1、附件 2乌海市集中供热二期工程（调峰燃气锅炉房）可行性研究报告（简本）第一章 概 述1.1 项目背景根据乌海市现状供热布局及热源能力，截至 2011 年底乌海市供热缺口将达到105MW 左右（主要集中在滨河区） ，为保障冬季居民及公共建筑的采暖需求，经乌海市人民政府办公会议讨论决定采用新建调峰燃气锅炉房向供热主管网补热的形式解决供热问题。1.2 城市概况1.2.1 地理位置乌海市位于内蒙古自治区的西南部，属自治区直辖市，是新兴的工业城市。西南与宁夏石嘴山接壤，北靠河套平原，东与内蒙古伊克昭盟比邻，西与阿拉善盟相连；黄河傍市而过，呈南北长东西窄地形。平均海拔高度 1112m。市辖海勃湾区、乌达区
2、、海南区三个县级行政区，海勃湾新区（滨河区）正在规划建设中，市政府驻海勃湾区。全市总面积 1673km2，总人口 44 万人，有蒙、汉、回、满、藏等 25 个民族。乌海市矿产资源丰富，盛产原煤、焦炭，煤炭优良，发热量高，是炼精焦、洗精煤、工业动力煤的理想原料，在自治区内享有“乌金之海”的美称。此外，石灰岩、高岭土石兼砂岩、铝土灰岩及铁、铝、锌、金等矿物蕴藏十分丰富。现已初步形成了以煤炭、电力、建材、化工、冶金、机械工业为主体，以轻工业和种养业为两翼的较为完整的经济发展格局，并带动教育、文化、科技、交通、城建、金融、商业等各项社会事业配套的全面发展。乌达和海勃湾矿务局是两个大中型煤炭生产企业。乌
3、海市处在“宁蒙陕”经济区的结合部和沿黄河经济带的中心，是东北、华北通向西北的重要交通枢纽，有包兰铁路、 110 国道、拉丹高速公路纵贯乌海市。最近乌海机场建成投入使用，开通了至北京、呼和浩特的航线。邮政通讯发展迅速，通信传输实现了光纤数字化，电话交换全部程控化。方便的对外交通和通信设施，使乌海市的经济发展具有了良好的条件。乌海市旅游资源潜力很大，主要景观有桌子山岩画是新石器时代之青铜器时代北方游牧民族的艺术珍品，在国内外岩画界占有很高的地位；国家级保护植物“四合11木”被艺术界称为活化石；碳纪硅化木长 40m，底径 1m，是亚洲之最，还有奇峡谷、黄河夹心岛、汉代古墓群等。乌海市地势平坦开阔。土
4、壤类型为灰褐土、黑垆土、草甸土、盐土和沼泽土，除现有的耕地和居住用地外，大部分为天然草地、荒地、砖窑、废弃地及鱼池。1.2.2 主要气象条件乌海市属温带大陆性季风气候，半干旱半荒漠气候带，其特点是气候干燥，风沙大，日照强，昼夜温差大，降水量少而集中，春季干旱，夏季炎热高温而短促，秋季气温骤降，冬季寒冷少雪而漫长。随着经济的快速发展，环境有一定程度的污染，正在积极治理之中。主要气象条件为：建筑热工设计地区分类 1 区（严寒地区）年平均大气压力 884.3kPa冬季大气压力 919.4kPa夏季大气压力 874.0kPa年平均气温 9.2极端最高气温 38.7极端最低气温 -26.2冬季采暖室内计
5、算温度 18采暖期室外平均温度 -4.8冬季采暖室外计算温度 -17最热月平均温度 20.4年平均风速 2.7m/s历年最大风速 22m/s全年最多风向 SSE年平均相对湿度 42%最冷月平均相对湿度 38%最热月平均相对湿度 55%年平均降水量 154.8mm年平均蒸发量 3248.6mm最大冻土深度 178cm最大积雪深度 6.0mm采暖期天数 180 天采暖小时数 4320hr采暖最大负荷利用小时数 2818hr采暖起止日期 10.154.131.2.3 地形地貌乌海市海勃湾区地处山地、丘陵区，平均海拔 1200m，山脉走向为由南向北延伸。丛山之间，大多是丘陵河谷，局部地方有风蚀残丘，其
6、中流沙和砾石区约占全区总面积的 6.16%。西部黄河沿岸是黄河冲积而成的狭窄平原。地势北高南低，东高西低，平均坡度为 35，土质多系沙土或沙质粘土，耐压力为 200300kPa，地震烈度为 8度。1.2.4 水文地质：乌海市海勃湾区盆地上部冲积、洪积中分布有浅层水，中部广泛分布湖泊淤泥，与泥沙为砂砾和砂层，是浅层承压含水层，在水文地质上属自流盆地。浅层水一般在40m 以上，深层承压水在 60125m 之间。1.3 编制依据1.3.1 相关文件（1）内蒙古自治区乌海市热力公司集中供热工程可研设计委托书。（2） 乌海市人民政府市长办公会议纪要 （乌海市人民政府办公厅20118 号。（3） 乌海市城
