4×6MW焦炉余热综合利用项目可研报告

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1、可行性研究报告山西*有限公司46MW焦炉余热综合利用项目可行性研究报告山西*有限责任公司二00九年十二月 第 34 页目 录1 概述11.1 项目概况11.2 可行性研究工作组织11.3 编制依据及范围11.4 主要技术原则21.5 综合技术效益指标31.6 结论32 项目建设的必要性52.1 符合国家发展规划以及有关政策法规52.2 发展循环经济、提高能源综合利用率62.3 符合清洁发展机制（CDM）、实现节能减排62.4 实现可持续发展73 厂址条件及选择83.1 厂址地理位置83.2 厂址自然条件83.3 交通133.4 接入电网系统133.5 固废处置场133.6 厂址选择意见144

2、热能及辅助材料供应164.1 清洁型焦炉介绍164.2 热能供应184.3 脱硫剂供应195 工程技术方案205.1 余热综合利用总体方案205.2 发电工艺215.3 脱硫除尘系统305.4 项目实施后的环境效益355.5 项目实施后环境状况分析预测365.6 项目实施前后平衡状况分析386 公用工程及配套设施406.1 厂区总平面规划布置406.2 建筑结构426.3 供排水系统446.4 采暖通风486.5 空冷系统486.6 化学水处理506.7 电气系统526.8 仪表与控制系统547 环境保护577.1 建厂地区的环境现状577.2 建设项目的主要污染物587.3 环境保护措施59

3、7.4 环境监测与管理647.5 环保“三同时”项目与投资估算658 消防678.1 单项工程火灾危险性类别678.2 电厂各系统的消防措施678.3 消防给水698.4 防火及消防措施效果预测与评价709 劳动安全与卫生防护719.1 主要危害分析719.2 劳动安全与工业卫生措施设想749.3 地震烈度和工程防震设想769.4 防洪涝设想779.5 防雷设想779.6 监测与安全教育779.7 结论与建议7710 节能减排7810.1 概述7810.2 节能措施7810.3 节能减排效果8111 劳动组织及定员8311.1 编制原则8311.2 定员编制8311.3 人员培训8312 工程

4、实施条件和轮廓进度8512.1 施工条件8512.2 设备运输8712.3 工程实施进度8713 投资估算与财务分析8913.1 编制范围9013.2 编制原则及依据9013.3 投资估算费用及资金来源9113.4 工程建设进度计划及资金安排9213.5 控制投资的措施建议9213.6 财务分析9313.7 敏感性分析9514 项目评价9714.1 环境效益评价9714.2 社会效益评价9814.3 项目经济效益评价9815 风险分析10015.1 经济风险10015.2 社会风险10015.3 环境风险10116 项目招标10516.1 项目招投标10516.2 工程建设管理10517 结论

5、与建议10617.1 结论10617.2 建议106图纸目录序号图 号图 名1.F102K-Z01厂区总平面布置图2.F102K-J01热力系统图3.F102K-J02汽机房零米平面布置图4.F102K-J03汽机房运转层平面布置图5.F102K-J04汽机房除氧层平面布置图6.F102K-J05汽机房横剖面图7.F102K-D01电气主接线8.F102K-S01全厂给水系统图9.F102K-S02水量平衡图（冬季）10.F102K-S03水量平衡图（夏季）11.F102K-H01锅炉补给水处理系统图1 概述1.1 项目概况1.1.1 项目名称山西*有限公司焦炉余热综合利用项目。1.1.2 项

6、目承办单位*县*煤焦有限公司（简称*公司）1.1.3 项目建设地点*县郭道镇工业园区1.1.4 项目建设目的实现循环经济，增长产业链，使单一的炼焦变为焦电联合生产；实现节能减排、清洁生产，保护环境；降低焦炭的生产成本，提高企业的经济效益，实现企业可持续发展。1.2 可行性研究工作组织1.2.1 承担可行性研究单位山西*有限责任公司1.2.2 研究工作概况2009年3月山西*有限公司与山西*有限责任公司共同就本项目开展可研工作的主要设计原则和工作安排进行了协商。之后山西*有限责任公司对可研究工作进行了安排，开展各项工作，在山西*有限公司和当地政府及各部门的大力配合下，于2009年4月完成可行性研

7、究报告的工作。1.3 编制依据及范围1.3.1 编制依据国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知国务院国发【2007】15号文中华人民共和国环境保护法，1989年12月26日；中华人民共和国大气污染防治法，2000年4月29日；中华人民共和国环境噪声污染防治法，2000年4月29日；中华人民共和国水污染防治法，1996年5月15日；中华人民共和国清洁生产促进法，2002年6月29日；小型火力发电厂设计规范 （GB5004994）山西省环境保护条例，1997年7月30日山西省大气污染防治条例，1996年9月3日山西省汾河流域水污染防治条例，1997年7月30日山西省科学技术厅晋科工发20055

8、1号“关于发布山西省清洁型热回收焦炉技术规范的通知”及附件，2005年6月15日；山西*有限公司“关于焦炉余热综合利用工程可行性研究委托书”。1.3.2 编制范围本期可行性研究设计范围为厂区围墙内的工艺和土建部分等。主要任务有：1）研究本项目的供水、接入系统、环保、厂址、地质、原辅材料供应等建厂条件的可行性。2）对各主要工艺系统及辅助系统提出方案设想。3）作出投资估算，进行经济效益评价。4）评估工艺方案，核算节能减排量。不包括的部分有：电厂的接入系统设计（含系统保护及调度通信）；输电线路设计；环境影响评价报告；生活福利设施的规划与设计。1.4 主要技术原则1）按46MW中温中压直接空冷机组设计

