秸杆发电收集半径分析毕业论文.doc

目录摘要1综述.11.1秸秆发电的背景.11.2秸秆发电的重要意义.41.3秸秆发电的前景展望.42秸秆的物理特性.53收集半径的确定.63.1秸秆资源可收集系数.63.2秸秆资源可供应系数.73.3收集半径的计算方法.74目前国内外应用的三种秸秆收集方式.85收集方式的比较.95.1收集模型.95.2成本比较.105.3时间比较.125.4运输车辆数比较.126三种收集方式的优缺点.137储存方式比较.148秸秆焚烧发电项目的技术经济分析.159结论与建议.18参考文献.2011综述1.1秸秆发电的背景能源是现代社会赖以生存和发展的基础，也是制约国民经济发展的重要因素。人类正面临着巨大的能源与环境压力。当今的能源工业主要是矿物燃料工业，包括煤炭、石油和天然气。矿物能源的应用推动了社会的发展，其资源却在日益耗尽；世界石油探明储量约1.27×107万吨，世界煤炭探明储量约1.4×108万吨，按目前技术水平和开采量计算，石油可开采40年，煤炭可开采200年，天然气可开采60年；当今人类对于化石能源的极大依赖，不仅对人类赖以生存的环境带来了严重的污染，而且由于这种能源逐渐匾乏，成为未来社会的潜在危机。能源短缺和环境污染已成为全社会普遍关注的焦点。中国属于能源高消费国家，主要以煤炭、石油等化石燃料为主，能源结构不合理。煤炭消费占一次能源消费比例高达75%，为世界煤炭消费占一次能源消费比例的三位左右1。目前，我国的能源生产和消费均居美国之后的第二位。长期以来，能源结构以煤炭为主。2004年，我国一次能源生产总量1.85×105万吨标准煤，一次能源消费总量1.97×105万吨标准煤。其中，化石能源超过90%，煤炭消费量1.87×105万吨，原油2.9×104万吨，天然气4.15×106万米3。2005年，我国一次能源生产总量达2.06×105万吨标准煤，能源消费总量达2.22x105万吨标准煤，其中，煤炭消费达到2.14×105万吨，化石能源总量超过90%。同时我国也是化石能源非常短缺的国家，一次能源资源情况也不容乐观，人均煤炭资源约90吨，仅为世界平均水平的55.4%，人均石油可采储量2.6吨，为世界平均值的11.1%；人均可开采天然气1.074×103米3，为世界平均值的4.3%，远远低于世界人均水平2。此外，近期内我国石油产量也不可能大幅增加，我国煤炭资源虽然比较丰富，但探明程度很低，尚未利用的经济精查储量中绝大部分分布在干旱缺水且距离消费中心较远的中西部地区，开发、运输和利用的难度增加。常规能源总的特点：(1)能源消费总量大，增长快9，GDP占世界的4%，消耗了世界30%的主要能源和原材料。由表1-1可知：连续3年GDP增长>9%，2表1-1中国2002-2003年能源消耗情况(2)能源储量少、分布不合理、能源短缺9，表1-2表明：煤剩余可采储量1.9×107万吨，石油25×105万吨，天然气2.3×109万米3。2004年煤产量1.9×105万吨，大煤矿采收率、小煤矿采收率1015%（国外75%），去年采了近2.0x105万吨，等于消耗了约6.0x105万吨煤资源，这意味着只够采30年。石油剩余可采购储量3.27×105万吨，占2.3%，2004年产量1.7×104万吨，可采19年。天然气剩余可采储量1.3×108万米3，占0.9%；2004年产量3.8×105亿米3，可采30年。由于分布不合理，导致运力紧张。表1-2中国2004年能源预测种类剩余可采储量2004年产量剩余可采年数煤（万吨）1.9×1071.9×105100石油（万吨）2.5×1051.7×10419天然气（亿立方米）2.3×1093.8×10630我国能源与环境问题尤为突出，矿物能源的无节制使用，引起了日益严重的环境问题，如导致全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈碳平衡、释放有害物质、引起酸雨等自然灾害。煤炭的过量生产和消耗造成了严重的环境污染和生态破坏，废气排放中约90%的S02、85%的C02和67%的NOx，以及80%的烟尘都是由于利用煤炭造成的。矿物能源消费产生大量的污染物:CO、S02、C02和NOx是大气污染的主要污染源。我国S02的年排放量已超过能源消费大国美国，燃煤产生的S02、NOx等导致全国82个城市出现过酸雨，面积己达国土面积的30%，有48个城市的S02超过国家二级排放标准。