生物发电工程可行性研究报告

物发电 工 程 可行性研究报告 录 1 工程概况 . 7 编制依据 . 7 项目概况 . 7 研究范围与分工 . 7 项目建设的必要性 . 8 主要设计原则 . 12 简要工作过程 . 错误 !未定义书签。 项目法人 . 错误 !未定义书签。 2 热负荷 . 12 供热现状 . 12 热负荷 . 13 设计热负荷 . 14 3 电力系 统 . 15 电力系统概况 . 15 电力负荷预测 . 15 电厂建设的必要性 . 16 接入系统方案 . 16 4 燃料及供应 . 18 燃料来源 . 18 厂外燃料制备与贮存 . 20 燃料成分分析及消耗量 . 20 燃料运输 . 22 点火燃料的品种与来源 . 22 5 装机方案 . 23 机组选型 . 23 蒸汽 平衡及方案分析 . 26 6 建厂条件 . 38 厂址概述 . 38 交通运输 . 41 水源 . 41 7 工程设想 . 43 厂区总平面及交通 . 43 燃料运输系统 . 44 燃烧系统 . 45 热力系统 . 47 主厂房布置 . 48 采暖通风与烟气净化 . 51 烟气净化 . 54 化学水处理系统 . 55 供 . 56 热工控制 . 70 土建部分 . 72 8 环境保护 . 79 环境现状 . 79 环境保护标准 . 80 主要污染源及主要污染物 . 80 污染防治措施 . 82 水土保持和绿化 . 84 环境监测与管理 . 85 结论 . 85 9 劳动安全与工业卫生 . 86 劳动安全 . 86 职业卫生 . 90 综合评价 . 94 10 节约和合理利用能源 . 95 节地措施 . 95 节电措施 . 95 节水措施 . 95 节油、节煤措施 . 96 11 劳动组织及定员 . 97 劳动组织及管理 . 97 电厂人员配置 . 97 12 工程项目实施的条件和轮廓进度 . 98 工程项目实施的条件 . 98 施工组织构想 . 98 3 投资估算及财务评价 . 99 效益计算及分析 . 106 14 结论及建议 . 123 结论 . 123 存在的主要问题及及下阶段主要任务 . 125 图 1厂区总平面布置图 2主厂房平面布置图 3汽机房断面布置图 4锅炉房横断面布置图 5电气主接线 图 6. 化学水系统及布置图 7. 除渣系统布置图 工程概况 编制依据 根据国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部文件关于热电联产项目可行性研究技术规定； 省、市、县有关部门给本项目出具的支持性文件； 世纪集团 有限公司提供的文件和资料。 项目概况 为了促进可再生能源利用，促进对生物质能源的应用，改善环境状况，减少能源的浪费，决定筹资建设一项以秸秆为 主要 燃料 ，并以 10 万亩能源林做辅助燃料 的生物发电工程。 本工程规划总的建设规模 为 412轮发电机机组，配 448t/h 振动炉排高温高压锅炉，分两期建设，一期建设两机两炉，预留二期建设场地。本工程是利用生物质燃料发电项目，符合国家节约能源、支持利用可再生能源发电的产业政策。 一期工程建设进度初步确定为 2007 年 4 月开工， 2008 年 5 月之前投运。 研究范围与分工 发电工程：汽机、锅炉、除氧生产系统；化学水处理系统、燃料输送系统、厂用电系统、热工控制系统、烟气净化系统、循环冷却水系统。 辅助生产工程：给排水系统、采暖通风系统、锅炉点火油设施、厂内热 力管网。 综合办公楼、食堂、浴池、车库、备品备件材料库。 投资估算及技术经济分析。 与本工程有关，但不包括在本可研范围内的内容： 本工程环境影响评价、供水水资源论证及取水方案、接入系统、水土保持、工程地质和水文地质报告等不在本研究范围内，由业主另行委托，但其结论由我院负责归口，相应的投资计入本工程投资估算表。 