《水泥工厂余热发电设计规范 GB 50588-2010》(已作废)

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中华人民共和国国家标准

水泥工厂余热发电设计规范


Code for design of waste heat power generation in cement plant
GB 50588-2010

主编部门:国家建筑材料工业标准定额总站
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 1 0 年 1 2 月 1 日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第638号

关于发布国家标准《水泥工厂余热发电设计规范》的公告


    现批准《水泥工厂余热发电设计规范》为国家标准,编号为GB 50588-2010,自2010年12月1日起实施。其中,第5.3.1(2)、7.1.1、8.3.4、14.0.8(2)、15.2.4、15.2.6、15.2.8条(款)为强制性条文,必须严格执行。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。


中华人民共和国住房和城乡建设部
二〇一〇年五月三十一日


前 言


    本规范是根据原建设部《关于印发<2007年度工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2007]126号)的要求,由主编单位会同有关单位共同编制完成的。
    本规范共分16章和1个附录,主要技术内容包括:总则,术语,基本规定,余热资源的确定、热力系统与装机规模,总平面布置,主厂房,余热锅炉及系统,汽轮机设备及系统,给水排水及设施,水处理设备及系统,电力系统,电气设备及系统,热工自动化,采暖通风与空气调节,建筑结构,辅助及附属设施等。
    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
    本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,国家建筑材料工业标准定额总站负责日常管理,中材节能发展有限公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议寄交中材节能发展有限公司(地址:天津市北辰区龙洲道1号,北辰大厦C座20层;邮政编码:300410;网址:www.SinomaEC.cn),以供今后修订时参考。
    本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
    主编单位:国家建筑材料工业标准定额总站
              中材节能发展有限公司
    参编单位:天津水泥工业设计研究院有限公司
              安徽海螺建材设计研究院
              中信重工机械股份有限公司
              大连易世达新能源发展股份有限公司
              南京凯盛水泥技术工程有限公司
    主要起草人:曾学敏 吴佐民 张 富 遇广堃 董兰起 俞为民 魏连友 施敬林 祝 强 高连海 孙树华 许 琴 吴 涛 孟 军 陈 圆 彭 岩 王立群 方 亮 侯宾才 屈 军 于 海
    主要审查人:狄东仁 熊华文 陆秉权 张高佐 杜崇凯 王贵生 丁齐生 胡观利

1 总 则

1.0.1 为贯彻国家能源综合利用基本方针政策,在水泥工厂余热发电工程设计中做到安全可靠、技术先进、降低能耗、节约投资,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建新型干法水泥生产线余热发电的工程设计。

1.0.3 新建、扩建水泥工厂的余热发电工程或既有水泥生产线改造增设余热发电系统,设计基本原则应符合国家产业政策和现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295和《水泥工厂节能设计规范》GB 50443的有关规定。

1.0.4 当余热发电工程设计内容含有热电联供或设有补燃锅炉时,相关部分应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

1.0.5 水泥工厂余热发电工程环境保护和职业安全卫生设计。必须贯彻执行国家现行有关标准和法律、法规的规定。

1.0.6 水泥工厂余热发电工程设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术 语

2.0.1 余热利用 waste heat recovery(WHR)
    以环境温度为基准,对生产过程中排出的热载体可回收热能的利用。

2.0.2 窑头余热锅炉 air quenching cooler boiler(AQC boiler)
    利用窑头熟料冷却机排出的废气余热生产热水,蒸汽等工质的换热装置,简称AQC炉。

2.0.3 窑尾余热锅炉 suspend preheater boiler(SP boiler)
    利用窑尾预热器排出的废气余热生产热水、蒸汽等工质的换热装置,简称SP或PH锅炉。

2.0.4 余热发电 waste heat power generation
    仅利用工业生产过程中排放的余热进行发电,也称纯余热发电。

2.0.5 热电联供 cogeneration
    余热发电在生产电能的同时,还可生产热水或蒸汽供热。

2.0.6 主厂房 main power building
    设有汽轮发电机组及附属设备、设施的厂房。

2.0.7 单压系统 single-pressure system
    余热锅炉仅生产同一压力等级的主蒸汽,与只有一个进汽参数的汽轮机构成的热力系统。

2.0.8 多压系统(补汽系统) multiple pressure system
    由不同压力等级的蒸汽与补汽凝汽式汽轮机构成的热力系统。

2.0.9 双压系统(双压锅炉双压系统) dual-pressure system
    双压余热锅炉与补汽凝汽式汽轮机构成的热力系统。

2.0.10 闪蒸系统(热水闪蒸混压系统) hot water flash steam system
    由余热锅炉及闪蒸器与补汽凝汽式汽轮机而构成的热力系统。

2.0.11 双压锅炉 dual-pressure boiler
    具有两种蒸汽工作压力参数的锅炉。

2.0.12 闪蒸器 flasher
    具有一定温度和压力的不饱和水进入压力较低的容器中时,由于压力突然降低使不饱和水变成容器压力下的饱和蒸汽和饱和水的容器。

