羊渠河焦化厂自备煤气电站项目建议书

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1、目 录1 总论 12 总图 193 工艺 244 建筑结构 455 自动控制 496 通 迅 537 给排水 558 采暖通风 599 维 修 6210 节 能 6611 消防 6712 环境保护 6913 职业安全卫生 7414 经济分析 77 附图附件1、总论1.1 设计依据.关于羊渠河焦化厂自备煤气电站项目建议书的报告羊煤（2000）214号。. 河北省煤炭工业局关于峰峰矿务局羊渠河焦化厂自备煤气电站项目建议书的批复冀煤发字（2000）5号。.峰峰矿务局羊渠河焦化厂自备煤气发电站设计委托书. 河北省煤炭工业局关于峰峰矿务局羊渠河焦化厂煤气电站可行性研究报告的批复冀煤规字（2001）40号

2、。. 河北省煤炭工业局关于下达峰峰矿务局羊渠河焦化厂焦气电站补助资金计划的通知冀煤规字（2001）41号. 河北省环境保护局对峰峰矿务局羊渠河焦化厂自备煤气电站项目环境影响报告批复文件。1.2 设计指导思想1.2.1 遵循河北省煤炭工业局关于峰峰矿务局羊渠河焦化厂煤气电站可行性研究报告的批复的精神及可行性研究报告内容进行精心设计，设计中进行多方案的技术经济比较，提高本工程的设计水平和质量。1.2.2 设计中尽可能利用羊渠河焦化厂现有设施，以降低工程投资。1.2.3 设计中所采用的技术先进、实用、稳妥、可靠、安全、合理。1.2.4 高度重视环境保护，认真贯彻“三同时”的精神，使工程投资后对环境的

3、污染降低到最低程度。1.2.5 加强劳动安全和工业卫生防护设计的措施，保证生产工人的身心健康。1.2.6 充分发挥机组的技术优势，合理利用资源，减少能源浪费。燃气轮机是一种当今世界发展很快的新型动力，它具有体积小，重量轻，辅助设备少，燃烧效率高等特点。用燃气轮机作动力，实现热电联供，其热利用率可达7580%以上。据此热电站建成为既外供电力，又外供蒸汽的综合设施。1.2.7 尽量考虑提高热电的利用率提高经济效益。根据测算，热电站建成后，峰峰矿务局羊渠河焦化厂所需电力基本达到自产自用，除蒸汽存在冬季不够用的问题外，其余季节完全能满足焦化厂用汽，因此焦化厂现有锅炉大部分时间可停用，以此可节约大量产生

4、蒸汽用燃料费用。1.2.8 优化设计在满足生产、安全和环保的条件的下，尽量利用站区已平整出的场地和闲置的厂房，减少征地和土方开挖量，尽量利用焦化厂现有的设备、设施，减少投资。选用技术先进，质量可靠的设备。设计中认真做好“三废”处理，并注意防火消防和安全卫生措施。1.3 企业概况 峰峰矿务局位于河北省邯郸市峰峰矿区内，地跨邯郸市、武安市和磁县。有近百年的开采史，是我国重要的炼焦煤供应基地之一，年产原煤1000吨以上，其中炼焦煤为700万吨。现有10对原煤生产井，两座矿区型洗煤厂，铁路专用线总长约67 km ，矿区公路总长度约181 km。煤炭资源丰富，煤种齐全，而且处于我国东部能源消耗的中心。

5、峰峰矿务局各矿现在亏损严重，急需要从综合利用和多种经营获得经济效益，逐步实现企业生产经营方式的转化。 近年来，随着钢铁企业的发展，焦炭的需求量急增，峰峰矿务局的近邻邯郸钢厂新建2500m3高炉建成投产，每年需要外购焦炭90万吨。峰峰矿务局抓住了市场机遇投资建成了羊渠河焦化厂，羊渠河焦化厂于1998年建成投产。羊渠河焦化厂现有在册职工568人，其中各类专业技术人员96人，2000年7月完成二期工程，达到设计生产能力，年产焦炭20万吨，煤焦油1万吨，粗苯2500吨，产品供不应求。2000年累计实现利税2300多万元。但日产煤气11万Nm3 ， 未能全部综合利用。目前向矿务局日供煤气1.4万Nm3

6、，向羊渠河矿工人村日供煤气0.6 万Nm3，其余煤气约9万Nm3 放空点燃，不仅造成能源浪费，而且污染了环境。为充分利用煤气能源，变废为宝，以提高经济效益，羊渠河焦化厂在经过广泛考察和论证后，决定采用两台中国南方航空动力机械公司生产的QDR20型燃气轮机热电联供机组，在羊渠河焦化厂建成一座容量为4000kW，产汽量13t/h的热电联供站。受峰峰矿务局羊渠河焦化厂委托，中国航空工业第三设计院完成初步设计。1.4 工程概况1.4.1设计规模根据峰峰矿务局羊渠河焦化厂产煤气量和用汽量，热电联供站的设计规模为：装机容量4000kW、产汽量13 t/h。1.4.2设计内容按照峰峰矿务局羊渠河焦化厂电站初

7、步设计委托书，本初步设计内容为：发电及锅炉部分：采用两套QDR20型燃气轮机热电联供机组，新建主机厂房、高低压配电间、控制间、锅炉房及烟囱、烟道。煤气增压部分：采用3台L40/9X型压缩机，厂房利用焦化厂原有空压机厂房改建，配备煤气进气过滤、稳压及供、输气管系。循环冷却水部分：利用焦化厂原有冷却循环水池及设备，新配备冷却水管及阀门。软化水部分：利用焦化厂原锅炉房软水处理车间的软水系统，新配备输水管系。总平面布置：在满足安全要求的条件下，按工艺流程的合理性布置各建筑，并规划厂区道路、绿化、备件库、检修间等。外围工程：热电站的水、电、气、汽管（缆）线与焦化厂已有设施相接，蒸汽送至焦化厂指定的蒸汽管

