。可利用范围内场地平坦，无其它建构筑物，可满足建设需要。本厂址现状为东岭锌业预留场地，无农田、矿藏、历史文物。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），本工程建构筑物抗震设防烈度为7度。地震加速度为0.10g。3.1.2厂址气象条件1）气温极端最高温度41.6极端最低温度-13.9最热月平均气温26.7最冷月平均气温-7.4年平均气温12.92）湿度年平均相对湿度60%3）风向、风速年主导风向东南，西北风夏季主导风向东南冬季主导风向西北年平均风速1.7m/s最大风速16m/s基本风压值0.45kN/m23）降水量年平均降水量707.1mm日最大降水量120mm4）积雪量年最大降雪厚度190mm5）土壤最大冻结深度年最大冻结深度30cm3.2 总体规划3.2.1 本工程厂区规划本期建设规模为1台RBN13-2.6/0.35/0.35+QF-15-2补汽凝汽式汽轮发电机组。根据总厂规划、电厂规划容量、工艺要求、厂址场地地形、外部条件与机组的技术要求，综合考虑确定总体规划方案。本工程建构筑物占地面积1217m。3.2.2动力源动力源为东岭锌业回收的饱和余热蒸汽。除去用于生产工艺外，东岭锌业可回收2.6MPa饱和余热蒸汽60t/h，最多可达到70t/h。3.2.3 进厂道路本工程坐落于东岭锌业内，进厂道路、人流入口、货流入口采用现有的总厂出入口。3.2.4 电气出线本工程6kV按一回出线， 接至东岭集团厂内35KV总降变电站6KV总配I段。3.2.5 供水水源供水水源由东岭锌业统一协调。 化学水处理由东岭锌业统一协调。3.3 本工程厂区总平面3.3.1 平面设计原则1)本工程所有设施尽可能少占地。2)总平面布置做到布置最紧凑，土地利用率高。建构筑物的布置，符合现行的国家有关防火标准和规范的规定与有关环保的原则要求。3）根据有关规程、规范，进行多方案优化布置。力求规划合理，布置紧凑，分区明确，工艺流程顺畅短捷。3.3.2 厂区总平面布置因本工程坐落于东岭锌业厂区之内，选址由总厂统一考虑，不做选址比较，对本工程总平面布置优化后推荐方案描述如下：本工程利用回收的饱和蒸汽发电，根据场地条件，总平面布置由西向东依次为主厂房区、水工区。高压出线接入总厂内部系统，出线方向与总厂协调后确定。1)主厂房区主厂房由南向北依次布置汽机房和电气间，汽机房A列向南。主厂房采用优化设计，减少用地面积，其长为30m，汽机房与电气间跨度分别为：15m和5m。事故油池位于主厂房A列外，并贴近道路布置，以便于运输。2)水工区该区由西向东依次布置循环水泵房和机力通风冷却塔。循环水泵房位于汽机房和机力通风冷却塔之间，与主厂房区有一路之隔，充分考虑了循环水管道连接的短捷顺畅。机力通风冷却塔位于本工程厂区最东侧。据火力发电厂总图运输设计技术规程条文说明可知，机力塔对风向并无严格要求。本工程夏季盛行风向为东南风，考虑到本工程场地狭小，机力塔占地面积较大（32x16m），机力塔宜长边朝南布置。机力通风冷却塔运行时噪声较大，布置时考虑了与其他建筑物保持一定的距离。本工程机力通风冷却塔淋水面积约为512m，与汽机房距离约为48.5m，距循环水泵房约为16m，皆满足规程要求。3.4竖向布置竖向布置形式选择：本工程坐落于总厂厂区内，竖向布置与总厂统一考虑，因厂区地势较为平整，宜采用平坡式。结合本工程现场情况，周边场地各建构筑物、地坪标高与业主意见，主厂房区与水工区室外整平标高分别定为982.400m和983.000m（绝对标高），室内外高差300mm。3.5 交通运输厂内道路本工程厂内道路主要根据生产、生活与消防的需要设置。本工程充分利用周围现有的环形道路，厂内外联系采用总厂出入口。