2.0.13 补汽凝汽式汽轮机 steam-supplemented condensing turbine
    凝汽式汽轮机有多个不同参数蒸汽进口,较高参数蒸汽作为汽轮机主进汽,较低参数蒸汽进入汽轮机某一级,不同参数的蒸汽共同推动汽轮机做功。

2.0.14 水泥余热发电系统热效率 thermal efficiency of waste heat power generation system
    水泥生产过程中排放的可用于发电的废气总余热量转化为电能的百分比。

3 基本规定

3.0. 1 新型干法水泥生产线余热发电所利用的废气,应为水泥烧成系统不再利用或不影响物料烘干等其他用途的废气。

3.0.2 余热发电工程的设计原则应符合下列规定:
    1 余热发电工程不应影响水泥生产的正常运行。
    2 余热发电工程不应提高熟料可比综合能耗和降低熟料产量。
    3 余热发电工程宜在水泥生产线达产稳定运行后,对运行工况进行热工标定或调查后实施。
    4 当与水泥生产线同步建设时,废气参数可按已投产、条件相近的余热发电系统参数与水泥工艺设计参数确定。
    5 原有水泥生产线增加余热发电系统时,应对生产线中的相关设备能力进行核算。

3.0. 3 新建、扩建水泥工厂生产线的余热发电设计指标应符合表3.0.3的规定。

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3.0.4 余热发电系统控制水平不应低于水泥生产线控制水平;烟风道调节阀门的调控应征得水泥生产线中控操作授权,其控制状态、参数值应反馈至各自控制系统。

3.0.5 设计中应选用安全可靠、技术先进、经济实用及节能设备,严禁选用已被淘汰产品和劣质产品。

4 余热资源的确定、热力系统与装机规模


4.1 余热资源的确定


4.1.1 已建成投产的水泥生产线增设余热发电系统时应进行能源审计,确定合理的余热资源量。

4.1.2 水泥生产线的热工标定及余热资源的计算方法应符合现行行业标准《水泥回转窑热平衡测定方法》JC/T 733和《水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》JC/T 730的有关规定。

4.1.3 废气余热利用的废气温度取值应满足水泥生产线物料烘干的要求。

4.1.4 余热利用方案应依据梯级利用原则并确保在余热回收系统不影响水泥生产用热需求的前提下确定。

4.1.5 余热锅炉的蒸汽参数应经过优化后确定。


4.2 热力系统及装机方案


4.2.1 热力系统应根据废气参数、热力系统对废气余热的回收利用率确定。

4.2.2 蒸汽参数应根据余热条件、汽轮机内效率等因素确定。

4.2.3 当利用同一厂区2条水泥生产线的余热时,可选用1台机组。当产量较低的一条水泥窑余热锅炉产汽量低于机组额定进汽量30%或水泥窑运转率低于60%时,宜选用2台机组。

4. 2. 4 当利用同一厂区3条及以上生产线的余热时,宜选用2台或多台机组。

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5 总平面布置

5.1 一般规定


5.1.1 余热发电总平面规划设计的要求除应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定外,尚应符合下列规定:
    1 水泥生产线改建、扩建工程的余热发电应结合生产系统统筹规划,并应合理利用现有设施、减少拆迁和施工时对生产的影响。
    2 余热发电与水泥生产线的衔接应紧凑、合理,功能分区应明确。
    3 余热发电的建筑形式和布置宜与水泥生产线的建筑风格相协调。

5. 1.2 主厂房宜布置在现有生产线的扩建侧。

5.1.3 站区竖向布置的标高与形式、排水设计应与工厂的总平面、竖向、排水设计相协调。

5.1.4 余热发电的绿化布置应符合下列规定:
    1 当余热发电与水泥生产线同步建设时,绿化应由工厂设计统一规划。
    2 当余热发电为改建、扩建工程时,绿化设计应与工厂绿化相协调。

5. 1.5 建筑物(或构筑物)的最低耐火等级应根据生产过程中的火灾危险性确定,并应符合本规范附录A的规定。

5.2 主要建筑物和构筑物的布置

5. 2.1 主厂房位置的确定宜符合下列规定:
    1 主厂房应布置在余热锅炉附近,宜使并网接入联络线的出线顺畅。
    2 当同一厂区拥有3条及以上水泥窑时,经采取技术措施后,主蒸汽阻力降仍超过0.2MPa或温降超过20℃时,宜分设主厂房。

5.2.2 冷却塔或喷水池,不宜布置在室外配电装置、主厂房及主干道冬季主导风向的上风侧。

5.2.3 各建筑物(或构筑物)之间的防火间距除应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定外,还应满足本规范附录A的规定。

