余热回收供热项目EPC工程设计实施要点

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1、余热回收供热项目 EPC 工程设计实施要点包钢集团设计研究院（有限公司）具有冶金甲级、建筑 甲级和电力乙级等资质，在钢铁行业总体设计、节能优化、余热回收方面，拥有工程咨询、工程设计、总承包、专利设 备提供能力。1.1、工程概述为响应国家提出的为了推进节约能源、 提高能源利用效 率和经济效益，保护环境、保障国民经济和社会的发展。本 项目通过回收包钢厂区内未被利用的低温余热，置换出原厂 区内构筑物的冬季采暖及水厂生水与除盐水预热所耗低压 蒸汽，再利用所置换出的低压蒸汽为在热电厂建设的供热首 站提供热源，来分阶段完成包钢附属家属区约380 万 m2 建筑物的采暖任务。根据包钢现阶段的实际供热能力，今

2、年只 能满足214 万 m2 供热面积，剩下部分计划放在下阶段实施。经初步调研，包钢厂内所存在的可回收低温余热资源约 有 22项，余热点分布在炼铁厂烧结区、高炉区、焦化区、 薄板厂 CSP热电厂等区域，内容包括烧结环冷机废气、焦 炉烟气、CSP 烟气、高炉冷却软水、 高炉冲渣水和热电厂汽 轮机组冷却水等放散的余热。根据各项余热点的相关实际运 行参数，拟出相应余热回收方案，在通过对工艺方案、场地 布置、热量平衡、经济效益等条件和因素的研究以及对比之 后，最终筛选出一体系一烧环冷机 3 段废气余热回收、 三烧 环冷机 3 段废气余热回收、 四烧环冷机 3 段废气余热回收、热电厂余热回收、带钢换热站

3、改造等可实施余热回收项目。在厂区所有余热资源中，包钢热电厂5#、6#、7#汽轮发电机组凝汽器循环水所蕴含的余热量是最为可观，且可利用 可能性较大，所以本项目计划通过对发电机组凝汽器分期进 行改造，以满足低温采暖回水可以直接进凝汽器换热的需 求。同时在热电厂区域在设一座供热首站，通过利用溴化锂 吸收式热泵机组及尖峰加热器等设备，将换热后的采暖水温 度提到 105C后再供到市政管网。1.2、编制依据(1) 包头钢铁集团有限责任公司提供的相关基础数据 和技术资料；(2) 国家现行规范，包含但不限于以下：建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202

4、-2002砌体工程施工质量验收规范 GB50203-2011混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002(2011 版)钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001木结构工程施工质量验收规范屋面工程质量验收规范 GB50207-2012地下防水工程质量验收规范GB50208-2011GB50206-2002建筑地面工程施工质量验收规范GB50209-2010建筑装饰装修工程质量验收规范GB50210-2001给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002电梯工程

5、施工质量验收规范GB50310-2002智能建筑工程施工质量验收规范GB50339-2003建筑节能工程施工质量验收规范GB50411-2007建筑物防雷工程施工与质量验收规范GB50601-2010火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-2007(CJJ28-2004 )城镇供热管网工程施工及验收规范(CJJ/T81-2013 )城镇直埋供热管道工程技术规程(GB50184-2011)工业金属管道工程施工质量验收规范(GB50235-2010)工业金属管道工程施工及验收规范(GB50236-2011)现场设备、工业管道焊接工程施工 规范(GB50185-2010)工业设备及管道绝热工程

6、施质量验收规范机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231 -2009风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-2010起重设备安装工程施工及验收规范GB50278-2010（SH3532-95）换热器安装规范（2）关于此项目的技术资料；（3）国家有关法律、法规和技术规程。1.3、 设计原则（1）贯彻执行国家及当地有关基本建设项目的有关规 定、方针、政策。在经济、实用、可靠、先进的原则下，满 足生产工艺，保证设计质量。（2）坚持生产可靠、技术先进、节约投资、提高经济 效益的原则。在节省投资的前提下， 选用可靠、稳定、适用、 先进和节能的设备及材料，确保工程质量。1.4、 设计内