主厂房区西侧检修或消防安全通道由总厂统一规划。3.6 管线与沟道布置3.6.1管线布置主要设计原则a) 管线敷设方式以工艺要求，自然条件，场地条件等综合考虑。b) 管线(沟)走径：力求顺直短捷，并尽量沿规划管线走廊平行路网布置，减少交叉、埋深与长度。减少工程量。c) 管线的布置形式，根据其流动介质的不同，结合工艺特点，规划为地上、地下两种。地上为综合管架，地下为直埋式和管沟式。尽量采用综合管架，减少管沟布置，以节省用地，便于维护。d) 压力让自流，柔性让刚性，次要让主要，安全让危险，工程量小的让工程大的。e) 方便施工运行管理与检修。3.6.2管线布置根据上述设计原则与既定敷设方式、总厂现有管线布置情况和各的接口位置与标高，综合考虑，统筹规划。电气电缆尽量采用本工程厂区内北侧原有电缆桥架架空敷设，并辅以电缆沟地下敷设。本工程厂区进汽机房的饱和蒸汽管道采用架空敷设方式，其余多采用地下直埋敷设，以降低工程造价。本工程厂区管道根据各车间的特点，利用建筑物之间距，沿道路两侧布置，原则上压力管尽量远离建筑物，以防止管道破裂对建筑物基础的影响。3.6.3沟(隧)道防排水设计沟道主要是电缆沟，断面均在11m左右。本工程地下沟道采用普通水泥，所有沟内均设有不小于3的排水纵坡，每隔一定的距离设置集水井，就近将积水引至厂区排水系统。3.6.5沟(隧)道与盖板设计根据本工程地质与自然等条件，厂区沟(隧)道盖板荷载按1t/m2考虑。当沟(隧)道断面采用C20现浇钢筋混凝土结构。沟(隧)道伸缩缝与沉降缝设置，伸缩缝钢筋混凝土沟(隧)，每30m一个，素混凝土沟每20m一个，并在沟道拐角处与埋深变化处，增设沉降缝，以防不均匀沉陷引起沟道断裂。电缆沟(隧)道转角处皆须采用L500 45削角，以防电缆折断。沟盖板设计，套用标准图集，非跨道路段采用轻型盖板。3.7 绿化为了贯彻水土保持政策，给厂区创造一个较好的环境，对厂区进行绿化。厂区绿化按下述原则进行：1)因地制宜：结合当地地理气候环境特点，选择抗污染、吸收有害气体、净化空气与适应力较强的植物，在布置上采用灌木和草坪等。2) 全面考虑，紧密结合总平面布置。3) 突出重点，区别情况地进行厂内各区段的绿化。道路两旁种植长青灌木。第四章 热机部分4.1 概述4.1.1 设计依据1） 东岭集团与世纪源博科技的总包合同；2） 世纪源博科技XX公司的陕西东岭锌业技改工程指挥部饱和蒸汽余热发电项目技术方案；3）汽轮机厂的设计资料；4)火力发电厂初步设计文件内容深度规定DLGJ9-92；5)小型火力发电厂设计规范等设计规程规范。4.1.2 装机容量根据设计合同要求，本工程建设规模为1x13MW补汽凝汽式汽轮发电机组，不考虑扩建。4.1.3本专业主要设计特点1）热力系统采用单元制系统；2）针对本工程余热利用的特殊性，采用补汽凝汽式汽轮机；3）主厂房布置，汽机房15米，电气间5米。 4.1.4 主机组型号、参数与主要技术规范：1）汽轮机： 制造厂：青岛捷能型式：补凝式型号：RBN13-2.6/0.35/0.35主要参数额定功率： 13 MW最大功率： 15 MW主汽门前主蒸汽额定温度： 224主汽门前主蒸汽额定压力： 2.6 MPa(a)主蒸汽额定流量：65 t/h额定给水温度： 45 额定工况背压：10 kPa(a)额定转速： 3000r/min转向：顺时针（从汽轮机向发电机看）2) 发电机 制造厂：杭州发电机厂型号： QF-15-2 额定功率： 15MW额定电压：6.3kV额定电流：1718.3A额定转速：3000 r/min额定功率因素：0.8发电机效率：97%额定频率：50Hz冷却方式：空气冷却4.1.5 设计范围本工程为1x13MW补凝式余热蒸汽发电机组。本专业设计范围主要为：热力系统、冷却水系统、润滑油系统。