1、 2 号机组节能技改工程 方案设计 *院 二九年七月 2 号机组节能技改工程 方案设计 工程编号：* 工程规模：13MW 院 长 ： 分管副院长 ： 院总工程师 ： 院分管副总工程师 ： 项目负责人 ： *院 二九年七月 *2 号机组节能技改工程 方案设计 工程编号：* 工程规模：13MW 电厂所所长 ： 电 厂 所 总 工 程 师 ： 项目负责人 ： *院 二九年七月 目目 录录 1 概述概述 1 1.1 企业概况1 1.2 工程概况1 1.3 设计依据2 1.4 设计原则2 2 热负荷及装机方案热负荷及装机方案4 2.1 热负荷4 2.2 装机方案5 3 厂址条件厂址条件6 3.1 地形6
2、 3.2 气象6 3.3 工程地质、水文地质7 3.4 抗震设防烈度9 4 电力系统电力系统10 5 改造方案改造方案11 5.1 热力系统11 5.2 主厂房布置12 5.3 电气部分12 5.4 热控部分14 5.5 土建部分17 6投资估算投资估算20 6.1 设计依据20 6.2 编制原则及依据20 6.3 说明21 附附件件： 附件一：#2机组节能技改工程方案及施工图设计委托书 附件二：机电设备目录 附件三：附图 1 概述概述 1.1 企业概况企业概况 *厂始建于 1987 年，位于*号，*市工业区中心，是*市唯 一的热电联产企业。该企业专业生产热力和电力两种产品，供应着* 市市区及
3、经济开发区 60 多家企事业单位生产、生活用蒸汽，属国有中 一型企业，现有职工*人，其中高中级工程技术人员近*人。企业资 产总值*万元， 固定资产原值*万元， 是安徽省百家节能重点企业之 一。 1.2 工程概况工程概况 *厂是*市唯一的热电联产企业，承担着*市工业及民用热负 荷的供应， 目前已形成北线、 南线及安兴彩色化纤专线等 3 条主干供热 管网。平均热负荷为 50t/h，冬季最大热负荷为 80t/h，以工业热负荷为 主。在冬季供热高峰期时，常启用减温减压器以满足用户的用热需求。 目前,电厂的装机规模为四炉三机，2 台无锡锅炉厂生产的 35t/h 中 温中压抛煤机链条炉和 2 台北京锅炉厂
4、生产的 75t/h 中温中压循环流化 床锅炉；2 台武汉汽轮机厂生产的 12MW 凝改抽汽轮发电机组和 1 台 青 岛 汽 轮 机 厂 生 产 的 C12-3.43/0.98 型 抽 凝 机 组 ； 并 配 备 了 30t/h(2.8MPa)、80t/h(0.981MPa)减温减压器各一台。 本工程建设的主要内容有： 将现# 2 机拆除， 在# 2 机的基础上新建 1 B3-3.43/0.981 背压式汽轮发电机组及其辅助设施。 1.3 设计依据设计依据 1.3.1 *厂# 2 机组节能技改工程可行性研究报告 ，2009 年 4 月。 1.3.2 *厂# 2 机组节能技改工程可行性研究报告 审
5、查、 批复意见。 1.3.3 *厂提供的有关设计基础资料。 1.3.4 与本工程有关的汽机、发电机设计技术资料。 1.3.5 火力发电厂初步设计文件内容深度规定 （DLGJ9-92）及国家、 电力行业颁发的有关规程、规范、技术标准。 1.3.6 本工程的地质勘测报告 。 1.3.7 我院与*厂就本期工程技改内容、范围、主要技术原则讨论形 成的会议纪要。 1.3.8 我院与*厂签订的本期工程设计合同。 1.4 设计设计原则原则 1.4.1 热机部分：在原有# 2 机位置上新建 1 台 3MW 背压机组。主蒸汽 及排汽等热力系统与现有系统合理对接。 1.4.2 电气部分：发电出口电压 6.3KV；
6、电气综合自动化；35KV 接入 系统。 1.4.3 热控部分：新建 3MW 背压机采用 DCS；控制室与#3 机共用。 1.4.4 土建部分：对现有# 2 机基础进行改造，对主变基础进行改造。 1.4.5 对外供热管道接至*厂指定的厂区内供热专线。 2 热负荷及装机方案热负荷及装机方案 2.1 热负荷热负荷 根据*厂# 2 机组节能技改工程可行性研究报告提供的热负 荷资料，现有和近期发展热负荷统计见下表： *厂厂 2002 年年-2008 年供热汇年供热汇总表总表 名 称 2002 年 2003 年 2004 年 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 *线供热 157063.