9、。2）水源采用地下水，由焦化厂统一考虑。3）根据配煤煤质资料和山西省其他同类型焦炉的测试结果，为达到节能减排的目的，烟气采用双碱法脱硫。4）资本金按总投资的30%考虑，70%为融资或贷款。5）经济评价按上网电价0.2346元/kwh计算。6）为尽可能节约用水，汽轮机组采用空冷系统，辅机循环水采用加药处理。7）全厂污水排放必须达到环保要求的排放标准。8）废水回收利用。1.5 综合技术效益指标综合技术效益指标表序号项 目单位技术效益指标 备注1.装机容量MW462.锅炉容量t/h4283.年利用小时h60004.年发电量Gwh144.014400104kwh5.年售电量Gwh130130104kw

10、h6.发电厂用电率%9.57.耗水率m3/h50.58.劳动定员人1509.工程静态投资万元10768.3110.单位投资元/kw.h4486.7911.工程动态投资万元11072.3112.单位投资元/kw.h4613.4613.投资利润率%7.2214.资本金净利润率%18.2115.基准收益率%13.6316.全部投资收益率%11.5117.财务净现值（全部投资）万元2595.7418.财务净现值（自有资金）万元2297.3619.投资回收期（全部投资）年8.7820.投资回收期（自有资金）年11.4621.售电价（含税）元/Mw.h23.44622.平均发电成本元/Mw.h12123.

11、销售收入万元/年261824.年平均利润万元/年82825.税金预测万元/年125326.节标煤量t/a5184027.CO2减排量t/a14400028.SO2减排量t/a1143.721.6 结论本项目符合清洁发展机制（CDM）和国家节能减排政策，满足循环经济要求。对于解决焦化厂严重污染环境、浪费能源等问题具有较大的意义。污染物排放满足长治市总量控制的要求；本项目的建设不会恶化当地环境。具有较好的环境效益和社会效益。本项目具有较强的抗产量波动能力和抗风险能力。经济效益较好，工程的盈利能力及清偿能力均较强。本项目的建设是可行的，也是必要的。2 项目建设的必要性2.1 符合国家发展规划以及有关

12、政策法规在工业化的发展道路上，几乎每个国家都遭遇过经济发展、资源利用和环境保护之间的失衡。这一失衡在国际上被称为“增长的代价”。有些国家较好地补偿了“增长的代价”，而走上了持续发展的道路，有些国家则被“增长的代价”所绊倒。 充分认识节能减排工作的重要性和紧迫性中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然

13、要求。2007年国务院颁布了国家环境保护“十一五”规划，国家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”规划，明确2006年到2010年我国主要污染物排放总量控制目标：显著削减二氧化硫排放总量，控制氮氧化物排放增长的趋势，到2010 年，有效降低硫沉降强度，减少重度酸沉降区面积，减轻区域大气细颗粒物污染，降低城市空气二氧化硫浓度。到2010 年，全国二氧化硫排放总量比2005 年减少10%，控制在2294.4 万吨以内；火电行业二氧化硫排放量控制在1000 万吨以内，单位发电量二氧化硫排放强度比2005 年降低50%。这对推动我国建设环境友好型、资源节约型社会具有十分深远的意义。2006年4月温家宝总理曾

14、以一种遗憾的心情讲到，“十五”时期我国经济发展的各项指标大多超额完成，但环境保护的主要指标没有完成。2007 年3月温家宝总理在做政府工作报告时又一次遗憾地说到，全国没有实现年初确定的降耗减排目标。这充分体现了我国资源和环境问题的严峻和紧迫。节能减排、总量控制、区域限批等一系列措施反映了国家对环境保护的重视。同时制定了一系列政策，如：国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知 国发200715号，国务院批转国家环保总局等部门制定的主要污染物总量统计、监测、减排考核办法（见国发200736号），国家发展改革委关于做好中小企业节能减排工作的通知发改企业20073251号，等等。 本项目回收焦炉废气

15、热量并带动汽轮发电机发电，同时使废气温度降低达到可实现脱硫的目的。符合国家有关节能减排、循环经济的政策，对建设环境友好型、资源节约型社会具有较大的意义。2.2 发展循环经济、提高能源综合利用率循环经济是与传统经济活动的“资源消费产品废物排放”开发（或称为单程）型物质流动模式相对应的“资源消费产品再生资源”闭环型物质流动模式。其技术特征表现为资源消耗的减量化、再利用和资源再生化。其核心是提高生态环境的利用效率。循环经济的技术经济特征之一是提高资源利用率，减少生产过程的资源和能源消耗。这是提高经济效益的重要基础，也是污染排放减量化的前提。可以看出，本项目的实施贯彻了提高资源利用率这一原则。循环经济

16、的技术特征之二是延长和拓展生产技术链，将污染尽可能的在生产企业内进行处理，减少生产过程的污染排放。本项目可通过对生产工艺过程中所产生的废气、废水进行相应的处理措施，以减少污染排放。2.3 符合清洁发展机制（CDM）、实现节能减排炼焦产业的发展，推动了地方经济的发展，但随之而来的环境污染、能源浪费等问题也越来越突出。治理环境、实现资源综合利用已列入各级政府和企业的议事日程。开发废气余热综合利用发电并对烟气进行合理治理，既节约能源，又改善环境，达到资源综合利用、减少污染的目的，符合我国节能减排的产业政策。中国做为京都议定书的缔约方，已承诺实现量化限制和减少温室效应气体减排。根据我国批准的联合国气候

17、变化框架公约和核准的京都议定书的规定以及缔约方会议的有关决定，国家发布政府令决定在中国有序的进行清洁发展机制工程（即CDM工程）的活动。由于清洁型焦炉在生产过程中生产的焦炉煤气在焦炉内全部燃烧，排出的废气温度过高，二氧化硫脱除在技术上有相当的难度，而在温度较低的情况下则可实现。就目前*公司的实际情况以及国内的技术及设备，采用余热炉回收废气热量并带动汽轮发电机发电，不仅可使废气温度降低从而达到可实现脱硫的目的，而且还可使有限的资源达到综合利用的目的。依据中华人民共和国环境保护法中关于“新建工业企业和现有工业企业的技术改造，应当采取资源利用率高，污染物排放量少的设备和工艺。”和中华人民共和国节约能

