煤层气热电联产项目可行性研究报告下.docx
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煤层气热电联产项目可行性研究报告下
6.11.3水工结构部分
6.11.3.1直接空冷钢平台
1)平面布置
本工程拟采用直接空冷方案,空冷架构采用钢筋混凝土空心管柱与钢桁架组成的空间结构体系,平台为钢梁上铺花纹钢板。
根据总平面布置及冷却系统的要求,空冷散热器平台尺寸为36.15mx35.61m,平台顶标高19.50m。
共设9台风机。
为了防止热风再回流,在空冷平台的周围设有挡风板,高度从平台到蒸汽分配管顶部。
挡风板由型钢墙架和压型钢板制成,平台四周设有环形通道,风机的风扇底部设有钢格栅护网。
另外设有钢制的上人检修楼梯。
2)钢平台结构
平台承重结构由空间交叉钢桁架组成。
交叉钢桁架构成了网格,每一个网格安装一台风机。
钢桁架上设置平台板,以满足工艺要求,并保证钢桁架平面外的侧向稳定。
由于风机属于低转速的动力设备,故支撑风机的架构应有足够的刚度,避免结构在风机运行的各种工况下发生共振。
3)架构柱结构
架构柱拟采用现浇钢筋混凝土空心管柱,直径约1.8m,壁厚350mm,其具有空间刚度大的特点,在高度较大和有动力影响结构中受力较好。
在施工时,可采用滑模工艺,模板定型,施工便利,耗钢量小,造价低。
两台机空冷散热器平台架构柱共16根。
6.11.3.2机械通风冷却塔
本工程设置机械通风冷却塔1座2格,地上部分为现浇钢筋混凝土框架结构,平面轴线尺寸为25.60mx16.00m,风机顶标高14.50m,钢筋混凝土板围护墙体。
地下部分为钢筋混凝土箱型水池。
冷却塔设一部检修钢梯。
6.11.3.3泵房类建筑物
综合水泵房等泵房类建筑物,地上为现浇钢筋混凝土框架结构,地下部分为现浇钢筋混凝土箱型结构。
屋顶采用现浇钢筋混凝土屋面板。
填充墙采用240mm厚加气混凝土砌块。
建筑色彩及装修标准与建筑专业保持一致。
6.11.3.4其它水工建(构)筑物
空冷配电室、净水室等其它水工结构建(构)筑物根据平面尺寸及跨度,采用钢筋混凝土框架或框排架结构,基础采用钢筋混凝土独立基础或条形基础。
屋顶采用现浇钢筋混凝土屋面板或预制板。
填充墙采用240mm厚加气混凝土砌块。
建筑色彩及装修标准与建筑专业保持一致并与周围建筑相协调。
综合水池、变压器事故油池等均为地下钢筋混凝土箱型结构。
6.11.3.5水工建(构)筑物地基处理
根据现有的地勘资料,采用天然地基不能满足厂区主要建(构)筑物对承载力的要求,地基处理方式待定。
6.11.3.6水工建(构)筑物基础防腐处理
由于目前地下水水质分析报告未出,基础防腐处理措施待水质分析成果出来后,将根据不同部位依据《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)采取不同方式。
6.12供排水系统及冷却设施
6.12.1概述
6.12.1.1主要设计原则
1)主机直接空冷系统
本期工程地处淡水资源匮乏的缺水地区,主机冷却拟采用节水效果显著的直接空冷系统。
辅机设备冷却采用带机力通风冷却塔二次循环供水系统。
2)补充水系统
a目前暂无水源资料,补充水源暂按取自地表水考虑,拟在水源附近设置补充水泵房。
泵房内设置3台取水泵(单泵容量50%),其中2台运行1台备用。
b厂外补充水管道采用2根焊接钢管;
c拟在厂区设置净水站,对原水进行预处理。
经处理达标后的地表水用于锅炉补给水、辅机循环水补水、LCBM冷却用水(8000kW小汽轮机冷却用水、压缩机用闭式冷却塔喷淋系统补水)。
由于目前尚未有水质全分析报告,净水站工艺为暂定。
d生活水取自市政生活给水管网,设计分界点为厂区围墙外1m处。
3)公用水系统
设置综合水泵房1座,设置生活蓄水池1座、辅机循环水泵吸水池1座、化学补充水泵吸水池1座。