7、市总体规划（20092020 年） （ 中国城市规划设计研究院）（4） 乌海市海勃湾区热力规划（2002-2010-2020） （沈阳市热力工程设计研究院，乌海市城乡规划勘测设计院，2002 年 10 月） 。111.3.2 设计规范（1） 供热工程制图标准 CJJ/T7897；（2） 民用建筑设计通则 GB503522005；（3） 锅炉房设计规范 GB500412008；（4） 城镇供热管网设计规范 CJJ342010；（5） 城镇直埋供热管道工程技术规程 CJJ/T8198；（6） 板式换热机组 CJ/T1912004；（7） 工业金属管道设计规范 GB503162000；（8） 采暖通
8、风与空气调节设计规范 GB500192003；（9） 工业金属管道工程施工及验收规范 GB5023597；（10） 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB5023698；（11） 工业设备及管道绝热工程施工及验收规范 GB501262008；（12） 高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管CJ/T1142000；（13） 高密度聚乙烯外保护管聚氨酯硬质泡沫预制直埋保温管件CJ/T1552001；（14） 城镇供热管网工程施工及验收规范 CJJ282004；（15） 室外给排水及燃气热力工程抗震设计规范 GB500322003；（16） 供配电系统设计规范 GB500522009
9、；（17） 电力工程电缆设计规范 GB5021794；（18） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB5006292；（19） 建筑物防雷设计规范 （2000 年版） GB5005794；（20） 建筑设计防火规范 GB500162006；（21） 混凝土结构设计规范 GB500102002；（22） 砌体结构设计规范 GB500032001；（23） 建筑结构荷载设计规范 GB500092001；（24） 钢结构设计规范 GB500172003；（27） 建筑抗震设计规范 GB500112001；（28） 建筑地基基础设计规范 GB500072002；（29） 建筑灭火器配置设计规范 G
10、B501402005；（30） 建筑给水排水设计规范 GB500152003；（31） 环境空气质量标准 GB30951996；（32） 声环境质量标准 GB30962008；（33） 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB123482008 ；（34） 污水综合排放标准 GB89781996；（35） 工业企业设计卫生标准 GBZ12008；（36） 工业企业噪声控制设计规范 GBJ8785；1.4 研究的范围及内容1.4.1 研究范围本次研究包括新建调峰燃气锅炉房及调峰燃气锅炉房与供热主管网连接管线。1.4.2 研究内容本可研报告的工作内容主要是对供热区域内的采暖建筑物的供热方式和供热系统进行
11、分析研究和方案论证。所涉及的内容主要包括：（1）热负荷及供热介质的确定；（2）热源厂规模等技术方案的确定；（3）对热源供热方式和供热参数的技术方案论证；（4）热力网型式及热力网的布置与敷设方案的论证；（5）供热系统的调节与运行的方案论证；（7）设备与管道的防腐保温形式的方案论证；（8）热网监控系统的方案论证；（9）供配电系统的方案论证；（10）工程投资估算。1.5 工程建设规模项目建设规模如下：（1）新建调峰燃气锅炉房 429MW 热水锅炉。（2）新建 1km 一级热水管网（管槽长度） ；1.6 设计指导思想和主要技术原则1.6.1 设计指导思想本工程的设计指导思想是：安全可靠，经济合理，技术
12、创新，设计创优，方便管理，环保节能。1.6.2 主要技术原则（1）按照乌海市供热现状及发展规划合理确定调峰热源的位置、规模及占地，同时便于管理、调节，尽量减少投资和运行费用。11（2）积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料，做到技术先进、安全可靠、环保节能、经济实用。（3）为避免重复建设造成浪费，预留远期的发展空间。1.7 项目建设的必要性本工程的建设可解决乌海市近期集中供热热源能力不足的问题，对保障对居民及其它采暖建筑的供热、提升乌海城市形象、促进区域经济发展有着重要意义。乌海市集中供热二期工程（调峰燃气锅炉房）项目的建设是必要且可行的。8第二章 工程设计2.1 供热负荷本工程热负荷性质为采