5.3 站区道路

5.3.1 站区道路布置应符合下列规定:
    1 应满足生产、安装检修和消防要求,并应与绿化、管线、竖向布置相协调,同时应与厂内道路有平顺简捷的连接,路型、路面结构应协调一致;
    2 应按现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定设置消防车道。

5.3.2 站区道路设计应符合下列规定:
    1 专为站区服务的支道可采用单行车道,道宽应为4.0m~5. 0m,最小曲率半径(道路弧线内边线)应为9m,路肩宽度应为0.75m~1.5m。
    2 车间引道道宽应为4.0m,最小曲率半径(道路弧线内边线)应为6.0m;人行道的宽度不宜小于1.0m。
    3 站区道路及车间引道最大纵坡不应超过9%。
    4 路面标高的确定应与厂区竖向设计及雨水排除相适应。公路型道路的标高应与附近场地标高相协调。城市型道路的路面标高应低于附近车间室外散水坡脚标高,并应满足室外场地排水的要求。

5.4 管线布置

5.4.1 热力管道可与水泥工艺管道同管廊、管架敷设;当管线综合布置发生矛盾时,应按现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB 50187的有关规定处理。

5.4.2 当地下管线布置在路面范围以内时,管线应经技术经济比较确定直埋或设沟敷设。

5.4.3 架空管线的布置应符合下列规定:
    1 应利用水泥生产线的建筑物(或构筑物)。
    2 不应妨碍交通、检修及建筑物自然采光和自然通风,应做到整齐美观。
    3 架空管线宜与地下管线重叠布置。

5.4.4 地下管线水平净距,地下管线、架空管线与建筑物(或构筑物)之间的水平净距,地下管线之间或地下管线与铁路、道路交叉的垂直净距,应根据工程地质、构架基础形式、检查井结构、管线埋深、管道直径和管内介质等确定,且最小净距均宜符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定。

5.4.5 改建、扩建工程中的管线综合布置,不应妨碍现有管线的正常使用。当地下管线间距不能满足现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定时,在采取有效措施后,满足安装、维修的条件下可适当减小。

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6 主 厂 房

6.1 一般规定


6.1.1 主厂房的布置应为运行安全、操作方便创造条件,并应做到巡回检查通道畅通。厂房的通风、采光、照明和噪声控制等,应符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019、《建筑采光设计标准》GB 50033、《建筑照明设计标准》GB 50034和《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87的有关规定。

6.1.2 主厂房车间内部的布置应根据厂区规划及热机、电气、土建、水工、热控、暖通等专业设计的布置要求以及扩建条件确定,扩建厂房宜与原有厂房协调一致。

6.1.3 主厂房内应设置检修起吊设施和检修场地,并应设置设备和部件检修所需的运输通道。

6.2 主厂房布置

6.2.1 主厂房各层标高的确定应符合下列规定:
    1 主控制室宜与汽轮机房运转层同一层面。
    2 除氧器、闪蒸器水箱水位标高应保证锅炉给水泵进口在各种运行工况下不发生汽化。

6.2.2 主厂房的柱距和跨度应根据汽轮机容量、形式和布置方式,结合建设(包括扩建)规划容量确定,并应满足建筑设计统一模数的要求。

6.3 检修设施

6.3.1 汽轮机房底层的安装检修场地面积应能满足检修吊装大件和翻缸的要求。

6.3.2 汽轮机房内起重机设置应按下列原则确定:
    1 双层布置的汽轮机房内应设置检修用电动桥式起重机或手动单梁桥式或其他形式的起重设备。
    2 起重机的轨顶标高应结合规划建设机组确定,并应满足起吊物件最大起吊高度的要求。
    3 起重机的起重量应按检修起吊最重件确定,同时应结合规划建设机组确定。

6.3.3 利用汽轮机房桥式起重机起吊受限的设备顶部应设置必要的检修吊钩。

6.3.4 汽轮机房的运转层,应留有利用桥式起重机抽出发电机转子所需要的场地和空间。汽轮机房的底层,应留有抽、装、清洗凝汽器冷却管的场地和空间。

6.4 综合设施

6.4.1 主厂房内管道阀门布置应方便检查和操作,凡需经常操作维护的阀门而人员难以到达的场所,宜设置平台、楼梯,或设置传动机构引至楼面或地面进行操作。

6.4.2 主厂房内通道和楼梯的设置应符合下列规定:
    1 汽轮机房底层平面和运转层平面,汽轮机两侧应设有贯穿直通的纵向通道,其宽度不应小于1.0m。当兼作疏散通道时,纵向通道最小净宽不得小于1.4m。
    2 双层布置并设有中间层的汽轮机运转层至底层平面应设上下联系楼梯。