4)废水处理及回用
a生活污水处理回用于厂区绿化用水;
b循环水排污水排至厂外河道。
c满足排放标准的工业废水排至厂外河道
5)消防系统见消防部分6.13。
6.12.1.2主要设计内容概述及设计范围、分界
1)主要设计内容
a、主机直接空冷系统。
包括主机空冷凝汽器。
b、辅机冷却系统。
包括辅机循环水泵、辅机机械通风冷却塔安装。
c、补充水系统
包括水库补充水泵房安装,厂内外补充水管线敷设及净水设施。
d、公用水系统
由给水和排水系统组成。
给水包括综合水泵房安装,生活水管道安装。
排水系统包括厂区工业废水排放和回用管道、生活污水排放管道、厂区雨水管道安装。
2)本专业与其他专业设计接口根据接口资料确定;
3)厂外补充水管,生活给水干管与市政生活给水管网接口位于厂区围墙外1m处。
4)与LCBM方有关的设计范围及分界暂拟定如下:
a、冷却水系统
8000kW小汽轮机及LCBM压缩机冷却系统由LCBM方设计,我院提供小汽轮机用的开式循环冷却水和压缩机用的闭式冷却塔喷淋系统补水(开式水)。
其中压缩机用的闭式冷却塔由LCBM方设计,我方仅提供喷淋系统补水。
b、生活污水排放系统
LCBM方将LCBM区域内所有建筑物内生活污水汇总,最终接至LCBM区域外1米;
c、雨水排放系统
LCBM方将LCBM区域内所有雨水汇总,最终接至LCBM区域外1米;
d、生活给水系统
LCBM区域所有室内和室外生活给水,由LCBM方提供生活水量及管径并将生活水管接口接至LCBM区域外1米;
g、水消防系统
我院与LCBM方具体分工如下:
1)LCBM方负责消防水泵房及消防水池的设计,我院提供电厂所需要的消防水相应参数给LCBM方;LCBM方提供2个消防水干管接口至LCBM区域外1米。
2)LCBM区域内室内消防总管和支管,阀门、配件和附件(LCBM设计)
3)LCBM区域范围内的所有室外消防总管和支管,阀门、配件和附件(LCBM设计)
4)LCBM区域内其它消防系统及火灾报警及控制系统(LCBM设计)
6.12.2全厂水务管理和水量平衡
6.12.2.1概述
充分利用电厂处理后的污废水,采用可靠的节水措施,提高水的重复利用率,最大限度的减少补给水用量,使电厂的各项耗水指标低于国家对新建电厂提出的最新要求。
立足将本工程建设成环保型电厂,合理利用电厂排水,在安全、可靠、经济的前提下,做到各种水质的水都能“水尽其用”,提高污水的回用率,从而减少用水量和排水量,提高经济效益和社会效益。
水量平衡的主要设计原则如下:
1)根据各项用水的水质、水量、水压和水温要求,梯级用水,提高水的重复利用率;
2)辅机用水采用循环用水方式,循环水系统采用合适的浓缩倍率。
3)在考虑节水的同时,尽量使供水系统简单。
6.12.2.2电厂各系统用、排水量及节水措施
1)冷却水系统
本工程拟采用主机直接空冷、辅机采用带机械通风湿冷塔的循环系统,辅机循环水系统的补充水主要供给冷却塔的蒸发、风吹损失和系统的排污。
8000kW小汽轮机冷却系统由LCBM方设计,现阶段暂无相关资料,水量及相关设备设计暂按湿冷考虑。
a蒸发损失:
损失水量为39m3/h。
蒸发损失主要由机组热负荷以及环境条件决定。
b风吹损失:
根据《火力发电厂水工设计规范》DL/T5339-2006,此项损失水量按循环水总量的0.1%计,为3m3/h。
c排污损失:
设计循环水系统的浓缩倍率暂定为4倍,排污水量为10m3/h。
循环水排污水排至厂外河流。
d辅机冷却水用水:
用水量约1516m3/h,经机力通风冷却塔冷却后回用;8000kW小汽轮机冷却用水1760m3/h(暂定)。
2)化学系统用、排水
a锅炉补给水冬季用水量为24m3/h,回用2m3/h,排放6m3/h;夏季用水量为15m3/h,回用1m3/h,排放4m3/h。
由厂外来水经净水站处理后供给。
b汽机取样冷却水;采用闭式除盐水,2台机组共计30m3/h,全部回用。
