生物质能发电项目可行性分析报告.pdf

生物质能发电项目可行性研究报告目录1概述.11.1 项目概况及编制依据.11.2 研究范围.21.3 城市概况.21.4 农业发展及农林生物质利用概述.21.5 项目建设必要性.21.6 主要技术设计原则.51.7 工作简要过程.62农作物秸秆资源状况.82.1 生物质资源情况.82.2 燃料成分分析.92.3 燃料收购价格.103 电力系统.123.1 概述.123.2 与电网的联接.123.3 电力平衡.124机组选型.144.1 秸秆发电方式的选择.144.2 建设规模.154.3 装机方案.164.4 主要设备相关参数的确定.174.5 主要设备的选型.174.6 热经济指标.215 厂址条件.235.1 厂址概述.235.2 交通运输.245.3 电厂水源.246工程设想.266.1 全厂总体规划及厂区总平面规划布置.266.2 燃料供应系统.316.3 燃烧系统.346.4 热力系统.386.5 主厂房布置.416.6 除灰、渣部分.426.7 供、排水系统.446.8 化学水处理系统.486.9 电气部分.516.10 热力控制部分.596.11 土建部分：.637环境保护.677.1 概述.677.2 气象、水文条件.677.3 生态环境现状.687.4主要污染物及执行标准.707.5 污染物的防治.707.6 绿化.757.7 监测与管理.757.8 环保投资估算.757.9 环境影响评价.768 消防、劳动安全与工业卫生.788.1 设计依据.788.2 消防.808.3 防爆、防重大事故措施.838.4 防尘、防毒、防化学伤害.848.5 防电伤、防机械伤害.858.6 防暑与防寒.858.7 防噪声、防振动.858.8 抗震.868.9 其它安全措施.868.10 劳动安全及工业卫生机构与设施.868.11 综合评价.869节约和合理利用能源.889.1 年节标煤量.889.2 主要节能措施.8910 劳动组织及定员.9110.1 秸秆供应系统.9110.2 发电厂部分.9110.3 人员定额.9111工程项目实施的条件和轮廓进度.9312投资估算及财务评价.9512.1 投资估算.9512.2 财务评价.9613 工程招标.10013.1 设计依据.10013.2 项目招标初步方案.10013.3 招标的组织和工作.10313.4 评标的组织和工作.10514风险分析.10614.1 风险因素.10614.2 风险程度.10814.3 控制风险的对策.10815 结论.11015.1 结论.11015.2 建议.112附图目录序号图名图号1厂址地理位置图2006-9R143K-012厂区总平面布置图（方案一）2006-9R143K-023厂区总平面布置图（方案二）2006-9R143K-034原则性热力系统图2006-9R143K-045原则性燃烧系统图2006-9R143K-056主厂房底层平面布置图2006-9R143K-067主厂房运转层及以上各层平面布置图2006-9R143K-078主厂房横断面布置图2006-9R143K-089主要设备明细表2006-9R143K-0910燃料输送系统工艺流程图2006-9R143K-1011上料系统布置图2006-9R143K-1112除灰系统图2006-9R143K-1313原则性电气主接线图2006-9R143K-1414原则性化学除盐水系统图2006-9R143K-1515原则性供水系统及水量平衡图2006-9R143K-16发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）1概述1.1 项目概况及编制依据1.1.1 项目概况项目名称：生物质能发电项目；项目主办人：地址：生物质能发电项目是利用农作物秸秆作为燃料，通过秸秆锅炉产生蒸汽 然后进入汽轮发电机组发电的项目。项目拟建规模为2x75t/h中温、中压 秸秆锅炉+2xC15MW抽凝式汽轮发电机组。预留增加一台75t/h中温、中压 秸秆锅炉的条件。受发电有限公司的委托，对该公司秸秆发电项目进行可行性研究报告的 编制。1.1.2 编制依据1）设计委托书；2）热电联产项目可行性研究技术规定，国家发展计划委员会,国家经贸委、建设部计基础2001 26号,2001年1月11日；3）中华人民共和国可再生能源法，2005年3月1日；4）现行国家有关的规程、规范、规定；5）农林生物质直燃及气化发电项目可行性研究和可行性研究报 告编制内容要求（讨论稿）。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所1发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）1.2 研究范围本可行性研究报告论证范围包括：项目厂址选择、建设规模的确定、厂 区总平面布置、厂内交通、机组选型、工艺系统、燃料供应系统、除灰渣系 统、电气系统、供排水系统、化学水处理系统、热工自动化及环境保护、消 防、安全等方面进行论证，并作出相应的投资估算和经济效益分析。