6.4.3 主厂房内的地下沟道、地坑、电缆隧道应设有防水、排水设施。

6.4.4 主厂房内应设有卫生间,各楼层地面应设置冲洗设施。

6.4.5 汽轮机房外应设有一个事故储油箱(或油储池)。

7 余热锅炉及系统


7.1 一般规定


7.1.1 余热锅炉与烧成系统连接时必须设置旁通管道。

7.1.2 余热发电汽水管路的设计应保证任何一台余热锅炉能从发电系统中迅速解列。

7.1.3 余热锅炉应布置在废气热源附近。

7.1.4 余热锅炉的进口、出口烟风道及旁通管道上应设置可靠的控制阀门。

7.1.5 余热锅炉厂房的布置方式应根据当地的室外气象条件确定,并应符合下列规定:
    1 非寒冷地区应采用露天布置。
    2 一般寒冷地区可采用露天布置,应对导压管、排污管等易冻损的部位采取伴热措施。
    3 严寒地区的余热锅炉不宜采用露天布置。


7.2 余热锅炉设备


7.2.1 窑头余热锅炉应采取防磨措施,窑尾余热锅炉应设置清灰装置。

7.2.2 窑头余热锅炉漏风系数不应大于2%,窑尾余热锅炉漏风系数不应大于3%。

7.2.3 余热锅炉收集的粉尘应回送到水泥生产系统。


7.3 余热锅炉与水泥生产线的连接


7.3.1 余热锅炉进口、出口烟风管道的设计应简捷顺畅、附件少、气密性高和具有较好的空气动力特性,并应符合下列规定:
    1 窑头废气管道风速不宜大于12m/s,窑尾废气管道风速不宜大于18m/s。
    2 管道倾角应符合表7.3.1的要求,当不能满足表中条件时,应设置防积灰装置。
    3 管道应设热膨胀补偿。
    4 与设备连接的管道设计应满足设备对振动、推力、荷载等要求。
    5 管道支架设置应稳妥可靠。

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7.3.2 进入窑头余热锅炉的废气宜设置粉尘分离装置。

8 汽轮机设备及系统

8.1 一般规定


8.1.1 余热发电机组容量应根据余热资源条件在保证水泥窑正常生产、提高热力系统整体循环热效率的前提下确定。

8.1.2 余热发电宜采用凝汽式机组,当有稳定热用户时,可采用抽凝机组等形式。

8.1.3 余热发电机组可在30%~110%负荷率的范围内运行,并宜在50%以上负荷率连续运行。

8.1.4 当有2台或2台以上汽轮机组时,主蒸汽管道宜采用切换母管制系统。


8.2 给水系统及给水泵


8.2.1 给水管道应采用母管制系统,并应符合下列规定:
    1 给水泵吸水侧的低压给水母管宜采用分段单母管制系统。其管径应大于给水箱出水管径1级~2级。给水箱之间水平衡管的设置,可根据机组的台数和给水箱间的距离等确定。
    2 当给水泵出力与锅炉容量不匹配时,给水泵出口的压力母管宜采用分段单母管制系统;当给水泵出力与锅炉容量匹配时,宜采用切换母管制系统。
    3 给水泵出口宜设置再循环管和再循环母管。
    4 备用给水泵的吸水管,宜位于给水泵进口母管2个分段阀门之间;出口的压力管道,宜位于分段压力母管2个分段阀门之间或接至切换母管上。

8.2.2 余热锅炉给水系统应设置1台备用给水泵。
8.2.3 锅炉给水泵的总容量应保证在任何1台给水泵停用时,其余给水泵的总出力,仍能满足全部锅炉额定蒸发量的110%。

8.2. 4 给水泵的扬程应按满足系统最大给水压力要求进行计算,并应另加20%的裕量。


8.3 除氧器及给水箱


8.3.1 除氧器的总出力应按全部锅炉最大给水量确定。

8.3.2 每台机组宜对应设置1台除氧器;多台相同参数的除氧器可采用母管制系统。

8.3.3 给水箱的总容量宜符合下列规定:
    1 6MW及以下机组,水箱容量宜为20min~30min的锅炉最大给水消耗量。
    2 6MW以上机组,水箱容量宜为10min~15min的锅炉最大给水消耗量。

8.3.4 采用热力除氧时,除氧器及水箱应设置安全阀及排汽管道。


8.4 凝结水系统及凝结水泵


8. 4.1 余热发电的凝结水系统宜采用母管制。

8.4.2 凝汽式机组的凝结水泵的台数、容量宜符合下列规定:
    1 每台凝汽式机组宜设置2台凝结水泵,每台流量宜为最大凝结水量的110%。
    2 最大凝结水量宜为下列各项之和。
     1)汽轮机最大进汽工况时的凝汽量;
     2)进入凝汽器的经常补水量和经常疏水量;
     3)进入热井的其他水量。

8.4.3 凝结水泵的扬程应按满足凝结水系统最大给水压力要求进行计算,并应另加20%的裕量。


8.5 凝汽器及其辅助设施


8.5.1 当循环水有腐蚀性时,凝汽器的水室、管板、管束应采用耐腐蚀的材质。

8.5.2 缺水地区可选用空冷式凝汽器。

9 给水排水及设施

9.1 一般规定


9.1.1 余热发电的供水设计应与水泥生产线供水统一规划。

9.1.2 技改工程的余热发电水源宜在水泥生产线水源的基础上扩容。当需要另辟水源时,应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定。