8、网接点上。卫生及排污水等设施：站区排污水集中后排放至焦化厂污水处理站，处理后统一排放。通讯、场外照明、交通车辆等由焦化厂利用已有设施统一解决。1.4.3 电站的构成电站由二台套QDR20型热电联供机组、三台套LW-40/9-X型煤气压缩机、燃机发电厂房、压缩机厂房、排气烟囱以及其它相关辅助系统构成。 单台QDR20型热电联供机组由下列主要设备组成： WJ6G1型燃气轮机 TF143/716同步发电机 ZLD36.8/22型起动励磁机 余热锅炉 台架 专用联轴器 空气过滤消音装置 燃气轮机滑油系统 发电机滑油系统 微机控制、检测、保护系统 高低压配电系统 起动整流装置 励磁装置 锅炉给水与控制系

9、统 防爆抽风装置 排气管道与烟囱 其他辅助系统: 循环水冷系统 照明系统 消防系统 防雷接地系统1.4.4 电站的基本数据1.4.4.1电站性能参数如下： （ISO标准条件下） 额定发电功率 2×2000kW 额定输出电压 6.3kV 功率因数 0.8(滞后) 蒸汽产量 2×6.5t/h 蒸汽压力 1.2MPa(表压) 蒸汽温度 189 燃机热效率 23% 综合热利用率 70%1.4.4.2 电、汽产量年产量日平均产量小时产量电能28800000kWh96000kWh4000kWh蒸汽93600t312t13t 注：按年运行时数7200小时计算。1.4.4.3 煤气、水、电

10、、滑油的消耗量年消耗量日消耗量小时消耗量煤气25920000Nm386400Nm33600Nm3冷却水21600t72t3软化水98640t328.8t13.7t电能3600000kWh12000kWh500kWh燃机耗油11520l38.4l1.6l压缩机耗油2020l6.73l0.28l1.5 总图1.5.1地理位置及交通情况 峰峰矿务局羊渠河焦化厂位于河北省南部邯郸市峰峰矿区内，地跨邯郸市、武安市和磁县。 京广铁路沿矿区东部边界通过。由京广线的邯郸车站和马头车站分别建有邯磁和马磁两条铁路支线，在矿区的磁山车站交汇，形成围绕矿区的邯-磁-环形线。矿区内各矿（厂）的铁路专用线均与以上两支线的

11、相关车站接轨。八十年代初期，磁山至山西省长治市的铁路支线正式通车，使矿区铁路运输东、西、南、北均已贯通。 京广公路干线（107国道）亦沿矿区东部通过，邢都公路沿矿西部边界通过。矿区内各公路均与以上两条公路干线相接，邯郸市有市区公共汽车通往矿区，矿区交通十分方便。项目建设位置在羊渠河焦化厂内，厂区东侧有京广铁路经南北向通过，另外有环绕峰峰矿区的一条环形铁路，北从邯郸出线，南至马头车站。支线在环形线上的新坡车站接轨，通往羊渠河焦化厂（站址），公路有邯郸、马头通往峰峰矿区的公路，在羊渠河焦化厂东侧通过，交通运输方便。1.5.2 自然环境简况羊渠河焦化厂东南距后南台村约500米,西北邻羊渠河煤矿,北距

12、王庄约800米。当在地形地貌属太行山区向华北平原的过渡带，以低山丘陵山间盆地及丘间洼地相应分布为特征，总趋势为西高东低，地面标高100200米。当地气候属温暖带半干半湿润大陆季风气候区，夏季受太平洋气候影响炎热多雨，冬季寒冷干燥、雨雪稀少，春季干燥多风，秋季昼暖夜凉。多年年均气温13.9,夏季多南风,冬季多北风,全年主导风向为西风,年平均风速为2m/s。 区域内河流主要为牝牛河和羊渠河，均为滏阳河支流，分别发源于峰峰镇大西佐村和羊渠河村，为季节性河流。其中焦化厂外排废水即排入牝牛河1.5.3电站站址电站位于羊渠河焦化厂北部边缘，东临厂通迅楼，西临循环水泵站和厂301变电所，北侧为农田，南临厂内

13、道路。且周围无敏感目标。本项目工程占地2000m2。1.5.4 电站布置原则 根据羊渠河焦化厂现有水、电、气、汽网络情况，充分考虑原有厂房的条件，结合燃机电站的生产流程以及自然条件的主导风向、建筑朝向等特点，以降低成本、减少投资为主要布置原则。燃机电站由燃机主厂房和燃料增压厂房二座建筑物组成，燃机主厂房布置在羊渠河焦化厂北侧，距厂大门10余米，距301变电所70米，燃料增压厂房是利用原有的空压机厂房，在主厂房的南侧，距主厂房40余米。这样的布置即符合国家有关安全规范，工艺也合理，管线流畅，又尽量利用原有设施，也减少了投资。其特点是功能分区明确，便于管理和安全生产。1.6 土建工程本工程由发电厂

