海伦市生物质热电联产可行性研究报告

第1章工程概况11项目概况为了促进可再生能源的开发利用，促进对生物质能的应用，改善环境状况，减少资源的浪费，中国自动化控制系统总公司与香港首龙集团有限公司经过缜密考察论证，决定共同出资在黑龙江省海伦市建设一座以秸秆为燃料的生物质热电厂。建设规模为275T/H中温中压秸秆特种锅炉；212MW单抽凝汽式汽轮发电机组。以发电为主兼顾集中供热。厂址位于海伦市城北工业园区内，距市中心区约15公里。地理坐标为东经12515，北纬4851。厂址西部距绥北公路约700米，北部紧邻新修的九三公路，路北侧是招商企业新建的九三糖厂；东部距东环路1200米，南部是规划公路，路南侧是海伦市水泥厂，毗邻的东侧是铁路林场，厂址南侧距乳品厂等企业的铁路专用线仅1200米。工程建设年限初步确定2009年4月开工，2009年9月1机组投运，2009年12月2机组投运。本工程集中供热建筑面积1025万平方米；敷设热网管线总长7372米，其中主干线长5854米，支线长1518米，管径DN400DN200；建设热力站8座。最大供热半径5854米。热网工程结合热电厂建设，计划2009年4月开工，2009年10月15日正式供热。12编制依据1中国自动化控制系统总公司与黑龙江省林业设计研究院签订的海伦市生物质热电联产工程项目申请报告委托函2中国自动化控制系统总公司与海伦市关于建设生物质热电厂的合作框架协议3海伦市生物质发电工程秸秆收集专题报告4海伦市集中供热规划（20062020）5海伦市热电联产规划（20072020）6海伦市电网“十一五”发展规划（20062020）7热电联产项目可行性研究技术规定8小型火力发电厂设计技术规范（GB5004994）9城市热力网设计规范（CJJ342002）10中华人民共和国可再生能源法11中华人民共和国节约能源法12电力建设有关法规、规程、规定13海伦市提供的有关文件和资料13工程范围本工程主要论证海伦市生物质热电联产工程项目建设的可行性，重点研究建厂的外部条件。工程范围主要包括燃料运输与供应、厂址选址及厂区地质地震情况调查、工程设想、厂区规划、接入系统、供水、除灰渣、热力系统、电气、热工自动控制、化学水处理、建筑与结构、采暖通风、城市热力管网及换热站、工程实施条件及轮廓进度、投资估算与经济效益分析等。对上述各系统和设施进行研究论证，提出推荐方案和结论。可研阶段由建设单位外委项目有电力接入系统设计；环境影响评价等。14海伦市概况141地理自然状况海伦市位于黑龙江省中部、绥化市域东北部。南起北纬4658，北至北纬4752；西起东经12614，东至东经12745。全境从东北到西南最长，约150公里，南北较短，约78公里，全市幅员面积4551平方公里。海伦市东与绥棱县为邻，南与绥化市、望奎县接壤。西以通肯河为界，与青冈、明水、拜泉县相望，北接海伦市城区。南距省城哈尔滨210公里，北距中俄边境城市黑河350公里，是哈黑黄金经济带上的一座重要城市。海伦市现有耕地面积409万亩，位居黑龙江省第二位。其土壤80为碳酸盐草甸土，土质以其“耕层深厚、肥沃、疏松，有机质含量丰富”而著称于世。加之中温带大陆性季风气候，雨热同期，气候条件特别适宜禾谷类作物生长，是天然的绿色家园，已被国家确定为全国生态农业建设试点市。绿色大豆、绿色水稻、绿色玉米、绿色马铃薯、绿色甜菜生产基地及优质大豆种子生产基地。享有“中国优质大豆之乡”、“中国高淀粉玉米之乡”、“中国民间艺术之乡”、“中国甜菇娘之乡”的美誉。海伦市地形特点是东高西低，海拔高度最高471米，最低147米，一般为200米上下。海伦市的水资源不算丰富，且时空分布不均，共包括通肯河、扎音河、海伦河、三道乌龙沟和克音河5个大中型水库和17座小型水库，市域总蓄水量为257亿M3。流经海伦市境内的通肯河、克音河、扎音河、海伦河四条河流的水质监测分析，符合国家地面水环境质量标准的类标准。海伦市的气候属于中温带大陆性季风气候型，受地形影响较小，受内陆及海洋高低气压和季风的交替影响较大。在极地大陆气团控制下，冬季漫长，气候严寒、干燥。夏季受副热带海洋气团的影响，降雨集中，气候温热、湿润。全年降水88集中在59月，春季平均风速较大，大风日数较多，且降水较少，因此，春季多有干旱发生，全年日照时数为26002800小时，太阳辐射能源丰富，总辐射量为11132KCAL/CM2。142社会经济状况1海伦市行政隶属于绥化市，全市行政区划7个建制镇，16个乡，243个村及2个农场，6个林场。总人口824万人，其中95以上是汉族人口；农业人口657万人，农业劳动力20余万人。2海伦市是我国主要的商品粮生产基地市（县），同时又是全国农业现代化科学实验基地市（县）之一。仅2006年就播种大豆面积191万亩，总产268万吨；播种玉米面积1043万亩，总产469万吨，由于主栽品种海玉号玉米淀粉含量比其它玉米高出6个百分点以上，因此，被国家命名为“中国高淀粉玉米之乡”，年播种水稻面积3395万亩,总产169万吨。马铃薯以及各种经济作物也大面积种植。32005年末全市国内生产总值实现313亿元，其中一产业增加值166亿元，二产业55亿元，三产业92亿元。全口径财政收入实现9351万元；2005年末，城镇居民可支配收入4270元，农民人均纯收入27525元，全社会消费品零售总额实现131亿元。