1.3 城市概况1.4 农业发展及农林生物质利用概述是个传统农业大市。农业基础比较雄厚，先后两度进入全国农村综合实 力百强市（县）行列，农林牧渔总产值居全国前列，盛产粮、棉、油、茧，农业经济水平居全国领先位置，被列为国家优质商品粮基地、全国优质棉生 产基地和全国首批无公害农产品生产基地。在发电厂收购半径20公里范围内，粮棉种植面积为36749公顷，秸秆 年生产总量551235吨,秸秆可获得量413832吨,占生产量的75.1%,其中 麦子种植面积占45.7%、油菜占4.3%、水稻占41.4%、棉花占6.4%、玉米、大豆占2.2%.除棉花杆、大豆杆用于作燃料外，其余秸秆均可获得。当收购半径扩大到30公里，年可提供秸秆100万吨。1.5 项目建设必要性1.5.1 是缓解“能源危机”、实现能源可持续发展的需要随着社会、经济的不断发展和人口数量的不断增长，世界各国对于能源 的消费和需求不断攀升，就世界煤、石油、天然气储量而言，煤只能用230 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所2发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）年，石油只能用44年，天然气只能用62年。“能源危机”引起了能源进口 国家对能源安全供应的高度关注，可再生能源技术的研发受到广泛重视，并 且取了突破性进展。自上个世纪90年代始，发达国家提出减少（%排放以应 对全球气候变化问题，进一步成为发展可再生能源的巨大驱动力，使可再生 能源大规模产业化得到了迅速发展。我国是世界上最大的发展中国家，也是目前经济发展最为迅速的国家，能源发展战略始终在我国的经济发展中占有重要地位。在世界的总储量中，我国的煤炭占11%,天然气占0.7%,石油占1.8%。能源的相对短缺和能源 结构的不合理以及在能源开发与利用过程中的低效率所造成的能源浪费和 环境污染，正成为我国经济与社会可持续发展的重要制约因素。我国政府一 直关心、重视可再生能源的开发和利用，尤其是“八.五”计划以来，政府 又把它作为一项重要的战略措施列入“中国21世纪议程”和国民经济发展 的“九.五计划和远景目标纲要”。1995年，我国政府批准了国家有关部门提 出的“关于新能源和可再生能源发展报告”和“19962010年新能源和可再 生能源发展纲要”。2005年2月28日，第十届全国人大常委会第十四次会议通过了中华 人民共和国可再生能源法，并于2006年1月1日起施行。该法第三章第十 二条明确指出：国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列 为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术 产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用 示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步，降低可再生能源 产品的生产成本，提高产品质量。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所3发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告(报批稿)1.5.2 是环境保护的需要生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，是一种典型的可 再生能源。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍。而作为能源的利用量还不到其总量的1%,最有可能成为21世纪主要的新能 源之一。利用生物质能源替代石油、煤炭和天然气等燃料生产电力，可减少 对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。我国SO2排放空间有限，全国每年燃煤7亿吨，SO2的排放量就已达到上 限。由于SO2的污染，酸雨已危害30%的国土面积。2003年仅酸雨危害这一 项使农、林作物损失高达220亿元，SO2的污染更危及人民身体健康。由于生 物质中硫的含量仅是煤的1/10左右，故利用秸秆发电可以大大减少SO?的排 放。秸秆发电产生的co2,在农作物生长过程中通过光合作用又被农作物吸 收，循环使用。因此，利用秸秆发电CO2排放量可视为零，可以大量地减少 温室气体C()2对环境的影响。目前，世界上瑞典、葡萄牙、丹麦、芬兰等国家大量利用可再生能源发 电，其发电量占电力消费总量的25%50%,丹麦目前已建立了 130家秸秆发 电厂。1.5.3 是实现秸秆资源综合利用的需要农作物秸秆是生物质能源的重要组成部分，长期以来，农作物秸秆的利 用并未引起人们的高度重视，浪费现象十分严重，主要用于炊事，部分用于 饲料和造纸原料，一部分用于堆退还田。