3)厂区绿化和道路浇洒用水
主要包括绿化和道路冲洗用水,水量按3.5m3/h计,由处理后的生活污水供给。
4)厂区生活用水
厂区生活水量按5m3/h,排水量4m3/h,经生活污水处理设施处理,回用于厂区绿化和道路浇洒用水。
5)原水预处理设施自用水
按来水量5%计,约为10m3/h。
6)LCBM闭式冷却塔喷淋系统补充水量为20m3/h。
7)未预见水量
未预见用水量按用水量的8%考虑,夏季为7m3/h,冬季为8m3/h,计入损耗。
6.12.2.3主要节水措施
1)主机采用直接空冷系统
接水水水本工程主机采用直接空冷系统,大大降低耗水量。
2)辅机采用循环冷却水系统
辅机循环水冷却水采用二次循环供水方式,冷却水经机械通风冷却塔的冷却后循环使用。
冷却塔设收水器,减少冷却塔的风吹损失水量。
冷却塔补水管上设置阀门,与水位连锁启闭,以节约用水。
3)污废水回收利用
为了回收利用电厂的污、废水,本工程厂区内的排水采用分流排水,分别处理的方式。
生活污水经过二级生化处理后,用于厂区绿化和道路浇洒。
锅炉补给水部分排水回收至净水站,减少补水量。
4)加强水务管理设计
发电厂的水务管理贯彻于电厂的设计、建设及运行各阶段,在保证发电厂安全、经济运行的前提下,最大限度地合理选择和利用节水措施,尽量减少用水量、耗水量和排水量,并便于运行监督、管理。
在补充水干管和自来水接入管及与LCBM方设计分界处管道上安装水量计量装置,必要时设调节和控制流量的装置,并将厂区内主要计量数据进行统计分析,以便有针对性的控制水量。
6.12.2.4全厂水量平衡结果
全厂夏季、冬季用水量表见下表。
夏季水量平衡表(m3/h)
序号
项目
需水量
回收水量
实耗水量
(m3/h)
(m3/h)
(m3/h)
1
辅机开式冷却水
1516
1516
0
2
冷却塔蒸发损失
39
0
39
3
冷却塔风吹损失
3
0
3
4
冷却塔排污损失
10
0
10
5
锅炉补给水处理用水
15
1
14
6
小汽轮机冷却用水(LCBM提资、暂定)
1760
1760
0
7
LCBM闭式冷却塔喷淋系统补水(LCBM提资、暂定)
20
0
20
8
绿化用水
3.5
0
3.5
9
生活用水
5
4
1
10
未预见用水
7
0
7
11
净水站处理自用水
10
0
10
12
生活污水处理自用水
0.5
0
0.5
总计
3389
3281
108
冬季水量平衡表(m3/h)
序号
项目
需水量
回收水量
实耗水量
(m3/h)
(m3/h)
(m3/h)
1
辅机开式冷却水
1516
1516
0
2
冷却塔蒸发损失
39
0
39
3
冷却塔风吹损失
3
0
3
4
冷却塔排污损失
10
0
10
5
锅炉补给水处理用水
24
2
22
6
小汽轮机冷却用水(LCBM提资、暂定)
1760
1760
0
7
LCBM闭式冷却塔喷淋系统补水(LCBM提资、暂定)
20
0
20
8
绿化用水
3.5
0
3.5
9
生活用水
5
4
1
10
未预见用水
8
0
8
11
净水站处理自用水
10
0
10
12
生活污水处理自用水
0.5
0
0.5
总计
3399
3282
117
注:
机组年利用小时数按6500h计算。
本阶段暂无LCBM方8000kW小汽轮机冷却系统相关资料,暂按采用湿冷系统考虑,经初步估算全厂年用水量(纯凝工况)为74.255×104m3。
其中,地表水用量(采用运行小时数计算)69.875×104m3,自来水用量(用全年小时数计算)4.38×104m3。
扣除预处理站自用水及LCBM耗水后,全年平均耗水量为0.126m3/(s∙GW)。
6.12.3空冷系统
6.12.3.1空冷系统选择
本工程位于淡水资源匮乏的缺水地区,主机冷却拟采用节水效果显著的空冷系统。
辅机设备采用带机力通风冷却塔的二次循环供水系统。