4工业门类齐全，已初步形成了以甜菜、米稻、畜禽、马铃薯、蔬菜、乳品及酿酒等7大产业为支柱，以医药化工、机械电子、塑料包装、建筑材料四大行业为骨干的粮食主导型多元流动发展格局。2005年工业总产值实现246亿元，规模以上工业利税1500万元。143市区状况海伦市区是海伦市委、市政府的所在地，是市域的中心城。地理坐标为东经12638，北纬4726。全市主要的商业、金融、文化、教育、广播、通信等机构都集中在此地。海伦市区按雷炎大街、向阳路、复兴路和生态路四条主干路分成大小并不均等的八个区域。其中有七个居住区，两个工业仓储区，一处商业中心区（城市中心区）和市区西南侧的文化教育中心区。沿绥北路设置一条市区西侧的商业市场服务区和防护绿带。海伦市区2006年末城市总人口为1374万人，人口自然增长率平均为310。海伦市城市总体规划，规划近期至2010年海伦城区人口达到16万人，远期至2020年城区总人口达到20万人。海伦市区内道路成网，交通四通八达，滨北铁路贯穿南北，海伦望奎公路连接大庆，海伦拜泉公路通往齐齐哈尔市，绥北公路直达中俄口岸，城乡道路畅通无阻。海伦市位于滨北二级轴线上，是滨北铁路线上的重要枢纽城市，市区内有海伦火车站，顺达客运服务公司，市区一级站海伦客运站。海伦市处于北方高纬度地区，冬季漫长、气侯寒冷，一年中采暖期达182天。采暖期间仅用在生产和生活消耗能源占全年能源的50以上，主要以煤炭作为主要能源，每年耗煤46万吨。城市用煤来源复杂，煤源主要来自鹤岗煤矿，铁路运距约700公里。144气象资料海伦市气候属于中温带大陆性季风气候，受地形影响较小，受内陆及海洋高低气压和季风的交替影响较大。夏季降雨集中，气候温热湿润，冬季漫长，气候严寒干燥。海伦市气象资料如下年平均气温21冬季采暖室外计算温度272极端最高温度383极端最低温度418一月平均气温195七月平均气温228累计最低日平均气温32一月份相对湿度74七月份相对湿度77冬季日照率63冬季平均室外风速18M/S夏季平均室外风速31M/S冬季主导风向西北夏季主导风向西南全年主导风向南采暖期平均温度105采暖期天数182天冰冻期195天最大冻土深度231M平均年降水量400MM15项目建设的必要性151新能源开发的需要人类正面临着巨大的能源压力。矿物质能源的应用虽然推动了社会的发展，但是煤炭、石油和天然气矿物质资源却在日益耗尽。上世纪90年代以来，我国政府一直将生物质能利用技术的研究与开发列为重点科技攻关项目，研究开发了生物质气化集中供气、气化发电、沼气发电、甜高粱茎秆制取乙醇燃料、纤维素废弃物制取乙醇燃料、生物质裂解油、生物柴油和能源植物等现代生物质能技术。在国家“十五”863计划中，多项生物质能利用新技术被列为重点研究课题，这些技术的研究与开发将为今后我国生物质能产业化发展提供技术支撑。生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量约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L。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放，回到自然界中。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快过早地消耗了这些有限的资源，释放大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了上述环境和全球气候恶化。通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，开发利用各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料，从而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。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。152改善环境的需要矿物质能源的无节制的使用，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。矿物质能源的消费产生大量的CO，SO2，CO2和NOX污染物，是大气污染的主要污染源之一。利用生物质能源秸秆作为燃料发电供热可以大量减少SO2的排放，秸秆中硫的含量在008025左右，相当于燃煤含量的1/10左右。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2550。按照国家近期出台的对于再生能源发展的规划，到2020年生物质能发电装机容量占火电总容量的6测算，生物质能发电装机容量将达3000万千瓦左右，可大大减少SO2的排放量。利用秸秆燃料发电，经处理的烟气排放浓度低于25MG/NM3，大大低于我国燃煤发电厂的烟尘排放水平，可有效降低污染，保持生态环境。153增加农民收入的需要近年来，国家通过采取提高粮价等措施，千方百计增加农民收入，保护农民种粮积极性。推广秸秆燃料是鼓励农民种粮增加农民收入的一项重要举措，农民把粮食等主产品出售后，还可把秸秆卖给电厂，增加收入。同时，秸秆燃烧后的底灰、炭灰是一种优质有机肥料，含有丰富的钾、镁、磷和钙元素，将底灰、炭灰返还到农田，又可降低农民施肥成本。