14、房、压缩机厂房等二部份组成。1.6.1 发电厂房为新建建筑，由两个发电间、高低压配电间及烟囱、烟道组成，采用混合结构,建筑面积为788m2、层高为6.2m、进气道顶高12.7m、烟囱高度为30m。为保证建筑物的隔音效果，建筑外墙采用490厚，内墙为370厚。对所有外门窗均采用隔音双层门窗，以最大限度地减少噪声污染。1.6.2 压缩机厂房由原空压机厂房扩建而成，改建时原有设备基础一并拆除,建筑面积135m2，具体设计时要在充分了解已有房屋结构的前提下做好改造工作。1.6.3 按甲类二级耐火等级进行设计。1.7 水、电、煤气供应和辅助工程1.7.1 供水 本项目工程用水主要为设备间接冷却水和余热锅

15、炉软化水,羊渠河焦化厂已有一套设备齐全完整的新鲜水、循环水供应系统和软水处理系统, 根据羊渠河焦厂提供的资料表明本项目工程的投产不需增设附加设备就可满足燃机工程的使用要求,所以项目工程的用水由羊渠河焦化厂现有系统直接提供。1.7.1.1 循环冷却水：燃机电站循环水量为100t/h。该循环水取至羊渠河焦化厂循环水管网，该管网的设计能力为1080t/h，循环水出水压力为0.4MPa,回水压力为0.2MPa，羊渠河焦化厂现在实际循环水量为850t/h。可满足电站循环水要求，电站循环水最大补充量3t/h.1.7.1.2 软化水: 燃机电站需软化水量13.7t/h，该水取至羊渠河焦化厂软水处理系统。焦化

16、厂现有软化水65t/h的处理能力，完全可满足电站的用量要求。1.7.1.3 生活水: 通过管道与羊渠河焦化厂新鲜水供应系统相连接,燃机电站人员生活用水量为0.2t/h。 1.7.2 站用电：1.7.2.1 羊渠河焦化厂设置有双回路供电，电压等级为6.3kV,安装容量为2800kW，而羊渠河焦化厂实际容量为1300kW，最大用电设备为132kW。1.7.2.2 燃机电站的站用电有高压负荷（448kW）和低压负荷(132kW)两种，最大用电设备是煤气增压机为6.3kV、280kW。电站设备的工作用电由电站负责，焦化厂只需提供设备的起动电源。1.7.2.3站用电供应:在电站内的段母线设有一台S9-2

17、50/6型站用变压器，以提供站用工作电源。并从邻近301号低压配电站引入一路250kVA、400v电源作为电站备用电源，两路电源送至低压间带BZT自投装置的GGD1型开关柜，然后再配出至各低压用电设备。提供机组的低压控制、起动整流、压缩机低压控制、厂区照明、锅炉低压控制等电源。1.7.3 焦炉煤气供应 通过管道与羊渠河焦化厂的煤气外输管道相连接，要求煤气供应压力不低于3kPa、温度35、煤气量3600Nm3/h(热值为15.88MJ/Nm3)，经增压系统增压后向燃气轮机提供燃料。1.7.4 供热燃机电站采暖是和羊渠河焦化厂蒸汽管网相连。燃机电站冬季所需的热负荷为18kW。 1.7.5辅助工程1

18、.7.5.1 燃机电站的用水、气、油质的化验由羊渠河焦化厂设置的化验室完成，在此不另行增设。1.7.5.2维修：机修、电修、仪修本工程仅配备少量人员，工作场所设在电站的机修间和电修间，工程的大、中修依靠峰峰矿务局和羊渠河焦化厂现有力量。1.8 环境保护 QDR20型燃气轮机热电联供机组在运行中，其污染物主要为废气、噪音、废水、废油。1.8.1 废气污染及控制措施焦炉煤气经燃气轮机燃烧后，仅SO2、NOx为有害气体。根据已有机组的实测结果， NOx最高含量为25.0mg/m3。 经计算后，在单台燃气轮机的排气中,SO2的含量约为1.55mg/m3。按照大气污染物综合排放标准 (GB1629796

19、)规定，30米高烟囱SO2、NOx允许排放限值分别为22kg/h、6.6kg/h(三级)。燃气轮机发电机组所排出的废气采用30m高烟囱排放,可以达到国家标准（GB1629796）所规定的要求。1.8.2噪声污染及控制措施(1).主机房采用500mm厚砖墙， 隔声能力为62dBA。(2).机房与外界的通道口设有消音装置，消音装置消声量为45dBA，(3).煤气压缩机安装在厂房内，压缩机控制间与压缩机间通过一门厅隔开， 控制间和压缩机厂房外的噪声均可控制在85dBA以下。根据对已有机组实测结果，鲤鱼江电站操纵间的噪声不大于60dBA、厂房外噪声不大于85dBA (1997年6月测试结果)。 燃气热

20、电站内工作场所及站外界噪声均可满足工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）。1.8.3 废水、废油排放的控制措施(1) .每台余热锅炉排污量为0.35t/h左右，温度约为160，锅炉排污水先排入排污井集中冷却后，再通过排水铸铁管道排到站外。(2).含油废水经管道排入羊渠河焦化厂生产废水管网后进入生化处理场进行处理 (3).废油由操作人员集中回收至油桶，达到一定数量后由操作人员送到焦化厂废油处理站处理。总之，燃机热电联供机组产生的“三废”符合环保要求，不会对周围环境造成损害1.9 职业安全与工业卫生本设计遵循“安全为了生产、生产必须安全”的原则，本着对职工安全及健康高度负责的精神，设计中采取如