空冷系统依据乏汽和空气之间有无中间冷却介质,可分为直接空冷系统和间接空冷系统。
间接空冷系统又根据凝汽器型式的不同分为带混合式凝汽器的间接空冷系统(简称混凝式间接空冷系统,以前称为海勒系统)和带表面式凝汽器的间接空冷系统(简称表凝式间接空冷系统,以前称为哈蒙系统)。
空冷系统由于被冷却介质不与空气直接接触,靠传导、对流散热,减少了蒸发散热(蒸发会带走大量水分)的环节,从而节水。
各种空冷系统其主要特点如下表:
序号
冷却形式
优点
缺点
备注
1
直接空冷
初投资低、占地面积小、系统简单、调节灵活,冬季防冻性能好。
全年运行平均背压相对较高、需防噪声污染、受环境自然风的影响较大、后期检修维护工作量较大。
对减速箱的质量要求较高。
2
表面式
间接空冷
全年运行费用相对较低、无噪声污染、主厂房布置灵活、抗环境自然风影响的能力较强。
初投资较高、占地面积大、设备质量要求高。
大塔设计和施工周期长、系统整体运行和控制复杂。
需选用大量严密性要求较高的隔离阀门。
3
混合式
间接空冷
全年运行费用相对较低、无噪声污染、主厂房布置灵活。
运行端差小于表凝式间接空冷、抗环境自然风影响的能力较强。
初投资高、占地面积大、设备质量要求高、大塔设计和施工周期长、与表面式相比运行电耗大、精处理要求高、系统整体运行和控制复杂。
需配置水轮机(进口)。
需选用大量严密性要求较高的隔离阀门。
本工程现阶段暂无气象资料,参考现有临近地区气象资料、机组参数、煤层气价等经济参数基础资料,结合以往类似工程的运行经验,本阶段推荐采用主机冷却方式采用直接空冷系统。
主要技术暂定参数如下:
汽轮机的主要参数表(暂定)
项目
单位
纯凝工况
背压
kPa
13
主机排汽流量
t/h
172
主机排汽焓值
kJ/kg
2425
空冷系统的参数及配置,均待招标订货后确定。
6.12.3.2主机直接空冷系统
1)概述
将汽轮机排出的乏汽,通过排汽管道引入钢制空冷凝汽器中,由环境空气直接将其冷却为凝结水,减少了常规二次换热所需要的中间冷却介质,传热温差大,冷却效果好。
系统工艺流程:
从汽轮机排出的乏汽,经由主排汽管道引出主厂房外,垂直上升到一定高度后,分出若干根支管流向空冷凝汽器顶部的配汽联箱。
当乏汽通过联箱流经空冷凝汽器的翅片管束时,大量的冷空气被轴流风机吸入通过翅片管外部进行表面换热,将乏汽的热量带走,从而使排汽凝结为水。
凝结水由凝结水管收集起来,排至凝结水箱,由凝结水泵升压,送至汽轮机热力系统。
2)系统配置
根据现阶段资料及参考气象条件,主机直接空冷系统主要配置暂定如下:
直接空冷系统主要配置表(暂定)
序号
项目
单位
参数
1
设计气温
℃
15
2
设计背压
kPa
13
3
迎面风速
m/s
2.35
4
散热面积
㎡
约为22.5×104
5
冷却单元
个
9
6
布置方式
每台机布置3列,每列3个单元
7
风机数量
台
9
8
风机直径
m
8.530
9
风机电机功率
kW
110
3)系统布置
从汽轮机低压缸底部排出乏汽,通过一根DN3000mm的管道引到主厂房外,又分为3根DN2000mm的蒸汽分配管,向空冷凝汽器管束分配排汽。
汽轮机需配置9个空冷凝汽器冷却单元,共分3列,每列有3个空冷凝汽器冷却单元,其中2个顺流单元,1个逆流单元。
所有的空冷凝汽器冷却单元安装在空冷平台上,平台标高约19.50m。
每个空冷凝汽单元下部安装一台Φ8530mm的轴流风机,采用变频调速电机,可以分组或独立地变化其转数,从而根据机组运行负荷和环境空气温度的变化进行最佳调节。
空冷凝汽器平行于主厂房布置在汽机房A列外场地上,机组空冷平台平面尺寸长×宽=36.15m×35.61m,平台高度19.50m。
为了防止热风再回流,在空冷平台的周围设有挡风板,高度从平台到蒸汽分配管顶部。
空冷平台下布置主变压器、厂用变压器等设施。
6.12.3.3辅机冷却水系统