海伦市212MW生物质热电厂，年燃烧秸秆量149万吨，秸秆价格按每吨140元计，农民可增加收入约2086万元，可大大提高农民的生活水平。目前，国家高度重视社会主义新农村建设，增加农民收入，解决能源紧缺，改善生态环境，使国民经济和人民生活水平走上可持续发展的良性循环道路。154满足供电供热需求近几年海伦市国民经济和城市建设取得了快速发展，海伦啤酒集团、亚泰水泥集团、木材加工等一些大型项目的实施；商贸、餐饮、娱乐等公用设施的建设；居民生活水平的提高，消费层次的改变，大功率家用电器走入家庭等诸多因素，使海伦市电力负荷增长较快。2005年海伦市全社会用电量为168亿KWH，比2004年增长107。海伦市城区居民生活用电近几年来增长迅速，1995年人均年用电量为764KWH，2005年达到1197KWH，年均增长率为7。从海伦市城市居民家用电器拥有量来看，家用电器中空调、电热水器等大功率电器还未普及，尚有增长潜力。因此预计海伦市生活用电还将有较大的发展。海伦市生物质热电联产工程建成后，每年发电量144亿度，有利于满足当地电负荷的增长需求。本项目不但可以满足电负荷的增长需求，而且还可以兼顾城市供热。海伦市区现有供热面积26253万M2。根据海伦市集中供热规划近期（2010年），集中供热面积以每年235万M2的速度递增，至2010年将新增集中供热面积1175万M2，集中供热总面积达380万M2。本工程的建设，在合理的供热半径范围内，可以兼顾集中供热能力4096MW,供热面积1025万M2最大热负荷时锅炉房调峰385万M2。155加快发展循环经济的需要近几年以来，全国煤炭供应紧张，价格不断上扬，造成部分小型燃煤电厂限产或亏损。鉴于这种状况，急需开发和利用新的生物质能源，以缓解铁路运输压力和不可再生能源煤炭的短缺供应。利用秸秆作为燃料是一种高科技、新型、环保、可再生能源方式，是缓解目前能源短缺的重要途径。海伦市有着丰富的秸秆资源，根据海伦市生物发电工程秸秆燃料专题调研报告，全市有耕地面积409万亩，耕地面积位居黑龙江省第二位。根据各乡镇作物品种和秸秆使用情况，秸秆剩余量939万吨左右，占总产量6870左右。在以电厂为中心的25公里半径内，主要秸秆剩余量在487万吨左右；在以电厂为中心的30公里半径内，主要秸秆剩余量在692万吨左右。由此可见，海伦市把大量剩余农作物秸秆转化为生物质能源，有利于海伦产业的战略调整，是建设节约型社会、发展循环经济以及吸纳劳动力的有利条件。综上所述，海伦市生物质热电联产工程的建设，是十分必要的，对当地国民经济持续快速健康发展具有十分重要的意义。16主要设计原则本工程设计原则应为技术先进、方案合理、节能环保，其主要设计原则如下。1建设规模275T/H中温中压秸秆特种锅炉；212MW单抽凝汽式汽轮发电机组。2热电厂性质是综合利用秸秆为燃料发电，机组带基本负荷，以发电为主并兼顾城市供热。机组年利用小时数定为6000小时。3厂区总平面布置按2炉2机设计，预留扩建条件。4燃料系统容量按275T/H锅炉最大消耗量设计。5燃料运输秸秆由农民运送到就近的收购站，通过公路运送到热电厂。6除灰渣系统按干式除灰渣系统设计，锅炉底灰和除尘器下来的飞灰经输送机转运到锅炉房外的周转灰库。锅炉尾部烟尘处理采用布袋除尘器。7循环冷却水系统采用闭式系统，冷却塔采用自然通风冷却塔。循环水补水采用处理后的水库水。8化学水处理系统设计按两级除盐系统设计。9接入系统采用双回66KV线路等级，接入220KV海伦一次变66KV母线。10热工控制系统采用DCS系统，实行机、炉集中控制。全厂辅助公用系统采用PLC程控，设置化水、物料输送、除灰渣系统监控点。11供热系统采用首端汽水换热站，汽源由212MW抽凝式汽轮机提供。供热抽汽由1级抽汽接出，抽汽压力049MPA,抽汽温度235。12热网均采用枝状管网直埋敷设型式，一、二级管网均采用一供一回的双管制，管网采用间接连接供热方式。17简要工作过程2007年9月15日按照委托方的要求，开展黑龙江省海伦市生物质热电联产项目可行性研究工作。2007年9月15日16日、11月20日21日我院组织相关专业人员对现场进行了踏勘及资料搜集、热负荷调查与落实，秸秆资源的调查与核实等工作。在现场踏勘、资料收集工作中，得到了当地政府及有关部门的大力支持和帮助，在此表示感谢。2007年4月我院组织相关专业人员到杭州、无锡、济南等地的锅炉厂家，考察、调研、收集以秸秆为燃料的特种锅炉技术。2007年12月10日我院提交项目报告初稿，征求建设方意见。18参加项目报告编制主要人员参加项目报告编制主要人员序号姓名工作单位职务/职称1副总经理2工程七部经理3项目经理1董事长序号姓名工作单位职务/职称1书记2副书记3常委、副市长4副主任5局长6局长（兼供热办主任）7局长7主任9局长10副局长11副局长12局长13副局长14主任15副主任16主任17主任18科员19科员123456789序号姓名工作单位职务/职称10111213141516171819202122232425262719项目投资企业概况项目建设单位为黑龙江省海伦市生物质发电有限责任公司，该公司为黑龙江中自控能源开发有限责任公司与香港首龙集团有限公司共同出资成立的合资公司，其中香港首龙集团有限公司投资88，中国自动化控制系统总公司投资12”。