改革开放以来，由于农业机械化及 农村生活水平提高，农村能源结构迅速改变，电、油、煤、液化气等化石能 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所4发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）源使用比重不断上升，随着农业机械化的发展，大牲畜饲养量不断减少，加 上本地区肉畜饲养规模不大，秸杆作为生活燃料和饲料的比重大幅度减少，随着化肥的大量使用，秸秆堆返还田量也在大量减少，每年农作物秸秆大量 剩余。多年以来，每到夏收季节，村村点火，处处冒烟，危及交通安全，危 害居民健康，田野焚烧秸秆已成为社会一大公害。因此，秸秆利用问题已不 仅仅是一个环境保护和资源综合利用问题，而且已关系到了人民群众的健康 及生命财产安全。农村能源的发展与农民生活水平的提高密切相关，当地生态环境的保护 和整个农村经济的可持续发展也是紧密联系在一起的。为了解决能源的日益 紧张和生物质能源的大量浪费并造成环境污染这一矛盾，各级政府采取了不 少措施，鼓励农民开展秸秆的综合利用。无奈秸秆量太大，每年仍有大量秸 秆积存，需要通过工业化方式利用。因此，在 市 建设的秸秆发电厂，清洁、高效地利用被废弃的秸 秆进行发电，是实现秸秆工业化方式综合利用的有效途径。此举既为当地经 济发展提供了电力能源，又减轻了大气污染，更增加了农民收入，改善了城 乡面貌，化害为利，一举多得。1.6 主要技术设计原则根据国家能源政策，结合具体情况，为达到节约能源、改善环境,合理控制工程造价、提高经济效益的目的，确定以下设计技术原则：1）报告内容及深度符合中华人民共和国国家发展和改革委员 会令2004第19号的要求。2）在拟定厂区总平面布置方案时，除满足工艺流程需要外，尚东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所5发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）需考虑与周边环境的总体协调。3）工艺系统采用可靠、先进的技术设备。4）控制系统采用DCS控制系统，控制设备国内采购。5）厂址区域地震基本烈度为7度。本工程按抗震设防烈度7度设 计。6）大件运输方案考虑以公路为主。7）发电设备年利用小时数按5300小时。8）烟气排放按火电厂大气污染物排放标准（GB13223 003）中资源综合利用电厂的第in时段要求执行。9）努力降低造价，提高经济效益。10）严格遵循国家颁布的有关规程、规范。1.7 工作简要过程2006年9月12日，我院接受 发电有限公司对“发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告”进行编制的委托，随即组成了该 项目的工程设计组，开始进行本项目可行性研究报告的编制工作。工程组设 计人员踏勘了拟建的 发电有限公司生物质能发电项目现场，在有关领导和 发电有限公司有关人员的组织下，对项目所在区域的生物质资源、交通、水资源、电网接线和地形等进行了详细认真的考查和调研，在 收集、整理资料和分析、比较的基础上，根据中华人民共和国国家发展和 改革委员会令2004第19号和中华人民共和国可再生能源法的要求,编制了本项目可行性研究报告。发展和改革委员会在 主持召开了项目可行性研究报告评审会，根据专 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所6发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）家评审意见进行了修改完善，出版了本项目可行性研究报告（报批稿），供 上级部门审批。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所7发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）2农作物秸秆资源状况2.1 生物质资源情况发电有限公司拟在 市 投资建设一座秸秆发电厂。为确保燃料收购供应，保障发电厂正常运行，合理确定建设规 模，市农业局以 为中心，对20Km半径内周边农户、乡镇 秸秆资源进行了全面详细的调研统计。在调查的20公里半径范围内。调查结果表明：秸秆主要以麦杆、稻杆为主，油菜杆、棉杆不超过生物 总量的5%o在收购半径20公里范围内，粮棉种植面积为36749公顷，秸秆生产总 量551235吨，秸秆可获得量413832吨，占生产量的75.1%,其中麦子种植 面积占45.7%、油菜占4.3%、水稻占41.4%、棉花占6.4%、玉米、大豆占2.2%.除棉花杆、大豆杆用于作燃料外，其余秸秆均可获得。农作物秸秆的可收购 比例决定了原料供应的可靠性和原料供应价格，可收购比例过低会造成生物 质能源利用不足和浪费，过高则造成原料供应紧张和原料价格的上涨。