两台机辅机冷却用水量为1516m3/h;LCBM方8000kW小汽轮机冷却用水为1760m3/h(暂定)。
本工程辅机冷却用水采用带机力通风冷却塔二次循环供水系统,循环水压力进水管、回水沟采用母管供回水。
两台机组配2台机械通风冷却塔、2台辅机循环水泵,冷却后的水由水泵升压后送至主厂房供辅机冷却,升温后返回机械通风冷却塔冷却,再循环使用。
辅机循环水顺水流布置为吸水池→辅机循环水泵→出口蝶阀→循环水压力进水管→辅机冷却器→循环水压力回水沟→机力冷却塔→滤网→钢闸板门→吸水池。
本工程拟将辅机循环水泵布置在综合水泵房中,泵房内布置2台辅机循环水泵。
根据辅机循环用水对水量和水压的要求,辅机循环水泵采用卧式离心泵。
其型式及主要技术参数如下:
型式:
单级双吸中开式离心清水泵;
流量:
1800m3/h
扬程:
25m
电动机功率:
220kW
6.12.4厂外取水构筑物及管线(暂定)
6.12.4.1取水构筑物
本阶段无水源相关资料,按地表水考虑,以下方案为暂定。
下阶段根据水源情况进行优化。
设置取水泵房一座,泵房内设置3台取水泵(单泵容量50%),其中2台运行1台备用。
厂外补充水管道采用2根焊接钢管。
补充水管由补充水泵房引出,进入电厂厂区净水站,处理后供各用水点。
6.12.4.2补给水管道
补给水管道暂考虑采用2根DN300的焊接钢管,单根过流70%容量。
补充水管由补充水泵房引出,进入电厂厂区。
6.12.5厂区公用水系统
6.12.5.1原水预处理系统
本工程补充水接入厂区后,先经净水室处理,处理合格后接入综合水泵房辅机循环水泵吸水池及冷却塔塔底水池。
净水室中设有一体化高效全自动净水设备2套,单套设备处理能力80m3/h;助凝剂加药装置,凝聚剂加药装置各一套。
净水室长×宽×高=12.0m×18.0m×6.50m,地上结构。
6.12.5.2生产、生活给水系统
1)生活、生产用水量
本期工程生活用水最大秒流量为6.49L/s,最大小时用水量为23.4m3/h。
电厂生活用水量按5m3/h计,
2)综合水泵房
本工程设综合水泵房1座,泵房内设:
1套变频自动供水设备1套,辅机循环水泵2台,排污泵2台,设备规范如下:
变频自动供水设备:
Q=24m3/h,H=50m,配电机N=4.4kW,U=380V;
辅机循环水泵2台:
Q=1800m3/h,H=25m,配电机N=220kW,U=10000V;
化学专业水泵3台:
详见化学专业;
排污泵2台:
Q=15m3/h,H=15.0m,U=380V;
补充水泵房速o综合水泵房,长×宽×高=27.0m×6.0m×7.0m,地下部分深2.0m,地上部分高5米。
为方便泵房内设备的安装与维修,安装电动单梁悬挂起重机1台,起重量3t,起升高度7m,起重机跨度3.5m。
综合水泵房前设1座800m3辅机循环水泵吸水池,1座800m3化学补充水泵吸水池,水池尺寸长×宽×高=14.8m×14.8m×4.0m,内设50m3的生活水池。
设置潜水电泵1台,供水池检修时排空用。
6.12.5.3排水系统
厂区排水系统分为雨水排水、生活污水、工业废水排水。
厂区排水采用分流制,即生活污水管道系统,工业废水管道系统和雨水管道系统。
1)生活污水系统
厂区生活污水由管道汇集后自流至生活污水处理设施,经过处理后回用于厂区绿化及道路清洗。
2)工业废水系统
生产废水主要指酸碱废水及其它工业废水等。
厂区符合排水要求的生产废水由管道汇集后自流至排水泵房前池,经提升排至厂外河道。
3)雨水系统
本阶段雨水暂按经厂区雨水管道收集后进入排水泵房前池,由雨水泵升压后排至厂外河道
4)排水泵房
厂区雨水和生活污水、工业废水共用一座排水泵房,长×宽×高=18.0m×6.0m×11.50m,地上5.0m,地下6.5m。
泵房内共设2大2小共4台雨水排水泵,2台工业废水排水泵,规范分别如下:
大雨水泵:
Q=1500m3/h,H=15m,N=90kW,U=380V;小雨水泵:
Q=500m3/h,H=15m,N=45kW,U=380V;工业废水排水泵:
Q=50m3/h,H=15m,N=5.5kW,U=380V。
雨水泵及工业废水泵的启停与排水泵房内水池水位联锁,由水位继电器自动控制,并可在泵房内就地操作。
6.13消防系统
6.13.1规范和规定
《燃气-蒸汽联合循环电厂设计规定》(DL/T5174-2003)
《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-2000)
《火力发电厂水工设计规范》(DL/T5339-2006)
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)
《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》(DL/T5427-2009)
《自动喷水灭火系统设计规范》(GB50084-2001)(2005年版)
《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)
《水喷雾灭火系统设计规范》(GB50219-95)
《电力设备典型消防规程》(DL5027-93)
《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)(2009年版)
《泵站设计规范》(GB/T50265-97)
《室外给水设计规范》(GB50013-2006)
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)
6.13.2主要设计原则
消防设计要确保电厂的生产安全,保证电厂职工的人身安全和财产的安全。
贯彻“预防为主,防消结合”的方针,在设备与器材的选择及布置上充分考虑预防为主的措施。
在建筑物的防火间距及建筑结构设计上采取有效措施,预防火灾的发生与蔓延。
同时设立完善的消防系统和火灾探测报警系统,发生火灾时能及时报警,并采取有效的扑救措施。
本工程电厂消防系统包括消火栓消防系统、自动喷水系统、燃气轮机气体消防系统及火灾自动探测报警及自动控制系统。
消防水源由经预处理后的原水供给,消防供水系统与LCBM方合用,并能满足燃机电厂系统要求,由LCBM方设计消防泵房及消防水池,LCBM方与我院的管道接口位于LCBM区域外1米。
本工程主厂房周围设置室外消防管网成环状。
主厂房内设环状水平管网,消防竖管引自水平环状管网。
主厂房室外消火栓间距不超过80m,其它区域不超过120m。
主厂房室内消火栓间距不超过30m。
室内灭火器按《建筑灭火器配置设计规范》配置。
燃机采用燃机厂家提供的用于燃机的成套低压CO2系统,包括首次灌注CO2。
对燃机和汽机主变压器采用移动式干粉灭火器。
变压器、主厂房油系统设事故排油池。
电气设备间、通讯机房、工程师室及网络室、主厂房的10kV及380V配电装置、继电器室、直流设备间及蓄电池室等采用移动式干粉灭火器。
煤层气前置模块、调压站等活在爆炸危险区域设置可燃气体探测器并报警,对重要的电器电子设备充分考虑防爆要求,并配备有相应的移动式灭火器
在重点防火区域设置火灾报警及消防装置。
本期工程暂计列1辆消防车的投资,与LCBM区域共用消防站,统一管理。
6.14采暖通风及空调系统
6.14.1与LCBM厂设计分界
负责电厂厂区建筑物的采暖通风及空调系统设计,且电厂厂区采暖加热站为LCBM厂区建筑物采暖提供热源,热网管道送至设计分界外1m。
6.14.2气象参数
室外计算干球温度:
冬季采暖:
-13℃
冬季通风:
-9℃
夏季通风:
26℃
冬季空调:
-16℃
夏季空调:
2
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 煤层气 热电 联产 项目 可行性研究 报告