191黑龙江中自控能源开发有限责任公司黑龙江中自控能源开发有限责任公司是中国自动化控制系统总公司下属公司，负责黑龙江省内生物质热电联产项目的实施。中国自动化控制系统总公司（CHINANATIONALAUTOMATIONCONTROLSYSTEMCORP）成立于1981年，是中国机械工业集团公司下属的国有综合性公司。公司下设8个子公司、4个控股参股公司和一个成套厂，建立了完善的市场运作机制和内部管理体系,拥有一支经验丰富的技术队伍、现有工程技术人员300余人。公司主要从事电力、石化、市政、环保、冶金、交通、建材、纺织、轻工、演出（会议）场所、智能建筑等项目的投资、设计、工程承包、成套供货、安装调试及全方位的技术服务。已承揽完成国家及各省市重点工程和境外工程项目700余项，多次获得国家及各部委的奖励，荣获三项国家重大技术装备研制成果特等奖。先后承建山西太原第一热电厂、内蒙古丰镇电厂、山东潍坊电厂、孟加拉吉大港电厂、山东邹县电厂、马来西亚燃煤发电厂、伊朗阿拉克电厂、北京石景山供热工程、首都机场集中供热工程、秦皇岛海港区污水处理厂、北戴河污水处理厂、成都第二污水处理厂、德阳污水处理厂、玉环污水处理厂、大连普兰店水厂、昆明第六净水厂等国内外项目。192香港首龙集团有限公司香港首龙集团有限公司是港资企业，注册资金6000万港元，国外股东18个，占有60万港元的股份。2007年8月，香港首龙集团收购了辽宁高科能源集团有限公司。集团拥有职工3600人，有职称的各类专业人员960人，其中工程技术人员680人，具有中级技术职称的人员540人，高级技术职称240人，国家注册一级建造师19人，国家注册二级建造师、项目经理58人。企业按现代企业制度组建管理机构，率先导入CIS金字塔式管理体制和监控管理网络，集团获得电力工程总承包资质，中华人民共和国对外承包工程经营资格证书，工程设计电力行业乙级证书，房屋建筑一级资质和装饰装修一级资质。集团采用带施工图的项目总承包这种国际通行的方式，集设计、安装、调试、运行于一条龙服务，承建国内外中小火电、水电站工程和房屋建筑装饰装修工程。2003年开工建设昌图万顺达淀粉自备电站、新抚钢自备电站工程，2006年承建浙江长兴、吉林松原、沈阳天明等自备电站工程。2007年承建锡林河18万吨合成氨、30万吨尿素的煤化工项目，乌拉特130MW热电联产项目，铁新水泥厂自备电厂项目，签约合同总额达百亿元人民币。集团拥有自己的节能热电设计研究院、建筑设计院，集工程设计与建设为一体，汇集了一支施工管理经验丰富、各类专业人员齐全的建设安装队伍。集团独有的分布式电源技术已列入国家中长期科学和技术发展纲要，现正与清华大学合作研发分布式电源电网运行技术。与中科院广州能源研究所合作研发的可再生能源产业化项目（生物质气化发电、地源热泵）已列入国家“火炬”计划。2007年，集团开工建设大型风力发电机制造、生物质发电、地源热泵等项目。第2章热负荷21供热现状海伦市城区现有各类建筑450104，其中居住建筑36914104，办公及学校建筑288104，医院建筑1175104，工业建筑3807104，其它类建筑224104。在现有建筑中，热电联产和区域锅炉房集中供热面积26253104，由分散小锅炉供热面积4815104，其余为火炉、火墙等原始的采暖方式供热，集中供热普及率为5834。海伦市集中供热工程始建于1986年，由一座地方发电厂改造成为热电厂，实行热电联产集中供热。当时装机容量3000KWH，210T/H蒸汽锅炉，供热面积15104。随着市域经济和建筑的迅速发展，1990年热电厂进行技术改造，装机总容量达6000KWH，320T/H蒸汽锅炉，新建314MW供热热水锅炉。海伦市严格落实国家节能和环保政策，于2000年取消了大部分分散小锅炉供热，实行热电联产和区域锅炉房集中供热。到2005年末拥有热电厂1座；区域供热站5座，供热热水锅炉20台，总容量196MW，供热面积256104。海伦市集中供热现状见表211。表211海伦市集中供热现状一览表序号热源名称设备型号台数供热面积（104）供热管网（KM）N324凝汽发电机组1CN324抽凝式发电机组1DZD20245/400A型锅炉21热电一厂AZF20245/383A型锅炉14765SHL14MW10130/70A型锅炉22供热二厂SHW14MW10115/70A型锅炉151593供热三厂SZL7MW10115/70A型锅炉33626SHL14MW125130/70A型锅炉14供热四厂SZL7WM10115/70A型锅炉128175供热五厂SHW7WM10110/70A型锅炉216814SZL7MW100115/70A型锅炉46建安供热站DZL14MW10115/70A型锅炉1674457分散锅炉房6座102合计256225522热负荷221工业热负荷海伦市是以绿色食品生产加工和医药化工工业为主、以建材及机电工业为辅的综合性城市。现场调查，工业热负荷主要集中在市区东南、东北侧，海伦火车站及沿铁路线西侧及绥北路辅线东侧规划工业区和仓储区。这些企业的相对位置分散、距离较远，工业蒸汽用量较少，而且都自设工业蒸汽锅炉房，所以根据城市供热规划，本工程不考虑工业热负荷。222采暖热负荷海伦市位于滨北二级轴线上，交通便利，资源丰富，近几年城市建设发展速度很快，全市进行了旧城区改造和新城区开发，各类建筑大量增加。近几年来，海伦市楼房开发面积每年以20104以上的速度递增，年最多达到30104。