21、下安全及工业卫生措施：1.9.1 在设备选型上，严格遵循防爆要求及压力容器规范的规定，工艺管道配置上按物料有毒、有害、压力进行管道等级设计。1.9.2 电气设备及仪表选型均严格按照防爆等级选用，主要生产场所均考虑事故照明，易爆场所的建构筑物及设备设置了防雷及防静电。1.9.3对于燃料增压间、主机房等有可能产生煤气泄漏及设备产生大量余热的场所，设置了排风装置，以防泄漏危及安全和人身健康。 1.9.4对于产生噪音的设备场所如主机房、锅炉区、燃料增压间等设置了消音装置，设备操作在控制室完成，使人与设备隔离。1.9.5对于有爆炸危险的场所如燃料增压间、锅炉区域留有足够泄压面积和门窗。110 消防1.1

22、0.1严格按GBJ16-87(97)版建筑设计防火规范进行设计。 热电站所有新建建筑物距原有厂房至少6m；燃机主厂房、煤气压缩间建筑按甲类二级耐火等级进行设计。 燃机主厂房设有可燃易爆气体浓度报警器，并装有一台防爆抽风机，防爆抽风机与气体浓度报警器联动。 煤气压缩间的电气设备按区标准选用，并装有二台防爆轴流风机和防爆泄压口。 热电站防雷系统按二类工业建筑对防雷的要求进行设计，在主机房上安装避雷网，在排气烟囱安装避雷针 接地系统: 各设备和系统的接地电阻如下： 高压电力设备： 10 低压电力设备： 4 仪表接地电阻： 4 防雷接地电阻： 101.10.2 站区按消防规定流量设置水消防系统，各主要

23、建筑物附近设有消火栓,并在燃机主厂房设有蒸汽灭火系统。1.10.3 各生产区域及主要操作岗位设置一定数量的消防器材。1.11 技术进步QDR20型燃气轮机热电联供机组是国家九五期间重点推荐的节能、环保、高新技术项目，它具有启动迅速、运行稳定、故障率低、维修工作量小且结构简单、灵活方便、自动化程度高、燃料适应范围广等特点。该机组采用计算机控制技术，能实现自动启动、自动升速、自动励磁、自动并网、自动功率调节、自动仃机、自动记录和保存数据等功能。同时即可并网运行，又可独立发电。1.12 生产组织和定员职工定员按冶金部“冶金企业劳动定员定额标准”中有关规定，并结合本工程的具体情况和羊渠河焦化厂的实际情

24、况进行编制。劳动定员满足日常生产运行和设备维修，没有考虑大修人员。职工定员表序号名 称班制每班人数小计备注1发电机组运行工428其中备员2名（班长一名）2锅炉运行工414班长一名3煤气增压运行工414班长一名4值 长4145机械电气修理工155机械3人、电气1人、仪表1人6技术员212机械仪表各1人7保管员1118管理人员212合 计 30人1.13主要技术经济指标主要技术经济指标汇总表序号项 目单 位指 标1装机容量KW2×20002建设周期月103工程总投资万元1503.364单位投资元/kW3757.005年销售收入万元1055.606年发电总成本万元596.857年发电经营成

25、本万元392.608新增资产折旧年限年109单位发电成本元/kW h0.2310年利润总额万元429.0011年生产能力盈亏平衡点%29.712投资利润率%30.0513投资净收益率%>5014年净现金流量万元 630.1715十年累计净现值（税前）万元1859.0016十年累计净现值（税后）万元1735.0117投资回收期年 3.6 1.14 需说明的问题1.14.1规划新建煤气增压厂房，现利用闲置的空压机厂房作煤气增压厂房。不再新建煤气增压厂房。1.14.2可行性研究报告中规划的煤气压缩机是二台，为了使燃机电站更可靠的运行，现改为三台。1.14.3 可行性研究报告中规划的高

26、压开关柜为GG-1（F）型少油开关柜，现改为KYN-10的真空开关柜。1.14.4 投资增加问题 A、外围工程在可研阶段预测不准增加15.83万元 B、设计的变化和市场价格的变化使设备价格增加 万元 B、由于工程量的增加使安装调试费用增加9.56万元2、总图2.1 设计依据2.1.1 设计基础资料根据羊渠河矿提供的羊渠河矿焦化厂区总平面图（1:500）和建厂时的地质勘探报告进行设计。2.1.2 地理位置及交通情况 峰峰矿务局羊渠河焦化厂位于河北省南部邯郸市峰峰矿区内，地跨邯郸市、武安市和磁县。 京广铁路沿矿区东部边界通过。由京广线的邯郸车站和马头车站分别建有邯磁和马磁两条铁路支线，在矿区的磁山

27、车站交汇，形成围绕矿区的邯-磁-环形线。矿区内各矿（厂）的铁路专用线均与以上两支线的相关车站接轨。八十年代初期，磁山至山西省长治市的铁路支线正式通车，使矿区铁路运输东、西、南、北均已贯通。京广公路干线（107国道）亦沿矿区东部通过，邢都公路沿矿西部边界通过。矿区内各公路均与以上两条公路干线相接，邯郸市有市区公共汽车通往矿区，矿区交通十分方便。项目建设位置在羊渠河焦化厂内，厂区东侧有京广铁路经南北向通过，另外有环绕峰峰矿区的一条环形铁路，北从邯郸出线，南至马头车站。支线在环形线上的新坡车站接轨，通往羊渠河焦化厂（站址），公路有邯郸、马头通往峰峰矿区的公路，在羊渠河焦化厂东侧通过，交通运输方便。2