具体内容包括：系统设计优化、辅机设备选型、管道计算、主厂房与辅助车间布置、主辅设备安装、管道布置、主辅设备检修起吊、设备和管道的保温油漆等。4.2热力系统与辅助设备选择4.2.1热力系统拟定原则与特点本工程为饱和蒸汽余热发电项目，热力系统为单元制，全厂热力系统图参见F0601C-J-02。4.2.1.1主蒸汽系统余热锅炉来的2.6MPa饱和蒸汽经过电动隔离门后，经主汽门进入汽轮机内做功。从厂区蒸汽接口来的0.35MPa饱和蒸汽作为补汽进入汽轮机做功。主蒸汽管道材质为20钢。电动主汽门之前设启动疏水管路至疏水箱，供机组启动主蒸汽管道暖管疏水用。4.2.1.2凝结水系统由于本工程的特殊性，凝结水系统亦给水系统，凝结水泵将凝结水从凝汽器热井输送至余热蒸汽发生系统。凝结水系统配置2台凝结水泵，一用一备。凝结水泵容量按凝结水水系统设计容量另加10%裕量进行选择。4.2.1.3循环水系统循环水设计水温20，最高水温30。循环水提供凝汽器、汽轮机冷油器和发电机空冷器冷却用水。凝汽器采用胶球清洗装置。设循环水泵，设备选型由水工专业负责。4.2.1.4冷却水系统本工程辅机冷却水系统分为循环冷却水系统和工业冷却水系统，系统图见F0601C-J-03。循环水系统见6.4供水系统选择与布置。工业水系统由厂房外工业水泵前水池引入，经工业水泵升压后通过供水母管向各用水点供水，设2台110%容量工业水泵，一用一备。回水经回水母管接至循环水回水管，作为循环水补水用。4.2.1.5凝汽器抽真空系统汽机凝汽器采用射水抽气器抽真空，每台机组设2台100容量射水泵和2台射水抽气器，射水泵一用一备。4.2.2热力系统辅助设备选择主要辅助设备按汽轮机VWO工况的参数进行设计选择，且能适应机组变工况运行的要求。表4.2.2-1热力系统主要辅助设备设备规范表序号设备名称型号与规范单位数量1凝结水泵Q=96m3/h H=45mH2O台22射水泵Q=160m3/h H=50mH2O台23工业水泵Q=22m3/h H=32mH2O台24.2.3主要管道管径选择根据火力发电厂汽水管道设计技术规定中的推荐值，各主要管道的介质流速、管材与规格见表4.2.31表4.2.31序号系统名称流速m/s根数选用管径壁厚mm材料推荐流速m/s1主蒸汽管道46.171219x62030502补汽管道341325x82030502凝结水管道3.111108x42023.54.2.4主要经济指标序号项目单位额定工况1额定汽机进汽压力(绝压)MPa2.62额定汽机进汽量t/h653额定补汽压力(绝压)MPa0.354额定补汽量t/h17.55排汽压力MPa0.016额定发电功率kW130007最大发电功率kW150008综合厂用电率%9.29机组利用小时数h720010年发电量万kWh/a936011年供电量万kWh/a842412年节约标煤万t/a2.6813年减排CO2万t/a7.14.3 机组运行方式4.3.1 机组启动条件本工程机组启动电源由联络线倒送电启动。由余热锅炉提供启动用汽，机组油系统和冷却水系统在机组启动前应投入并正常运行，消防系统正常并能随时投入。4.3.2机组启动系统1） 冷却水系统：机组启动前，由循环水系统和工业水系统提供辅助设备所需的冷却水。2） 润滑系统：由高压润滑油泵向系统充油，并进行油循环。4.3.3设备的控制本工程采用机、电集中控制方式，实现对汽机与其辅助设备的集中监视和控制。4.3.4机组启动方式机组各种启动规范详见制造厂的启动运行说明书。4.3.5 机组停运按制造厂说明书和运行规程执行。4.3.6启动注意事项1） 汽轮机启动应严格遵守运行规程，并按照制造厂提供的启动运行说明书中的要求认真执行。