根据海伦市集中供热规划，近期规划以雷炎大街、向阳路、复兴路和生态路四条主干路为中心区域的集中供热模式。至2010年，年均新增集中供热面积235104，则5年内增加集中供热面积为1175104，加至现有供热面积26253104，2010年实现集中供热总面积为380104。远期规划至2020年，考虑海伦市城区发展建设的实际，远期规划年均新增采暖面积12104，则10年内增加的集中供热面积为120104。至2020年远期规划集中供热总面积为500104。223采暖热负荷区域划分海伦市集中供热规划，2010年实现集中供热总面积为380104。海伦市热电一厂供热能力为1615MW；供热二厂调峰能力42MW；建安供热站调峰能力42MW。本工程确定与海伦市热电厂热网联网运行，承担海伦市热电厂热网末端、西环路区域的部分热负荷。本工程的性质是综合利用秸秆燃料发电供热，以发电为主兼顾城市供热，供热能力4096MW。平均热负荷时承担供热面积1025104；最大热负荷时承担供热面积64104，由供热二厂承担调峰供热面积385104。具体采暖热负荷区域划分见KW02供热热负荷分区图；KW03供热管网布置图。23采暖热指标的选取中华人民共和国节约能源法要求，近期节能建筑要达到5060；城市热力网设计规范（CJJ342002）对采暖热指标标准推荐值，按建筑物类型一类为“未采取节能措施”建筑物，另一类为“采取节能措施”建筑物。两类建筑物采暖热指标不同，采取节能措施的建筑物热指标比未采取节能措施的建筑物低1019W/。采暖热指标推荐值见表231。表231采暖热指标推荐值QHW/M2建筑物类型住宅居住综合学校办公医院托幼旅馆商店食堂餐厅影剧院展览馆大礼堂体育馆未采取节能措施58646067658065806070658011514095115115165采取节能措施40454555507055705060557010013080105100150注1、表中数值适用于我国东北、华北、西北地区；2、热指标已包括约5的管网热损失。集中供热采暖热负荷设计中，要调查核实未采取节能措施和采取节能措施的建筑物面积各占多少，采取不同的热指标。1参照城市热力网设计规范（CJJ342002）中各类建筑物的热指标推荐数值范围；2参照海伦市城市总体规划规划的综合热指标；3调查核实海伦市现有不同建筑物的组成比例；4预测城区建设的发展趋势；5对规划的建筑物应按有节能措施考虑。231现有建筑采暖热指标本工程供热范围内现有供热面积26253104，现有采暖建筑物按使用功能分类民用住宅、办公楼、商服等。现有各类建筑物热指标取值如下住宅建筑（占80）64W/公用建筑（占95）70W/工业建筑（占85）105W/取现有采暖综合热指标67W/232新建建筑采暖热指标近期规划新建的1175104建筑均为节能建筑。居住区综（占80）55W/，公用建筑（占20）65W/按规划部门的规划，新增建筑以小区住宅为主，确定新增供热面积综合热指标为57W/。经计算，本工程现有建筑综合热指标取67W/；新建建筑综合热指标取57W/。经加权考虑本工程的采暖综合热指标确定为64W/。233采暖期最大、平均、最小热负荷本工程确定总供热面积为1025104；采暖综合热指标为64W/。则计算出采暖期最大、平均、最小热负荷。见表232。表232采暖期最大、平均、最小热负荷单位MW采暖期规划期项目最大平均最小工业热负荷000热电厂4096热电厂4136热电厂1887采暖热负荷调峰锅炉24640020072010合计6564136188724年持续热负荷曲线海伦市采暖期为182天，采暖4368小时，采暖期室外计算温度272，采暖期室外平均温度105，采暖期室内计算温度18。采用国家有关部门颁布的小型节能热电项目可行性研究技术规定中推荐的计算公式，计算不同室外气温TW下的延续时间NN120（NZ120）BTW/15式中NZ为采暖小时数NZ4368TW为采暖室外计算温度TW2720281204368120ZNTP为采暖期室外日平均温度TP105则10982710580215）（）（）（B于是0981/2754368）（）（）（WTN12018032（TW272）091根据上述公式和有关气象资料得出海伦市不同室外气温下的延续时间，见表241。表241不同室外气温下延续时数T272252219161310574125HH120490928122416252137245728993272364140064368按上述计算结果绘制采暖热负荷延续曲线。见附图KW10热负荷延续曲线图。根据年热负荷曲线，计算出本期工程全年全采暖耗热量5573104GJ。第3章电力系统31海伦电网现状海伦市域位于绥化市域的东北部，现有23个乡（镇），3个国营农牧场，6个林场，364个行政村。海伦电网现有220KV、66KV、10KV、380/220伏4种电压等级。海伦电网有热电联产电厂1座，装机容量6000KW。海伦电网有220KV变电所一座，即海伦一次变。海伦一次变现有2台主变，容量153MVA，电压等级为220/66/10KV。以66KV及10KV向海伦供电。拟建生物质发电厂接入海伦一次变66KV侧。海伦电网有66KV变电所8座，主变16台，容量482MVA，66KV输电线路14464KM。热电联产电厂1座，装机容量6000KW；水电站1座，装机容量500KW。