28、.1.3 气象峰峰矿区为温带大陆性季风气候，四季分明，春季干旱多风、夏季炎热多雨，秋季天气晴爽，冬季寒冷，根据1956至1987年气象资料统计： 最大冻土深度 37cm 主导风向 南风（春、夏、秋），冬季为西北风。 平均风速 3.8m/s 最大风速 20m/s 年平均降雨量 592mm 月平均降雨量 49.3mm 日最大降雨量 518.5mm 年平均气温 13.9 最冷月平均气温 -2.19 最热月平均气温 26.95 最高气温 41.9 最低气温 -15.72.1.4 地形地貌厂区地段，地形平坦，西北高，东南低，场地标高为154.9158.5m之间。厂区面积8.5公顷。羊渠河矿们于太行山背斜

29、东翼支脉-鼓山的东麓。场地处于一简单的丘陵中，由西向东缓倾斜，在长期的地质时代中大自然的风化剥蚀的作用下，使该丘陵区出现了数条泄洪冲沟。这些季节性冲沟皆发源于鼓山东麓，由于众多的季节性冲沟的作用，形成了这种地层复杂的山前倾斜平原。2.1.5 水文、地质情况2.1.5.1 该区域水文地质在分区上属于太行山东麓邯郸地区南部水文地质单元内，在该区域内，寒武系、奥陶系和第四系均有较强的含水层，由于矿区奥陶系峰峰组一段相对隔水层的存在和区域构造断裂的破坏，使地下水运行呈现复杂状态，形成水平运行和垂直运动交错复杂的主体网格水文网。但大体上看，该区域灰岩裸露面积较广，直接接受降水和河流渗透补给，地下水流向为

30、自西北向东南。2.1.5.2根据羊渠河焦化厂建厂时的地质勘探报告，电站建设场地揭露的地层情况按照岩性、力学等把地层分为4层，即填土层、粉土层、砾石层、粘土层。其钻孔坐标位置为(A978.88 B993.00)、(A1008.00 B998.00)。共两处设备基础直接持力层主要是砾石层与粉质粘土层。该项目施工前需对场地地基进行补充勘探。 地下水位埋深为 1.7 5米左右，地下水类型属潜水型，地下水质经采样化验结果对混凝土无任何侵蚀性。2.1.6.地震 根据中国地震列度区划图，本场地所在地区地震基本烈度为7度。2.2站址概况 峰峰矿务局羊渠河焦化厂位于河北省邯郸市西南30公里，在峰峰矿务局以东面公

31、里。新建电站站址选定在鼓山的东麓、峰峰矿务局羊渠河焦化厂厂门西南面一座废弃旧厂房处，与焦化厂和矿区工业广场连为一体，生活福利设施、生产辅助设施均可共用。新建电站西南30余米是焦化厂循环水车间，可供电站和煤气压缩机房冷却用水，离电站约400米处是焦化厂软水处理车间，可供电站余热锅炉用水。在离电站约70米远处是焦化厂301变电所。新建电站四周居民区：矿区东北面0.2公里是王庄，东南1.1公里是羊渠河矿工人村，东北1.2公里为关二矿，西南1公里为羊渠河村，南1公里是后南台村。2.3 总平面布置2.3.1总平面的确定（1）峰峰矿务局确定电站建在羊渠河矿焦化厂内，由两块区域构成。一是：焦化厂门以西至焦化

32、厂冷却水池约1700m2，其上是废旧厂房，需拆除；一是：原焦化厂空压机厂房约270m2，需改造并扩建一间7.5×3.6m的控制间。 总图布置原则：考虑少占地、少拆迁、电站各生产装置区的性质、生产流程以及自然条件的主导风向、建筑朝向，严格按有关建筑防火规范进行总图布置。 本电站按生产性质及生产功能分为：煤气增压区和燃机发电区2个界区。 电站总占地面积： 2000m2 ,建筑物占在面积：784m2。 座标系统 ：本设计总图布置采用羊渠河矿焦化厂区总平面图上标注的座标系统，由北（X）逆时钟转4001654”为建北。2.3.2 总平面布置的主要技术经济指标序号指 标 名 称单位数 量1厂区总

33、占地面积M220002建筑物占地面积M27553道路及地坪占地面积M210004建筑系数%39.22.4 电站防护设施及其它 电站布置在焦化厂内，其四周均有围墙，本电站不另设围墙 电站绿化设计及防护带按电站面积的 8%考虑，面积为160m2，道路两侧及空隙地段，全部种植乔木及灌木和草坪以达到美化环境，降低污染。2.5 消防 在总图布置中，根据生产性质，作到功能分区布置，电站分为2个界区，周围设有消防通道，以便消防车通行。在总图布置中严格按建筑防火规范及有关规定进行设计。 羊渠河焦化厂无消防队，但距离本厂4公里处的矿务局设有消防中队，人员35人，5辆消防车，东风3吨水罐车2 辆、解放牌干粉车1

34、台、解放牌泡沫消防车1台、解放3吨水罐车2 台、北就212消防车1台，因此本设计不设置消防车辆。3、工艺3.1 概述在燃气轮机发电机组中，燃气轮机是原动机，利用已增压的焦炉煤气作燃料，在燃气轮机中燃烧作功，通过其拖动的发电机发电。在额定状态下燃气轮机排出的尾气流量约20kg/s，温度为400，通过排气管道引入烟道式余热锅炉，回收大部分热量来产生蒸汽，从而实现热电联供。3.2煤气增压3.2.1设计任务及范围将煤气从3kPa增压到0.9MPa是为燃气轮机提供压力稳定、温度适当的焦炉煤气，以满足燃气轮机的使用要求，设计范围从焦化厂煤气外输总管开始至燃气轮机电液调节阀进口为止。3.2.2 概述 煤气增