18、源法及山西省人民政府文件山西省人民政府关于对焦化行业实施专项清理整顿的决定中“全面清查、整顿焦化企业，并由省级职能部门对污染治理设施和化产品回收设施进行验收、认可，否则责成焦化企业停产。”的规定。长治市*有限公司决定在建设清洁型焦炉的同时，将对空排放的高温废气的余热加以利用发电、变废为宝，改善环境、降低成本。发展循环经济、提高能源综合利用率。是响应中国开展CDM清洁发展机制项目的实施、是响应政府号召、是对整个社会的贡献。由于清洁型焦炉在生产过程中生产的焦炉煤气在焦炉内全部燃烧，排出的废气温度过高，采用余热炉回收废气热量并带动汽轮机发电机发电，不仅可使废气温度降低从而达到可实现脱硫的目的，而且还

19、可使有限的资源达到综合利用的目的。2.4 实现可持续发展在生产过程中的资源浪费、污染环境，已成为焦化工业一大弊病，它不仅给企业带来一定的经济损失，而且还污染环境，影响工人的劳动卫生安全。因此，充分地、彻底地根治三废，利用三废已提至能源重工业地区各级政府、各部门、各企业的重要议事日程，三废的利用可给企业带来良好的生产环境和一定的经济效益，具有环境效益、社会效益、经济效益一举三得的优越性。高温废气的利用已被国外洁净型焦炉、以及我省某些企业的实践所证明。余热发电厂的建设不仅可为*公司提供廉价的电力电能，为提高该公司焦炭等产品的市场竞争力创造良好的条件，同时余热回收利用可实现清洁生产，为企业的可持续发

20、展奠定良好的基础 综上所述，本工程无论从改善*县的空气环境、改善焦化厂工人的劳动环境、实现*公司可持续发展的需要等方面看，建设本工程都是十分必要的。3 厂址条件及选择3.1 厂址地理位置3.1.1 *县概况*县位于山西省会太原市东南，长治市西北部。东邻沁县，南接屯留、安泽、古县，西连灵石、霍县，北靠平遥、介休。地理坐标在东经1110583011203230，北纬3602020370042，全境东西宽45公里，南北长74公里，土地总面积2554平方公里，辖5镇9乡，总人口16万。境内群山环抱，起伏连绵，均属太岳山系。地势西北高而东南低。西北紧依太岳山主峰，主要山脉有灵空山、云盖山、天池山、云梦山

21、等二十八座大山。最高峰为茶房沿，海拔2523米，最低处龙头海海拔 939 米。诸山植被复盖较好，绵山至灵空山一带，油松密郁，树干粗大，高在10米以上，林深树密，蔽日遮天。东部山势略低，最高处海拔1745米。山复盖有片断油松，但以老爷山树大林深，树高多在10米左右，其余多为疏林。沁河为境内最大河流，发源于县西北部的二郎神沟，向南注入黄河。其支流有柏子河、赤石桥河和紫红河等。3.1.2 厂址地理位置*县山西省中南部，长治市西北，太岳山东麊，系沁河发源之地。地理坐标为11158031123230，北纬362020370042。东与沁县相连，南与屯留、安泽县接壤，西临古县、霍州是、灵石县，北接介休、平

22、遥县。县境南北长74公里，东西宽45公里，总面积2554平方公里.山西*县*焦煤有限公司60万t/a清洁型焦炉技改工程拟建厂址位于*县中部的郭道镇东南约1.1公里处，距离*县城20公里。3.2 厂址自然条件3.2.1 地形地貌*为黄土高原区。县境四周环山，构成与邻县天然屏障。境内沟壑纵横，山峦起伏。长期以来，在地壳运动的作用下，形成了本地地表形态复杂多样，海拔高差明显的地貌特征。在内营力的作用下，四周隆起，中间下沉，出现了山脉、土丘、河谷等大的地貌类型；在外营利的影响下，又八这些山脉、土丘上的物质剥离、搬运到河谷、盆地，逐步夷平，造成了高低畸形的地形。全县地形西北高，东南低，最高处为鱼儿茶乡茶

23、房沿，海拔2523米，最低处为中峪乡龙头，海拔939米，平均海拔1400米。以相对高程和绝对高程为依据，全县柯划分为：河谷阶地、丘陵、低山、中山等四个地貌区。河谷、阶地区：包括沁河为主的较大河流的河床、河漫滩，一、二阶地。分布于海拔较低的地带，绝对高度939-1200米，面积不大，占全县总面积的4.3%.丘陵区：包括全县各地的侵蚀黄土丘陵地带和海拔较低的土石山区。一般位于一、二级阶地上部，低山下部地段，绝对高度在1000-1600米，面积占全县总面积的4.3%.地山区：位于丘陵上部，中山下部地带，广泛分布于全县各地。绝对高度10001800米，占全县总面积的83.8%.中山区：分为地中山区和高

24、中山区，绝对高度在10002523米，占全县总面积的1.8%.本次工程拟建厂址地貌单元属太岳山山间盆地中的沁河河流阶地。厂址相对平坦，东西长，南北窄，平均海拔为1120米。汾屯公路从新旧厂址穿过，焦化厂北邻汾屯公路，南靠低山，低山与厂区高差在120米以上。3.2.2地层与地质构造1.地层*县出入地层由东到西，从老道新分布有古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系；中生界三叠系；新生界第四系等地层。寒武系 和奥陶系：岩性有结晶灰质岩、泥质条带灰岩、鳞状灰岩、竹叶状灰岩、白云灰岩、白云岩和泥岩等，分布与鱼儿泉、五龙川、柏子、韩洪西北部，花坡东部、聪子峪西部等地区。石炭系：中统和上统，为一套煤炭地层，岩