2） 本机组的保安电源和不停电电源，应在机组启动时投入运行，以保证机组启动过程的安全。3）各种电气设备在启动前应认真检查，严格执行电气运行规程。4.3.7运行注意事项电厂各种设备的运行应按照制造厂提供的运行建议由电厂制定具体的运行规程后执行。4.3.8 机组安全保护4.3.8.1 机组保护在下列情况下，停止机组的运行：1)余热锅炉事故停炉；2)凝结水泵全停；3)发电机主保护动作；4)汽轮机事故停机。4.3.8.2 汽机保护汽轮机轴向位移保护；汽轮机超速保护；汽轮机真空过低保护；汽轮机轴承润滑油压过低保护；发电机主保护动作等。4.3.8.3 发电机保护：发电机冷却水断流保护等。4.3.8.4 汽机防进水措施1）主蒸汽管道在其进主汽门前与低位点，均设有疏水点。2）汽封管道低位点均设疏水点，均压箱疏水管单独接到排汽装置。4.4 主厂房布置4.4.1 布置原则本工程主厂房布置的指导思想是：在满足设备布置和工艺系统要求的前提下，对主厂房布置进行优化，以达到合理布置，方便运行与检修，减少占地，节约投资的目的。1）主厂房布置采用汽机房、电气间两列式布置。2）主厂房框架采用混凝土结构，汽轮机采用岛式布置，汽机间运转层（8m）设有楼梯和联络步道。4.4.2主厂房布置4.4.2.1主厂房布置主要数据主厂房主要尺寸表位置项目单 位数量汽机间柱距6或8跨度（AB ）15长度30汽轮发电机中心线距A列柱距离7.5中间层标高4.0运转层标高8.0行车轨顶标高15.0屋架下悬标高17.5电气间跨度（BC）5.0前后深度（16）30电气间屋架梁底标高11.51号柱至5号柱中心线距离30A列柱至C列柱中心线距离204.4.2.2 各车间主要设备布置1）汽机房(AB列)汽机房采用岛式布置。纵向柱距采用不等跨布置，6X1+ 8X3=30m。汽机房跨距为15米，汽机中心线距A列7.5m，距B列7.5m。汽轮机房分三层布置，即0.0m层、局部4.0m层、8.0m运转层。汽机房0.0m层，凝结水泵布置在汽轮机的下方凝结水泵坑内，坑底标高为-2.2m。汽轮机机座下方布置有疏水膨胀箱。在汽轮机机头靠近A列侧布置有冷油器、润滑油泵等设备。发电机端布置有空气冷却器、射水箱、射水泵等。工业水泵布置在靠近5号柱侧。固定端为检修场地。汽机房加热器平台（中间层）主要布置汽机本体设备和管道。机头侧由B至A列布置有均压箱、轴封冷却器、除湿再热装置、油箱，管道主要为主蒸汽、汽封、润滑油管道。在汽机房运转层纵向布置汽轮机、发电机，发电机朝向固定端。另外有汽水分离器等。为方便运行与检修，汽机岛两侧各设一部钢梯从0.0m层经4.0m层至运转层。2）电气间（BC列）主厂房BC列为电气间，跨距为5 m，总长为1x6+3x830.0m。4.4.3检修起吊设施汽机房检修场地设在固定端零米。汽机房内设一台电动双粱桥式起重机，作为汽机房设备检修用，根据小型火力发电厂设计技术规范，起重机的容量按最大检修荷载考虑，起重机为20/5t，跨度13.5m，起升高度为16/18m，A3级工作制，可满足本工程的设备安装起吊要求。4.5 保温材料介质温度低于260的设备和管道热力设备的保温用岩棉，外包白铁皮。外径小于38mm的管道采用硅酸铝纤维绳保温。第五章 电气部分5.1电气主接线5.1.1建设规模与设计范围 本期东岭集团锌业余热发电站工程安装一台RBN13-2.6/0.35/0.35+QF-15-2/6.3KV补汽凝汽式汽轮发电机组，发电机额定功率为15MW，出口电压为6.3KV。本工程电气设计以余热电站系统内全部电气部分设计，不包括接入系统设计。5.1.2电气主接线发电机出口通过一台真空断路器与站内高压配电装置6KV母线相连接，6KV段为单母线接线。6KV母线出一回电缆联络线，接至东岭锌业内部35/6KV总降变电站6KV总配母线I段。