许多城市的氮氧化物有增无减，其中北京、广州、乌鲁木齐和鞍山等城市超过国家二级排放标准。由于污染引起的酸雨造成的经济损失约占全国GDP的2%。由于大量燃烧煤炭等矿石燃料，大气中的二氧化碳浓度增加，这是20世纪地球变暖的主要原因，造成了所谓的“温室效应”。因此，限制和减少化石燃料燃烧产生二氧化碳等温室气体排放，已成为国际社会减缓全球气候变化的重要组成部分。举世关注的京都议定书已于2005年2月开始生效，这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。我国是世界上C02第二大排放国，排放量占世界总量的11%，仅居美国的22%之后。中国在90年代碳排放量已达10×104万吨，到2015年碳的排放量可能达到1.78×104万吨(DOE/IEA数据)，可能是届时世界上最大的排放国。尤其是我国种类2002消费量2003消费量增长率煤（万吨）1.37×1051.64×10519.86%石油（万吨）2.48×1042.71×1049.47%天然气（亿立方米）2.92×1023.39×10216.10%电力（亿千瓦时）1.63×1041.90×10416.53%3八亿农民都趋向使用化石燃料，不仅我国的能源供应会越来越紧张，环境的压力也不可承受。虽然京都协议书中对我国温室气体的减排没有明确要求，但也必须承担起相应的责任。随着全球工业化的快速发展，一次性能源(如：石油、煤炭、天然气)的消耗量不断增加，能源与环境问题已经严重制约了我国经济社会的全面可持续发展，因此开发利用生物质能将是必然趋势。我国是典型的农业大国，秸秆资源相当丰富。秸秆通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其他农作物在收获籽实后剩余的部分。农作物光合作用的产物有一半左右存在于秸秆中，秸秆富含有机质和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种养分，是一种具有多种用途的可再生生物资源3。根据我国地理分布和气候条件，南方地区水域多、气温高，适合水稻、甘蔗、油料等农作物生产，北方地区四季温差大，适合玉米、豆类和薯类作物生长，故播种面积大于其它地区4。我国秸秆产量约占全世界秸秆总量的30%。每年农作物秸杆资源量约占我国生物质能资源量的近一半5。秸杆在我国农村生活用能中占有重要地位。1998年，我国可用作能源量的秸秆量为3.5×104万吨，占秸秆总产量的58.7%。预计在2000年到2010年期间，我国每年秸秆资源的可获得量为3.5×104到3.7×104万吨，相当于1.7x104万吨标准煤7。如果将这些秸秆资源用于发电，相当于9.0×103万千瓦火电机组年平均运行5.0×103小时，年发电量为4.5×107万度6。随着人民生活条件的提高，焚烧秸秆现象时有发生。为了解决焚烧秸杆所带来的难题，国家有关部委及各级地方政府多次发文要求禁止焚烧农作物秸秆，农作物资源的有效利用已成为我国农业可持续发展的重要问题。采取有效的技术措施，开发利用秸秆资源，已引起国家的高度重视。开发利用农作物秸秆将是实现我国全面小康和建设社会主义新农村的重要支撑。农作物秸秆发电技术，不仅为农村提供更多电力，更有意义的是将使农作物秸秆资源的商品化成为可能。需采取措施将当地丰富的农作物秸秆资源转化成高品位的能源，解决这些地区用电用能问题，可大大促进中国农村地区能源短缺局面，促进当地经济发展，对加快我国的农村建设和社会稳定具有重要意义。2003年，我国电力生产总量1.73×108万度，用电缺口6.3×102万度，目前我国还有5千多个无电村8，总体上我国电力的生产增长低于全国经济的增长，随着经济的高速发展及农村用电需求的启动，随时会出现局部地区电力紧张的情况。2004年，我国煤的产量为1.78×105万吨，消耗量为1.8×105万吨9，煤炭消费量的增加，加上交通运输的瓶颈阻碍，使得煤炭供应愈显紧张，所以应利用新能源、可再生能源，以便缓解能源紧张的现状。国内外对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和资源的开发利用给予了极大的关注，农作物秸秆资源是一种可以与环境协调发展的能源，具有巨大的发展潜力。首先，秸秆发电在可再