25、性有砂岩、页岩、煤层石灰岩、山西式铁矿和铝土矿等，岩分布与本县西部和西北部。二迭系：其最西部为山西组，是一套煤系地层，岩性有砂岩、页岩、煤层和泥质灰岩，分布在本县的中部和西部。下石盒子组为一套黄绿色岩层，其中岩性为黄绿色砂岩组成。上石盒子为一套杂色岩系，岩性为各种颜色的砂页岩互层。石千峰组地层包括二迭系上统石千峰组，三迭系下统刘家沟组和和尚沟组等为一套红色岩层，岩性为红色砂、页岩互层。集中分布与本县东部的白狐窑、交口、郭道、城关、顶阳、法中、赤石桥、官滩等低山以山地段。三迭系：都归入二马营组，其中岩性为绿色长石砂岩为主，夹紫色泥岩，分布与本县东部和大部分地区。新生界第四系，地层出露不全，仅有中

26、更新统、上更新统和全新统。中更新统离石组意红色黄土为主，多位洪积物。分布与城关、柏木、法中、定阳、韩洪、郭道、柏子、聪子峪、白狐窑乡镇的沟谷、段窑、侵蚀丘陵地带。上更新统马兰组，以黄土为主，多为洪积物、坡积物。分布与王和、王陶、中峪、李元、城关、柏木、交口、郭道等乡镇坡度较缓、切割倾斜的丘陵地带。全新统为近代河流两侧冲击物。分布与沁河及沁河支流的河漫滩和一级阶地，多为砾石、砂物质组成。2构造*县地处中朝准地台1级构造单元的山西断隆2级单元内，摆阔霍山断拱和沁心台凹两个3级单元的一部分。霍山断拱：县内仅包括霍山断拱的东半部，以下古生界奥陶系中统顶部纽领界面线和沁水台凹分界，区内出露为太东界太岳山

27、岩群、寒武系、奥陶系。构造以北东向、南北向构造褶皱及北东面断裂为主在太岳山岩群中岩浆发育。沁水台凹：县内位于沁水台凹的中部，出露地层为上古生界石炭系，二叠系及中生界三迭系下、中统。区内属北东向沁水复向斜的西北冀、次一级东北向，南北向宽缓小褶皱分成发育，在王和、王陶一带发育有北东向压扭坡段层组，区内至今未发现有 岩浆活动。3年间厂区地层分布根据本次的工程场区的岩土工程勘察报告，地层图主要为第四系全新统冲洪积物和三叠系沉积岩，地层土按其沉积顺序可分为6层，分别为杂填土、粉土、砂砾石、砂岩、泥岩、钙质泥岩。3.2.3水文地质及水源地1水文地质县地下水总储量为4.4亿立方米，其中平川区储量为2.173

28、亿立方米，山区为2.31亿立方米，可采储量0.157亿立方米，已开采量0.021亿立方米/年。西部的青石岩地带如兴居、西务、庄则沟、程壁、韩洪后川等地方均有地下水，可拱开采。2水源地目前*县的生活饮水水源主要来自两个地方：一是来自自来水公司3眼井，2眼位于县城北部，1眼位于县城南部，最大日供水量2000m3；二是来自自备水源的13眼井，总日取水量为5200 m3.本区居民的饮水主要为自备浅层井的井水。厂址所在地郭道村是相对的富水区，有一供水站能满足1/3的居民用水，其余的生产、生活有哪个谁也采用自备井。本工程供水采用现有工程已有的一眼深20米的水井，出水量为200 m3/h，可满足本工程的需要

29、。3.2.4地表水*县境内有沁河，龙凤河两大流域，以黄土坡为分水岭，往南属沁河流域，往北属龙凤河流域。两大河流境内年径流量为2.594亿立方米。龙凤河出境后达介休龙凤村入石河，再向北入汾河，属汾河水系。龙凤河水系的四大支流：乾河、西河、前河、后河。沁河为境内最大的河流，其源头有景风村、活风村等6处，在交口汇合，始称沁河。沁河流域总长约为328公里，境内长度为69.3公里，境内流域面积2103平方公里，平均年径流量2.103亿立方米。沁河在中峪镇龙头村出县境后，经安泽、沁水，穿太行山淮庆、济源，到五涉县直入黄河。沁河水系在境内有8达支流：赤石桥河、紫红河、聪子峪河、韩洪河、白狐窑河 、柏子河（也

30、称红龙头河）、法中河（也称青龙河）、狼尾河。以上这些河流均属季节性山区河流。赤石桥河、聪子峪河和韩洪河三道支流在郭道镇汇合，穿镇而过。赤石桥河源出于庄儿上乡红沙崖及涧崖底村，流经赤石桥乡沿村，长约60km。聪子峪河源出于水峪村，流经棉上等村至郭道镇老君头和赤石桥河汇合，长47km。韩洪河源出于灵石县境太平头石崖三穴，经县鱼儿泉乡、韩洪乡至国道镇与赤石桥河、聪子峪盒汇合，约长42km。三道河流在国道镇汇合后再经10km至交口镇汇入沁河。本次工程拟建厂址位于沁河南方约300余米处。本工程的排水由厂区直接排入沁河。3.2.5气候与气象*县属温带大陆性季风气候，四季分明，日照充足，冬冷夏热，春旱秋涝。

31、夏季午间较热，早晚凉爽，昼夜温差较大。*县年平均日照时为2519.7小时，日照百分率为57%.全年5、6月份日照时间最长，分贝为257.5小时和255.4小时；2月、11月最短，分别为183.6小时和184.6小时。县年平均气温为8.6，北部聪子峪乡一带最冷，年平均气温为4；南部比较暖和，年平均气温在88.7之间。全年最热月（7月）平均气温全年最热月（7月）平均气温22.2，历年极端气温为37.5；最冷月(1月)平均气温-7.9，历年极端气温为-30.2。气温日变化也比较明显，年平均日较差13.7。1、5月最大分别为15.3和15.6，7、8月最小，分别为11.1和10.8。县平均年降水量为6