35、压系统能力按两台QDR20燃气轮机发电机组的生产能力配套设计，根据发电量计算的两台燃气轮机耗气量如下： 由于煤气中含有硫化物，对设备有腐蚀作用，且国产压缩机的运行稳定性不高，因此，本系统布置三台L-40/9-X型煤气压缩机，二开一备，以确保电站的正常运行。3.2.3系统工艺流程从焦化厂煤气管网通过一根 478的管道送来的低压煤气（3kPa），经过滤器过滤后，输送至煤气压缩机，由煤气压缩机将其增压至0.9±0.5MPa，温度：160,再经冷却器冷却后(冷却后温度：50)用一根159的管道输送到燃机发电系统的贮气罐（贮气罐主要起稳压作用，容积为4m3）。3.2.4 煤气增压厂房布置煤气增

36、压厂房是利用原空压机厂房改建扩建而成，其长约22m，宽10m,高6m,设有压缩机间-旧厂房改建（按三台压缩机布置）和控制间-新建。煤气压缩机及调压阀等设备安装在压缩机间内，机房内设一台5吨的单轨手拉葫芦吊车，以便于设备维修。压缩机的控制仪表柜集中安装在控制间内，操作者可在此间内完成三台压缩机的控制。3.2.5 基本性能参数 进气压力 3kPa 流量 2×2000Nm3/h ( 热值15.88 MJ/Nm3 ) 温度（压缩后） 50 压力（压缩后） 0.9±0.05 MPa 过滤精度 40m H2S含量 20.0 mg / Nm3 滑油消耗量 0.28 l/h 冷却水消耗量

37、2.0 t/h3.2.6 主要设备的选定 煤气压缩机: 三台L40/9X型煤气压缩机，二开一备，其有关参数如下： 进气压力 3 kPa 排气压力 0.9±0.5 MPa 排气温度 160 流 量 40 Nm3 / min冷却器： HY5040/32-12 过滤器： YR-069/0-0 气动切断阀： ZMC-402R 管道： 无缝钢管3.2.7 动力及原材料消耗 年消耗量日消耗量小时消耗量电能3268800kWh10896kWh454 kWh冷却水14400t48t2t滑油2020l6.73l0.28l3.2.8 工作制度年工作日为300天，采用四班三运转连续运行方式。3.2.9 环

38、境保护煤气压缩机安装在厂房内，压缩机控制间与压缩机间通过砖墙隔离，控制间和压缩机厂房外的噪声均可控制在85dBA以下。使生产岗位的操作环境达到环保要求。煤气压缩机在运行和修理中，会形成少量的废油，由操作人员集中回收至油桶，达到一定数量后由操作人员送到焦化厂废油处理车间处理，使之达标排放。3.3 燃机发电部份3.3.1 设计内容两套QDR20型燃气轮机发电机组，包括进气过滤消音、燃机与、发电机及其滑油系统、控制系统等3.3.2 概述燃机发电部份的发电能力为4000kW进行设计，根据QDR20型燃气轮机的性能计算出其发电量如下：年发电量(kW)日发电量(kW)小时发电量(kW)发电量2880000

39、09600040003.3.3 系统工艺流程在燃气轮机发电机机组中，燃气轮机是原动机，它将焦炉煤气中的热能转换成机械能，然后再通过其拖动的发电机转换成电能。燃气轮机在起动时，先由与主机相联的励磁起动机拖动机组运转。燃气轮机具有转速后，其压气机将外部的空气吸入并增压，再送至燃烧室中。当燃气轮机转速达到点火转速时，经燃料调节器调节进入燃烧室的燃料，与燃气轮机压气机吸入的空气 混合并点火燃烧，产生高温高压的燃气以驱动涡轮作动。当机组达到平衡转速后，发电机就可独立或并网发电了。在额定状态下，从燃气轮机涡轮排出的尾气流量约为20kg/S，温度约为400，通过排气管道引入余热锅炉。余热锅炉从这些尾气中回收

40、部分热量来产生蒸汽，从而实现了热电联供。3.3.4 燃机发电厂房布置（详见图二）:燃机发电厂房由燃机发电间、控制间、高压配电间、低压配电间、进气消声道等组成。燃机发电间内，燃气轮机、发电机、起动励磁机连同其底座安装在一整体隔振混凝土基础上，主机之间通过挠性联轴器连接。发电机润滑系统的主要设备布置在发电机侧。燃气轮机润滑系统的油泵、油滤、散热器等主要设备沿墙布置，油箱安装在锅炉区的平台上。在发电机台架边装有电气转接箱。在发电机侧的地坑内，装有三只发电机中性点电流互感器。在燃机发电间安装一台5吨手动单轨葫芦吊车，前墙上装有消音大门和消音小门。消音大门高3.3米，宽3.2米，采用两层四扇门页形式，它

41、的作用是便于大型设备的进出。隔音小门是便于操作人员进出。燃机发电间后部安装了一台防爆抽风机。防爆抽风机的作用是在停机或检修时将机房内可能存在的易燃易爆气体抽出。在燃气轮机的尾部与穿墙处，安装有排气连接装置，燃气轮机的高温尾气通过该装置引入余热锅炉中。排气连接装置起密封和补偿管道受热膨胀的作用。在燃机发电间的上层是燃气轮机和发电机的进气道、为保证进气的清洁度和防止燃气轮机噪声外泄，在进气道内装有进气过滤和消音装置。控制室和高低压配电间成上、下两层布置，底层为高压配电间，二层用玻璃隔墙分隔成控制间和低压间。在控制室内成列排放着燃机发电机组、余热锅炉的操纵台，操纵者可在同一控制间内完成燃机机组、锅炉