10KV配电线路41条，212972KM。配电变压器1981台，容量为1369MVA。担负着海伦原23个乡市364个行政村1360个自然屯的供电。66KV变电所及10KV配电线路情况见表311表31166KV变电所及10KV配电线路情况表变电所名称主变压器（台）主变压器容量（MVA）10KV配电线路（KM）10KV配电变压器（台）10KV配电变容量（MV）联络变电所2126279092983396东方红变电所2401458986355向荣变电所24023203201704祥富变电所251527076215864沦河变电所2515280852541374丰山变电所24023287205781共和变电所251532014259102海北变电所2815203941869192010年将建成的变电所，保证了66KV线路形成环网供电，提高了供电可靠性。供电负荷为12404MW。32电力市场分析321电力负荷预测近几年海伦市国民经济和城市建设取得了快速发展海伦啤酒集团、亚泰水泥集团、木材加式等一些大型项目的实施；商贸、餐饮、娱乐等公用设施的建设；居民生活水平的提高，消费层次的改变，大功率家用电器走入家庭等诸多因素，使海伦市电力负荷增长较快。2005年海伦市全社会最大供电负荷7218MW，用电量为168亿KWH，比2004年增长107，。海伦市城区居民生活用电近几年来增长迅速，1995年人均年用电量为764KWH，2005年达到1197KWH，年均增长率为7。从海伦市城市居民家用电器拥有量来看，家用电器中空调、电热水器等大功率电器还未普及，尚有增长潜力。因此预计海伦市生活用电还将有较大的发展。根据海伦市负荷预测，采用年递增率法进行预测，2006年2010年递增率取7，2011年2015年年递增率取6。2016年2020年递增率取65。海伦电负荷预测见表321。表321海伦电负荷预测一览表单位MW项目2006年2007年2008年2009年2010年供电量19602294268431403674电网最大负荷77238263884294610123综合上述预测结果，城区2010年全社会最高供电负荷为10123MW；2015年全社会最高供电负荷为1364MW；2020年全社会最高供电负荷为187MW。322电力供需平衡根据前述负荷预测水平，对海伦供电区220KV以下电网进行20062010年电力平衡，结果表322。表322海伦供电区电力平衡结果表单位MW年份2006年2007年2008年2009年2010年1、海伦供电区供电负荷20582409281832973858（1）用电负荷19602294268431403674（2）负荷备用50981151341571842、供电区联网发电厂供电量54542727273、电网返送电量1518186911859711584、电力盈亏151818691185971158由电力平衡结果可见，2008年海伦市生物质热电厂建成投产后，不但能很好的满足海伦市的用电需求,而且减少了电网长距离送电的线路损耗，提高了海伦市电网的供电可靠性。33电厂年利用小时数、供电范围331电厂年利用小时数考虑到本电厂性质是综合利用秸秆发电，以发电为主兼顾城市供热，电厂年利用小时应在6000小时以上，设计建议本电厂机组年利用小时数按6000小时考虑。332电厂供电范围海伦市生物质热电厂主要供当地负荷。34电厂与系统连接方案设想本工程建设275T/H燃秸秆锅炉；212MW中压抽汽凝汽式汽轮发电机组。因电厂接入系统设计未能与可研同步进行，故根据建设单位提供的相关资料，生物质热电厂212MW机组暂定为接入海伦市一次变电所66KV母线，即发电机出口电压63KV，经两台升压变送出两回66KV出线，与海伦市一次变联网,输电距离约为4千米。见下图海伦市生物质发电电网接入系统。电厂最终的接入系统方案应以电力部门审定的接入系统方案为主。35系统二次部分351系统继电保护及安全自动装置本期规模为212MW中压抽汽凝汽式汽轮发电机组，采用发电机变压器线路组单元接线方式，以2回66KV出线接入海伦220KV变电站66KV母线。电厂至海伦一次变电站距离约4千米，每回线配置一套光纤纵联差动保护作为主保护，并带有后备保护、重合闸功能，保护屏内还应配置三相操作箱。光纤差动保护采用专用光纤芯。电厂配置一台微机型故障录波器，用于记录66KV线路的电流、电压及有关的开关量。应兼有故障测距、GPS对时及远传功能。352调度自动化根据有关调度管理原则，212MW抽汽凝汽式汽轮发电机组建成后，应属海伦电业局管理，电厂应将反映电厂的实时运行状态的远动信息传送到海伦电业局调端。远动信息内容应满足有关规程规定，电厂配置一套单独RTU，并通过专用通道传至各调度端。本期新增66KV线路两侧以及电厂起备变高压侧为计量关口点。关口点装设主、备两块双向（起备变单向）关口电能表02S级有功、20级无功。所有关口电度表均以RS485接口和电能表处理器相连。电厂考虑配置一套电能表处理器，电能表处理器具有“一发多收”功能，以电话拨号方式将电能量信息送至海伦市局调。第4章燃料及供应41燃料来源及特性411秸秆燃料来源海伦市是全国商品粮生产基地，也是黑龙江省玉米主要产区之一。种植业占农村经济的比重较大。主要盛产玉米、大豆、水稻等粮食作物和马铃薯、烤烟、瓜菜等特色经济作物。