5.1.3 起动电源引接余热电站通过6KV电缆联络线倒送电起动。5.1.4 厂用电接线电站设置一台1250KVA、D，yn11，6.32*2.5%/0.4KV低压工作与备用变压器（干式变），中性点直接接地，其电源由余热电站内6KV段引接。低压厂用电采用380/220V动力与照明共用的三相四线制，中性点直接接地系统，中性线与保护线合一，即TN-C系统。低压厂用母线按机分段，共分一段，采用单母线接线。循环水泵房，设低压MCC段。5.2 短路电流计算3.1 短路电流计算依据根据系统等值阻抗、本工程电气主接线以与系统正常最大运行方式下为计算原则。3.2 短路电流计算结果： 5.3导体与设备选择5.3.1导体与设备选择的依据与原则按照导体和电器设备选择设计技术规定（DL/T 5222-2005）中的原则要求和计算方法，依据短路电流水平，进行导体和设备选择。5.3.2导体选择发电机引出线采用矩形铜母线100*8；6KV选用交联聚乙烯绝缘电缆，其热稳定最小截面为70m(铜芯)。5.3.3主要电气设备选择6kV高压开关柜选用KYN28B-12铠装手车式金属封闭开关设备。0.4KV低压开关柜选用GCS金属封闭抽屉式开关柜。低压工作与备用变压器选用：SCB10-1250/6，Dyn11，Ud=6%,6.32*2.5%/0.4KV的干式变压器。发电机出口断路器：额定电压6KV，额定电流2000A，短路开断能力31.5kA，短路冲击电流80kA。6KV联络线断路器：额定电压6KV，额定电流2000A，短路开断能力31.5KA，短路冲击电流80KA。5.4厂用电设备布置厂用高压配电室布置于汽机主厂房BC列0.0米层、低压配电室与低压干式变压器均布置在汽机主厂房BC列4.0米层。5.5发电机小间布置发电机小间布置在汽机房发电机小室，小室共两层。发电机出口电压互感器与避雷器（装于高压开关柜）等布置在小室0.0米层；干式励磁变压器、灭磁屏与功率柜布置在小室4.0米层。5.6发电机励磁系统发电机采用自并激静止励磁系统，由发电机机端通过励磁变压器取得励磁电源，送至可控硅整流器。励磁系统由以下设备组成：（1）励磁变压器；（2）励磁调节器（AVR）；（3）可控硅整流器；（4）起励、灭磁与转子过电压保护屏等。上述设备随发电机成套供货。5.7交流不停电电源系统为了保证电子计算机的正常、安全、连续运行，以与在全厂停电后使热控、电气进DCS的监测仪表、调节装置、监测设备仍能正常工作，需设置交流不停电电源装置。本工程全厂设置一套交流不停电电源装置，采用静态逆变装置，由整流器、逆变器、静态开关、隔离变压器、稳压调节器和配电屏等组成。正常运行时，厂用动力中心配电柜供380V电源给整流器，经逆变器逆变后由静态开关向负荷供电；当全厂事故停电失去交流电源时，由蓄电池组通过逆变器经静态开关向负荷供电。当整流器或逆变器发生故障时，由旁路经隔离变压器、稳压调压器、静态开关向负荷供电。根据本工程UPS负荷统计，交流不停电电源装置的容量为30KVA（输出220V单相交流电，频率为50HZ），该装置的成套设备布置在汽机主厂房运转层电子设备间。5.8直流电系统5.8.1 直流电系统电压的选择根据火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定DL/T 5044-95的有关规定，直流电系统采用动力、控制合并的供电方式。设1组蓄电池，对动力、控制负荷供电。蓄电池组的电压采用220V。控制负荷主要包括电气设备的控制、测量、保护、信号等，还包括热工专业的控制、保护等。动力负荷主要包括直流油泵、交流不停电电源装置、事故照明与厂用电系统的断路器合闸等。