本项 目农作物秸秆的可收购比例根据收购的难易程度确定。农作物机械收脱率达到97.3%,周边8镇的机收率约在35%左右，人工收割率65%左右。随着 的示范推动，周边镇的机收率，到“十一五”期末，可望达到75%以上。按乡、镇划分的秸秆收购量见表2.1-L表2.1-1 供应范围内各乡、镇秸秆收购量表（吨）序号乡、镇粮食种植面积秸秆生产总量秸秆生产可收东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所8发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）（公顷）（吨）购总量（吨）13347502053765323563534454008333284492603694542736410403119053077461553461663254488103660773581537154028683442516303872293397509553821610351952785395881135495323539926总计367495512354138322.2 燃料成分分析燃料成分分析见表2.2-1表2.2-1 燃料成分分析表项目符号单位稻草小麦设计燃料全水Mt%13.414.113.75空气干燥基水分Mad%7.979.318.64干燥无灰基挥发分Vdaf%79.1379.7379.43收到基灰分Aar%8.326.837.58收到基碳car%37.9838.8238.4收到基氨Har%4.724.754.74收到基氧Oar%34.7535.1234.93收到基氮脂%0.730.270.50收到基全硫St.ar%0.100.110.10氯Clar%0.6810.928收到基高位发热量Qgr.arMJ/kg14.9615.31收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg13.6814.0113.845灰熔点DT10201090东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所9发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）项目符号单位稻草小麦设计燃料ST10501110HT10701120FT10901130灰成分SiO2%60.2344.51A12O3%5.348.93Fe2O3%1.033.14CaO%5.629.27MgO%5.997.08Na2O%1.792.00K2O%12.9918.74TiO2%0.01 0.01SO3%2.264.00MnO2%0.1190.153P2O5%4.2651.5572.3 燃料收购价格燃料收购价格的测算以现状调查为基础，考虑一定的涨价因素为 原则。据调查，秸秆的田间收购价为85100元/吨，打捆人员工资 和企业利润60-80元/吨，运费在收购半径20公里范围内水路为 20-40元/吨，考虑到运输距离和收购难易程度不同，秸秆送到电 厂加权平均价定为210元/吨。根据项目所在地区域的调查论证，结论如下：1、以发电厂为中心的20公里范围内燃料资源丰富，总可利用燃 料数量约为41.4万吨。收购半径扩大到30公里，年可提供秸秆100 万吨。发电厂年耗秸秆17.36万吨，秸秆数量能满足电厂需求，资 源供应保障系数 0.18。2、在 市镇及周边区域，种植能源植物是调整农业结构，实 现订单经济农业的措施。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所10发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）3、依靠 市镇及周边区域自然资源优势，有效地利用丰富的秸秆资源，能改变生态环境，同时能解决部分农民的就业。4、实施规模化设点收购，实行订单农业形式，形成良性循环，农作物秸秆市场化，减少中间环节让农民得到经济实惠，可保障电厂 燃料有计划供应。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所11发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）3电力系统3.1 概述发电有限公司生物质能发电项目位于 市 工业园，该地区电网属华东电力系统江苏电网。电厂附近有一座青蒲变，此变电所在电厂 建成前由35kV变电所改造为llOkV变电所。为了保证电厂安全可靠运行，电厂需与系统并列运行，因此本期在厂内新建升压站一座，两回联络线接入 系统。3.2 与电网的联接发电有限公司生物质能发电项目装机容量为2 x 15MW,考虑本工 程装机容量和附近接入点的情况，电厂以HOkV的电压等级接入系统。本期 一回（终期两回）110kV联络线互为备用的并网方式，供电可靠性较高。本期 一回联络线接入HOkV青蒲变（2007年建成）HOkV母线。电厂内建设一座 llOkV升压站，设置两台主变，容量都为20MVA。