全市2006年统计播种面积404万亩，全市各类秸秆燃料总量为1366万吨。其中玉米秸秆677950万吨，大豆秸秆510691万吨，水稻秸秆169750万吨，分别占秸秆总量的496、374和124。海伦市粮食产量与秸秆产量情况对比表作物产量秸秆产量名称种植面积（万亩）平均亩产（斤）总产万吨平均亩产（斤）总产万吨玉米10439004693501300677950大豆19127280267778534510691水稻339510001697501000169750合计329529068781358391以拟建发电厂为中心的25公里半径内，总耕地面积2163万亩，玉米、大豆、水稻播种面积分别为547200亩、947070亩和180075亩；玉米、大豆和水稻秸秆分别为355730吨、252866吨和90040吨。以拟建发电厂为中心的30公里半径内，总耕地面积312万亩，玉米、大豆、水稻播种面积分别为780960亩、1430625亩和220560亩，玉米、大豆和水稻秸秆分别为507700吨、382000吨和110290吨。受大陆性季风气候影响，海伦市大田播种期一般在4月下旬开始，到9月下旬开始收割。具体如下主要农作物的种植、收获时间表项目名称种植时间收获时间秸秆收获时间秸秆最佳收获时间玉米5月9月9月中下旬10月中旬左右大豆5月9月9月末中下旬9月下旬10月上旬水稻4月下旬9月10月11月左右根据各乡镇作物品种和秸秆使用情况，秸秆剩余量占总产量6870左右。经调查汇总，全市秸秆剩余量在939万吨左右，其中玉米秸秆475万吨、大豆秸秆357万吨。在以电厂为中心的25公里半径内，主要秸秆剩余量在487万吨左右，其中，玉米秸秆252万吨、大豆秸秆18万吨；在以电厂为中心的30公里半径内，主要秸秆剩余量在692万吨左右，其中，玉米秸秆358万吨、大豆秸秆268万吨。海伦市现有9390万吨各类剩余秸秆可供海伦生物质热电厂使用，考虑到秸秆收集的难度和不确定性，为稳妥起见，设计考虑按年最低20的秸秆（1872万吨）可以收集到电厂，大于电厂275T/H锅炉（149万吨）年燃料用量，则本期热电厂的秸秆供应是充足的，有保证的。详见海伦市生物质发电工程秸秆收集专题报告412燃料分析资料本工程设计燃料主要以玉米秸秆为主、以大豆秸秆为辅的原则。根据黑龙江省电力监督监测中心提供的秸秆成分分析资料，玉米、大豆秸秆的元素分析见表4121、4122。表4121秸秆成分分析序号名称符号单位玉米秸秆大豆秸秆1全水分MAR2113922分析水分MAD2661013灰分AAD3083524挥发分VAD784178285固定碳FAD179617197高位发热量QGR,DMJ/KG18288低位发热量QNET,ARMJ/KG168214639碳CAD4250465010氢HAD48551411硫SAD00301712氮NAD05022813氧OAD4638413814变形温度DT108015软化温度ST1130150016半球温度HT111817流动温度FT1160表4122灰的成分分析项目符号单位设计燃料玉米秸秆二氧化硅SIO25668三氧化二铝AL2O374三氧化二铁FE2O3265氧化钙CAO81氧化镁MGO541氧化钠NA2O227氧化钾K2O1384二氧化钛TIO2044三氧化硫SO3274五氧化二磷P2O5130413燃料消耗量本工程秸秆设计耗量见表4131。表4131燃料消耗量锅炉容量小时耗量（T/H）日耗量（T/D）年耗量（104T/A）275T/H24834967149注按玉米秸秆计算，日运行小时数按20小时计。42秸秆供应421秸秆收集立足于玉米收获期集中、秸秆体积大、长途运输不便、易腐烂霉变、易发生火灾的实际，采取冬春两季集中收集、集中储存较为适宜。一是集中收储可避免农忙季节对秸秆运输、供应造成的影响。海伦市农忙季节集中在4月下旬到6月上旬、以及7月、9月下旬至10月上旬，整个农忙期占一年的三分之一。农忙期间，农时较紧，农村人力、机械闲暇时间少，将不利于组织秸秆收购和运送；二是集中收储可便于电厂统一调配，对收购上来的秸秆进行打包、码垛、编组并实行工厂化管理，便于电厂掌握原料实际储存量信息及原料质量信息，电厂可按照生产需求随时对储存的原料进行调配，有利于生产的组织运营；三是集中收储可保持农村村容村貌的整洁。利用冬春两季集中收购秸秆，在一定程度上，可避免农村各地全年到处都是秸秆碎屑的脏、乱、差的景象，符合建设社会主义新农村“乡风文明、村容整洁”的要求。基于以上考虑，可在收购半径内合理布设收购点，每个收购点控制一定的收购范围，通过建立规范、有序的收购办法和措施，保证电厂对原料的需求。根据玉米秸秆分布和交通道路现状，初步拟定以电厂为中心，在爱民乡、共合镇、海北镇、双录乡、东林乡、海南乡等乡镇设置6个大型收储点，用于秸秆收购和储存。422秸秆贮存为确保电厂燃料的充足供应，针对电厂对秸秆需求量大、秸秆体积大、占地面积大的特点，本着经济、实用、安全、高效的原则，可采取分区分散储存的办法，以降低电厂集中储存的压力，使秸秆能够连续不断的供应到电厂。以各乡镇收购点为储存重点，将收购的秸秆进行压缩打包，秸秆包规格为12米09米08米，每捆重156公斤。实行边收购、边加工、边存储、边运输。考虑电厂所需秸秆规模和收购点数量，每个收储点需占地3万平方米，储存量为3万吨，拟建设罩棚式库房、办公用房等设施，需叉车2台，压缩机台、打包机10台。