42、的操作。 高压配电间内装有电站所需的馈电柜、发电机柜、母线PT和发电机PT等高压开关柜，高压开关柜选用具有五防功能的KYN-10型开关柜， 它们沿墙成一列排放。在开关柜前留有足够的检修通道。低压配电间内装有交直流柜、励磁柜、起动整流柜、低压配电柜等低压控制设备。3.3.5 基本性能参数 在ISO标准条件下（P=0.101325MPa t=15 H=0m）的性能参数如下： 额定发电功率 2×2000kW 额定输出电压 6.3kV 功率因数 0.8（滞后） 蒸汽产量 6.5t/h 蒸汽压力 1.2MPa（表压） 蒸汽温度 189 燃机热效率 23% 综合热利用率 7580%3.3.6 电

43、站主要设备及辅助系统 WJ6G1型燃气轮机（在ISO标准条件下）电站用的WJ6G1型燃气轮机是在中国南方航空动力机械公司成批生产的WJ6型航空发动机的基础上改型研制的单轴式燃气轮机，该机经受了严格的考验，是一种技术成熟、质量可靠、使用寿命长的原动机。WJ6G1型燃气轮机由减速器、附件传动装置、压气机、燃烧室、动力涡轮等组成。燃气轮机的压气机是单转子十级轴向式亚音速压气机，其由静子、转子和进气导向器三部分组成。为保证燃气轮机起动和加速时的稳定工作，在压气机第五和第八级各装有两个放气活门，放气活门的打开和关闭由微机按预先设定的转速自动控制。燃气轮机的燃烧室是带十个头部的混合式燃烧室，其由燃烧室机匣

44、、火焰筒、喷嘴、点火器和燃料总管等组成。该燃烧室具有燃烧均匀、燃烧效率高、尺寸小、重量轻、寿命长等特点。动力涡轮是三级轴向反应式，它由转子和静子组成。燃气轮机的排气温度由装在排气涡壳上四支热电偶进行测量。WJ6G1型燃气轮机主要性能参数：输出轴转向（顺进气方向看） 顺时针转速（输出轴） 1000r/min 空气流量 19.67kg/s 压比 7.45 排气温度 450最大输出功率 2330kW 额定输出功率 2130kW燃料耗率（额定工况） 15.65MJ/kW·h 同步发电机电站用同步发电机采用北京重型电机厂生产TF143/716型同步电机，此型同步发电机为凸极卧式开启结构，座式滑

45、动轴承，轴承润滑方式采用压力供油及油环复合润滑。电机的励磁方式为有刷励磁。在电机定子线圈上下之间埋有六个测温元件（每相两个），用以测量线圈的温度。 TF143/716同步发电机主要性能参数容 量 3000kVA额定功率 2500kW额定电压 6.3kV额定电流 287A功率因数 0.8（滞后）频 率 50Hz额定转速 1000r/min效 率 96% 起动励磁机起动励磁机采用北京重型电机厂生产的与TF143/716型同步发电机配套的ZLD36.8/22型直流励磁机，主要性能参数如下；电机作励磁机用的基本参数：额定功率 30kW额定电压 75V额定电流 400A 额定转速 1000r/min励磁

46、方式 并励最低稳定电压 12V强励电流 610A强励电压 113V电压增长速度 113V/S励磁机作为起动机用时的基本参数：额定功率 60kW额定电压 80V额定电流 938A额定转速 400r/min励磁方式 它励 空气进气过滤装置燃气轮机是一种高速运转的机器，对空气进气清洁度有较高的要求，进气中的含尘量不能超过0.5mg/m3，尺寸大于510m的固体颗粒不超过5%，不允许有大于20m的颗粒进入燃气轮机。本电站采用板式空气过滤器进行进气过滤，这种装置由骨架、过滤材料及安装框架等部分组成，过滤材料为特制的无纺纤维布。在过滤器前还装设有百叶窗，它可利用空气流动时的惯性，将较大颗粒的杂质进行分离。

47、进气消音装置进气消音装置采用插板式结构，二十九块消音插板等间距地布置在进气通道内。消音插板由骨架、穿孔钢板及吸音材料等构成。空气流经消音器的速度不大于10m/s，经过消音器消音后噪声不大于85dB(A)。联轴器燃气轮机与发电机、发电机与励磁机之间的联结构采用联轴器，发电机与起动电机之间的联轴器为圆柱销联轴器，燃气轮机与发电机之间的联轴器采用特制的挠性联轴器。燃气轮机的滑油系统燃气轮机滑油系统为燃机提供具有合适温度和经过过滤的滑油，并使燃机主滑油泵进油具有一定的预压。该系统的有关参数如下：滑油品种 75%HP8与25%HH20油混合（容积比） 或32号透平油滑油进油温度 5060过滤精度 20m

48、滑油消耗量 0.8 l/h滑油循环量 120 l/min燃气轮机滑油系统由油箱、循环泵（加热循环和过滤杂质用）、过滤器、冷却器、回油指示器、进回温度传感器以及管道、阀门、仪表等组成。滑油箱采用高位安装，这样可通过位差使进入燃气轮机滑油泵的滑油具有一定的预压。滑油在回油箱之前，先流经冷却器进行冷却，冷却方式为水冷。冷却水量将根据燃气轮机滑油进油温度的变化用阀门进行控制，冷却后的滑油回到油箱中的过滤网上，以便于查看金属沫的多少。燃气轮机滑油的回油温度最高为120，若高于此上限值时，机组将实施保护停机。滑油在回到油箱时会产生少许油雾，利用引射的方法将油雾从油箱中引到燃机的排气管中。发电机润滑系统 该

