1.1 裝機容量
1.1.1 電負荷
煤灣礦區總用電負荷容量為50000kw，按照該電負荷的情況，本自備電廠裝機容量暫定為2×30mw，所發電量在礦井，選煤廠，小城鎮及港口自用。
1.1.2 熱負荷
據規劃統計，煤灣礦區熱使用者（包括礦井、選煤廠、小城鎮、港口及棧橋）總熱負荷為：採暖季最大187t/h、平均121.3t/h；非採暖季熱負荷為125.
86t/h。其中非採暖季僅為8月，與採暖季相比，佔全年比重較小。故根據熱負荷情況，本期熱動力站裝機暫定為2×30mw供熱機組。
該電廠建成後，可向煤灣礦區內礦井、選煤廠、小城鎮、港口及棧橋提供熱量，可滿足熱負荷的需要。
1.1.3 燃料量
本自備電廠燃料來自礦區內的選煤廠洗後產生的浮選尾煤、粗煤泥和中煤按一定比例混合而成的電煤。以上燃料的品種及產量見下表1-1-1：
選煤廠產品及產量一覽表
表1-1-1
將電煤作為設計煤種，則在設計煤種下2臺200t/h迴圈流化床鍋爐額定燃料消耗量見下表1-1-2：
鍋爐燃料消耗量一覽表
表1-1-2
注：1.小時耗煤量按鍋爐額定負荷計算；
2.日耗煤量按每日20h計；
3.年耗煤量按6000h計。
由此看出選煤廠的電煤產量可以滿足2臺200t/h迴圈流化床鍋爐燃料消耗量的要求。故本自備電廠擬配2臺200t/h迴圈流化床鍋爐。
1.1.4 裝機配置
根據供電負荷、供熱負荷及可用燃料量分析結果，本自備電廠裝機擬為2×30mw供熱機組，配2×200t/h高溫高壓迴圈流化床鍋爐。該配置可以利用選煤廠生產過程中產生的浮選尾煤和粗煤泥，同時熱電聯產滿足礦區自用電、自用熱需求。故本熱動力站不同於以往單純的綜合利用電廠，熱電聯產電站，是資源綜合利用、熱電聯產及電力自發自用並重性質的專案。
1.2 機組選型
本期熱動力站是資源綜合利用、熱電聯產及電力自發自用並重性質專案，2×30mw自備電廠不僅所發電力滿足礦井、選煤廠、港口和小城鎮所用，同時還承擔礦區內各企業工業用汽、採暖供熱任務。據此機組選型分析如下：
1.2.1 純凝汽式汽輪機（包括固定打孔）
純凝汽式汽輪機是單純用於發電的汽輪機,不能滿足本工程供熱要求，顯然本工程不採用純凝汽式汽輪機。
固定打孔凝汽式汽輪機是根據熱使用者需要在凝汽式汽輪機上打孔，抽出少部分作過功的蒸汽再供熱。這種改造後的供熱抽汽量是有限且不可調整的，通常用於供熱負荷小、引數不變且有連續穩定熱使用者的需求，該機型不能滿足本工程供熱負荷大、調整多變的需求，故本期工程也不能採用固定打孔凝汽式汽輪機。
1.2.2 雙抽式及抽汽背壓式汽輪機
由於本期工程的工業熱負荷和採暖熱負荷所需的壓力、溫度引數基本相同，為單一供熱引數，故本期工程也不需要採用具有不同供熱引數的雙抽式汽輪機及抽汽背壓式汽輪機。
1.2.3 背壓式汽輪機
背壓式汽輪機是將汽輪機的排汽作為熱使用者熱源的汽輪機。這種機組的主要特點是設計工況下的經濟性好，節能效果明顯。主要缺點是發電量取決於供熱量，不能獨立調節來滿足熱使用者和電使用者的需求。
因此，背壓式汽輪機多用於熱負荷全年穩定的企業自備電廠，或有穩定的基本熱負荷的區域性熱電廠。本期工程的熱負荷波動較大，故不宜採用背壓式汽輪機。
1.2.4 抽汽凝汽式汽輪機
抽汽凝汽式汽輪機是從汽輪機適當級抽出部分蒸汽供熱使用者使用的汽輪機。這種機組的主要特點是抽汽可調整，根據供熱量變化可從供熱機組調整到抽汽量為零時的純凝汽機組執行，當熱使用者所需的蒸汽負荷突然降低時，多餘蒸汽可以經過汽輪機抽汽點以後級繼續膨脹發電。這種機組的優點是供熱負荷調整靈活，能夠在較大範圍內同時滿足熱負荷和電負荷的需要。
綜上所述，根據自用電負荷量、所需供熱負荷及供熱引數分析結果，本自備電廠選用2×30mw抽汽凝汽式汽輪發電機組，汽機初引數定為高溫、高壓。
1.2.5 汽輪機組冷卻方式
目前汽輪機組冷卻方式有2種：空冷和濕冷。濕冷是以水為冷卻介質將汽輪機的排汽凝結成水，是國內成熟、定型的常規冷卻方式，其汽輪機組稱為濕冷機組。
空冷是指用空氣把汽輪機的排汽冷凝成水，其汽輪機組稱為空冷機組。空冷機組與濕冷機組相比，空冷機組耗水量只相當於濕冷機組的20％～35％。從機組技術成熟的角度考慮，故本工程汽輪機組選用濕冷方式機組。
1.2.6 鍋爐選型
本期工程燃料為礦區內的選煤廠洗後產生的浮選尾煤、粗煤泥和中煤按一定比例混合而成的電煤。入爐煤質成分見表1-2-1。
煤質成分表
表1-2-1
由表5.2-1可以看出，此燃料的特點是發熱量較低，灰分較高，據此推薦本工程的鍋爐爐型為高溫高壓迴圈流化床鍋爐。
1.3 主機主要技術規範
1.3.1 鍋爐