HOkV接线为单母接线，电 厂第一解列点为UOkV联络开关,设微机型低周低压解列及HOkV线路保护,后备解列点设置在发电机出口开关。第一并列点设在发电机出口开关处，第 二并列点设在主变HOkV侧开关，两台主变均采用无载调压变压器。远动通 信介质采用光纤，一主一备两个通道接入地区电力通信系统。发电机及HOkV 并网线路的有功、无功、电流、电压、电量、蒸汽量、HOkV开关位置信息、发电机开关的位置信息及保护动作信息均需送至当地电网调度部门。3.3 电力平衡根据负荷预测和 发展规划进行了电力平衡计算，见下表：东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所12发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）序号项目2006 年2010 年2020 年1最高负荷（千瓦）2.6万6.0万10.0 万2生物质电厂3.0万3.0万3厂用电率10%10%地区电力盈亏表电力盈亏T.2万-2.7 万-6.7由负荷预测及电力平衡表可知，随着该地区经济的飞速发展，负荷将迅 速增加，在相当长的一段时间内不会出现电力负荷大量富裕的现象，该地区 电力主要由系统供电。热电厂拟两回联络线接入青蒲变，所发电量全部上网,规划的热电厂所发电量虽不能彻底改变该地区供电状况，但却是对该区域电 网有益的补充。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所13发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告(报批稿)4机组选型4.1秸秆发电方式的选择秸秆发电方式，目前主要有以下4种：(1)秸秆焚烧锅炉+汽轮发电机组；(2)秸秆气化装置+燃气轮机发电机组+余热利用装置;(3)秸秆气化装置+内燃发电机组+余热利用装置；(4)秸秆气化装置+燃气锅炉+汽轮发电机组；4种方式技术经济比较见表4.1-1：表4.1-1 秸秆发电方式比较表项目方式1方式2方式3方式4热效率27%31-34%26%20%投资 9000 元/kw20000 元/kw8000元/kw 9000 元/kw运行可靠性可靠可靠有待提高可靠对原料要求粒度6mm含水量18%粒度 6mm含水量18%粒度6mm含水量18%粒度6mm含水量18%操作复杂程度简单复杂较复杂较复杂设备供应全部国产低热值燃气轮机需引进全部国产全部国产由上表可以看出，方式2虽然热效率较高，但需从国外引进设备,总投资比其它方式大很多，且建设周期长，操作运行及维护工作复杂,投资回收期也较长。方式3热效率较低、目前秸秆气化产生的燃气焦 油处理问题尚未完全解决；国产燃秸秆气内燃机最大容量仅为400kW,且缺少长期连续运行的业绩。方式4热效率最低，投资较高。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所14发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）2006年初，我国一些锅炉制造厂相继开发出燃秸秆锅炉，且有 对锅炉可靠性的承诺，造价仅为国外同容量产品的20%25%,大大降 低了工程投资。而且与其它方式相比，运行可靠，操作维护简单，投 资回收期短，考虑到农村的实际情况，本项目可行性研究报告推荐选 用方式L4.2 建设规模国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，通过制 定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动可再生能源市 场的建立和发展。我国将提高可再生能源在能源结构中的比例，到 2010年达到10%,到2020年达到16%左右，需要投资8000亿元左 右。根据国家能源领导小组编制的可再生能源发展规划，到2020 年，生物质发电将达3000万千瓦规模。国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法 保护可再生能源开发利用者的合法权益。国家鼓励和支持可再生能源并网发电。电网企业应当与依法取得 行政许可的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖 范围内可再生能源并网发电项目的上网电量。因此，可再生能源项目的建设规模主要取决于原、燃料的供应情 况。根据本区域农作物秸秆的可收购量，以发电厂为中心的20公里 范围内燃料资源丰富，总可利用燃料数量约为41.4万吨，确定本项 目的秸秆锅炉建设规模为：2x75t/h秸秆锅炉，或lxl50t/h秸秆 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所15发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）锅炉，额定蒸发量时年消耗秸秆约17.36万吨。