13、暖负荷，负荷总量依照近期乌海市供热缺口的量确定为105MW。2.2 全年总供热量 根据采暖热负荷计算公式，可计算出采暖期内不同室外温度下建筑物的采暖热负荷和相应的延时小时数。全年总供热量：113.8 万 GJ 最大负荷利用小时数：3010 。112.3 供热热源2.3.1 确定原则根据当前的国情，目前可供选择的集中供热方式主要有三种：热电联产、区域锅炉房、区域性热电联产锅炉房（仅供热源厂自用电） 。采用热电联产或区域性热电联产锅炉房集中供热，是一种节能效果好、环境污染小、社会效益高的供热方式。但它的一次性投资很大且必须与当地的电力需求相协调。热源厂的型式主要根据热负荷的性质确定，工艺设计本着经
14、济合理、安全可靠、改善工人工作条件、提高机械化、自动化水平的原则，采用国内外先进技术，讲求经济效益、社会效益及环境效益。本工程热负荷 105MW，由此确定热源厂规模为 429MW 锅炉，供热能力为116MW。2.3.2 燃料选择锅炉可以选择的燃料主要有 2 种：天然气、煤炭。两种燃料比较如下。（1）煤作为一种传统能源具有价格低廉，使用技术成熟等优点，同时乌海有着丰富的优质煤炭资源，可就近满足本锅炉房所需的燃料煤。但燃烧产生烟气及煤炭运输等对环境污染较大，占地面积大，需煤、渣堆场，且运行管理亦较复杂，维修量大，（2）天燃气是一种清洁、优质、使用方便的能源。乌海周边有着丰富的天然气资源，天然气可以
15、满足采暖所需。通过综合比较，本工程选择天燃气作为燃料。燃气供热分为：小区燃气锅炉房供热、分户壁挂炉供热和锅炉房集中供热。（1）分户壁挂炉供热：主要适用于住宅，天然气管道直接通到热用户，由各热用户自行采暖，但今后如果要改成集中供热难度很大。（2）小区燃气锅炉房供热：相当于集中供热的热力站，通过二级网将热水送往热用户，今后如果要改成集中供热系统比较容易实现。（3）锅炉房集中供热：可以作为热电厂的调峰热源，与大型集中供热管网实现联网运行。本工程选用锅炉房集中供热方案，既能单独的供热，也能作为热电厂的调峰热源厂。2.3.3 供热参数10本工程全部用于建筑物采暖，故锅炉选型为高温热水锅炉，同时由于本工程
16、供热面积较大，系统运行压力较高，故供热介质采用高温水，供热参数与京海热电厂隔压换热后的参数相一致为供回水温度 120/60。2.3.4 热源规模根据热负荷，本工程热源建设 229MW 燃气热水锅炉。锅炉主要技术参数如下：型式 燃气热水锅炉型号 SZS29-1.6/120/60-QT额定供热量： 29MW额定供水压力： 1.6MPa额定供回水温度 120/60额定循环水量 415t/h锅炉效率 90%2.4 热源厂方案2.4.1 厂址地理位置调峰燃气锅炉房拟建位置详见附图-1，高程 10951100m 之间，占地面积4875m2。2.4.2 厂区总平面布置2.4.2.1 全厂总体规划为满足城市规
17、划立面景观要求，锅炉房东西向对称布置，其近期锅炉房正立面朝向城市主干道，规划选址总用地面积为 4875m2。厂区北侧为生产区，布置锅炉间及泵房等。厂区南侧为厂前区，布置泵房生产用房。整个厂区功能分区明确，紧凑实用。区总平面布置详见附图-2。2.4.2.2 竖向布置场地竖向布置形式拟定为平坡式，场地雨水由雨水口收集，经雨水管道排出厂外。2.4.2.3 管线布置厂内管线为埋地敷设，在管线布置中不仅满足各管线本身要求的技术条件，还考虑管线之间，管线与建构筑物之间的各种防护间距，统筹兼顾，确保各种管线安全运行。2.4.2.4 交通运输11厂区内道路宽度为 47m，均采用水泥路面。考虑到消防及运输的要求
18、，设环状道路网。2.4.2.5 厂区绿化在厂区四周和道路两侧，布置绿化带，种植新疆杨、柳树、油松等。在厂区沿建筑物周围，种植常绿灌木和草坪。2.4.3 燃气供应2.4.3.1 天然气资料锅炉房燃用天然气资料如下：Q dwy=32977kJ/m3（7878kcal/ m 3） 。2.4.3.2 天然气耗量锅炉房耗气量表项 目 规 模 万 m3/h 万 m3/d 万 m3/a新建（最大） 429116MW 1.37本期工程 105MW 1.24 24.8 37322.4.4 燃气系统拟于临近天燃气门站接入天然气管道，在热源厂内建设天然气调压站，进入调压站经、过滤、计量，将天然气压力降至 0.30.