32、56.7毫米，年季间变化幅度较大。在一年之内，79月份降雨量最多，占全年降雨量的60%，按季节分，春季占10%，夏季占53%，秋季占27%，冬季占2%。*县蒸发量大雨降水量，年平均蒸发量为15012毫米，其中56月份蒸发量最大，分别为245.4毫米和240毫米，12月和1月蒸发量最小，分别为39.7毫米和42.3毫米全年蒸发量比降水量约大2.3倍。年相对湿度平均为65%；全年无霜期在110180天之间；一般冻土深度为60厘米。*县全年以静风为主，频率为32%。一年内最多风向为偏北风，多在冬季；偏南风次之，多在夏季，频率分别为19%和13%，同时受地形影响，有昼夜变化的山谷风，风向大致与山脉走向

33、吻合。区内多年平均风速2.0m/s。3.2.6矿产资源*县矿产资源极为丰富，种类多，分布广，现已发现的主要矿产有煤、天然气、铝土矿、石灰岩、白云岩、铁矿、锰铁矿、铝矾土、高铝黏土、半软质黏土、硬质黏土、紫砂陶土、水泥黏土、砖瓦黏土、花岗石、脉石英、石英砂岩、石料石材等18种。储量大的有煤、铁、铝矾士石灰岩4种，尤以煤储量最为丰富。*位于霍东煤田之中，煤储量相当可观，含煤面积2040平方公里，占到全县总面积的80%，总储量191.27亿吨，可采储量90亿吨，而且具有煤种全、煤质好、灰份低、含硫少、埋藏浅、易开采、地质水文较好等特点。煤种主要有焦煤、配煤、动力煤三种，南部李元镇、柏子镇地区焦煤煤层

34、较厚。*铁矿主要有山西式铁矿和铁锰矿两种，总储量为5800吨。铝矾式矿储存量为1.5亿吨，品位在60%左右。石灰岩分布面积极广，占到总面积的30%。3.2.7地震根据中国地震动峰值加速度区划图（GB183062001A1）和中国地震反应谱特征周期区划图（GB183062001B1），地震动峰值加速度0.15g，地震反应谱特征周期为0.4g。3.3 交通*县有两条省级干线公路，汾屯线、沁涉线共119公里，县级公路16条，合246公里。乡村公路22条，合159公里，总通车里程500多公里。连接*沁县的铁路也投入运营。本工程拟选厂址紧临省道汾（阳）屯（留）路，交通运输较为便利。3.4 接入电网系统山

35、西*煤焦有限公司位于*县境内郭道镇距县城约20km，距郭道镇2km，现郭道镇建有一座110KV变电站。电厂所发电力、电量除自用外剩余全部上网。本项目接入系统方案考虑如下：电厂以35kV电压接入系统，四台机通过35/10的升压变压器接入35kV电厂母线，35kV出线1回，接入郭道110kV变电站35kV母线。余热发电厂接入系统方案采用哪一种方案，需下一步做接入系统设计后，由有关单位审查确定采用哪种接入系统方案。3.5 固废处置场根据一般工业固废储存、处置场污染控制标准GB18599-2001的要求，对本项目固废处置场选择在于厂址东侧的荒沟，理由如下：1）不属于*县城区规划范围，符合城市发展规划要

36、求。2）拟选固废处置场与拟选工业场地距离较近，同属于一类地形，据地质资料显示，地表基岩岩性为石灰石、泥岩、砂岩和砂质泥岩，表层分布为上第三系、第四系松散层堆积物，岩性主要为粉土、粉质粘土、粘土及沙砾石层。该处未发现有不良地质构造存在，满足地基承载力的要求。3）本区无断层分布，不属于断层破碎带和溶洞分布区、天然滑坡以及泥石流影响区。4）本区不属于水源地，无自然保护区、风景名胜区、居民区等其它特别需要保护的地区分布。5）经评价现场踏勘，该矸石沟为盲沟，封闭性较好，沟底为黄土覆盖，植被以杂草和灌木为主，由于自然条件差，植被覆盖率较低，自然生态环境较为简单。6）该沟为东西走向的盲沟，沟深约200m左右

37、，宽约2030m。如高按5m设计，总库容约2.5万m3。按照工程固废排放量，该沟可以满足工程约20年排渣需要。 综上所述，拟选固废处置场可满足一般工业固废堆存和处置的要求，可以作为本工程固废处置场。3.6 厂址选择意见山西*县*焦煤有限公司60万t/a清洁型焦炉技改工程拟建厂址位于*县中部的郭道镇东南约1.1公里处，距离*县城20公里1. 卫生防护距离山西*有限责任公司60万吨/年焦化技改工程建厂时，厂址周围1.1km之内没有村庄，所选厂址能够满足卫生防护距离要求。2. 区域环境承载能力分析本项目建设在严格执行脱硫除尘、废水达标处理回收利用等环境保护措施后，可实现“达标排放”、“总量控制”的要

38、求。因此，项目建设不会对区域环境空气质量产生明显的压力。本项目所选工艺无生产性污水外排，从工程污染防治的角度考虑，项目对地表水的影响不属于非常敏感因素。产生的净排水、净化后的生活化验废水复用于熄焦、洒水抑尘、绿化等，并且，选择工艺针对非正常工况的事故排放制定了严格的防治措施。另外，针对固体废物处置场，一方面要求照规范建设防渗基础、导流水渠等措施，尽可能降低因滤渗水下渗，另一方面，根据资料显示，*县属暖温带大陆性气候，全年平均降水量400-650毫米、蒸发量全年为2000毫米，集中降雨和蒸发量最大均在夏季，且蒸发量大于降水量较多，在采取环评所规定的环保措施后，不会因大气降水而导致淋融水污染地下水

39、环境。综上所述，在采取以上措施后，预计本工程正常生产条件下不会对当地水环境造成不利影响。 固废处置场山西*有限责任公司60万t/a清洁型焦化技改项目采用先进的生产设备和生产技术，从跟本上减少了固体废渣的排放量。工程为防止废渣污染当地的环境采取了一定的措施，充分考虑所产生的固体废物的综合利用问题。排放固体废物主要为脱硫产生的脱硫废渣和生活垃圾。只要严格按照本工艺规定的固废处置措施实施，并严格管理，不会对当地环境产生严重不利影响，满足一般工业固废储存、处置场污染控制标准（GB18599-2001）的要求。3. 工业发展及城市总体规划*县属全省煤炭资源开发的重点地区之一，开采历史悠久，原煤生产是全县