9.1.3 在条件允许的情况下,锅炉辅机循环冷却水,生活、消防、给水和排水管网,应与水泥生产线对应的管网相接。

9.1.4 取水构筑物、水泵房、水工建筑物和生活、消防、给水、排水的设计,应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定。


9.2 供水系统


9.2.1 生产用水量应根据发电工艺的要求确定。生活用水量、绿化与浇洒道路用水量、设计未预见水量的确定应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定。

9.2. 2 余热发电供水系统设计应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

9.2.3 附属设备的冷却用水应满足设备对水质和水温的要求,冷却塔循环供水系统水质标准应符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050的有关规定。

9.2.4 补给水系统应设置流量计量装置。


9.3 冷却构筑物和循环水泵


9.3.1 冷却塔塔间的间距以及与附近建筑物的距离应符合本规范附录A的规定。

9.3.2 循环水泵运行的总流量应采用最大的计算冷却水量。循环水泵宜设置备用泵。

10 水处理设备及系统


10.1 原水预处理及循环冷却水处理


10.1.1 设计应根据全部可利用水源的水量、水质全分析资料、水源变化规律确定水处理系统。原水预处理设备的出力、预处理方式、澄清过滤设施选型与设置,可按现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定执行。

10.1.2 当循环冷却水系统内和凝汽器水侧有生物生长、腐蚀或结垢的可能时,其处理措施应符合现行国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050的有关规定。


10.2 锅炉补给水处理


10.2.1 锅炉补给水处理系统设计除应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定外,尚应符合下列规定:
    1 水处理设备的出力不应小于系统中全部余热锅炉最大蒸发量的10%。
    2 各类水箱的容积应符合下列规定:
     1)清水箱的总有效容积不应小于最大1台余热锅炉2h额定蒸发量的要求,同时应满足单台水处理设备反洗或清洗一次的用水量要求;
     2)中间水箱的总有效容积;单元制系统宜为每套水处理设备出力的5min储水量且最小不小于2m³;母管制系统宜为水处理设备出力的15min~30min储水量;
     3)除盐(软化)水箱的总有效容积不应小于最大1台余热锅炉2h最大蒸发量。
10.2.2 化学水处理的主要设备可布置在主厂房内,或设置在单独的建筑物内。


10.3 给水、炉水校正处理及热力系统水汽取样


10.3.1 炉水校正处理的设施,宜布置在余热锅炉附近。每台锅炉应设置1台加药泵,并宜另设1台备用泵。

10.3.2 热力系统应设置水汽取样器。其系统、布置及选材的设计宜符合下列规定:
    1 水汽取样冷却器宜布置在余热锅炉附近,并应便于运行人员取样及通行。
    2 露天布置锅炉的水汽取样冷却器应有防雨、防冻措施。

11 电力系统

11.0.1 接入系统并网点的选择、接线方式及并网联络线回路应符合下列规定:
    1 余热发电与总降压变电站或厂区配电站应设置并网联络线。
    发电机组与电力系统接入点宜选择在总降压变电站低压侧某母线段,也可选择在厂区某配电站的某母线段;联络线的回路数量宜根据发电机组数量确定。
    2 在发电机出口断路器处应设置余热发电并网同期点。
    3 发电机组解列点可设置在并网联络线的电站侧、总降压变电站侧或厂区配电站侧断路器处。

11.0.2 余热发电的启动电源设计宜利用并网联络线,由总降压变电站或厂区配电站并网母线段系统提供。当站用电系统仅为低压负荷时,也可由水泥生产线就近电力室提供。

11.0.3 电力负荷应根据水泥工厂现有及新增的生产规模、主要电力负荷的容量、年耗电量、用电负荷的组成及其性质等基础资料进行计算。

11.0.4 用电自给率应按余热发电年供电量占水泥生产线年总用电量的百分比计算。

11.0.5 系统继电保护设计应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 50062的有关规定。

11.0.6 发电机出口断路器、并网联络线断路器应设置安全自动保护装置。

11.0.7 系统通信及系统远动设计应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

11.0.8 余热发电的照明设计应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049、《建筑照明设计标准》GB 50034和《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定。

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12 电气设备及系统

12.1 电气主接线


12.1.1 发电机额定电压宜按下列要求选择:
    1 发电机电压为直配线时,应根据水泥生产线电力网络发电机并网点的电压等级确定。
    2 发电机与变压器组为单元连接时,宜根据水泥生产线电力网络中压系统电压等级确定。

12.1.2 发电机电压母线的接线方式应根据余热发电的机组数量确定,并宜符合下列规定:
    1 当发电机为1台时,宜采用单母线接线。
    2 当发电机为2台及以上时,宜采用单母线分段接线。