19、4MPa 后接入锅炉房内的燃烧器。2.4.4.1 设计规模根据热力专业的设计资料，燃气锅炉的峰值用气量为 1.24104 m3/h，天然气年用气量约为 3732104m3/a。管网及调压站的设计规模按 1.5104 m3/h 的输气能力考虑。2.4.4.2 设计原则（1）适应规划区域可持续性发展的需要。（2）注重方案的合理性、可行性、经济性。（3）严格执行国家现行的法规、设计规范、规定和标准。在符合规范要求的前提下，因地制宜、合理布管，尽可能降低工程造价。（4）坚持科学态度，积极采用新工艺、新技术、新材料、新设备，既要体现技术先进、经济合理，又要安全可靠。工艺设计充分考虑全面实现运行管理自动化
20、的需求。（5）充分利用上游天然气的压力，将国家的节能方针正真落实到具体的设计工作中。2.4.4.3 工艺设计方案12工艺流程详见下图（图 1）：11绝缘接头过滤器手动球阀过滤器电动阀电动阀流量计 调压器 手动球阀流量计 调压器 手动球阀电动阀流量计 调压器 手动球阀电动球阀过滤器图 1 燃气调压站工艺流程框图14天然气由市政中压管网接气，在此设一阀门井供切断用。燃气管道由阀门井出来后埋地敷设，并穿越厂区南侧大道至高中压撬装式调压站。高中压撬装式调压站分为两部分，第一部分为过滤计量区，第二部分为调压区。天然气经过滤计量后进入调压区，由市政管网的压力调至燃气锅炉需要的 0.40MPa。调压器回路设
21、计选用 3 路（2 开 1 备） ，根据锅炉的运行台数灵活启停调压器回路。工艺流程中的电动阀既可以在现场操作，也可以在燃气控制室操作，但以现场操作优先。即在现场设有转换开关，在正常生产情况下可以在控制室操作，当事故状态或在设备调试维修时，可在现场操作，电动阀均设有阀位显示，以便提示操作人员即时的生产情况。燃气管道与锅炉的连接处以及燃气调压站附近设置可燃气体浓度报警器，一旦检测到泄漏的天然气后，立刻发出声光报警信号，通知操作人员去现场排除事故隐患，同时系统自动启动事故排风设施，将泄露的天然气迅速排至室外，确保锅炉的安全运行。本工程调压站属甲类生产厂房，建筑物应充分考虑泄爆等防范措施，厂房的泄压面
22、积应按建筑设计防火规范GB50016-2006 中的有关要求确定。建筑物内的换气次数正常情况下不低于 5 次/时，事故状态时不低于 12 次/ 时。2.4.4.4 主要操作参数进调压站天然气温度 20进调压站小时最大流量 1.24104 m3/h出调压站天然气压力 0.40 MPa2.4.4.5 管道材料、绝缘防腐及管道敷设1）天然气管道的设计压力调压器后至锅炉用气点的燃气管道设计压力为 0.40 Mpa。2）管道敷设由市政管网开口接出的燃气管道至燃气调压站采用埋地方式敷设，经燃气调压站后至燃气锅炉的管道采用架空方式敷设。埋地管道的覆土厚度不小于 1.0m，至调压站附近出地面与调压设施的管口连
23、接。调压设施到锅炉燃烧器的燃气管道采用架空方式敷设，以沿墙敷设为主，以便支架生根，同时不影响厂房内的通行空间。3）管材选择11本工程调压器前的埋地输气管道设计选用 20无缝钢管，其质量应符合输送流体用无缝钢管 （GB/T8163-1999）的标准。调压器后的架空输气管道设计选用螺旋缝焊接钢管（Q235B） ，其质量应符合低压流体输送用焊接钢管 （GB/T3091-2008 ）的标准。4）管道的绝缘防腐工程钢质管道经除锈后，埋地管道采用 3 层 PE 加强级防腐，架空管道采用 2 底 2 面的防锈调和漆防腐处理。5）管道施工验收简述（1） 管道施工及检验钢质燃气管道施工验收应按照工业金属管道工程
24、施工及验收规范 （GB50235-97）进行，燃气管道焊接应按照现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范进行。管道焊接必须按照经业主批准的焊接工艺规程的要求，冬季施工应进行焊前预热和焊后保温。当环境条件不能满足焊接工艺规程所规定的条件时，必须按要求采取措施后才能进行焊接。燃气管道安装完毕后应对其进行 100%的超声波检测和 20%的射线探伤复检。其质量应符合国家标准钢熔化焊对接接头超声波（射线照相）检测质量分级的规定，II 级为合格。（2） 管道的清扫及压力试验管线在施工过程中应随时将块砖等污物清除，待施工检验结束后应进行清管和压力试验，清管采用不低于 0.3MPa 的压缩空气对管线进行分段清