40、经济发展的支柱性产业，且为焦煤主要产区。本项目在该地区进行建设，经济效益、环境效益及社会效益均能得到较好的体现，经省经贸委批准，符合产业政策的要求并纳入了我省焦炭生产规划。本项目为本地区重点建设项目，符合区域发展的要求。综上所述，本项目在建设过程中通过采用先进工艺和完善可靠环保措施，严格执行“三同时”制度，并确保环保设施正常稳定运行，加强日常环境管理和污染源监测工作，严禁废水外排的前提下，拟选厂址是可行的。4 热能及辅助材料供应4.1 清洁型焦炉介绍随着我国国民经济的持续强劲发展，钢铁产品的需求日益提升，同时随着社会对生态环境保护意识的不断深化提高，人们在追求冶金焦炭及铸焦炭产品质量的同时，尤

41、其对生产过程造成严重污染的炼焦炉及其工艺技术的革新给予了高度的关注。作为我国能源重化工基地和煤炭、焦炭生产大省的山西，对此更加关切，在时代强有力的推动下完成了炼焦工艺和设备技术的改造。开发应用清洁炼焦工艺和改进传统的炼焦技术，构成了当今国际焦炭业技术发展趋势的框架。美国、德国、加拿大、中国的许多焦化专家认为热回收炼焦技术是目前对环境最好的炼焦技术，能满足严格的环保要求。目前山西焦化企业生产过程中所产生的排污量在全省污染物排放总量中占有很高的比例，其中废气占全省排污总量的40%，废水占全省排污总量的30%，大大超过了环境的容量。为了促进经济建设与环境保护协调发展，面对山西目前污染极为严重的形势，

42、山西有关焦化企业和工程技术人员共同努力，在汲取国外先进经验和先进技术的基础上，在原有捣固炼焦技术的基础上，完成了无化产回收的清洁型焦炉的示范工程的开发任务、同时并完成了焦炉机械化装煤、出焦与炉、机、电自动化监测控制、生产用水闭路循环、生产废气排放前的除尘脱硫等重大工艺技术试验开发任务。清洁型焦炉是借鉴了国外无回收焦炉技术和总结国内炼焦的丰富经验的基础上，山西省有关设计人员自行创意、设计建造了互联式清洁型捣固焦炉工艺装置及相关设备。实践证明，互联式清洁型捣固焦炉，从根本上克服了其他焦炉带来的环境污染和焦炭质量问题，其工艺先进、环境污染小、实现了清洁生产、吨焦投资低、经济效益好，利用高温废气的余热

43、发电，脱硫除尘后排入大气，资源利用好。无回收焦炉不回收焦炉煤气，将其直接在炭化室上部空间、炉底火道内燃烧掉，放出的热量供炼焦使用，在炉顶补充空气，烧尽废气中的可燃成份。从底部烟道出来的气体，进入同侧炉墙的上升烟道，再进入位于焦炉顶上中间部位的废热管道中。一组焦炉共用一根废热管道，热废气进入余热锅炉产生蒸汽带动蒸汽轮机进行发电。由于炼焦过程中炭化室为负压，废气外排前经过脱硫处理，环境效果较好。在国外，无回收/热回收焦炉是新型的环保型焦炉，特别是在美国，该焦炉是专门针对美国的新空气清洁法补充条例而开发的，该工艺有毒化学物的实际排放量几乎为零，已经被规定为新建焦炉和旧炉改造和旧炉改造的排放标准。经过

44、国外环保部门检测，无回收焦炉的环保达到了规定的标准，并称之为绿色工程。我省第一代热回收焦炉，投产后经山西省环境监测中心站监测，炉顶废气无组织排放、烟囱废气排放、厂界废气无组织排放的各项环保指标均低于GB16171-1996炼焦炉大气污染物排放标准及GB16297-1996大气污染综合排放标准规定的最高允许排放限值。结论是该炉型对环境污染较轻。该焦炉装煤采用捣固煤饼，可减少粉尘的散逸，推焦后的炭化室迅速关闭焦炉炉门，可以减少荒煤气及热量逸出。同时，装煤、推焦时均为负压操作，互联火道可将部分废气引入相邻炭化室燃烧，与机焦炉相比，外排废气量大幅减少。同时，由于采用平接焦工艺，因此焦炉的无组织排放颗粒

45、物、苯并芘等都将大大低于环保标准要求。熄焦塔顶设有折流式捕尘器，熄焦时可降低焦粉和蒸汽的外排量60%。该焦炉产生的主要污染物有废气中的SO2、悬浮物、NOX、和CO等，废水量极少，主要是熄焦和冲洗地坪等用水。由于焦炉始终在负压下操作，排入大气中的废气极少，而且，煤气和焦油在炉内完全烧尽，废气中有毒化学物几乎为零。虽然清洁型焦炉具有节约主焦煤，炼焦过程在负压状态下进行、煤热解成焦过程中产生的挥发物在系统中全部燃烧转化、基本没有笨并芘等有毒污染物逸出和排放、不产生焦化废水等优点。但是，炼焦过程中产生的高温烟气中含有一定的二氧化硫成分对环境造成污染，同时高温烟气不回收利用又对资源形成了浪费。因此，清

46、洁型焦炉一般是将热解成焦过程中产生的挥发物在系统中全部燃烧转化为热能，除部分供炼焦自用外，其余部分回收利用用于发电。另外，清洁型焦炉总烟道的废气温度高达1050，就目前的脱硫技术而言，无法将烟气中的二氧化硫脱除，须将温度降到一定程度才能引入脱硫除尘装置进行脱硫净化处理。一般是设置余热锅炉回收炼焦废气的热量，热量交换产出的蒸汽送到汽轮发电机组实施热能与电能的转化。将烟气温度降到200以下后引入脱硫除尘装置进行净化处理。使外排气体中SO2含量小于150mg/m3，大大低于国家标准.本工程焦炉选用QRD-2000型热回收捣固式清洁型焦炉，该焦炉是在国外无回收/热回收炼焦技术及我国第一座热回收试验焦炉