12.1.3 当发电机电压母线的短路电流超过总降压变电站或厂区配电站断路器的额定开断电流时,可在联络线出口开关处设置限流装置。

12.2 站用电系统

12.2.1 余热发电站用高压系统电压宜为6kV或10kV,采用中性点不接地方式;站用低压系统电压宜为380V,采用中性点直接接地方式。

12.2.2 站用变压器的容量应按机组数量确定,并宜符合下列规定:
    1 余热发电为单台机组时,可选用1台站用变压器。变压器负荷率不宜超过80%。
    2 余热发电为2台机组及以上时,可选用2台站用变压器。当2台变压器采用暗备用方式配设时,每台变压器的负荷率不宜超过50%;当2台变压器采用明备用方式配设时,备用变压器负荷率不宜超过80%。

12.2.3 站用变压器接线组别的确定,应使站用工作电源与备用电源之间相位一致。

12.2.4 当余热锅炉距站用电力室较远时,其电源也可取自水泥生产线就近电力室,并应设电能计量装置。

12.3 站用电力室与主控制室布置

12.3.1 站用电力室宜布置在主厂房内,其高、低压配电设备可合并布置在同一配电间内。高压配电设备与低压配电设备应保持安全绝缘距离和操作、检修距离,以及巡检通道。

12.3.2 余热发电主控制室的布置应符合下列规定:
    1 主控制室应位于主厂房的汽轮机运转层,其面积宜按规划容量设计。
    2 主控制室的盘柜布置应满足运行、维护和操作的要求。

12.3.3 余热发电主控制室的环境设施应符合下列规定:
    1 主控制室面向汽轮机组的一侧应设置观察玻璃窗;
    2 主控制室内应有良好的采暖、通风、照明、隔声、隔热、防火、防尘、防水等设施;
    3 主控制室内不应有任何工艺管道穿行通过;
    4 主控制室下的电缆夹层或电缆主通道不应有高温汽、水管道、热风管道和油管道穿行通过;
    5 主控制室上层不宜设置产生振动的设备。

12.4 直流系统

12.4.1 余热发电直流系统设计除应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定外,尚应符合下列规定:
    1 直流电源装置应为双电源380/220V输入,并应设置双电源自动切换装置,宜采用高频开关电源装置。直流电源宜采用1组铅酸免维护蓄电池,并宜配置2组充电、浮充电设备,同时每只电池应带有在线自动监测功能,站用电事故停电时间应按1h计算。
    2 直流输出应设置合闸母线和控制母线,控制母线应带有自动调压功能,输出电压宜为220V或110V。
    3 高压开关柜合闸电源、直流润滑油泵动力电源、事故照明电源等均应引自合闸母线,电站系统所需的直流控制电源均应引自控制母线。
    4 直流动力电源及控制电源开关应选用直流型微型断路器或直流型塑壳断路器,并应按各回路容量确定断路器的额定电流。

12.5 电气测量仪表、继电保护

12.5.1 余热发电的电气测量仪表设计应符合现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB 50063的有关规定。

12. 5.2 设置在并网计量关口的双向计量电能表、电流互感器(CT)的精度应为0.2s级,电压互感器(PT)的精度应为0.2级。

12.5.3 余热发电的继电保护和安全自动装置设计应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 50062的有关规定。

12.5.4 余热发电的电缆选择与敷设的设计应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217的有关规定。

12.5.5 余热发电的过电压保护和接地应符合现行国家标准《交流电气装置接地设计规范》GB 50065的有关规定。

12.5.6 余热发电的厂内通信应包括余热发电系统与水泥生产线系统的联络通信和发电系统内部生产调度通信。可利用水泥生产线程控交换总机的富裕量,增加各岗位生产管理和调度通信电话。

12.5.7 余热发电主控制室应设置与地调通信的直拨电话。

12.5.8 余热发电爆炸火灾危险环境的电气装置设计应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。

13 热工自动化


13.1 一般规定


13.1.1 热工自动化设计应包括热工检测、热工报警、热工保护、热工控制等方面内容。

13.1.2 当余热发电分期建设时,对控制方式、设备选型、公共辅助生产系统等有关设施,应全面规划、合理安排。

13.1.3 主控制室热工报警及保护应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

13.1.4 电缆、导管和就地设备布置应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

13.2 控制方式


13.2.1 余热锅炉系统、汽轮机系统、除氧给水系统、循环水系统、化学水处理系统的除盐水泵等,应采用分布式控制系统(DCS系统)进行控制。化学水处理系统等辅助车间的工艺系统,宜在本车间控制。