25、理，以确保管线在投产前没有污物。燃气管道在施工结束后应对其进行压力试验，压力试验包括强度试验和气密性试验。强度试验压力为管道设计压力的 1.5 倍；气密性试验压力为管道的设计压力的1.15 倍。2.4.5 燃烧系统29MW 燃气锅炉燃烧系统由送风系统组成，正压燃烧（1000Pa） 。每台锅炉配有一台燃烧器，燃烧所需的空气由燃烧器送入炉膛均匀进入燃烧室，以保证燃烧完全。燃烧产生的烟气依次经过炉膛、尾部受热面从锅炉排出，锅炉烟气先经过烟道、烟囱排向大气。热源厂原则性燃烧系统详见附图 4，燃烧系统主要设备选型如下，29MW 热水锅炉燃烧系统：16（1）燃烧器 Q=22000m3/h H=3200Pa
26、 N=75KW 4 台燃烧器应提供 BMS 燃烧器管理系统和燃烧控制系统 CCS（PLC 构成） ，该系统包含燃烧自动程序控制功能、燃烧监测功能。燃烧器的控制须受控于锅炉的总控制，并与锅炉的控制保持相对的独立性。满足如下要求：具有炉膛前、后吹扫程序。具有自动点火程序。具有熄火保护程序。自动火焰探测、保护程序。自动风压检测、保护程序。燃烧器故障（燃气压力过高、燃气压力过低、燃气泄漏、燃烧器熄火）显示。燃烧器负荷调节采用全电子比例调节方式。烟囱采用钢烟囱，高度 20m，出口直径 1.4m。2.4.6 热力系统一级网回水经除污器及循环水泵送入锅炉。锅炉进、出水均采用母管制，每台锅炉出水接入供水母管，
27、再由供水母管供至热用户。本工程热网供回水温度选用 120/60，温差均为 60。热网系统采用补水泵定压，补水经软化、除氧后送至一级网循环水泵入口，与一级网回水一同送入锅炉，各锅炉的定期排污经母管排入定期排污扩容器，扩容后经冷却排入厂区排水系统，另外为防止突然停电时，网路中产生水击现象，在热网循环水泵的出口管与吸入管之间加装旁路，并在旁路管上设逆止阀，以降低循环水泵入口侧的压力。锅炉补充水的 Ca2+、Mg 2+离子除硬软化采用全自动钠离子软化水装置，使出水水质残余硬度0.03mmol/L。为加强循环水对系统设施的保护作用和循环水的流动特性，设加药装置，药剂随补充水进入系统。必要时在补水系统上预
28、留加药装置接口，便于直接加药调节炉水的 PH 值保持在 10，和应急用软化、除氧、除氯加药。采用常温海绵铁除氧器的除氧方式，使出水水质溶解氧0.1mg/L。自来水进入全自动钠离子交换器后，合格的软水进入软水箱，通过补水泵将软水打入海绵铁除氧器，合格的除氧水从除氧器出来后直接进入循环水泵的回水管内。原则性热力系统详见附图-3，热力系统主要设备详见附表-1 112.4.7 主厂房布置2.4.7.1 锅炉见布置锅炉房柱距为 6m，跨度 24m，全长 43.8m，两炉中心距为 9.8m，中间留有一定的检修场地，以便锅炉检修时用。锅炉采用集中控制室，锅炉运转层标高为 0.00m。2.4.7.2 水处理间
29、布置水处理间布置在锅炉房的底层，柱距为 6m，跨距为 9m，全长 30m，其内布置循环水泵、补水泵、给水软化、除氧设备等。2.4.7.3 其它设备布置在锅炉房 F 列柱外设置一台定期排污扩容器。为了便于检修，在锅炉间、水处理间的屋架下弦均设有单轨电动葫芦。主厂房布置图详见附图 47。2.4.8 电 力 系 统2.4.8.1 设计依据及范围2.4.8.1.1 设计依据(1) 内蒙古自治区乌海市海渤湾区热力公司集中供热工程可研设计委托书。(2) 建设单位提供的外部条件及要求。(3) 有关专业提供的用电设备容量及技术要求。(4) 电气专业设计规范-10kV 及以下变电所设计规范 (GB50053-9
30、4)-供配电系统设计规范 (GB50052-95)-电力工程电缆设计规范 (GB50217-94) -电力装置的继电保护和自动装置设计规范 (GB50062-92)-建筑物防雷设计规范(2000 年版) (GB50057-94)-建筑设计防火规范(2001 年版) (GBJ 16-87)2.4.8.1.2 设计范围本工程电气设计范围如下：(1) 燃气锅炉房内 10kV 变电所一处,供锅炉房内用电。18(2) 锅炉房规模 4x40T/h 燃气锅炉及其相关配套设置。-电力设备的供配电及控制联锁系统。-正常照明及事故照明和检修照明。-电力设备保护接地及建筑物防雷接地。(3) 本次设计不包括厂外电源线
