望亭发电厂建设燃气-蒸汽联合循环

望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究总报告简介华东电力设计院2006年11月上海望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究总报告简介第1版第1页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究目录1工程目前概况2主要技术原则3电力系统4本工程与系统的连接5燃料与运输6本工程天然气耗气量7天然气从主输气管线至望亭发电厂的途径8厂址条件9工程设想10装机方案11电气设计12电厂的供水、化水、废水等系统13控制方式14主厂房布置15土建部分16环境保护、劳动安全和工业卫生17节约和合理利用能源18项目实施条件和轮廓进度19投资估算及经济效益分析和初步经济评价20结论第1版第2页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究1工程目前概况望亭发电厂位于江苏省相城区望亭镇东北，地处苏州与无锡之间，厂址西靠京杭大运河，距太湖约3km，东邻沪宁铁路线，距望亭车站约1.2km。望亭发电厂始建于1956年，在本项目前已建有2台300MW燃煤发电机组和2台300MW燃油发电机组。本项目在燃煤机组的扩建端，建造以天然气为主燃料的2×350MW级燃气－蒸汽联合循环机组，该工程为“西气东输”下游工程，均为国家第一捆打捆招标引进“F”级先进燃气－蒸汽联合循环发电机组工程，现电厂2台联合循环机组均已于2005年投入商业运行。该工程中机岛部分的设备由国家发改委指定招标团（中国技术进出口总公司、国信招标有限责任公司）统一组织相关设计院编制招标书，当时共有GE、SIEMENS、ALSTOM和MHI四家外商与国内受让燃机制造技术的中国制造企业联合参与投标，最后在望亭项目中，GE中标，而余热锅炉由杭州锅炉集团有限公司提供。该项目的2台联合循环机组均已于2005年顺利投入商业运行。以下为本项目前期可行性研究报告的简介。2主要技术原则设计中应以贯彻执行国家与行业的政策和标准,精心研究,选择优良的技术方案和合理的工程造价；树立为顾客服务的思想，虚心听取顾客和有关方面的意见和建议，使设计成品切合实际。设计应遵循的主要原则有：(1)要贯彻节约用地、节约用水以及节约能源的原则；(2)要正确处理近期与远期、主体设施与辅助设施的关系，努力提高工程项目的社会效益和经济效益；(3)要认真执行环境保护政策；(4)厂区布置和地基处理等，应紧密结合工程特点，进行方案优化；(5)采取有效措施控制工程造价；(6)在工艺技术路线的选择上，既要采用世界上的先进可靠技术，又要做到经济合理，技术的先进性要服从于经济的合理性和国家的政策性；(7)充分利用望亭发电厂已形成的公用工程、储运设施、生产辅助设施、生活福利与服务性设施的能力；第1版第3页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究(8)认真做好望亭发电厂的总体规划、建筑设计要协调，提高整体水平；(9)厂区、车间布置，要提高综合技术水平，合理分区，方便施工、检修和运行操作；(10)根据华东电网的发展，望亭发电厂将建设成为华东电网的事故备用、调频调峰中心。(11)设备布置、选型和采购的原则，对于国内已经成熟和过关的产品则尽量以国产设备为主。(12)在总平面布置上，不仅要考虑本工程，还要留有进一步扩建的余地。(13)基本在厂址区域范围内，进行总平面布置，在保证安全、有利生产、方便管理的前提下，生产设施或辅助、附属设施尽可能采用联合布置，以节约投资。(14)根据望亭发电厂实际情况，结合望亭发电厂以后的规划，使电厂的出线与华东电网的电力系统的发展规划相适应。(15)主接线系统和原有机组主接线系统统一考虑。(16)由于望亭发电厂场地布置的特殊性，因此根据具体情况，结合电厂的要求进行合理的布置。(17)燃气－蒸汽联合循环机组的循环水可以利用原有循环水泵房及循环水进水管，经适当改造后满足本工程之需。