项目建设的必要性 保护自然资源、改善环境的需要 我国的 “十一五 ”规划提出了： “提高自主创新能力，转变经济增长方式，发展循环经济，建设资 源节约型，环境友好型社会，走新型工业化道路；经济增长方式由过度依赖资金、自然资源和环境投入，以量的扩张实现增长，转向更多依靠提高劳动者素质和技术进步，以提高效率获取经济增长 ”的中国新的发展模式。 当今的能源工业以矿物燃料为主，包括煤炭、石油和天然气。一方面，矿物能源的应用推动了社会的发展，其资源却在日益耗尽；另一方面，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。人类正面临着巨大的能源与环境压力。我国在新世纪将面临能源与环 境问题的严峻挑战，开发和利用拥有巨大资源保障、环境又好的替代能源是事关我国国民经济可持续发展、国家安全和社会进步的重大课题。 矿物能源的消费会产生大量的 是大气污染的主要污染源。而生物质作为燃料，由于生物质在生长时需要的二氧化碳量相当于它燃烧时排放的二氧化碳，因而对大气的二氧化碳排放量近似于 。而且生物质中硫的含量极低，基本上无硫化物排放。所以，利用生物质作为替代能源，对减少矿物燃料资源的开采，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染都有极大的好处。 开发新 能源、缓解能源紧张的需要 近几年以来，随着国民经济的快速发展，能源的消耗迅速增长，矿物资源日趋紧张。全国煤炭供应吃紧，价格快速上涨，造成大部分小型燃煤电厂限产或亏损。据统计全国有 21 个省（区、直辖市）由于电厂供应能力问题被迫拉闸限电，鉴于这种状况，亟需开发和利用新的电力能源，以缓解铁路运输压力和不可再生能源煤炭的供应短缺局面。 我国是一个能源生产大国，也是一个能源消耗大国。能源短缺与环境恶化将是长期困扰我国经济、社会和资源环境可持续发展的两大难题。就目前来看，煤、石油等化石燃料的过量使用既加剧了能源短缺，又 带来了环境污染、 量排放和酸雨等环境问题。做为可再生能源领域中生物质能源的一个重要类型，生物质能源既是人类最早的能源利用形式之一，又将有可能成为未来人类赖以生存的主要能源，又是发达国家正在重新开发和利用的一种新能源。中国每年有大量的生物质资源可用于生产能源，因此，发展生物质能源，是缓解我国未来能源短缺、改善生态环境的一项战略选择。 开发生物质新能源是国家能源发展战略的重要组成部分，中华人民共和国电力法规定： “国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电 ”，国家发改委在产业结构调整指导目录（ 2005 年本）将 “风力发电及太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源开发利用 ”列为 “鼓励类 ”。同时，国家发改委也做出了生物发电的初步规划： “争取到 2020 年建成20000今年初全国人大通过了可再生能源法，鼓励可再生能源发展的其他相关细则也陆续出台，国家发改委颁布了 06 年 13 号文，制定了 网电价优惠政策以及附加电价全国分摊的激励政策。由此可见，建设本项目符合国家能源产业政策，是缓解目前能源短缺的重要途径，是非常必要的。 充分利用当地丰富的秸秆资源 和建设的薪炭林资源 面积 2482 面面积 36 万亩，主要是大凌河、细河和大定河，其次是水库、方塘。宜林面积 145 万亩，现有耕地 126 万亩，开荒地 30 万亩。当地农作物种类主要有玉米、高粱、杂粮、油料等。按照 县 统计资料，主要农作物种植面积 156 万亩，粮食总产量 t，其中玉米种植面积120 万亩，占总种植面积 玉米产量 84 万 t，占粮食总产量的 由此看出：玉米为县主导农作物。