7、3 171093.3 212123.4 217712.3 201961.8 202250.9 209492.1 *线供热 144981.5 157932.3 153606.6 157653.7 146248.2 146457.5 151701.1 *线总供热 302044.8 329025.6 365730 375366 348210 348690.4 361100.2 *线供热 35768 38093 总供热量 302044.8 329025.6 365730 375366 348210 384476.4 399193.2 总流量（t/h） 34.48 37.56 41.75 42.85 3
8、9.75 43.89 45.57 近期新增热负荷汇总表近期新增热负荷汇总表 序号 热用户 参数 最大负荷(t/h) 平均负荷(t/h) 最小负荷(t/h) 1 *高科 0.8MPa 饱和 30 27.5 25 2 *啤酒 0.8MPa 饱和 6 5 4 3 *医院 0.8MPa 饱和 6 5 4 4 * 0.8MPa 饱和 3 2 1 5 *卷烟厂 0.8MPa 饱和 5 3.5 2 6 *学院新校区 0.8MPa 饱和 5 4 3 7 *物业 0.8MPa 饱和 10 8.5 7 合 计 65 55.5 46 热负荷汇总表热负荷汇总表 序号 热负荷性质 平均热负荷（t/h） 备注 1 现状热
9、负荷 45.57 2 近期新增热负荷 55.5 3 折算到热电厂 97.93 设计热负荷确定为 97.93t/h，供热参数为 0.98MPa，303。 2.2 装机方案装机方案 本工程设计前业主已订货， 本工程作为替代技改项目， 旨在提高供 热效率，降低能耗，热电厂的供热运行方式并未变化，本工程装机方案 在可研报告里已经论证并通过审查批复， 本方案设计不再论证。 装机方 案为：将现#2 机拆除，在#2 机的基础上新建 1 B3-3.43/0.981 背压式汽 轮发电机组。 3 厂址厂址条件条件 3.1 地形地形 *厂厂区位于城东南郊（京沪铁路西边） ，交通方便。现有厂区自 然地形平坦，地貌单一
10、，地层结构较为单一。厂区地面高程在 13.43 13.79m 之间（黄海高程，以下同） 。 3.2 气象气象 历年平均气温 15.2 C 绝对最高气温 41.2 C（1958 年 8 月 23 日） 绝对最低气温 -23.8 C（1955 年 1 月 6 日） 夏季平均最高气温 31.2 C（6 月8 月） 冬季平均最低气温 -0.8 C（12 月2 月） 多年平均相对湿度 75% 最大积雪深度 43cm（1955 年 1 月 1 日） 最大冻土深度 13cm（1957 年 1 月） 历年平均降水量 1031.2mm 最大年降水量 1537.3mm（1957 年） 最小年降水量 623.3mm
11、（1966 年） 多年主导风向 东风，频率 8 次多风向 东北偏东，东南偏东西北、频率 7 历年极端最大风速 21m/S（风向：东） 历年平均风速 2.7m/S 3.3 工程地质、水文地质工程地质、水文地质 3.3.1 工程地质 根据工程地质勘测报告，电厂厂区围墙内地层为第四层全新统地 层，自上而下主要可分为为三层： 第一层：亚粘土层 1 层厚 34m，表层受耕植影响，局部呈褐黄色，以下为灰黄色，裂 隙发育，灰色淤泥质充填在裂隙中，从上往下淤泥质成分渐多，下部局 部夹褐色铁锰质，粉质较大，且有自上而下粉性逐渐增强的趋势，1.5m 以上一般呈可塑状态，往下渐变成软塑状态。 第二层：淤泥质粘性土