高溫高壓迴圈流化床鍋爐。鍋爐採用半露天、緊身罩布置及鋼構架，主要引數如下：
額定蒸發量：200t/h
過熱蒸汽壓力：9.81mpa
過熱蒸汽溫度：540℃
鍋筒工作壓力：11.18mpa
給水溫度：215℃
一次熱風溫度：180℃
二次熱風溫度：180℃
排煙溫度：140℃
鍋爐設計效率：89%
運轉層高度：8.00m
1.3.2 汽輪機
高壓單缸抽汽凝汽式直接空冷汽輪機，主要引數如下：
額定功率：30mw
進汽壓力：8.83mpa
進汽溫度：535℃
抽汽壓力：0.49mpa
額定抽汽量：80t/h
最大抽汽量：130t/h
排汽壓力：0.00435mpa
額定轉速：3000r/min
1.3.3 發電機
空冷式發電機，主要引數如下：
額定功率：30mw
額定電壓：10500v
額定轉速：3000r/min
額定電流：2062a
功率因數：0.8
效率：98%
空載勵磁電流：135a
空載勵磁電壓：49v
滿載勵磁電流：384a
滿載勵磁電壓：196v
1.4 供熱方案
本自備電廠建設規模60mw，機爐配置方案為2×30mw抽汽凝汽式汽輪發電機組配2臺200t/h高溫高壓迴圈流化床鍋爐。
本電廠為煤灣礦區提供供熱蒸汽，最大抽汽量為187t/h，其汽水平衡見表1-4-1.
汽水平衡表
表1-4-1
從上表中可以看出，本自備電廠在不降低發電量的條件下，採暖季和非採暖季的供熱。
2.1 燃燒系統
鍋爐為迴圈流化床鍋爐，根據迴圈流化床鍋爐的特點，燃燒系統設定有一次風機、二次風機、高壓風機、引風機等裝置；一次風經吸風口、一次風機、空氣預熱器和一次風道進入鍋爐沸騰床下風室；二次風經吸風口、二次風機、空氣預熱器和二次風道進入鍋爐中部爐膛；高壓風經高壓風機送入鍋爐返料床和播煤等介面處；煙氣從爐膛經旋風筒及過熱器、省煤器、空預器、靜電除塵器、引風機，最後經煙囪排入大氣。
2.2 燃燒系統的裝置選擇
2.2.1 原煤倉
本工程每台鍋爐設1個原煤倉。原煤倉容積為606m3，有效容積為455m3，可儲存鍋爐額定負荷約11.4h的耗煤量，滿足規範8～12小時的要求。
2.2.2 給煤機
每台鍋爐配套3臺密封稱重式給煤機，每台出力1.5～25t/h。
2.2.3 送風機
每台鍋爐選用1臺一次風機和1臺二次風機；以及2臺高壓風機。
2.2.4 引風機
每台鍋爐選用2臺引風機。
2.3 除塵器和煙囪選擇
2.3.1 除塵器
根據環保要求，本次設計採用靜電除塵器，每台鍋爐配置1臺125m2、單室四電場靜電除塵器，除塵效率不低於99.7%。
2.3.2 煙囪
本工程共設煙囪一座，根據環保要求，煙囪高度為180m，出口內徑約為4.5m。
燃燒系統圖詳見k1711-j0201-02。
2.4 鍋爐點火油系統
鍋爐點火用-10輕柴油。點火油均由汽車油罐車運至廠區。
-10號輕柴油主要技術資料如下：
粘度（20℃）：
恩氏粘度：1.2~1.67°e
運動粘度：3.0~8.0m3/s
灰分：≯0.025
含硫量：≯0.02%
機械雜質：無
水分：≯痕跡
閃點：≮65℃
低位發熱量：418000kj/kg(10000kcal/kg)
凝固點：-10℃
點火方式採用高能點火方式。
本工程屬新建工程，為滿足鍋爐點火油壓及油量的需要，設2臺100m3點火油罐，2臺供油幫浦，幫浦流量為7.5m3/h,壓力為3.75mpa，電動機功率為37kw。
來油採用汽車罐車運輸，設2臺卸油幫浦，幫浦流量為9.9m3/h，壓力為0.38mpa，電動機功率為5.
5kw。
3.1 熱力系統
本工程熱力系統按2臺200t/h高溫高壓迴圈流化床鍋爐配2臺30mw抽汽冷凝式汽輪發電機組擬定。
本工程主要為煤灣礦區礦井、選煤廠、港口、小城鎮、棧橋提供壓力為0.49mpa的蒸汽以滿足用熱需求，其中小城鎮為民用採暖供熱，其非採暖季為8月。本次設計中汽源均來自於汽輪機第4段抽汽。
雖然小城鎮採暖用汽為季節性熱負荷，但由於非採暖季與採暖季相比佔全年比重過小，故原則性熱力系統圖的擬定按照採暖季工況考慮。
3.1.1 主蒸汽系統
根據《火力發電廠設計技術規程》（dl5000-2000）中第10.21條規定：對裝有高壓供熱式機組的發電廠，主蒸汽系統採用切換母管制。
這樣設定的優點是既可保證在額定供汽狀況下汽機所需蒸汽的需要，又可以滿足在用汽負荷很低時或無熱使用者時，機組的單元制經濟、靈活執行；缺點是高溫高壓閥門和管道使用較多，增加了投資和維修工作量。
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