秸秆在收购点处采取压缩打包后储存，秸秆包放置于半封闭的仓库中。43燃料运输431交通现状海伦市公路交通便捷，通车总里程达158421公里，其中省级公路1条26422公里，县乡级公路686195公里，村级公路99条871593公里，硬化总里程57222公里，基本形成了以城市为中枢、以干线公路为骨架、以乡村公路为辐射的公路网。同时，根据农村公路发展规划，“十一五”期间，海伦市将利用5年的时间，实现乡乡、村村通公路硬化的目标，通村公路晴雨天通畅率达到100。432运输能力和模式海伦市交通运输业比较发达，经营机制灵活，运输设施完备，形成了以配货中心为主导的货运体系。目前海伦市拥有十几家配货公司，业务涵盖仓储、运输、配送、货代等多种领域，有不同吨位的运输车辆近60余辆，可承担各种货运任务，可满足多层次、多方位运输需求。据海伦市农机部门提供数据，截止到目前，全市拥有农用车辆17099台，其中大胶轮303台，2030马力四轮车10270台，1218马力四轮车5302台，手扶三轮车395台，农用三轮车829台，运输车辆较多，车辆状况良好，整体运输能力较强。鉴于自然状态下玉米秸秆占用空间大，运输十分不便，同时也为了节省秸秆储存面积，推荐将秸秆压缩后打包运输交由配货公司或其它方式运至发电厂。1配货公司直接运输秸秆从田间由农民通过牛马车或农用四轮车从秸秆产地运送到收储点，然后由当地配货公司运送到电厂，这样可减少电厂运输设备投资。（如下图）。农民配货公司秸秆收储点秸秆电厂2多种运输方式为降低运输风险，保证燃料充足及时供应，采取多种运输方式。一方面依托给配货公司，由配货公司从收储点将秸秆直接运送到电厂；另一方面充分利用农民自有运输工具，或从市场及收储点附近的农村中雇佣车辆，将秸秆运送到电厂。虽然有多种运输方式，运输风险小，但对收购点处的人员配置及工作量高（如下图）。农民配货公司秸秆收储点农民其它方式秸秆电厂秸秆收储点无论采取哪种运输方式，秸秆均为打好包，且秸秆打包前含水量必须符合要求，所存秸秆中必须保证无任何杂物，秸秆运至电厂即可作为燃料燃烧。433燃料运输电厂每天用秸秆燃料约500吨，运输按每车运量为5吨/车，每天运输12小时计算，每小时约有8辆车进厂，日进车量约100辆左右，如考虑不均匀系数13，高峰小时进车量约为10辆。电厂设置三个货运出入口，由不同道路引接，电厂的道路双向通行量增加量为10辆/小时。434特殊天气对秸秆运输的影响海伦市公路管护有力，公路况状良好，特别是近两年抓住国家支持农村公路建设的机遇，实施通乡通村公路工程，加大公路建设投入力度，使道路状况得到明显改善，道路运输水平不断提高。同时，各秸秆收购点均设置在路况良好、交通便利的乡镇，天气对秸秆运输情况影响不大。第5章装机方案及机组选型51装机方案考虑到本电厂的性质是综合利用秸秆燃料，以发电为主并兼顾城市集中供热，装机方案的选择应充分利用可再生能源的政策，在兼顾供热的前提下保证额定发电量，以实现电厂效益最大化。本工程供热主要考虑城区采暖负荷，有季节性的特点，为此采用单抽凝汽式供热机组。由于采用汽水换热，可采用较低抽汽参数，这样有利于机组经济性。本工程采用的抽汽参数压力为049MPA；温度为235。从机组的可靠性来分析，经过考察，了解到国产燃烧秸秆锅炉尚在初始研发阶段，工艺结构尚不成熟，锅炉本体存在高温腐蚀。尽管中温中压参数比高温高压参数经济性差，但为了稳妥起见本期工程锅炉选型，仍采用锅炉厂家目前研发的中温中压秸秆锅炉。结合本工程的实际情况，可研设计考虑以下两种装机方案方案275T/H秸秆锅炉配212MW单抽凝汽式汽轮发电机组（中温中压参数）方案275T/H秸秆锅炉配125MW单抽凝汽式汽轮发电机组（中温中压参数）从供热的可靠性角度来分析，采用2台12MW单抽凝汽式汽轮发电机组比1台25MW单抽凝汽式汽轮发电机组的可靠性高，灵活性好。因此，本工程采用2台12MW单抽凝汽式汽轮发电机组。同时为了保障电厂有较高的供热可靠性，机组设置1台60T/H减温减压器用于汽机停运时向外供热。具体详见54装机方案比较52机炉选型521机炉选型原则党的十六届五中全会通过的关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议明确提出“要按照减量化、再利用、资源化的原则，加强资源综合利用，提高资源利用效益，积极开发生物质能源，大力发展循环经济，全面推行清洁生产，建设资源节约型和环境友好型社会”。海伦秸秆资源十分富集，有足够能力满足燃料源的供应，同时，周边地区均为农业县份，能够提供大量秸秆。利用秸秆与煤炭燃料发电，在工艺流程上有许多相似之处，其汽水系统，水处理系统，供排水系统，电气与控制系统与常规燃煤电厂是相同的，主要区别在于燃料的储存、输送处理系统、锅炉本体和燃烧系统的不同。利用秸秆作为电厂的燃料，机炉选型及总容量在满足发电供热用汽的同时，应按燃用生物质燃料选配机组。其机组选型设计的主要原则是1贯彻执行国务院关于进一步开展资源综合利用的意见（国发199636号）精神，遵循资源综合利用与企业发展相结合，与污染防治相结合，经济效益与环境效益、社会效益相统一的原则。2严格执行火力发电厂设计规范GB5004994,贯彻节约能源、节约投资、综合利用、保护环境的基本原则。3采用成熟技术、选配可靠设备、参考使用经验，在保证使用