4.3 装机方案4.3.1 装机方案考虑到本项目的性质是可再生能源发电，装机方案的选择应以充分利用 秸杆资源发电为主，积极发展供热，实施热电联产，实现资源效益、节能效 益、环保效益和经济效益最大化。根据本区域的秸秆资源量，考虑发电兼顾供热，本生物质电厂可考虑以 下4种装机方案：方案一:2x75t/h锅炉+2xC15MW抽汽机组 方案二：2x75t/h锅炉+lxC30MW抽汽机组 方案三：lxl50t/h锅炉+2xC15MW抽汽机组 方案四：lxl50t/h锅炉+lxC30MW抽汽机组4.3.2 装机方案比较方案一：供热灵活，可靠性高，机、炉容量较低，经济性略低。但锅炉、汽机都为2台，机组安全可靠性较高，发电供热保障性高，具有较高的年利 用小时数，从而提高了电厂的效益。方案二：汽机容量大，热效率较方案一高，但因只有1台机，供热灵活 性、可靠性差。方案三：锅炉容量大，热效率较高，但汽机虽有2台，锅炉仅为1台，供热不可靠。方案四：锅炉、汽机容量大，热效率较高，但因1台150t/h锅炉和1 台C30MW机组，供热灵活性、可靠性差。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所16发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）综上所述，对于兼顾供热的秸秆电厂，为了确保供热的可靠性，设计推 荐按方案一考虑：即2x75t/h秸秆锅炉配2xC15MW抽汽式汽轮发电机组。4.4 主要设备相关参数的确定根据本区域秸秆资源调查，秸秆以稻草、麦秆为主，为减少秸秆锅炉的 高温腐蚀，延长锅炉受热面的使用寿命，故秸秆锅炉的出口蒸汽温度宜选为 450o目前，中温15MW抽凝式汽轮机的参数有中温中压（3.43MPa、435）及次高压、中温（4.9MPa、4350c）2种。中温中压与次高压、中温参数汽轮 机热耗相差很小，但前者厂用电较少，全厂材料费用也省，故蒸汽压力宜选 中压，即发电厂机、炉选择中温中压参数，相应的抽凝式汽轮机，型号为 C15-3.43/0.981,配 15MW 汽轮发电机。4.5 主要设备的选型4.5.1 秸秆锅炉的选型目前，国产秸秆直燃锅炉分为3种类型，循环流化床锅炉、振动炉排锅 炉和振动炉排+悬浮燃烧锅炉。秸秆直接燃烧技术之一：流化床燃烧技术燃料在流化床中运动形式与层燃炉和煤粉炉有明显区别。流化床的下部 装有布风板，空气从布风板下面的风室向上送入，布风板的上方堆有一定粒 度的固体燃料层，为燃烧的主要空间。控制气流速度，保持料层的流态化，是稳定燃烧的关键的因素。流化床燃烧技术对燃料的适应范围广，但在使用 流化床燃烧农作物秸秆时，由于床料通常使用的石英砂（主要成分为SiO2,熔点在1450C以上）可与秸秆灰中的电或K2c发生反应，形成熔点在 874。和764。低温共熔混合物，易引起其与床料相互粘结的问题，导致流化 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所17发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）床温度和压力的波动，应引起足够重视。循环流化床锅炉采用床下热烟气点火技术。锅炉燃烧空气分一次风和二 次风，分段送风，确保炉内床料合理流化及实现分组燃烧。锅炉的冷风分别 由一次风机、二次风机提供。一次风从一次风机出来后经一次风空预器由热 风道引入炉底水冷风室中，通过水冷布风板上的风帽进入炉内，促使床料流 化。二次风口设计在炉膛密相区上部，分三层送入炉膛，二次风经二次空气 预热器在前后炉墙送入炉膛实现分级燃烧。此外，还需要回料装置用高压风 机，用于循环物料的回送。秸秆直接燃烧技术之二：层燃炉燃烧技术秸秆平铺在炉排上形成一定厚度的燃料层，进行干燥、干僧、燃烧及还 原过程。空气（一次配风）从下部通过燃料层为燃烧提供氧气，燃料与二次 配风在炉排上方的空间充分混合燃烧。层燃炉的炉排包括水冷振动炉排、往 复炉排、两段式往复炉排、联合炉排等。水冷振动炉排是国外纯燃生物质锅炉应用最多、技术最成熟的炉排。水 冷振动炉排有水冷却，可有效地解决秸秆灰熔点低产生的结焦问题。生物质 燃料合灰量少，采用水冷振动炉排后可有效解决炉排因灰少而产生的烧坏炉 排片的问题。合理的配风结构，可保证适应多种燃料，适应燃料水分、热值 的波动。秸秆直接燃烧技术之三：悬浮燃烧技术在悬浮燃烧系统中，首先要对生物质燃料进行粉碎，颗粒尺寸小于2咖,含水率低于15%。经过粉碎后的生物质燃料与空气混合后喷入燃烧室，呈悬 浮燃烧状态。通过控制燃烧温度，使得燃料在较低过量空气系统下进行充分 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所18发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）燃烧。秸秆直接燃烧技术之四：炉排+悬浮燃烧技术结合上面炉排、悬浮两种锅炉的特点的混合燃烧方式。