13.2.2 电站主控制室集中控制时,应符合下列规定:
    1 应能实现运行工况的监视和控制。
    2 应能实现异常工况的报警和紧急事故的处理。

13.2.3 余热发电分布式控制系统(DCS系统)设计应能实现内部和与水泥生产线分布式控制系统(DCS系统)的实时通信、数据互传、联锁及程序控制。

13.3 热工检测与自动调节


13.3.1 热工检测的设计应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

13.3.2 余热发电分布式控制系统(DCS系统)设计应能对主设备及发电系统运行工况的主要参数实现显示、累计、储存、数据处理及打印功能。

13.3.3 自动调节系统的设置应符合下列规定:
    1 余热锅炉汽包水位应设自动调节。
    2 当余热锅炉设有喷水混合式减温时,宜设过热蒸汽温度自动调节。
    3 汽轮机自动调节项目应根据发电系统的特点和汽轮机设备的要求确定。
    4 除氧器和闪蒸器应设压力和水位自动调节。
    5 减温减压器应设压力、温度自动调节。
    6 需要保持一定液位运行的容器宜设液位自动调节。

13.4 联 锁


13.4.1 热力系统重要辅机的自动联锁应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

13.4.2 余热发电系统的输灰装置与下游的水泥工艺系统输送设备之间应设置电气联锁。

13.4.3 设置在水泥工艺系统烟风道上的余热锅炉进口、出口及旁通烟风道的各电动调节阀之间,应设置电气联锁。

13.5 电 源


13.5.1 热工仪表和控制应设安全可靠的电源。分布式控制系统(DCS系统)应采用不间断电源供电。

13. 5.2 热工系统电源的配置应符合下列规定:
    1 热工配电箱应设两路交流380/220V电源进线;
    2 热工控制盘应设两路交流220V电源进线。两路交流电源的进线应分别引自不同的低压站用母线段。

14 采暖通风与空气调节

14.0.1 采暖设计应符合下列规定:
    1 位于非集中采暖地区的余热发电如要求采暖时,其主厂房、控制室、值班室及化学水、循环水泵房等,可设置集中采暖。
    2 设置集中采暖的生产和辅助生产建筑,在非工作时间或中断使用时间,应按5℃设置值班采暖。

14.0.2 采暖通风、空气调节室外气象计算参数应按现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的规定选用,当该规范中无建厂地区的气象资料时,可采用周围地理条件相似地区的气象资料。

14.0.3 余热发电采暖热媒应与工厂的采暖热媒保持一致。当由余热发电供热时,采暖热媒应选用热水。

14.0.4 当由余热发电向厂区采暖供热时,供热系统中仅有1条水泥窑设有余热锅炉时,应设置备用热源。当有2条及以上水泥窑设有余热锅炉时,可不设置备用热源。当位于非集中采暖地区设有集中采暖时,可不设置备用热源。

14.0.5 炎热地区有人值班的控制室可设置单体空调器。

14.0.6 汽轮机房以外各建筑的通风设计应根据消除有害气体计算风量,当缺乏必要资料时,可按房间换气次数确定。换气次数应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295的有关规定。

14.0.7 主控制室、计算机房、工程师站等,当通风不能满足工艺对室内温度、湿度要求时,应设空气调节装置。

14.0.8 站用高压、低压开关柜室的通风应符合下列规定:
    1 事故通风量,应按换气次数不少于12次/h计算。事故排风机宜兼作通风换气用。
    2 事故通风通风机的电气开关,应分别设置在室内、室外便于操作的位置。

14.0.9 北方地区露天布置的酸、碱储罐应设有伴热保温设施。

14.0.10 加氯间和充氯瓶间,应设有不小于15次/h换气次数的机械排风装置,排风口应设在房间的下部,风机与管材应选用防腐型。

14.0.11 化验室、天平室等应根据工艺要求设置通风装置。

14.0.12 采暖通风设计除应符合本规范外,尚应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295、《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

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15 建筑结构

15.1 一般规定


15.1.1 建筑结构设计应满足发电工艺设备布置要求,通道布置应简捷、顺畅。

15.1.2 建筑结构设计,应根据环境保护、地区气候特点,满足采光、通风、防寒、隔热、节能、防水、防雨、隔声等要求,并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《建筑模数统一协调标准》GBJ 2、《厂房建筑模数协调标准》GBJ 6、《水泥工厂设计规范》GB 50295和《水泥工厂节能设计规范》GB 50443的有关规定。

15.1.3 主厂房、汽轮发电机基础、余热锅炉平台应设沉降观测点,沉降观测点的设置应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

15.1.4 汽轮发电机基础应按现行国家标准《动力机器基础设计规范》GB 50040的有关规定,并按制造厂的要求设计;汽轮机房的吊车梁,应按轻级工作制设计。

15.1.5 地基基础的设计,应根据地质勘探资料、结构载荷,因地制宜地确定基础型式及地基处理方式。必要时,应验算沉降及稳定。改建、扩建工程的窑头、窑尾余热锅炉的基础型式及地基处理方式,应考虑对原有建筑物的影响。