(18)净水、化水等应结合电厂原水处理设施，根据需要适当改造或增加部分化学设备后满足本工程之需。(19)燃气联合循环机组各类废水可引入已建成的废水处理站进行处理。(20)为提高整个工程的控制水平，燃气联合循环机组采用分散控制系统(DCS)作为机组的主要控制设备。(21)根据望亭发电厂的场地特点，在不影响运行机组的前题下，研究合理的施工程序。3电力系统通过电力电量平衡以及电网发展规划，论证望亭发电厂建设联合循环燃气轮机组工程的必要性及本工程规模。1)电力市场发展的需要通过华东电网电力电量平衡，“十五”期间华东电网电力供应仍有一定缺口，为确保“十五”后期华东电网电力电量供应，望亭燃机在“十五”期间扩建二套燃机是必要的。2)可满足电网调峰事故紧急备用的需要第1版第4页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究3)是环境保护和发电能源多元化的需要4)符合国家西部大开发的总体战略决策5)是电厂本身技术改造的需要为充分利用国家“西气东输”天然气资源，积极支持西部大开发，根据望亭发电厂现有两台燃油机组将要报废的实际情况，充分发挥位于华东电网负荷中心地区电厂已有公用系统和设施的资源优势，提高华东电网负荷中心地区电厂的调峰运行能力，以及改善地区环境状况，在望亭发电厂扩建二台燃气－蒸汽联合循环机组工程是十分必要的，在望亭发电厂建设本工程与建设同类型机组的新电厂相比更具有经济上的优势。燃机的投产日期和规模宜和西气东输的进度配合，从望亭电厂燃机工程实现的可能性和华东电网电力电量平衡分析，本工程在“十五”期间建设二套燃机并在“九五”期间投产是合适的。4本工程与系统的连接通过电厂接入系统的潮流分析计算，本工程以220kV电压接入系统，电厂增加二回220kV（2×400mm2）出线经浒关变～新区变～越溪变～500kV车坊变。5燃料与运输本项目为国家“西气东输”规划的下游配套发电工程之一，燃料为我国西部天然气。本工程的气源有：1）新疆塔里木盆地天然气2）陕甘宁天然气3）青海柴达木盆地天然气6本工程天然气耗气量规模型号小时耗气量×103Nm3/h日耗气量×103Nm3/d年耗气量×106Nm3/a18h24h3500h二台F级燃机14225563408497四台E级燃机150270036005257天然气从主输气管线至望亭发电厂的途径本工程作为华东地区燃气大户之一，而且与西气东输工程同步建设，进入电厂的途第1版第5页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究径为，西气东输主干线在东桥设置有分输站，电厂天然气由此分输站接出，穿越沪宁高速公路，沪宁铁路和望虞河到电厂门站，从东桥至电厂约10公里。8厂址条件本工程的建设场地是利用老厂机组厂地，主要辅助生产可利用老厂机组的设施。施工生活区和施工场地也可利用原电厂空余场地和原有设施，这充分体现了望亭发电厂气代油工程的优越性。电厂东侧紧靠沪宁铁路，有专用线直接引至厂内卸货站台，因此，设备运输方便；西侧紧靠苏锡公路和大运河，离沪宁高速公路的距离1.2公里，施工建设时的大量材料和中小型设备，可通过公路或水运直达现场。利用电厂现有的锅炉补给水供水设施和对循环水设施加以适当改造之后，就可以满足本工程用水的要求，而且水量充沛、水源距离短。厂址区域地质稳定。地区地震基本烈度为6度。本工程为重要的电力设施，按照国家规定对重要建(构)筑物构造按7度设计。按“西气东输”工程的天然气管道走向位置，供气门站和电厂的距离不超过15km，而且至电厂支管线路的沿线地势平坦，无大的障碍物，因此，支接管线的距离较短、施工方便，投资省。综上所述，可见本工程的厂址条件是十分优越的，已进行了三通一平，施工用辅助设施可部分利用现有机组的设施，减少投资费用。本工程工艺流程合理、畅通，而且在施工时又不影响机组的正常运行，因此，在望亭电厂建设本工程，厂址条件是合适的。9工程设想总平面布置按F级燃气－蒸汽联合循环机组(单轴方案)、E级燃气－蒸汽联合循环机组(多轴方案)、F级燃气－蒸汽联合循环机组(多轴方案)进行主要技术经济比较。