47、成功经验的基础上研发的第二代新型焦炉，具有建设投资少，动力消耗低，焦炭强度高，无常规焦炉酚氰污水排放，余热回收发电等特点，配套焦炉机械采用了捣固侧面装煤技术，平接焦工艺，大大降低了装煤出焦过程中无组织排放。4.2 热能供应*公司扩建的QRD-2000型热回收捣固式清洁型焦炉的基本情况如下：项目单位技术参数备注焦炉孔数432外排烟气量Nm3/h37.3104烟囱入口烟气温度80050根据山西省有关同类焦炉的测试报告，烟气中SO2浓度500mg/Nm3，烟气中含尘浓度50mg/Nm3 ，烟气成分如下：烟气成分%H2OCO2N2O215.556.970.756.76按照*公司的清洁型焦炉的布置，可安

48、装4台余热锅炉，每台余热锅炉处理的高温烟气量为9.32104 Nm3/h。根据烟气温度和余热锅炉系列化参数规定，每台余热锅炉的参数和可产蒸汽量如下：项目单位技术参数备注余热锅炉入口烟气量Nm3/h9.32104余热锅炉入口烟气温度800余热锅炉蒸汽压力MPa3.82余热锅炉蒸汽温度450余热锅炉排烟温度200余热锅炉蒸汽产量t/h28.8余热锅炉热效率%80.144.3 脱硫剂供应脱硫用的NaOH（纯度99%）可在市场上购买；再生用Ca(OH)（石灰水）溶液采用现场利用CaO（生石灰）在化灰器内配制，生石灰可在当地石灰厂购买。石灰消耗量：1900t/a；纯度99%的NaOH（烧碱）消耗量：10

49、00 t/a；水稳定剂：4.5 t/a。5 工程技术方案5.1 余热综合利用总体方案煤干馏产生的荒煤气，在炉内全部燃后，经总烟道以点源形式集中引出。废气的净化除通过保证废气完全燃烧，去除其中的有害物质外，粉尘和SO2等污染的去除则主要通过尾部的废气处理措施来实现。本项目由于原煤中含有硫（S=0.59%），生产中荒煤气燃烧后，焦炉烟气中含有SO2以及烟尘。总烟道的废气温度高达80050，本项目将余热利用和废气治理紧密结合，首先设置余热锅炉回收燃烧废气的热量，热量交换产出的蒸汽送到汽轮发电机组实施电力转化。温度降到200左右废气则引入脱硫除尘装置进行净化处理。余热综合利用工艺流程：余热锅炉产生的中

50、温中压蒸汽直接送汽轮机，带动发电机发电。凝结水经循环冷却后，由凝结水泵打入热力除氧器，由电动锅炉给水泵再注入锅炉循环产汽连续发电。除盐水加压经低压加热器送至热力除氧器，除氧后由电动锅炉给水泵送至废气余热锅炉产汽，锅炉所产蒸汽送至汽轮发电机组发电，凝汽器的凝结水经循环冷却后由凝结水泵加压送至热力除氧器循环使用，凝结水不足时由脱盐水补充。焦炉尾部高温烟气经废气余热锅炉换热降温后，低温烟气进入脱硫除尘塔脱硫除尘后由烟囱排放。脱硫除尘塔用6%13%（PH9）NaOH水溶液作吸收剂，和烟气中SO2进行中和反应，生成NaHSO3和Na2SO3，经洗涤烟气后的含尘脱硫废水进入沉淀池，通过投加氢氧化钙Ca(O

51、H)2，生成硫酸钙CaSO4废渣，硫酸钙废渣及烟尘经沉灰池沉淀后送渣场，清液经过滤后打入脱硫除尘塔循环使用。电水捣 固 站清洁型捣固焦炉熄 焦备 煤烟 囱高温燃烧气废热锅炉汽轮发电机蒸汽软 水 站新鲜水脱硫除尘装置中 和 池NaOH空冷冷凝器乏 蒸 汽回收冷凝水脱 盐 水图5-1 余热综合利用工艺流程图5.2 发电工艺发电工艺由余热回收装置余热锅炉、汽轮机、发电机及其电气、仪表控制系统组成。它将清洁型焦炉排放出的高温烟气所携带的潜热通过余热锅炉转换为蒸汽热能，蒸汽热能通过汽轮机转换为机械能，最后由发电机将机械能转化为电能。5.2.1 余热锅炉选择1、余热锅炉形式的选择余热锅炉有立式强制循环、立

52、式自然循环和卧式自然循环三种类型。表5.2-1 自然循环余热锅炉与强制循环余热锅炉的比较自然循环方式强制循环方式传热面积相同相同可用率99.9597.50在燃气轮机运行范围内的使用性广窄水循环的自然平衡性有有限循环泵的设置无有外部耗功无有泵的耗功占地面积较多较少钢结构与管道轻而多重而少基础和撑脚轻而多重而少安装所需设备轻重运行及维护较易较难从自然循环与强制循环这两种循环方式对于余热锅炉的性能、价格和维护等方面的影响可以看出两大类的余热锅炉各有其优缺点和局限性。但从余热锅炉的应用发展看，大多倾向于自然循环技术，主要原因有：自然循环操作容易且较安全。因为自然循环汽包等容积较大，当功率变化对焦炉烟气