县主要农作物秸秆生产情况见附件 县生物质电厂燃料专题报告。 县每年产生的秸秆 t，多数被废弃或烧掉，每年的造肥还田及其收集损失约占 15%，剩余可获得的农作物秸秆除了作为饲料、工业原料之外，其余大部分作为农户炊事、取暖燃料。随着农民收入的增加和生活质量的提高，煤、液化石油气等商品能源已成为其主要的炊事取暖用能，致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆逐年增大，既危害环境，又浪费能源。充分利用秸秆，可以减少污染，节约能源，增加农民收入，是一项利国利民的举措。 (注：此部分改为所提供的调查报告中的资源条件分析部分即可 ) 增加农民收入的需要 近年来，中共中央、国务院通过采取减免或取消农业税提高粮价等政策和措施，千方百计增加农民收入，保护农民 种粮积极性，并专门下发了促进农民增收的 1 号文件，增加农民收入成为全党工作的重中之重。推广秸秆发电是鼓励农民种粮，增加农民收入的一项重要举措。农民把粮棉等主产品出售后，还可把秸秆卖给秸秆发电厂，增加收入。 有利于环境保护，变废为宝 目前，在我国大部分秸秆用于炊事、取暖、甚至在农田里焚烧掉，处于低效利用状态，其转换效率仅为 10% 20%左右，不仅造成能源的大量浪费，不能产生任何经济效益，而且燃烧秸秆时所产生的二氧化碳等有害物质严重污染大气，引发火灾，由于农烟造成的航班延误或取消、高速公路关闭或突发交 通事故等等，带来无法估量的社会危害。建立秸秆发电厂，一方面，将秸秆热能转化为电能，可以开发出新的能源利用方式，变废为宝，变害为利；另一方面，秸秆充分燃烧利用，可降低有害物质的排放。秸秆发电还设有烟气净处理系统和布袋除尘器。使经布袋除尘器处理的烟气排放低于 28大低于我国烧煤发电厂的粉尘排放水平，可有效降低污染，保持生态环境。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、炭灰返还到土地里，又可降低农民施肥成本。同时， 生物质能源发电的清洁性，有利于改善生态环 境。与化石能源相比，生物质能源燃烧所释放在大气中的二氧化碳量比化石能源要少 90%左右，其燃烧释放的二氧化碳与生长吸收的二氧化碳几乎达到平衡， 若本工程燃料如果采用燃煤，每年 t，从而可以看出，利用生物质燃料较化石燃料在保护生态环境方面具有显著的优越性， 环境效益十分明显。 综上所述，秸秆资源丰富， 同时可以利用 22 条小河流域及次耕地等建设的能源林， 发展秸秆发电，有充足的原料供应，市场前景十分广阔。在建设秸秆发电厂，开发和推广生物质能，对促进循环经济，建设资源节约型、环境友好社会，带动经济 发展，具有十分重要的意。 秸秆发电技术尤为适合现阶段中国国情，必将带来巨大的经济和社会效益。所以，项目 十分可行和必要的。 主要设计原则 本工程总的设计原则为：节约能源、改善环境污染、技术先进、方案合理、降低工程造价、提高经济效益。 机组选型：锅炉为燃烧秸秆高温高压 48 t/h 振动炉排锅炉，汽轮机拟选用高温高压 12汽凝凝式汽轮机，发电机拟选用空冷 12机。 燃料供应：当地农作物的副产品 玉米秸秆为本工程的燃料。经专题论证，秸秆由农民送到就近的收购站，经检测合格后 打包，通过公路运到电厂，二次检验合格后进入厂内秸秆储料库。 供水水源：本工程水源考虑采用 大凌河地表水。 除灰渣系统：除灰系统，采用除尘器下干灰直接装袋外运至综合利用用户；除渣系统，采用刮板输送机输送将渣送至渣仓，用汽车外运综合利用。 热工控制采用机炉电集中控制方式，发电机等电气设备控制保护采用微机综合保护系统。 接入系统：热电厂接入前扬一次变电所 供热系统：汽轮机采用低真空运行，循环水供暖方案。 