31、路部分。2.4.8.2 电力方案工艺专业提供的用电设备资料，本工程大功率电机有：循环水泵: 450kW 2 台（需调速） 、250kW 1 台（需调速） 。 补水泵: 15kW 3 台（需调速） 。上述 250kW 及以上大容量电机，选用高压电机，补水泵选用低压电机。电力方案主要本着,设备运行安全可靠, 系统操作简单, 先进技术与投资相结合等原则。调速首先考虑节能，首选变频调速，变频调速对于鼠笼、绕线电机都适用，而且调速范围大，平滑性好，且可实现恒转矩或恒功率调速，适应不同负载要求的优点，然后根据变频调速装置定电机电压。综合各类变频器资料综合比较: 10KV 变频器是成熟的设备之一，可靠性高，
32、接线简单，功率因数较高，不需要另外的电容补偿，可达到 0.94。 高压变频器适用于 250kW 及以上的电机调速，10KV 变频器与 6KV 变频器性价比，能高出 25%，同时国外品牌基本为 6KV，电机电压选用 6kV，而电网电源为 10KV，所以高压变频装置采用 10KV进，6KV 出。补水泵选用低压电机，配低压变频器实现调速。2.4.8.3 电源概况及电力负荷主要技术指标2.4.8.3.1 电源概况根据供配电系统设计规范（GB50052-95） ，第 2.0.1 条,负荷分级原则,本工程用电负荷为二级负荷。根据建设方提供的供电方案,二路 10kV 电源。 112.4.8.3.2 电力负荷
33、主要技术指标 序号 名 称 数 量1 本工程用电设备工作总容量1274.5kw其中： 高压设备 900kw低压设备 346kw照明设备 28.5kw2 本工程计算负荷：有功功率 1143kw无功功率 414kvar视在功率 1215kva3 本工程需要系数 0.884 功率因数： 补偿前 Cos补偿后 Cos5 电容补偿总容量: 低压 100kvar6本工程安装变压器台数*容量 2x200kva 负荷最大时同时用7采暖期最大工作利用小时(h):28318 采暖期耗电量(kwh): 190x105锅炉房用电季节性强，采暖期负荷大，投入 2x200KVA 变压器，非采暖期负荷小，投入 1x200K
34、VA 变压器, 供维修及日常用电。2.4.8.4 供配电系统20厂用电采用 10kV 和 380V/220V 二种电压。2.4.8.4.1 10KV 系统变电所 10KV 系统为三相不接地系统，根据厂用电按炉对应分段的原则，单母线分段, 电力变压器以及高压电机等主要设备分段运行，电力系统主接线为两侧供电，一用一备，其中一路故障时，另一路应能满足全部的用电要求，电度计量设在 10KV进线端，二路进线之间，做电气联锁，母联是否自投待供电部门批准运行方式后确定, 进线方式采用电缆埋地引入。高压系统见图 D-1。2.4.8.4.2 380V/220V 系统低压厂用电系统采用中性点直接接地系统，单母线按
35、炉、单元对应分段运行，本工程采用集中供电方式，电力负荷配电以放射状为主。2.4.8.4.3 直流系统 变电所设一套免维护型直流电源装置，单路进线，多路馈出。为高压系统提供合、分闸过程控制、综合保护等回路用电。蓄电池应装设充电和浮充电两套装置，直流系统采用单母线单段接线，直流屏内配有绝缘监测装置。经初步计算，选用一套 220V、100Ah 的直流电装置。2.4.8.4.4 设备选择与布置乌海市地处内蒙古高原，海拔高度超过 1000 米，属典型的中温带大陆性气候，冬季漫长寒冷，夏季短而温热，主要气象条件为：极端最高气温 38.0、极端最低气温 -31.4、年平均气温 6.2、采暖季室外平均温度-1
36、9.0、平均相对湿度 55% 、最大冻土 150cm。 所有电气设备、保护元器件等参数均满足上述条件。主要设备选择如下：（1） 变压器变电所附在主厂房内, 考虑到防火要求, 变压器采用干式变（带 IP30 外壳） ，为了防止变频器等非线性用电设备，产生高次谐波干扰电网影响其它设备，变压器接法均为 D，Yn11。（2） 高压开关柜11选用金属铠装中置式开关柜，该产品满足国家电力部“五防”要求，具有同类型手车可互换及防止不同类型手车误入功能，从电气和机械联锁上采用了具体措施，实现安全操作程序化，提高了可靠安全性能，达到交流金属封闭开关设备和控制设备的标准。配用真空断路器及综合保护装置，使变电所很容