49、系统为发电机前、后轴瓦提供具有一定压力的洁净润滑油，并在机组起动时提供一顶轴油压。其有关参数如下：滑油品种 N46透平油滑油进油压力0.040.10MPa滑油顶轴油压力>4.0MPa 滑油进油温度<40过滤精度25m 发电机滑油系统由滑油箱、主滑油泵、应急泵、冷却器、过滤器、仪表、管道、阀门等组成。由主滑油泵增压到0.05Mpa左右的润滑油分别注入到发电机的前后轴承处，经过润滑后滑油靠位差回到油箱，因此，油箱的顶面将低于发电机的回油出口。 在滑油进油管道上装有冷却器，冷却方式采用水冷。操作者根据轴承进油温度的变化情况，通过阀门控制冷却水的流量。在进油及回油管道上均安装有温度传感器和

50、进油压力表。滑油过滤器有两个，一个为工作油滤，另一个为顶轴油滤。 在运行过程中，当主滑油泵因故停止工作时，应急油泵将自动投入工作，以确保电机轴瓦的润滑。应急油泵由直流24V电源供电。为降低机组起动时的静力矩，电站设有发电机顶轴系统。它由顶轴泵、压力继电器及管道、阀门等组成。机组在起动时，顶轴泵将滑油增压到4.0Mpa以上后，注入发电机前后轴瓦顶轴孔处，使发电机转子与轴瓦间有一层约0.06mm的间隙，从而降低了机组的的起动静力矩。机组起动9秒后顶轴系统退出工作。3.3.7 电能及原材料消耗 年消耗量日消耗量小时消耗量电能194400kWh648kWh27Kwh冷却水7200t24t1t滑油115

51、20l38.4l1.6l3.3.8 工作制度年工作日为300天，采用三班连续运行方式。3.3.9 环境保护QDR20型燃气轮机热电联供机组在运行中，对周围环境的影响主要有废气、噪音、废水、废油等项。这些污染物产生的原因与数量分析及采取的控制措施是：（1）废气污染及控制措施焦炉煤气经燃气轮机燃烧后，产生的主要成份有:CO2、H2O、O2和SO2、NOx、CO、HC。其中CO2、H2O、O2不属有害物质，CO、HC化合物按国家标准GB1629796，不作控制。 因此，仅SO2、NOx为有害气体。由于NOx与燃气轮机燃烧室主燃烧区温度存在一定的关系，在燃气轮机设计中，已通过选择合适的主燃区温度控制了

52、NOx的生存量，根据已有机组的实测结果， NOx最高含量为25.0mg/m3。 煤气中H2S经燃烧后产生SO2，按照人工煤气(GB1361292)标准，H2S最高含量为20mg/m3。 燃气轮机燃料耗量约为2332Nm3/h(单台，热值14.7MJ/m3)， 两台机组排出的废气量145.8t/h。经计算后，在单台燃气轮机的排气中,SO2的含量约为1.55mg/m3。按照大气污染物综合排放标准 (GB1629796)规定，30米高烟囱SO2、NOx允许排放限值分别为22kg/h、6.6kg/h(三级)。按表1所列数据，燃气轮机发电机组所排出的废气,可以达到国家标准GB1629796所规定的要求。

53、表1污染物排放浓度mg/ m3平均排放量kg/h允许排放限值kg/h(三级)SO21.550.17622NOx252.836.6（2）噪声污染及控制措施燃气轮机发电机组的主要噪声源是由燃气轮机进、排气气流造成。其噪声最高值为123dBA（离燃气轮机进气口1米）。为防止此噪声对周围环境和操作人员产生危害，特采取以下控制措施。 A、燃气轮机被安置在室内，机房的墙壁为500mm厚砖墙， 隔声能力为62dBA。机房大门采用双层双扇封门，隔声能力为45dBA。 B、在机房与外界的通道防爆抽风机进口、燃气轮机排气道上，均安装了消音装置，以减少主机噪声的外泄。经计算，进气消声器消声量为45dBA，防爆抽风机

54、进口消声器消音量为31.3dBA。 C、主机厂房操纵间与发电间的墙壁也为500mm厚砖墙， 进出机房的小门为双扇隔声密封门，并且在操纵间墙上及顶上，均安装吸音板。根据对已有机组实测结果，鲤鱼江电站操纵间的噪声不大于60dBA(1997年6月测试结果)。广石化电站操纵间噪声不大于63dBA。综上所述，燃气热电站内工作场所及站外界噪声均可满足工业企业噪声控制设计规范GBJ8785。（3）废水、废油排放的控制措施 A、 热电站冷却水循环使用，不需定期排放。过滤器等设备产生的含油污水，先集中排入到电站专门设置的含油污水排放点，然后再排入焦化厂污水处理站处理。 B、 废油燃气轮机发电机组在运行和修理中，会形成少量的废油，由操作人员集中回收至油桶，达到一定数量后由操作人员送到焦化厂废油处理车间处理，使之达标排放。3.4 余热锅炉部份3.4.1 概述余热锅炉用于回收燃气轮机排气的余热来产生蒸汽，以提高机组的热利用率。在额定状态下，从燃气轮机涡轮排出的尾气流量约为20kg/s,温度约为400，根据尾气的焓值和现有同型号燃气轮机的实际运行情况，每台燃机可带一台6.5t/h余热锅炉来产生蒸汽，实现热电联供。3