发电设备年利用小时数按 6000 小时。 2 热负荷 供热现状 州镇现有各类建筑楼房 492 栋，建筑面积 135 万 中住宅楼 74万 住楼 31 万 公楼 30 万 区东西长 2北宽 3筑面积以每年 15 万 期发展热负荷为到 2010 年，增加采暖面积 90 万 县城现有锅炉房 226 座，锅炉 237 台， 1t/h 以上的锅炉 129 台，总容量 有供热多 为各单位分散供暖，也有少部分是镇内集中供热。主要供热管理单位为 县房产管理处，现有锅炉 12 台，供热面积 41 万 自来水公司物业服务中 心，现有锅炉 5 台，供热面积 11 万 县建兴集中供热处，现有锅炉 15 台，供热面积 40 万 内现有供热站 22 处。经 县城建局统一规划，热电厂建成后，上述单位供热均由热电厂取代，并已签订供暖意向书。除 12 台 6t/h 以上锅炉留做备用外，其他分散小锅炉统一拆除。 由此可见， 县建设一供热电厂是必要可行的。 热负荷 本期工程主要考虑采暖热负荷，主要供热区域为 县城 内， 县主要气象资料： 采暖室内计算温度 8 ； 采暖室外计算温度 ； 采暖期室外平均温度 ； 采暖天数 N=150 天，折合小时 3600h。 采暖平均负荷系数计算如下： 平均 =)16(18)8 =暖最小负荷系数计算如下： 最小 =)16(18 518 =据国家有关设计规范以及县地区气象条件，结合国内同类工程设计、运行实践，工业厂房： 116W/共建筑： 80W/民住宅： 60W/合热指标取 设计热负荷 本期工程为生物质燃料热电厂的热电联产项目，既要考虑热电联产 也要考虑生物质燃料的利用率。充分燃烧生物质燃料，发挥机组的最大性能，从而尽可能供应最大采暖热负荷是本期工程设计的一大特点 。因此本期工程设计采暖热负荷依供热机组型号、运行方式而定。 电力系统 电力系统概况 县位于锦州地区电网北部，境内现无电厂及在建电厂。 县电网共有220电所一座， 66电所 9 座； 220路一条 3066路14 条 16510路 41 条 1530220量 7257010量 13166 县 220电所，即前扬一次变电 所，位于 县西南部前杨乡，主变压器容量为 63000杨一次变电所受电电源为锦州电厂，通过 220用电源取自 66过 661、锦 #2 线与电力系统主网联接，属于终端变电所。 县 220杨一次变电所现有 66线 7 回。 县城区内有一座 66/电所，即西关二次变电所，始建于 1937年，装设 2 台 16000 压器，电源取自前杨一次变电所，通过 661 线和配 #2 线接于电力系统，该变电所 66线 3 回， 10线 10回，目前尚未 形成 66区环网。西关二次变电所位于县城的西北部，向 县城区供电。 县地区目前仅依靠 220 一次变呈放射状供电，由于电网建设资金不足，设备陈旧老化，导线截面较小，线路损耗大。 电力负荷预测 根据历史统计资料， 县 2002 年用电量为 082003 082004 年为 082005 年为 08“十一五 ” 间，根据国家全面振兴东北老工业基地的政策，必将极大的加快县的工业化进程，推进和实现 县经济跨越式发展。随着居民生活水平的不断提高，各种家用电气走进千家万户，会使居民生活用电量逐步增加。 根据近几年 县居民用电量增长率情况，预计到 2010 年将要比现在用电量增加 50%左右，预计 80 万 着经济发展的需要，商业网点和中小动力用户的发展，预计到 2010 年中小动力负荷将要增长 30%左右，预计 360 万 合 县 实际情况，今后几年将要发展规划 12 个居民小区，随着城市南移和城市的发展，商业网点等附加负荷也将增加。