37、易达到自动化监控和保护，操作电源采用直流电。 （3） 低压开关柜选用金属全封闭抽屉式开关柜，产品具有分断、接通能力高、动热稳定性好、电气方案灵活、组合方便，防护等级高等特点，达到低压开关设备和控制设备成套装置的标准。（4） 布置充分利用主厂房底层建筑物，新建 10KV 变电所，内设高压配电室、变压器及低压配电室、控制室、值班室等。2.4.8.5 线路敷设2.4.8.5.1 动力线路本工程电缆采用电缆沟, 直埋与桥架相结合的敷设方式, 高压柜至变压器之间采用电缆连接，变压器至低压柜之间采用封闭母线槽连接，低压柜至所有低压用电设备之间采用电缆连接，电动葫芦等移动受电设施采用安全型滑触线连接。2.4
38、.8.5.2 照明线路室内照明线路采用穿钢管或 PVC 管保护暗敷。 2.4.8.5.3 电缆及导线选择高压电缆选用 YJV22-10kV 或 YJV-10kV 型，低压电缆选用 YJV-1kV 或 VV-1kV型，控制电缆选用 KVV-0.5kV 型，传输模拟量信号电缆选用 KVVP-0.5kV 型、导线选用 BV-0.5kV 型。2.4.8.6 照明2.4.8.6.1 电源及电压电源引自照明配电柜，电压为 380V/220V。222.4.8.6.2 照度标准按我国现行标准 工业企业照明设计标准 （GB50034-92 ）以及推荐值。2.4.8.6.3 事故照明 变电所、主厂房、控制中心设置
39、事故照明应急灯、应急时间大于 1 小时。2.4.8.6.4 灯具选择办公场所选节能荧光灯，生产场所选钠灯（或混光灯） ，公共场所选白炽灯，所有气体放电灯具及荧光灯均带有电容器补偿。2.4.8.7 综合保护和控制方式综合保护按（GB50062-92）配置2.4.8.7.1 变电所采用综合保护系统, 进行控制和数据采集、处理、屏幕显示、事故追忆、性能计算, 保留重要的常测仪表。2.4.8.7.2 进线柜保护短路电流延时速断及过电流断路器跳闸，采用定时限，接地保护。2.4.8.7.3 变压器保护短路电流延时速断及过电流断路器跳闸，单相接地跳闸，温控保护，零序保护。2.4.8.7.3 高压电机保护过电
40、流速断及过电流反时限，低电压保护，过电压保护，单相接地保护，电机温控保护。2.4.8.7.4 自动装置循环水泵、补水泵设置变频自动调速装置。2.4.8.7.5 本工程采用变频调速设备多、容量大、为了防止产生高次谐波，选用配置电抗器、滤波器等功能的变频调速装置。2.4.8.7.6 用电设备按工艺要求，采用就地和集中控制、以及手动和自动。所有需要监测信号，将输入计算机或控制台，显示运行状态、参数以及事故报警。手操盘用于紧急情况下手动调节和处理。2.4.8.8 防雷及保护接地11本工程建筑物按第三类建筑防雷措施考虑。主厂房屋顶设置避雷带防止直击雷；10kv 母线上装设避雷器防止雷电侵入波；高压柜内装
41、设必要的过电压保护。低压配电系统的接地形式采用 TN-S 接地系统, 充分利用建筑物结构(包括基础)内的钢筋或钢结构等自然金属体, 作防雷装置 (接闪器, 引下线, 接地装置)。当基础有防水层时, 另设接地装置。厂内所有电力设备均按工业与民用电力装置的接地设计规范(试行) GBJ65-83, 以及工业与民用电力装置的过电压保护设计规范GBJ64-83 的要求进行等电位接地，接地电阻小于 4。24112.4.9 自控系统2.4.9.1 可研内容（1）热水锅炉及配套 软水、除氧等辅助设施。（2）自控系统方案分析、比较。2.4.9.2 自控系统方案要求（1）自控系统应满足工艺要求，采用先进技术和设备
42、，确保热源、热网安全可靠、高效经济运行。（2）自控系统应体现高精技术、方便操作、减少维护、有利集中管理、远程控制。（3）自控系统应具有开放式拓扑结构，采用国际标准协议，便于系统今后扩展及与其它系统联网。（4）应选用性价比优的系统。2.4.9.3 控制水平（1）自控系统应实现集中管理、分散控制。将“危险” 降低分散，确保系统安全可靠运行。（2）控制系统结构面向对象，强化本地控制，上位协调管理。（3）系统采用国际标准通讯协议，建立热源与热网的通讯联络。（4）热源的参数纳入热网监控系统，实现供热系统的监控和管理。（5）应采用安全可靠，传输速率高，经济实用的通讯方式。2.4.9.4 自控系统方案（1）