就目前状况而言，水冷振动炉排锅炉比循环流化床锅炉技术上更为成 熟，为保证本项目锅炉运行稳定，推荐采用水冷振动炉排锅炉。根据可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法（国家发改委发 改价格 2006 7号文），对于全用生物质发电的项目，电价为2005年脱硫 机组标杆电价加补贴电价组成，补贴电价标准为每千瓦时0.25元。而发电 消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目，视同常规能源发电项目，执 行当地燃煤电厂的标杆电价，不享受补贴电价。从充分利用秸杆资源，充分 享受国家优惠政策等考虑，锅炉采用全燃烧秸秆锅炉。75t/h中温、中压水冷振动炉排锅炉技术参数如下：锅炉额定蒸发量：75t/h过热蒸汽压力：3.82Mpa过热蒸汽温度：450水温度：150锅炉设计效率：90.6%排烟温度：145额定蒸发量时秸秆耗量：16.374t/h（低位热值 13845kJ/kg）4.5.2 热负荷本秸秆发电项目投资方一美国约瑟企业有限公司，还同时在相邻 厂址投资秸秆纤维乙醇项目。秸秆纤维乙醇项目为国家“十一五”计 东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所19发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）划鼓励发展项目，根据该项目的可行性研究报告，该项目所需热负荷 见表4.5-1热负荷调查表，热负荷最大为51t/h,平均为39t/h,最小为26t/ho折算到电厂出口蒸汽参数热负荷见表4.5-2,平均热 负荷为40t/ho表4.5-1热负荷调查表序号热用户压力MPA温度 热负荷（T/H）最大平均最小1秸秆乙醇0.8180513926表4.5-2折算到热电厂出口热负荷表序号热用户压力MPA温度 热负荷（T/H）最大平均最小1秸秆乙醇0.981306.6503825考虑热网损失x 1.055240264.5.3 汽轮发电机组的选型除了发电外，本秸秆电厂还负责对秸秆纤维乙醇项目供热，故选 用中压中温抽凝式汽轮发电机组。汽轮机参数为：型号：C15-3.43/0.981功率：15MW东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所20发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）推荐方案热经济技术指标见表4.6-1进汽压力：3.43MPa进汽温度：435额定进汽量：105.84t/h额定抽汽量：50t/h抽汽压力：0.981MPa抽汽温度：306.6热耗：9705kJ/kw.h给水温度：153发电机参数：型号：QF-15-2额定容量：15MW额定电压：10.5kV额定电流：1031A额定转速：3000r/min冷却方式：空冷功率因数：0.8励磁方式：无刷励磁4.6热经济指标表4.6-1 推荐方案热经济指标序号项目单位数 值东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所21发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）序号项目单位数 值1热负何执量GJ/h120汽量t/h402汽机进汽量t/h2 x 72.75=145.53汽机工业抽汽量t/h2 x 20=404汽水损失t/h2 x 2.25=4.55发电功率kW2 x 12750=255006锅炉蒸发量t/h2 x 75=1507发电年均标准煤耗g/Kwh4298综合厂用电率%8.69供单位热量用电量KWh/GJ6.7610发电厂用电率%5.511供电年均标准煤耗g/KWh45412供热年均标准煤耗Kg/GJ42.0213年发电量KWh/a1.3515 x 10814年供电量KWh/a1.236 x 10815发电设备利用小时H530016年供热量GJ/a61416417全年耗秸秆量t/a173565（折标煤 81988 吨）18年均全厂热效率%45.819年均热电比%126东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所22发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）5厂址条件5.1 厂址概述拟建 发电有限公司生物质能发电厂，位于江苏省 市，居于盐城、南通、泰州三市交界处。位于 市西南部，距市区约30公里，东邻海安市，南与姜堰市接壤，西与姜堰、兴化相连，北与本市的时堰镇、后港镇相邻，镇域总面积 75.平方公里,其中农业用地面积58275亩,占51.3%;集镇面积2181亩,占1.9%;村庄面积7347亩，占6.5%;弱质生态空间面积45807亩，占40.3%。