7、容（一） 热力（1） 一烧余热回收一体系炼铁厂一烧 2 条 210m2 烧结环冷生产线，配套 2 条190m2 环冷生产线，利用一烧环冷机三段的高温烟气，每 台配置 1套余热锅炉系统，进行余热回收。环冷机排出的烟气通过环冷机烟罩收集，后通过烟道送 入余热锅炉回收热量，余热锅炉排出的约110c烟气再由增设的引风机送入烟囱排出。本项目拟回收一烧 3 段冷却循环风的余热，用于满足选 矿换热站所带建筑物热负荷，节约选矿换热站用于采暖的低 压蒸汽。拟建 2 台 4MW 热水余热锅炉，设计压力：I.OMPa,配套2 台循环水泵（1 运 1 备）,1 台引风机，以及其它必要的辅 助设备和系统，组成一套烧结环

8、冷机余热回收装置。烧单台锅炉置换出的采暖热水管道管径均为D273X7,合并成一根 D377X9 管道后经一烧环冷机西北侧煤气管道支 架及新建支架敷设送至选矿换热站。（2） 三烧余热回收利用三烧 1x265m2 烧结环冷机第三段风机范围内的高 温烟气（230C）进行余热回收。拟采用 1 台约6.5MW 的余热锅炉；配套 2 台循环水泵（1 运1 备），循环水泵的额定功率为 45KW 以及一台锅炉引风 机，引风机功率约为 110KW 组成一套烧结机余热回收装置。回收的余热同样用于提供选矿换热站所带建筑物其中 一部分热负荷，采暖主管道管径为D325X8mm（3） 四烧余热回收利用一体系四烧 2x26

9、5m2 烧结环冷机第 3 区段风机范 围内的高温烟气（210C）进行余热回收，1#及 2#烧结环冷 机分别新建 1 套余热回收系统及配套辅机设施。每台环冷机拟建 1 台额定热功率：6.5MW 的热水余热锅 炉，设计压力：I.OMPa，配套 2 台循环水泵（1 运 1 备），以 及其它必要的辅助设备和系统（设备参数详见下表），组成一套烧结机余热回收装置。两套余热锅炉系统采暖热水经汇总后，送入旧体系炼铁4#高炉换热站，置换原换热站用蒸汽量约18.6t/h。（4）热电厂余热回收1热电厂凝汽器余热回收市政采暖外网 DN800 回水管道进入厂区之后，首先送到 热电厂一化车间附近的生除盐水换热站将回水温度

10、由50C降到 40C，与原 5#、7#机组循环水供水管道相接，通过5#、7#机后，采暖水温度提高到 53C，再送至供热首站内通过 运用吸收式热泵技术，利用公司低压蒸汽作为驱动气源提取 一部分作为内循环加热水的热量用于提高采暖水供出温度。根据运行数据，包钢热电厂 5#号发电机组，可利用余热 约8.1GJ/h 折合 34.5MW 6#发电机装机组，可利用余热约 16.1GJ/h折合 50.7MW 7#发电机装机组，可利用余热约 16.1GJ/h 折合50.7MW经核算，为能使发电机组凝汽器满足热网采暖水循环压 力，项目一期需对 5#、7#发电机组凝汽器进行加强改造，一期回收 5#7#发电机组余热回

11、收热量为 85.2MW。2供热首站项目拟在热电厂东侧，冷却塔附近设采暖供热首站一座，长X宽X高为 60X30 x13m 站内计划一期设 3 台热泵 机组同时预留二期 2 台机组位置，配置 3 台热网循环水泵同 时预留二期 1 台位置，3 台内循环冷却水泵，2 台尖峰加热 器管壳式换热器同时预留二期 1 台位置，一套凝结水回收装 置（包括 2 台凝结水箱以及 3 台凝结水泵），1 台除污器以及 1 台电动单梁起重机。本次方案在系统末端设置两组尖峰加热器，将温度提升到 105C供到采暖外网中。3生水除盐水换热站生水/除盐水换热站房长 32 米X宽 11 米X高 7.5 米。生水除盐水换热站内设生水