43、方案比较方案一：“ 上位监控管理层 +仪表操作台+现场仪表”此方案是目前常用的设计方案。其设计思路是以计算机监控为主，仪表操作监视为辅，当主机发生故障时，可用盘上仪表进行操作和监视，维护正常生产。主机故障恢复后再切换至计算机上运行。这也为开车、试运行带来方便。缺点是：接线烦琐、故障隐患多，维护检修量大，降低了安全性和可靠性，特别是控制电缆用量很大，安装敷设费用高，使系统的性价比降低。方案二：“ 上位监控管理层 +面向对象的控制模块+现场仪表”此方案目前正在逐渐推广，系统成熟有逐渐取代第一方案的趋势，是 DCS 系统先进技术的代表。性价比大大高于第一方案，它的优点是：1）控制系统结构面向对象，强
44、化了本地控制功能，上位机工作负担大大减轻，26故障率低。2）上位机只起各控制功能之间的协调作用，使控制功能分散至现场对象，避免了危险集中，提高了全系统的可靠性。3）上位机采用服务器冗余结构。现场多 CPU 并行工作，独立完成各自任务，既互不干扰又有机联系，提高了系统的安全性。4）现场各自独立的控制回路，可直接、独立的与上位机系统相连，使网络结构形成“现场总线 ”式结构，节省了电缆，其用量比方案一可减少 80%以上，电缆敷设简便快捷，省工、省力、省投资。5）控制网络采用以太网，做到网络无缝连接，增强了系统安全性。6）与热网监控系统可兼容，连网快捷方便。7） “面向对象的控制模块” 完全取代了接线
45、烦琐、操作不便、 维 护 量 大 和 存 在 隐 患的 “仪 表 操 作 台 ”， 提 高 了 系 统 可 靠 性 和 安 全 性 。8）采用手提式操作器进行现场调试运行以及相关维护十分便利。热源自控系统方案比较详见下表：热源自控系统方案对照表类型内容方案二 方案一系统结构计算机系统+现场控制器+ 现场仪表技术先进计算机系统+控制仪表柜+ 现场仪表技术水平一般系统特点面向对象，设计强化本地控制功能控制功能分散，上位机协调控制系统冗余，多 CPU 并行工作，独立完成各种任务现场总线式结构、网络无缝连接、系统“危险分散”控制系统设在锅炉控制室，控制功能集中，均在上位机上进行计算机系统无冗余，只将仪
46、表操作台作为备份非现场总线结构、网络通讯有缝连接、系统“危险”集中维护检修要求专业水平高，维护检修工作量小、安全、可靠性强，费用低要求一般的专业技能，维护量较大、安全隐患多，费用高电缆敷设由于采用总线式结构，可节省大量的线缆材料及相关费用。电缆用量大。投 资 进口设备：130 万左右（全套） 国产设备：约 85 万左右（全套）运行费自动化水平高，故障率低，系统运行人员少。按三班制考虑，需配四人。费用：4 万元/年 备 品 备 件 费 ： 6 万 元 /年可靠性较低，系统故障较高，运行人员增加。按三班制考虑，需 8 人左右费用：8 万元/年备 品 备 件 费 ： 10 万 元 /年维护费 配高级
47、技术人员：2 人 费用：3 万元/年 配专业技术人员：4 人 费用：4.8 万元/年11通过上述比较得知，方案二优于方案一，本可研自控系统方案推荐采用方案二。（2）DCS 自控系统组成DCS 自控系统组成由上位监控管理层（冗余配置） 、现场控制采集层和数据通讯网络组成。（3）DCS 自控系统功能上位监控管理站：功能包括数据处理功能、系统组态功能、系统自诊断功能、画面显示功能、打印报表管理功能。 现场控制站：功能包括输入处理数字滤波功能、输出处理功能、通讯功能、运算控制调节功能。报警联锁功能。2.4.9.5 可靠性分析（1）控制系统面向对象设计，强化本地控制功能，在此基础上发挥上层监控的协调控制
48、作用。控制调节功能高度分散，避免 “危险” 集中。（2）从系统冗余配置，到现场采用多 CPU 并行工作，每个本地控制回路均有独立的 CPU，可自行完成控制、调节分析和存储等功能，上位采用双机热备。（3）系统采用进口产品配置，性价比高，技术先进，并有实际成功运行经验的系统。（4）从 I/O 模块的配置上，采用点数较少，故障影响面小。（5）本地控制系统直接、独立与上层控制系统相连，安装维护方便。（ 6） 整 个 网 络 采 用 以 太 网 协 议 ， 做 到 网 络 无 缝 连 接 。（7）无论是硬件结构还是软件配置，实现上均是最简单的。2.4.9.6 设计选型原则（1） DCS 系统以及现场仪表设备的制造厂家，必须是通过 ISO9001 质量认证的合格厂家。（2）现场仪表设备的质量等级应与 DCS 系统的质量等级在同一水平上，