现有1个镇区，1个居委会，17个行政村和一个水产场，112个村 民小组，2005年末总人口 43478 A,其中村庄居住人口 31793 X 农村居民 点布置相对较为松散，占地较大，成团状布局。村庄经济东部以农业生产为 主，西部村庄不锈钢产业较为发达。根据2006年2月委托省村镇建设服务中心编制的 镇村布局规划，规划集镇建设用地3450亩、工业集中区建设用地6000亩。拟建 发电有限公司生物质能发电厂，厂址位于 工业集中区北侧，北邻兴化市兴泰镇，西接姜堰市漆潼镇。厂界居于青一村处，即泰东 河以北，开庄港河以西，开庄小沟以南，229省道以东。厂址地形平坦，标高在3.5 3.8之间，现为农田。属江、淮和 黄河的冲积平原。地貌形态单一，土层系滨海-泻湖交替沉积，土层 厚度达25米，最底层为粉砂层，厚度约6米，地耐力为10 15t/小 地质状况稳定。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所23发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）东台依海而生，气候温和湿润，四季分明，日照充分，夏季高温多雨，冬季温和少雨，属于北亚热带湿润性季风气候，适宜多种动植物生存。年平 均气温14.5,无霜期220天，日照2232.7小时，降水量1020mm。历年来 全年的主导风向为E风，出现频率为10%;次主导风向为ESE、SE风，出现 频率为8%;静风频率为6%。厂址处百年一遇洪水位为3.48米（废黄河高程）。地震基本烈度为7度。设计基本地震加速度值为0.10g。厂址处无名胜古迹，无军事、通讯设施。5.2 交通运输水陆交通便利，东临新长铁路，204国道，北靠高兴东高速公路,南接328国道，229省道贯穿镇域南北，漆公路与其在镇域西部交汇，三 级航道泰东河沟通南北。100公里半径内有南通、盐城、如皋三个机场，同时有连云港、南通港、泰州港三大港口。省级三级航道泰东河穿越本镇，本项目的设备、材料、燃料主要通过泰 东河水路运输。5.3 电厂水源电厂的水源有市政自来水（0.19MPa）和厂区附近地表水两种。地表水 供给工业用水，自来水供给生活用水。本工程工业补水量为322.Or r iVh,生 活用水量为37nl3/d（最大日）。电厂附近地表水源取水点有两个，一个是厂址南面的泰东河，另一个在 厂址东面的开庄港河（系泰东河支流）。泰东河系省级三级航道，底高-4.0东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所24发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）-3.0米，底宽5080米，补给水源主要由长江引入，厂址处设有防洪堤，堤顶高为4.0米，100年一遇洪水位为3.48米，保证率为97%和95%的低水 位分别为0.9米，0.8米，常年正常水位1.25米。由于开庄港河为电厂燃料 运输码头，且在电厂下游，故本项目在泰东河边建一座补给水泵房，即可满 足全厂的工业用水量要求。年取水总量153m3。5.4 工程地质：东台系苏北平原地区，地质构造属扬子淮地台区。以海相碳酸盐和碎屑 岩为主的地台型地层，在印支一一燕山褶皱基础上形成了大陆相沉积盆地，即苏北-南黄海南部盆地。市境属江，淮河的冲击平原，地势比较平坦，但也稍有起伏，形成南高北低，东高西低的地貌，地面高程少数地区最高达 5.1米，最低为1.4米，大部分地区在2.6 4.6米之间。以范公堤为脊线，形成堤西与堤东两种地貌。堤西属于苏北里下河碟缘平原，东北高平，西南 低洼。堤东同属苏北海相堆积平原，东南高西北低。建设项目所在地地势平坦，地貌形态单一，平均高程3.5米，土层系滨 海-泻湖交替沉积，土层厚度达26米，最低层为粉砂层，厚度约6米，承压 力8地质状况稳定，该地区的地震烈度为7度，设计基本地震加速 度值为0.10g,属地震设防区。厂址地区地势平坦，厂址地面标高为3.5 4.0米。东南大学建筑设计研究院热电工程设计研究所25发电有限公司生物质能发电项目可行性研究报告（报批稿）6工程设想6.1 全厂总体规划及厂区总平面规划布置6.1.1 总平面布置原则1）按小型火力发电厂设计规范（GB 50049-94）、火力发电厂设计 技术规程（DL 5000-2000 X火力发电厂总图运输设计技术规程（DL/T 5032-2005）、建筑设计防火规范（GB50016-2006）、造纸行业原料场消 防安全管理规定（90）轻生字第65号文）和国家有关规定、规程进行 设计。2）按生产流程合理布局，功能分区明确，生产运行管理方便，布置相 对集中紧凑，节约用地。3）满足安全卫生、防火和运输等方面的要求。4）人流、物流分开，减少环境污染。5）鉴于本工程为新建电厂，需建相应的公用设施，在满足工艺要求的 前提下，尽可能使整体布局美观、整齐，并布置绿化带以美化环境，符合现 代化企业人文环境的要求。6.1.2 总平面布置方案概述发电有限公司生物质能发电项目位于 市。厂址东邻开