12、换热器及除盐水换热器及配套辅机。站内用热网回水对热电厂内的生水、除盐水进行加热。4外网供热主管网设计接点位置在厂内6#路，83#变电所处DN1100 热力管道接管供应，接管管径DN800 热网回水沿一电厂与包钢热电厂厂墙送至生水除盐水加热站，管道从加热 站接出过热电厂厂内区间路，铺设送至5 号汽轮机凝汽器。由 5 号凝汽器出水在沿区间路旧有支架铺设，与7 号汽轮机凝汽器内循环水管道并网，送至7 号汽轮机凝汽器管道。由7 号凝汽器出口管道沿地下管廊上新建支架送至供热首站。 经首站升温后送回市热力公司。凝结水管道与内循环水管道共架送至热电厂老系列锅炉间，管道直径 219X6,管道长度约 400m。

13、蒸汽外网由热电厂一主控楼下蒸汽主管网接出，沿热网水回水管道路由送至供热首站管道直径720X11,管道长度约 250mo（5）带钢换热站改造将原带钢换热站内部一次网侧 4 套汽-水换热器及相应 的阀门、管道、平台拆除，在原有汽 -水换热器位置布置两 台水-水换热器，预留一台位置，布置一台全自动软水装置。本工程板式换热器所用热水由该区域包头市第一热电 厂供市政用采暖一次网热水（热电门岗南侧主管道）处接管 供应。采暖主管道 D273X7mm 采暖管道主干线长约 650mo（二）总图一烧区域新建两个余热锅炉房，分别布置于一烧环冷机 的东北角和东南角。三烧区域新建一个余热锅炉房，布置于三烧环冷机的东 北

14、角。四烧区域新建两个余热锅炉房，分别布置于四烧两环冷 机的南侧。热电厂区域新建供热首站布置于包头市第一热电厂的 东北角；新建生水、除盐水换热站布置于包头市第一热电厂 的北侧，包钢热电厂锅炉车间的东侧。本设计在各新建锅炉房、换热站与现有道路之间铺设引道，铺筑面积共约 1500m2此外，本设计对各新建锅炉房和换热站周边予以适当硬化，铺筑面积共约 4600m2（三）电力本设计内容为烧结余热回收站、热电厂余热回收、带钢 换热站改造进行供配电、电气传动与自动控制、电气设备安 装、电气照明、接地及电缆敷设等设计。（1）10kV 高压配电系统烧结余热回收站1#烧结机余热回收站新设置的 2 台动力变压器（25

15、0kVA） 提供 10kV 电源。电源引自 37#变电所的 2 台备用柜，柜内设 备部分利旧。同时增加交换机一套。3#烧结机余热回收站新设置的 1 台动力变压器（315kVA） 提供 10kV 电源。电源引自 21#变电所，在 21#变电所备用位 置增加1 台咼压柜。4#烧结机余热回收站新设置的 2 台动力变压器（315kVA） 提供 10kV 电源。电源引自 14#变电所，在 14#变电所备用位 置增加2 台高压柜。同时增加交换机、管理机、数据采集器 各一套。热电厂余热回收热电厂供热首站新建电气室内设一个10kV 高压配电室，根据工艺要求，新建高压配电室10kV 系统采用单母分段供电方式，。

16、2 路 10kV 进线电源引自热电厂 4#主控室，在 4# 主控室备用位置增加 2 台高压柜。此 10kV 高压配电室为工 程一期的 3 台10kV 560kW 热网循环供水泵电机及2 台lOOOkVA 的动力变压器提供 10kV 电源。生活水、除盐水换热站新设置的 2 台动力变压器（lOOOkVA）提供 10kV 电源。电源引自热电厂 1#主控室，在 热电厂 1#主控室备用位置增加 2 台高压柜。（2）低压供配电系统1#烧结环冷机余热回收站：两座配电室，每座内设低压 配电柜，一台变压器 250KVA。3#烧结环冷机余热回收： 一座配电室，内设低压配电柜， 一台变压器 315KVA4#烧结环冷

17、机余热回收：两座配电室，每座内设低压配电柜，一台变压器 315KVA热电厂供热首站：一座配电室，内设低压配电柜，两台变压器 1000KVA热电厂生活水、除盐水站：一座配电室，内设低压配电柜，两台变压器 630KVA（四）自动化仪表设计范围主要包括烧结余热锅炉、 热电供热首站等生产 流程的过程参数检测与控制。本设计中的计算机控制系统完成对烧结余热锅炉、 供热 首站等处的参数检测、控制、报警及电气设备控制等功能。控制室设置在热电厂供热首站， 与电气专业共用对烧结 余热锅炉、热电供热首站等区域进行集中操作管理。烧结余 热锅炉等区域采取无人值守方式运行， 操作人员在热电供热 首站控制室集中操作。（五）