10装机方案引进国际上先进成熟的“F”级燃气轮机发电技术的可行性，并推动引进技术的国产化。通过本项目方案技术经济比较，确定本工程采用先进的单轴“F”级燃气－蒸汽联合循环机组，联合循环机组出力可达395.44MW，发电效率可达57.7%，比百万级超超临界机组还要高许多。随着本工程以及其它同类工程的实施，为国家实施“以市场换技术”的燃气轮机捆绑招标创造了条件，通过包括本工程在内的燃机捆绑招标，使上海、东方和哈尔滨三大第1版第6页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究动力集团分别与西门子、三菱和GE合作，带进了大容量F级燃机的制造技术。望亭电厂从布置场地的大小来看，有足够的空间来布置单轴型式的联合循环机组，因此，推荐采用方案一的单轴布置方式，配F级燃机的单轴燃气－蒸汽联合循环机组。11电气设计厂用电电压高压采用6kV，低压采用380V。每套机组装设1台无载调压高压厂用工作变压器供机组的厂用负荷，6kV设一段工作母线。机组开停时由起动/备用电源供电，特别是在开机时，在机组正常运行后需要进行厂用电源切换操作。起动/备用变压器电源从220kV母线引接。12电厂的供水、化水、废水等系统通过计算老厂的供水、废水等能力，确定本工程尽量利用电厂的供水、化水、废水等系统以降低投资，提高效益。13控制方式不同的方案有采用不同的控制方式，对单轴方案，每套燃机—蒸汽联合循环机组及发变组采用“单元”控制方式，设单独的分散控制系统（DCS），DCS的功能包括机组运行方式的选择、自起停顺序控制、数据的采集和处理、系统参数的调节控制，以及机组的联锁和安全保护等。在单元控制室内，运行人员以CRT和键盘为监视和控制中心，能完成整套联合循环机组及发变组的全部监视、操作和事故处理。天然气调压站、化学水处理、油系统等公用辅助系统采用在辅助车间内控制的方式。14主厂房布置考虑运行、检修、投资等综合分析，并根据各主设备供货商的产品特点，采用不同的主厂房布置方式。15土建部分按联合循环机组的特点，采用地基处理、混凝土基础、钢结构主厂房方案。16环境保护、劳动安全和工业卫生分析厂址及周围地区大气本底现状、对从太湖、望虞河和大运河的水质现状、主要水系的水质情况进行监测，声学环境现状，对本项目进行环境评价，提出主要污染物排放量及防治措施。通过分析，可以看到本项目建成后，由于取代了2台燃油机组，全厂大气污染物有较大幅度的减少，其中SO2减少了29％，NOx减少了7.9％，烟尘减少了43.4％;机组燃用天然气时，其排放的NOx浓度一般可以控制在25PPm以内。本项目产生的所有生活污水和废水将利用老厂的处理设施余量进行处理达标，同时提出对老厂的排水设施进行必要的改造措施。第1版第7页2006年11月望亭发电厂建设燃气－蒸汽联合循环机组工程可行性研究采用F级机组方案，从噪声源上减少对周围环境的影响。17节约和合理利用能源按本工程推荐装设高效率F级单轴机组（各项参数以SIEMENS的GUD1S94.3A机型为例），其主要的技术及能耗指标如下：联合循环机组出力（MW）390联合循环机组效率（％）57.7联合循环机组热耗（kJ/kWh）6239联合循环机组气耗（Nm3/kWh）0.18(天然气低位热值按35159.7kJ/Nm3计)厂用电率（％）3供电热耗（kJ/kWh）6426供电气耗（Nm3/kWh）0.183机组年利用小时数（h）350018项目实施条件和轮廓进度综合考虑电厂的水陆交通运输条件，确定定国外进口设备海运至上海，并据此制定运输方案。由于本期重大件设备运输尺寸及运输重量较大，且铁路对所承运设备的运输尺寸及运输重量有限界要求，因此本期工程大件设备运输方案考虑为水路运输方案。安排本工程从主厂房开工至＃２机组投产的总工期为21个月19投资估算及经济效益分析和初步经济评价1）本期工程利用老厂旧机组拆除后的场地，新建燃气轮机机组，建设条件较好。尤其是供水系统、水处理系统利用老厂现有设施，缩短了工程建设进度，进而降低工程造价。本期工程单位投资水平要低于同类型工程。2