预计到 2010年仅此一项负荷将要增加 1260 万 电厂建设的必要性 随着县经济的稳步发展，必将带动地区用电 负荷的快速增长，而 县境内现无电厂及在建电厂，所需电力电量需从网上全部购买，因此，本工程的建成投产对县地区是有利的。 县生物发电工程利用生物质发电，可以充分利用当地的农作物秸秆， 以及种植的能源林， 节省了煤炭资源，利于环境保护。 综上所述，在 县建设生物质电厂，对促进县的经济发展，提高人民生活水平，改善当地的投资环境都具有十分重要的意。因此建设县生物发电工程是十分必要的。 接入系统方案 电厂本期建设规模为 212轮发电机组，配 248t/h 水冷振动炉排锅炉， 本期工程计划于 2008 年 5 月底投产。 县政府与 县电业局对热电厂并网方案进行了沟通，提出了如下两个接入系统方案：热电厂接入一次变电所。 据电厂所处的地理位置以及县地区的电网现状，新建的 212电机组推荐采用 上面的 方案 接入电力系统 。 电厂接入系统方案应以最终审定的接入系统方案为准，若该接入系统方案与审定的接入系统方案不同，将在下阶段进行调整。 燃料及供应 燃料来源 本工程燃料为生物质，主要为玉米秸秆 ，林木资源作为辅助 。 距电厂半径 50共有乡镇 29 个， 县 18 个乡镇，相邻 11 个乡镇 ，村庄 500 个，人口大约 72 万人；土地面积为 3482植面积为 235 万亩，秸秆总产为 t。其中：玉米面积为 180 万亩，秸秆总产为 t，其生产情况如下： 半径 50主要农作物秸秆生产情况一览表（丰年） 表 目 名称 播种面积 （万亩） 平均亩产 （ 总产 （万 t） 秸秆平均亩产（ 总 产 （万 t） 玉米 180 700 126 840 粱 25 500 50 粮 15 400 6 480 料 15 150 80 计 235 径 50主要农作物秸秆生产情况一览表（欠年） 表 目 名称 播种面积 （万亩） 平均亩产 （ 总产 （万 t） 秸秆平均亩产（ 产 （万 t） 玉米 180 630 00 136 高粱 25 450 40 粮 15 360 30 料 15 135 60 计 235 电厂半径 30共有乡镇 18 个，村庄 300 多个，人口大约 44 万人；土地面积为 2482 植面积为 156 万亩；其中，玉米种植面积为120 万亩，秸秆总产 t，其生产情况如下： 半径 30主要农作物秸秆生产情况一览表（丰年） 表 目 名称 播种面积 （万亩） 平均亩产 （ 总产 （万 t） 秸秆平均亩产（ 总产 （万 t） 玉米 120 700 84 840 粱 15 500 50 粮 11 400 80 料 10 150 80 计 156 径 30主要农作物秸秆生产情况一览表（欠年） 表 目 名称 播种面积 （万亩） 平均亩产 （ 总产 （万 t） 秸秆平均亩产（ 总产 （万 t） 玉米 120 630 00 84 高粱 15 450 40 粮 11 360 30 料 10 135 60 计 156 上表统计表明 ， 县产秸秆总量丰年 t，欠年 t。根据调查，目前， 县秸秆自用量为总产量的 10%，大约在 12 万 t 左右（主要用于饲料和其他用途），秸秆富余量丰年为 t，欠年为 t，完全可以满足电厂 248t/h 锅炉年耗秸秆量 t 的需求，故电厂燃料来源是有保障的。 注：请加上当地的林木资源状况和能源林的种植规划部分） 厂外燃料制备与贮存 由县政府负责成立专门的物流公司，在距电厂半径 30围内设置10 处玉米秸秆收购点。每个收购点设置部分露天、部分封闭的贮料场，场内设有打包机 、叉车及称重、检验、除尘、照明、消防等设施，并设有值班室，每个收购点占地约 0410 个收购点储量合计可供锅炉燃用3000 小时。