12、2，又可分为上、下二层： 上层：淤泥质亚粘土 2-1 层厚 24m，灰色，局部含腐烂植物根及微孔隙，手搓时粉感强， 近乎轻亚粘土质，呈极软塑状态，钻孔时缩孔严重。 下层：淤泥质亚粘土 2-2 层厚一般在 78m，局部达 9m 左右，灰、深灰、黑灰、兰灰色， 局部在中部略带土黄色。含腐烂植物根及微孔隙。接近下卧 3层时，粉 性增大，状态不稳定，一般为软可塑，局部为软塑、可塑。 第三层：砂砾层 3 由砂层和砾石层组成，从上到下，颗粒由细到粗，由细砂到中砂、 粗砂，最后到砾石层。较松散、无填充物，砾石有一定磨园度，分选性 及排列方向不清，砾径 530mm 不等，砾石成分主要为石英岩和硅质 岩。 第四
13、层：强风化粉细砂岩 4 紫红色，细颗粒粉质结构，铁质胶结，成分为石英、长石等，强风 化状态，手易折断岩心，平均埋深 24.1m。 岩土物理力学性质 经土工试验， 静力触探及标准贯入试验， 确定土的主要物理力学指 标推荐值如下： 地 层 天然容量 (g/cm3) 内摩擦角 ( ) 内聚力C KPa 压缩模量Es MPa 容许承载力 R Kpa 序号 土名 1 亚粘土 1.89 15 25 5 90120 2-1 淤泥质亚粘土 1.87 13 11 4 6090 2-2 淤泥质粘土 1.87 15 25 5 90120 3 砂砾层 200 4 强风化粉细砂岩 1.90 24 200 3.3.2 水
14、文地质 厂区地下水位埋藏较浅， 深度为 0.20.5m， 标高为 13.1013.50m， 分布较稳定。 地下水类型按埋藏条件应为潜水， 按含水层性质为土壤孔 隙水，补给来源主要是降雨入渗，排泄方式主要为蒸发。其补给排泄可 能与清流河有一定关系。静止地下水年变幅 1.0m 左右。 地下水对混凝土无侵蚀性。 3.4 抗震设防烈度抗震设防烈度 根据 GB50011-2001建筑抗震设计规范 （2008 年版）规定：滁 州市抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g，第一组。 4 电力系统电力系统 *地区电网供电范围为二区一市。目前形成了以 500 千伏变电站 为中心、220 千伏电
15、网环网、110 千伏变电站双电源、城市 10 千伏配电 线路手拉手的比较坚强的市级电网，为*经济发展提供了可靠的电力 保障。 主要输变配电设施有*500 千伏变电站 1 座、220 千伏变电站 6 座、 110 千伏变电站 9 座，主变总容量 2503.5 兆伏安；220 千伏线路 678.4 公里、110 千伏线路 336.4 公里、35 千伏线路 42.1 公里、10 千伏配电 线路 207.7 公里。 *厂现有 2 台 12MW 和 1 台 15MW 汽轮发电机，其中1、2 号 机组（12MW）以 2 回 35kV 线路接入*变电所，线路长约 2km，导 线截面为 240mm2。 3 号
16、发电机组（15MW）所发电力经三卷变升压至 110kV 和 35kV 电压等级，110kV 线路暂未投入使用，3 号机所发电力经 35kV 线路接 入*变电所。 5 改造方案改造方案 5.1 热力系统热力系统 热力系统图详见图 F5137-J-1。 5.1.1 主蒸汽系统 采用母管制。 汽机主蒸汽接自原主蒸汽母管， 进入主汽门前的第一 道电动闸阀设有小旁路，在暖管和暖机时使用。 5.1.2 背压排汽系统 B3-3.43/0.98 型背压式汽轮机没有中间级抽汽，仅有背压排汽。为 提高热力系统效率， 背压机组设 1 台高压加热器， 利用汽轮机背压排汽 加热锅炉给水，背压排汽接入原抽汽供热母管对外供
17、汽。 根据现有热力系统现状， 加热除氧器所需加热蒸汽一般情况下均有 由#3 机组的二段抽汽供应， #3 抽凝机故障时， 由外供汽经减压后供给。 5.1.3 疏放水系统 轴封加热器疏水流入疏水箱；高压加热器疏水接至除氧器。 主蒸汽管道、 背压排汽管道及其阀门的疏水接至扩容器降压后进入 疏水箱。 5.1.4 化学补充水系统 本工程对原有化学补充水系统进行改造， 原有化学补充水进入主厂 房后经改造后分成两路， 一路直接进入除氧器， 一路进入本期工程 3MW 机组汽封加热器，经加热后再进入除氧器。 5.2 主厂房布置主厂房布置 原#2 机位置在柱 6 号至 9 号之间， 柱距为 6m， 主厂房跨距为