53、热力波动的适应性和自平衡能力都强，热流量不易超过临界值。强制循环中的水平管束容易发生汽水分层现象，而且沉结在水平管子底部的结垢要比含有蒸汽的管子顶部要少，这种沿管子周围结垢的差异会造成温度梯度、不同程度的传热和膨胀，其结果将是强制循环的余热锅炉容易发生腐蚀、烧坏、塑性变形等事故。自然循环中的垂直管束结垢情况比强制循环中的水平管束均匀，不易造成塑性形变和故障，同时也减缓了结垢而使余热锅炉性能下降的问题。自然循环的可用性高（为99.95）。在强制循环中，为了避免余热锅炉发生腐蚀、烧坏、塑性变形等事故，就需要采用大循环倍率的循环泵，这就要额外的消耗能量，而且会由于循环泵发生故障，致使强制循环余热锅炉

54、的运行可用率要比自然循环低2个百分点左右。强制循环没有减少换热面积的作用。因为锅炉的换热系数主要取决于烟气侧对管壁的表面传热系数，强制循环只加速了管束内水流速度，对改善水侧的换热系数是有利的，而对整个锅炉的换热系数影响不大。2、余热锅炉的初参数蒸汽初参数受烟气温度的制约。考虑到热端温差（指换热过程中过热器入口烟气与过热器出口过热蒸汽之间的温差）。一般地，烟气温度为7501050时，蒸汽采用3.82MPa或5.3MPa的初参数；烟气温度为550700时，蒸汽采用2.45MPa的初参数。根据我国有关电站蒸汽轮机和电站锅炉系列化的标准规定，对应的蒸汽参数为：余热锅炉5.28 MPa/450或480，

55、汽轮机4.90 MPa/435或470；余热锅炉3.82 MPa/450，汽轮机3.43 MPa/435；余热锅炉2.45 MPa/400，汽轮机2.35 MPa/390。3、余热锅炉的排烟气参数当焦炉的烟气量和烟气温度一定时，余热锅炉出口的排烟温度影响余热锅炉的产汽量、即影响余热锅炉的热效率。余热锅炉的排烟温度与烟气中的二氧化硫含量等有密切关系。降低排烟温度要受到露点温度（排烟中水蒸汽开始凝结的温度）的制约，当焦炉使用含硫较高的燃料时，排气中含有较多SO2,水蒸汽凝结时它就变为亚硫酸而腐蚀余热锅炉的金属壁面，所以余热锅炉的排烟温度应高于露点。余热锅炉的排烟温度一般不宜低于180。4、余热锅炉

56、推荐基于上述原因，本工程推荐采用立式自然循环余热锅炉。主要原因是：采用立式余热炉具有占地面积小（卧式布置余热锅炉的占地面积一般为立式布置余热锅炉的1.41.7倍）、高温烟气管道与余热炉连接方便、与脱硫除尘装置高度相适应从而可达到使厂区布置美观协调的优点。5.2.2 汽轮机1、汽轮机形式选择按汽轮机的热力特性，汽轮机组可分为背压式、抽汽背压式、抽汽冷凝式和凝汽式几种。本工程没有热负荷外供。因此拟选用冷凝式汽轮发电机组。2、汽轮机冷却方式选择1） 冷却方式概述冷却过程是火力发电厂生产全过程的一部分。一方面，它与全过程有着密切关系，因为冷却过程的各项参数是根据全过程来确定的。另一方面，冷却过程通常又

57、是火电厂生产全过程和环境之间的一个环节。冷却介质的取用、消耗及排放，对环境都有影响，其不利影响是使环境受到污染。火力发电厂冷却系统的主要冷却介质是水或空气。由于水资源的缺乏，水的利用受到各种因素限制，于是用空气作为火力发电厂汽轮机冷却系统的冷却介质。下表对以水和空气作为冷却介质进行比较。见表5.2-2。表5.2-2 水和空气作为冷却介质比较序号工程用水冷却用空气冷却备注1冷却介质的传热系数，W/(K)1762622管内污垢程度显著几乎没有3管内清扫难易程度难易4管内清扫频度频繁极少5管内泄漏危险有微6管内材料腐蚀有微7基建费用小大8运行费用一般稍多常规发电厂的湿式冷却塔是把塔内的循环水以“淋雨

58、”方式与空气直接接触进行热交换的，其整个过程处于“湿”的状态，其冷却系统称为湿冷系统。相对于常规发电厂湿冷系统而言，发电厂空冷系统也称干冷系统。空冷系统又分为直接空冷系统和间接空冷系统。间接空冷系统有海勒式间接空冷系统和哈蒙式间接空冷系统。由于间接空冷系统造价较高、占地较大，现在大多采用直接空冷系统。直接空冷系统，又称空气冷凝系统。直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。所需冷却空气，通常由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空冷凝汽器。它是由外表面镀锌的椭圆形钢管矩形钢翅片的若干个管束组成的，这些管束亦称散热器。空冷凝汽器分主凝器和分凝器两部分。主凝器多设计成汽

59、水顺流式，它是空冷凝汽器的主体；分凝器则设计成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空气区。真空抽气系统是直接空冷的关键。在汽轮机启动和正常运行时，要使汽轮机低压缸尾部，空冷凝汽器、排汽管道及凝结水箱等设备内部形成真空。通常采用的抽空气设备是蒸汽抽气器。在汽轮机启动时，投入出力大的一级蒸汽抽气器，以缩短抽真空时间，加快启动速度。在汽轮机正常运行时，采用出力较小的二级蒸汽抽气器，以维持排汽系统真空。空冷凝汽器所有元件和排汤管道采用两层焊接结构，焊接质量要求十分严格，以保证整个空冷系统的严密性。直接空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资较少（相对间接空冷系统），占地少，空气量的调节灵活。该系统一般与高背压汽轮机配套。这种系统的缺点是运行时粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时为造成真空需要的时间较长。2） 湿冷耗水量按照常规湿冷系统，46MW机组的用水量计算如表5.2-3。表5.2-3 46MW机组的用水量计算项 目单位数据4台机组循环冷却水量凝汽器冷却水（夏/冬）t/h5980/4600空冷器冷却水t/h250油冷器冷却水t/h260工业设备冷却水t/h60合 计（夏/冬）t/h6550/5170全厂4台机组用水量统计水塔蒸