5.8.2 直流电系统的接线5.8.2.1 直流电系统采用单母线接线方式。5.8.2.2 蓄电池采用浮充电运行方式，不设端电池。5.8.2.3直流供电网络采用辐射与环状相结合的供电方式。5.8.3 直流电系统的设备选择5.8.3.1 蓄电池个数:(选择阀控电池)取蓄电池浮充电电压2.23V,均恒充电电压2.33Vn=1.05Un/Uf=1.05x220/2.23=103.6 (个)均恒充电情况下,直流母线电压Um1.1 Un选择蓄电池个数为103个Um=2.33x103=239.99=1. 09Un1.1Un故选择蓄电池个数为103个蓄电池的终止放电电压UdUd0.875xUn/n=0.875x220/103=1.87V取Ud=1.87V5.8.3.2 蓄电池容量选择直流负荷统计表见下表： 负荷名称负荷容量（kW）负荷电流（A）负荷系数经常负荷（A）事故负荷(A)事故放电容量(Ah)持续放电时间(h)初期持续冲击直流润滑油泵11500.911345451事故照明313.6113.613.613.61保护与自动装置UPS电源520/0.822.73113.60.60.613.6413.64113.613.64113.613.6456.810.5厂用电自投0.5147断路器合闸1476kV,380V开关柜经常负荷0.05x15034.09134.0934.0934.0934.091热工313.64113.6413.6413.6413.641合计6137448.6233.6176.7蓄电池容量的选择：按满足事故全停长时间放电要求：Cc=KkCs/Kc=1.25x176.7/0.4=552（Ah）经计算，选用容量为600Ah的一组密封阀控式铅酸蓄电池104只，事故放电末期的终止电压为1.85V/只。蓄电池布置于主厂房0m。5.8.3.2 充电设备的选择（1）满足浮充电的要求选择 Ic=0.01I10+Ijc=0.6+61.37=62（A）（2）满足初充电的要求选择 Ic=(11.25)I10=675(A)（3）满足均衡充电的要求选择 Ic=(11.25)I10+Ijc =67.4136.4(A)选用两台150A/230V充电器。5.9过电压保护与接地电气设备的过电压保护按交流电气装置的过电压保护和绝缘配合与有关规定进行设计；电气设备按交流电气装置的接地的要求接地。当接地电阻不符合设计要求时，应填充降阻剂或增加接地极,进一步降低接地电阻。以上方法仍不满足要求时，应对可能将接地网的高电位引向厂内或将低电位引向厂内的设施，采取隔离措施，包括对外的通信设施加隔离变压器；通向厂外的管道采用绝缘段等。5.10照明与检修网络照明按火力发电厂和变电所照明设计技术规定（DL/T 5390-2007）进行设计。主厂房内的工作照明由380V动力中心供电；事故照明由直流屏供电。集控室、机炉控制室照明采用发光带形式，并加装长明灯，由直流电源直接供电。辅助车间照明电源由附近的低压动力中心或电动机控制中心供电。重要车间、人员出入口处设有带蓄电池的应急灯照明；部分地区采用防水防尘灯具。电缆隧道等低于2.5m高的工作场所采用24V安全电压供电。道路照明采用高杆灯照明，供电回路装有光电控制开关。主厂房设有专用的检修网络，引自380V动力中心。其他辅助车间的检修箱从就近的电源引接。5.11二次线与继电保护5.11.1控制方式采用机电集中控制的控制方式。全站重要电气设备如：发电机、联络线、高低压厂用电源、高低压厂用电动机、UPS与直流电系统等的控制、测量、信号全部纳入DCS系统，在集控室设立DCS电气操作员站。厂用电系统装设微机型备用电源自投装置，实现厂用与备用电源的自动切换。5.11.2控制室信号、测量与控制控制、信号、测量与同期测量信号的配置按照电测量仪表装置设计技术规程