18、15m。 运转层标高为 7m，加热器平台为 3.4m。 本工程 3MW 背压机组在原 # 2 机组的位置上进行改造， 保留加热 器平台，对汽轮机基座按背压机组进行改造。汽机中心线标高由 7.75m 调高至 7.900m，发电机中心线与原发电机中心线偏移 85mm，主汽门 位置与原#2 机主汽门位置保持不变。 加热器平台下底层平面布置高压电动油泵、直流油泵等辅机设备， 3.4m 加热器平台布置汽机高压加热器、汽封加热器、油箱；运转层布 置汽轮发电机组。 主厂房设备布置详见图 F5137-J-24。 5.3 电气电气部分部分 5.3.1 电气主接线及布置 *厂现有 2 台 12MW 和 1 台 1
19、5MW 汽轮发电机，发电机出口电 压均为 6.3kV。3 台发电机均采用发电机变压器组接线，其中 1、2 号机组经 2 台 16000kVA 双卷变升压后分别接入电厂 35kV、段母 线， 每段母线馈出 1 回 35kV线路与系统相连。 3 号发电机经 1 台 40MVA 三卷变升压后分别接入电厂 110kV、35kV段母线，分别以 110kV 电 压和 35kV 电压与系统相连。目前电厂 110kV 线路暂未投运。 本工程拟将原 2 号机拆除， 在原 2 号机位置安装 1 台 3MW 背压式 汽轮发电机。发电机出口电压 6.3KV。电气主接线保持不变，仍采用发 电机变压器组接线，即本期 3M
20、W 发电机经 1 台 4000kVA 双卷变 升压后仍接入电厂 35kV段母线。 其中 4000kVA 主变仍安装在现有2 主变位置 （原2 主变拆除） ， 35kV 开关利用现有设备，本期不新增 35kV 设备。 5.3.2 厂用电接线及布置 *厂厂用电采用 6kV 和 380V 两种电压等级，电厂设两段 6kV 母 线， 2 回工作电源分别引自1、 2 发电机出口， 电厂另设 1 台 4000kVA 高备变，作为电厂启动及备用电源。 电厂低压负荷采用 2 台厂用变压器及 1 台公用厂用变压器供电。 厂 用变压器电源均引自电厂 6kV 母线， 另从煤气变引 1 回 380V 电源作为 低压备
21、用电源。 本期技改仅拆除2 机组，并在原2 机组位置安装 1 台 3MW 背 压式汽轮发电机，1、3 机及锅炉部分均不作改动。维持现有厂用 电接线不变，仅将 6kV段母线电源改接至 3MW 发电机出口。 380V 系统维持现有接线方式。仅将原2 机专用盘拆除，新增 1 台 3MW 汽轮机专用盘，安装在原2 机专用盘位置，电源引自原2 机专用盘电源回路。 *厂现有 1 组 500AH 阀控式密封铅酸蓄电池直流屏， 作为全厂的 的控制、继电保护、自动装置、直流油泵及事故照明的直流电源，采用 单母线分段接线。 直流电源容量满足本次技改要求， 故本工程不改变现 有直流系统的接线及布置。 5.4 热控热
22、控部分部分 5.4.1 概述 本期工程将现有# 2 机拆除， 在# 2 机的基础上新建 1 B3-3.43/0.981 背压式汽轮发电机组。 本次热工自动化设计范围为新建 3MW 机组的热 工检测及控制。 5.4.2 热工自动化水平和控制室布置 5.4.2.1 热工自动化水平 本期工程的 3MW 汽机采用分布式控制系统（DCS） 。 5.4.2.2 控制室布置 本期控制室与原 3#机控制室共用。控制室面积约 63m2，位于 7m 运转层，与电子设备间相邻。该控制室内已布置有 1#炉控制盘、2#炉 控制盘、除氧给水控制盘、3#机控制盘，现拟新增 2#机控制盘台放置 DCS 操作员站一台。控制盘上