拟建 10 个收购点详见下表： 收购点范围及运输条件表 表 号 收购点 名称 收购范围 道路条件 运输距离 （ 收购点 地址 1 九道岭 九道岭镇、罗家屯 省级油路，路面宽度 9m 20 大三家 子村 2 高台子 高台子镇 省级油路，路面宽度 12m 30 台子山 村 3 头台乡 头台乡、常河营乡 县级油路，路面宽度 9m 23 头台村 4 头道河乡 头道河乡 省级油路，路面宽度 9m 18 树下村 5 刘龙台镇 刘龙台镇、小塔子镇 省级油路，路面宽度 9m 30 半拉山 子村 6 留龙沟乡 留龙沟乡、地藏寺乡 省级油路，路面宽度 9m 26 留龙沟 村 7 大榆树堡 镇 大榆树堡镇 省级油路，路面宽度 9m 23 复兴堡 村 8 白庙子乡 白庙子乡、张家堡乡 国道，路面宽度 12m 19 兴隆台 村 9 聚粮屯乡 聚粮屯乡、城关乡 省级 公路，路面宽度 12m 20 徐三家 子村 10 七里河 七里河镇、大业乡、高峰镇 省级公路，路面宽度 12m 14 松林堡 村 燃料成分分析及消耗量 燃料成分分析 工程燃料为玉米秸秆。根据国家煤炭质量监督检验中心提供的检验报告，玉米秸秆成分分析见表 玉米秸秆成分分析 表 称 符 号 单 位 设 计 校核 全水份 25 气干燥基水份 到基碳 到基氢 到基氧 到基氮 到基硫 到基灰份 燥无灰基挥发份 到基低位发热量 J/变形温度 980 980 灰软化温度 1000 1000 灰溶化温度 1050 1050 燃料消耗量 燃料消耗量 表 炉容量 小时耗量（ t/h） 日耗量（ t/d） 年耗量（ t/a） 148 t/h 39397 248 t/h ： 1） 设备 年利用小时按 6000h 计； 2） 日利用小时按 22h 计； 3）小时秸秆耗量为锅炉额定负荷时耗量。 燃料运输 电厂所用燃料为玉米秸秆。由专门的物流公司负责收购、配送、打捆、运输工作，保障秸秆原料的供应。 本工程年耗秸秆 量 t，平均小时秸秆耗量为 h，日秸秆耗量为 d，全部采用汽车运输进厂。首先由农户用自用车成捆运至收购点的露天料库，然后由收购点按标准打成 入封闭料库或汽车运至电厂料场。以载重量 10t 的车辆计算，每日需 46 车次，以每日 8 小时进料考虑，车流量为 6 辆 /小时。 根据本地公路交通条件，各乡镇柏油路通各村，农民从大地将秸秆运至收购点没有问题。从 10 个收购点至电厂的道路均为省、县级油路和国道，所以燃料采用汽车运输是可行的 。 点火燃料的品种与来源 点火和助燃用油采用 0#轻柴油，用汽车运输进厂， 0# 号轻柴油特性 表 动粘度（ 20 时） 沱 灰份 水份 痕迹 硫份 机械杂质 无 凝固点 不高于 0 闭口闪点 不低于 65 装机方案 机组选型 本工程利用生物质能，燃烧秸秆 及林木质 发电。 根据生物发电工程的社会经济意及其在电网中所处的地位，将其定位为农林废弃物 处理站。它的主要功能首先是合理有效地处理农林废弃物，减少环境污染，改善生态环境；与此同时，利用废弃物直燃产生的热量进行发电，开发可再生能源，节约化石燃料，改善能源结构。因此，为了完成上述主要功能，同时为了降低造价，生物发电工程应本着简单实用、安全可靠的原则，依据一个有别于常规火电工程的合理标准进行设计，以符合生物发电的特殊性，同时满足企业生存和发展的需要。 锅炉采用丹麦 司世界最先进、成熟的秸秆发电锅炉。为节约能源，提高经济性，选择高温高压机组。根据拟建秸秆电厂 30径以内的秸秆量 和所种植的能源林 ，小型化的要求，本期工程选择 248t/h 高温高压秸秆燃烧锅炉配 212温高压汽轮发电机组。 在 县有两个厂址可供本期工程选择，又因本工程为热电联产项目，不同厂址对本工程汽轮机组选型有不同的要求。现分析如下： 第一厂址为化肥厂厂址，该厂址位于 县 州镇铁西工业区内，因附近即为采暖供热区域，在此建厂直接采用低真空供热可减少热网投资。第二厂址为于家屯厂址，该厂址位于