18、 电信新建供热首站控制室设自动电话两部，由25 号路南侧耐火交接室引接。根据本项目的情况，业主提出要求，工业电视系统采用3G 无线传输技术将前端视频信号传至供热首站。本项目前端共有 6 个单独的区域需要监控，每个区域设监控摄像机，共 计 14台。（六） 土建（1）一烧余热回收1#环冷机余热锅炉、引风机、钢烟囱（高 30m 直径 2.4m） 采用用钢筋混凝土基础；新建水泵间及配电室长约12.0mX宽约 6mx 高约 4.2m，单层砖混结构。2#环冷机余热锅炉、引风机、烟囱同上。新建水泵间及配电室长约 12.0mX宽约 4.5mX高约 4.2m，单层框架结构。热力外线，新建钢支架及桁架，基础用钢筋

19、混凝土独立 基础；局部区利用旧有支架。(2) 三烧余热回收余热锅炉、引风机，钢烟囱(高 30m 直径 2.6m)采用钢 筋混凝土基础；新建水泵间及配电室长约 10.5mx宽约 9mx高约 4.2m，单层砖混结构。热力外线，新建钢支架，基础用钢筋混凝土独立基础；局部区利用旧有支架。(3) 四烧余热回收环冷机外两台余热锅炉、两台引风机，两个钢烟囱(高30m 直径 2.6m)采用钢筋混凝土基础；两座新建水泵间及配 电室长约 16.5mx宽约 4.5mx高约 4.2m,单层钢筋混凝土框 架结构。热力外线，局部区利用旧有支架及原有支架基础进行改 造。(4) 热电余热回收新建供热首站长约 60.0mx宽约

20、 30mx 高约 15m,采用刚 架结构副跨钢筋混凝土结构；厂房区长51mx 宽 21m,设有一台 5t 单梁桥式起重机；厂房副跨为二层现浇钢筋混凝土 框架。新建生水除盐水加热间长约27.5mx宽约 11mx 高约7.5m，采用轻型门式刚架，钢筋混凝土独立基础；设有一台5t 电葫芦；厂房贴建配电室，长约11mx 宽约 4.5mX高约5.0m，单层砖混结构。热力外线，新建钢支架及桁架，基础用钢筋混凝土独立 基础；局部区利用旧有支架。（5）带钢余热回收热力外线，新建砖热力地沟宽1400X净高 900,总长约500m；新建钢支架及桁架，基础用钢筋混凝土独立基础。（七） 暖通设计范围包括：1#、3#、

21、4#烧结机余热锅炉房，新建换 热站及新建首站设置采暖，空调和通风。（八） 给排水一，三，四烧环冷机余热回收站，热电厂供热首站，生水/除盐水换热站的生活给水及排水，厂区消防给水，给排 水外线及新建厂房内已有管线改线的设计。（九） 能源利用与节能通过本项目的实施，每年回收 174.7X104 GJ，每年可 节省标煤为 7X104年，减少 C02 排放量 18.97X104 t/年， 减少 SO2排放量 598.97 t/年，减少 NO 刈卡放量 521.7 t/年。（十）环境保护本项目通过水泵及换热装置等设备回收利用包钢厂区内部生产放散余热，提高了能源有效利用率， 降低能源消耗， 工程整体为绿色节

22、能环保项目。（十一）消防工程防火措施从以下几个方面考虑：总图防火、电气防火、建筑防火、消防供水系统、消防通讯。（十二）劳动安全与工业卫生通过过电压保护、接地装置、避雷装置、增加防护装置 等设计内容，防止工作人员受到电、 雷电、机械和其它伤害; 采取空调、通风、隔热等措施防暑降温。（十三）运行组织及设计定员包钢余热回收项目总计值班人数为34 人。1.5、工程建设概算本工程基本费用为：14239.24 万元，其中：建筑费： 3094.36 万元， 占总投资21.73%设备费： 8263.88 万元， 占总投资58.04%安装费：860.76万元， 占总投资6.04%其它费：725.76万元， 占总投资5.10 %预备费： 1294.48 万元， 占总投资9.09 %