23、除布置热工信号光字牌外还布置有一些 重要参数的常规仪表， 这些仪表的信号直接来自现场变送器。 新增电源 柜一台，放置 UPS 设备及厂用电切换装置。 在工程师室内新增一台 DCS 工程师站。操作员站与工程师站互为 备用。本期 DCS 与原 DCS 系统实现网络互联。 在工程师室内新布置 DCS 系统机柜 2 台（1 台与 ETS 合用） ，TSI 机柜 1 台。 5.4.3 热工自动化功能 为确保汽机设备的正常安全经济运行，热控设计力求先进、可靠、 安全、经济。 DCS 可实现机组的数据采集(DAS)、顺序控制及联锁保护(SCS)、 汽机保护(ETS)等功能，以完成整个热力系统的集中控制。 5
24、.4.3 .1 数据采集(DAS) DAS 是机组安全经济运行的主要监视手段，具有高度可靠性和实 时响应能力， 完成机组有关参数的连续采集， 处理所有与机组有关的重 要测点信号及设备状态信号，及时为运行人员提供机组运行的各种信 息。具有输入信号处理、LCD 屏幕显示、报警显示及报警限值检查、 制表打印、越限时间累计及参量累计、趋势记录、事故顺序记录(SOE) 等功能。 5.4.3 .2 顺序控制及联锁保护(SCS) SCS 设置备用辅机和工作辅机的联锁， 根据有关工艺参数启、 停辅 机的联锁等功能。 5.4.3.3 汽机保护(ETS) ETS 设置在 DCS 中，其主要功能是在有危险情况时使汽
25、机跳闸， 以确保汽机及人身的安全。 该系统的主要跳闸条件根据汽机厂提供的保 护要求和有关规范执行。 在 DCS 异常情况下，通过运行人员手动操作紧急停机按钮来实现 机组的安全停机。 5.4.4 热工自动化设备选择 根据电力设计的有关规程，选用技术成熟、质量可靠的仪表，信号 接口为：420mADC(或 15VDC)。 DCS 选用在热电站控制领域经验丰富，有较多业绩，性能价格比 高的国内品牌。 汽机本体监视仪表(TSI)由汽机厂配套供货。 汽机保护(ETS)在 DCS 内实现。 变送器选用中外合资生产的二线制智能变送器。 热电阻、热电偶选用性能可靠的国产产品。 就地温度计选用双金属温度计。 压力
26、表为不锈钢压力表。 调节型电动执行机构选用内置伺放、智能一体化的产品。 开关型电动装置全部采用一体化结构形式。 用于保护的重要的逻辑开关拟采用进口产品。 5.4.5 辅助车间的控制系统及设备造型 本期设计不含辅助车间相关设计。 5.4.6 电源和气源 本期热工自动化部分电源系统采用双回路(两路独立厂用电源)供 电，一路运行，一路备用。接入 UPS 供 DCS 系统。 本期热工自动化部分不考虑气源。 5.4.7 热工自动化试验室 本期热工自动化部分根据建设方的实际情况，利用原有的试验室， 不考虑新建试验室。 5.5 土建部分土建部分 5.5.1 概述 本工程土建部分主要涉及 2#汽轮发电机基础改
27、造、加热器平台改 造、主变压器基础改造等。 5.5.2 主要设计规范及技术参数 5.5.2.1 主要设计规范 建筑结构可靠性设计统一标准 GB500682001 砌体结构设计规范 GB500032001 建筑地基基础设计规范 GB500072002 建筑结构荷载规范 GB500092001（2006 年版） 混凝土结构设计规范 GB500102002 建筑抗震设计规范 GB500112001（2008 年版） 混凝土结构加固设计规范 GB50367-2006 建筑设计防火规范 GB50016-2006 建筑地基处理技术规范 GBJ792002 火力发电厂总图运输设计技术规程 DL/T 5032
28、2005 小型火力发电厂设计规范 GB5004994 火力发电厂与变电所设计防火规范 GB502292006 电力设施抗震设计规范 GB5026096 5.5.2.2 主要技术参数 设计基准年为 50 年 抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度为 0.05g（第一组） ，根 据使用功能重要性，抗震设防类别为丙类。 建筑场地土为类， 基本风压 0.40kN/m2 基本雪压 0.35kN/m2 主厂房抗震等级为四级； 汽轮发电机基础抗震等级为三级。 5.5.3 改造加固方案的原则与措施 5.5.3.1 改造方案的原则 工程仅在原 2#汽轮发电机基础上进行加固改造，加固改造原则为： 采用可靠的技