15.1.6 建筑物(或构筑物)的抗震设防应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定执行,并应按表15.1.6的规定进行分类。

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15.1.7 余热锅炉建筑物(或构筑物)的设计宜符合下列规定:
    1 余热锅炉可利用相邻车间的楼梯、通道等设施;
    2 余热锅炉系统的烟风管道支架、操作平台等的承载,经核算允许,宜利用相邻车间的构筑物。

15.1.8 余热发电的室内环境、建筑构造与装修、生活与卫生设施、结构选型、结构布置、设计荷载等,除应符合本规范外,尚应符合现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB 50295、《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。


15.2 防火、防爆与安全疏散

15.2.1 建筑物(或构筑物)构件的燃烧性能和耐火极限应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。

15.2.2 汽轮机头部主油箱及油管道阀门外缘水平5m范围内的钢梁、钢柱,应采取防火隔热措施,其耐火极限不应低于1.00h;主油箱上方的楼板开孔时,开孔水平边缘周围5m范围所对应的屋面钢结构承重构件应采取防火隔热保护措施,其承重构件耐火极限不应低于0.50h。

15.2.3 配电室、主控制室等电气间的室内装修应采用不燃烧材料。

15.2.4 每层建筑面积大于400㎡的主厂房,安全出口不应少于2个。当相邻车间设有能直接通向室外的门时,应将通向相邻车间的门兼作第二安全出口。主厂房内工作地点到最近外部出口或楼梯的距离不应超过50m。

15.2.5 主厂房至少应设2部楼梯,其中应有1部楼梯通至各层平面和楼梯

15.2.6 配电室内最远点到疏散出口的直线距离不应大于15m。

15.2.7 控制室、电缆夹层的安全出口不应少于2个,当建筑面积小于60m2时可设1个。

15.2.8 配电室、电缆夹层、控制室的门应向疏散方向开启。当门外为公共走道或其他房间时,应采用乙级防火门。

15.2.9 主厂房内疏散走道的最小净宽度不宜小于1.4m。门的最小净宽度不宜小于0.9m。

15.2.10 主控制室内装修应符合现行国家标准《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222的有关规定。

15.2.11 余热发电其他防火设计,应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016、《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229的有关规定。

15.3 建筑、结构设计

15.3.1 建筑物的节能设计,应符合现行国家标准《水泥工厂节能设计规范》GB 50443的有关规定。余热发电主厂房的使用性能、功能特征和节能要求的分类,应为C类。


15.3.2 屋面设计应符合下列规定:

    1 屋面的坡度应根据防水面材料、构造及当地气象等条件确定。当为改建、扩建工程时,防水面材料与构造的选择宜与水泥生产线建筑一致。钢筋混凝土屋面坡度不应小于1:50,金属压型板屋面坡度不宜小于1:10。

    2 各类屋面的结构层及保温层(或隔热层)应采用非燃烧体材料。设保温层的屋面,应采取防止结露的措施。

    3 凡高度超过6m的建筑物应设有上屋面的设施。当垂直爬梯的高度超过6m时,应设有护笼。


15.3.3 厂房的柱网应整齐,并应符合建筑模数的要求;平面梁、板的布置应规则。


15.3.4 厂房内的大型设备基础、整体的地坑等,应与厂房柱基础分开设置。


16 辅助及附属设施

16.0.1 余热发电的日常检修应充分利用水泥工厂已有的维修设施及力量;大修应利用社会协作条件,可采取外包或地区协作。

16.0.2 余热发电备品备件的储存应符合水泥工厂设计规划。

16.0.3 余热发电设备、管道保温和油处理设计,应符合现行国家标准《小型火力发电厂设计规范》GB 50049的有关规定。

16. 0.4 当项目为技改工程时,余热发电建设前应对原有水泥生产线的保温进行评估,对于影响余热电站性能的部分应进行改造。

附录A 余热发电和水泥生产线各建筑物(或构筑物)火灾危险性类别、最低耐火等级及最小防火间距


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本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
      正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
      正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
      正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

《建筑地基基础设计规范》GB 50007
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《建筑设计防火规范》GB 50016
《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019
《建筑采光设计标准》GB 50033
《建筑照明设计标准》GB 50034
《动力机器基础设计规范》GB 50040
《小型火力发电厂设计规范》GB 50049
《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058
《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB 50062
《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB 50063
《交流电气装置接地设计规范》GB 50065
《工业企业总平面设计规范》GB 50187
《电力工程电缆设计规范》GB 50217
《建筑内部装修设计防火规范》GB 50222
《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229
《水泥工厂设计规范》GB 50295
《水泥工厂节能设计规范》GB 50443
《建筑模数统一协调标准》GBJ 2
《厂房建筑模数协调标准》GBJ 6
《工业企业噪声控制设计规范》GBJ 87
《水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》JC/T 730
《水泥回转窑热平衡测定方法》JC/T 733

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