29、术，在安全适用、经济合理、确保质量的前提下，尽量利 用原用基础， 最大限度的减少土建工程量， 以满足新建背压式汽轮发电 机组的安装使用。 5.5.3.2 改造方案的措施 1、汽轮机基础框架柱改造加固 对汽轮机基础的 6 根 600x700 框架柱进行外包钢 （湿法） 加固改造。 柱四角用角钢包起，角钢之间焊接扁钢箍，相连成整体。在型钢与原柱 间采用环氧树脂进行灌浆，使型钢与柱能够整体工作，共同受力。 2、汽轮机基础标高 7.000 层改造加固 1） 、原汽轮发电机基础部分梁、板凿出，原风道侧板均拆除。 2） 、新增混凝土梁、板采用植筋技术与原框架梁、柱结合成整体， 采用 C30 微膨胀混凝土进
30、行浇筑。 3） 、新浇筑风道侧板采用植筋技术锚固到原框架梁、柱内。 4） 、对原承载力不满足的框架梁进行外包钢（湿法）加固。 5） 、7.000m 层板采用单面增厚进行整体加固，加厚 150mm,板面标 高为 7.150m，以满足汽轮发电机安装时所需的表面开槽要求。 3、主要建筑材料： 混凝土：柱、梁为 C30 微膨胀混凝土; 钢 材：钢筋为 HPB235（Q235） 、HRB335；未注明钢材型号为 Q235-B。 在对汽轮机基础改造过程中， 采取一定措施避免对未改造部分造成 不利影响。 6 投资估算投资估算 6.1 设计设计依据依据 6.1.1 *厂# 2 机组节能技改工程设计合同。 6.
31、1.2*厂提供的基础资料。 6.1.3 项目概况 6.1.3.1 工程规模：将现有# 2 机拆除，在# 2 机的基础上新建 1 B3-3.43/0.981 背压式汽轮发电机组 6.1.3.2 建设地点：安徽省滁州热电厂厂区内。 6.2 编制原则及依据编制原则及依据 6.2.1 工程项目划分依据火力发电工程建设预算编制与计算标准 （2006 年版） 。 6.2.2 工程量：根据方案设计图纸、设备、材料清册计算工程量。 6.2.3 定额套用： 火力建设工程概算定额建筑工程 （2006 年版） 。 电力建设工程概算定额热力设备工程 （2006 年版） 。 电力建设工程概算定额电气设备工程 （2006
32、 年版） 。 电力建设工程预算定额第六册，调试工程（2006 年版） 。 6.2.4 设备费： 6.2.4.1 主要设备费： （1）背压式汽轮机：B3-3.43/0.98 3.43MPa 1 台 （2）汽轮发电机： QF1-3-2Z 3MW 6.3KV 1 台 总价*万元/套（订货价） 6.2.4.2 设备运输费：主要设备运杂费按设备原价的 0.5%计列，其他一 般设备运杂费按设备原价的 0.7%计列。 6.2.5 安装工程： 安装工程装置性材料执行中电联技经2007141 号文关于颁布 “发电工程装置性材料综合预算价格（2006 年版）的通知并执行电定 总造（2008）9 号文关于颁布“电力
33、建设工程概预算定额价格水平调 整办法”的通知调整定额内材料、机械费、计入表一，只计取税金。 6.2.6 建筑工程 建筑工程材料价差按照安徽省滁州地区价格信息（2008 年 12 月） 与预算价之差，计入表一，只取税金。 6.2.7 人工费 定额综合单价，建筑工程 26 元/工日；安装工程 31 元工日。地区 性工资津贴按 0.97 元/工日进行调整，并计入取费基数。 6.3 说明说明 6.3.1 估算静态投资编制水平为 2008 年。 6.4 估算结论： 工程静态投资为 843.54 万元，单位投资 2812 元/KW。工程动态投 资为 843.54 万元，单位投资 2812 元/KW。自筹资金，无贷款利息。 投资估算表见表一甲 安装工程汇总表见表二甲 建筑工程部分估算表见表二乙 其他费用计算表见表四
