1×25MW秸秆发电厂工程可行性研究报告.doc

34-f1261k宿松华阳河125mw秸秆发电厂工程可 行 性 研 究 报 告第一卷 总报告及附件安 徽 省 电 力 设 计 院甲级工程咨询资格证书编号: 甲级工程设计资格证书编号: 甲级工程勘察综合类资格证书编号: 2006年8月 合肥目 录第1章 工程概况1.1 编制依据1.2 项目概况1.3 研究范围与分工1.4 项目建设的必要性1.5 主要设计原则1.6 项目法人情况第2章 电力系统2.1 安庆市电力系统概况2.2 符合预测和电力平衡2.3 本工程在电力系统中的作用2.4 接入系统方案设想第3章 燃料供应3.1 燃料来源3.2 燃料成分分析及消耗量3.3 燃料运输3.4 点火燃料的品种及来源第4章 机组选型4.1 机组选型4.2 主机技术条件第5章 建厂条件5.1 厂址概述5.2 厂址自然条件与交通运输5.3 水源、水文及气象5.4 区域地质及岩土工程条件第6章 工程设想6.1 全厂总体规划及厂区总平面布置6.2 电气部分6.3 热力系统6.4 燃烧系统6.5 燃料运输系统6.6 化学水处理系统6.7 热力控制6.8 主厂房布置6.9 土建部分6.10 供、排水系统6.11 除灰系统6.12 消防第7章 环境保护7.1 电厂概况7.2 厂址区域环境质量现状7.3 本期工程污染物排放及环境影响分析7.4 绿化及水水土保持7.5 环境检测与管理7.6 当地环保部门的意见和要求7.7 结论及建议第8章 劳动安全与工业卫生8.1 劳动安全8.2 工业卫生8.3 综合评价第9章 节约和合理利用能源9.1 节省投资9.2 节水措施9.3 节能措施9.4 节油措施9.5 环保措施第10章 劳动组织及定员10.1 劳动组织及管理10.2 电厂人员配置第11章 项目实施条件和轮廓进度11.1 工程项目实施的条件11.2 地方施工条件11.3 主要大型机具配备11.4 主要施工方案11.5 力能供应11.6 交通运输条件及大件设备的运输11.7 工程项目实施轮廓进度第12章 投资估算及经济效益分析12.1概述 12.2投资估算12.3 经济效益分析12.4 敏感性分析12.5 初步经济评价12.6 附表第13章 结论13.1 结论13.2 主要技术经济指标附件：附件一、安徽省电力科学研究所化学所燃料分析报告；附件二、宿松县国土资源局文件松国土资字【2006】069号文关于同意宿松县生物质能（秸秆）热电项目选址用地的意见；附件三、宿松县文物管理所出具的所选厂址不压矿的证明；附件四、宿松县水利局文件松水秘【2006】82号文关于建设生物质能（秸秆）热电工程内湖取水方案的意见；附件五、缺供应秸秆协议附件六、缺投资方承诺书附件七、缺融资方贷款意向书第1章 工程概况1.1 编制依据1.1.1 安徽省能源集团公司关于委托开展宿松华阳河125mw秸秆发电厂工程可行性研究报告的函；1.1.2 安徽省能源集团公司提供的文件和资料。1.2 项目概况为了将生物质燃料燃烧发电技术引进中国，促进对生物质能的应用，改善环境状况，减少能源的浪费，安徽省能源集团公司拟在安庆市宿松县建设125mw秸秆发电电厂。本电厂是新建工程，厂址位于安庆市宿松县境内。本期工程总装机容量为125mw机组，工程建设年限初步确定2007年初，2008年初投运。1.3 研究范围与分工本可行性研究的范围、内容和深度均按照电规总院火力发电厂可行性研究报告内容深度规定dlgj1181997执行。本可研报告的卷册组成如下：第一卷 总报告及图纸卷册检索号：34f1261ka第二卷 投资估算及经济效益分析卷册检索号：34f1261ke1.3.1 安徽省电力设计院为本工程的主体设计单位，负责全面落实建厂的各项条件。同时，协助业主取得工程所需的支持性文件。1.3.2 我院研究的范围包括：本工程厂区规划；供水、除灰渣、热力系统、电气、热力自动控制、化学水处理、采暖通风与空调、土建建筑与结构、工程设想、实施条件、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。1.4 项目建设的必要性1.4.1 改善环境的需要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。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：世界石油探明储量约1,270亿吨(1991)、世界煤炭探明储量约1.4万亿吨(1986)，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；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。在我国，近二十年来，随着人口和经济的持续增长，能源消费量也在不断增长。从1980年，我国一次能源消费量为6.02亿吨标准煤，其中煤炭占72.2%，石油20.7，天然气3.1%，水电4.0；到1999年，我国一次能源消费量达到12.2亿吨标准煤，其中煤炭占67.1、石油23.4%，天然气2.8和水电 6.7%。同时，矿物能源的消费会产生大量的污染物：co，so2，co2和nox是大气污染的主要污染源之一。据估计，我国由矿物燃料消费所每年排放的总量可达22.7亿吨，相当于6.2亿吨碳排量，是全球ghg总排量的11.8左右。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。1.4.2 新能源开发的需要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，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，生产电力，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。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。我国农村人口占总人口的70以上，生物质一直是农村的主要能源之一，在国家能源构成中也占有重要地位。在我国，1979年以前农村能源消费量的70以上来自生物质能源；1998年，仍有30的农村能源来自生物质能源。但大多生物质能源以直接燃烧的利用方式为主，燃烧效率低于10，造成了巨大的资源浪费和环境污染。所以，生物质能源技术发展的原始驱动力在于能源市场的需求和环境保护的压力。我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，70年代初，我国为解决农村能源短缺的问题，大力开发和推广户用沼气池技术、节柴炕灶和薪炭林，为农村能源建设和农村经济发展做出了重大贡献。90年代，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研究课题被列为重点课题，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。生物质能秸秆发电技术已被我国列为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据中国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，我国生物质能发电装机容量要超过300万千瓦。根据安徽省清洁能源发展规划，2005年2007年，我省要建立秸秆发电示范电站一座；2008年2010年，每年建设秸秆热电厂1座；2011年2020年，每年建设秸秆热电厂3座，至2020年，全省累计装机容量达到50万千瓦以上。1.4.3 增加农民收入的需要近年来，中共中央、国务院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，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。推广生物质燃料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，还可把秸秆卖给生物质燃料发电厂，增加收入。同时，生物质燃料燃烧后的底灰、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。1.4.4 宿松县当地秸秆资源丰富宿松县是安徽乃至中部地区农业大县，是主要产棉区，大宗种植作物主要是棉花、油菜、水稻、小麦、玉米等，秸秆资源极其丰富。宿松是农业部和省农委优势农产品区域布局规划中的优质棉县之一，全县长年植棉面积稳定在30万亩以上，仅棉花秸秆产量就有60余万吨，只有少量被农民作为烧饭烧锅的燃料，如果能够作为原材料用于秸秆发电，不仅节约并充分利用好资源，而且也将为农民增加收入，对宿松经济的发展将发挥积极作用。总之，目前在我国，大部分生物质燃料用于炊事、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，而且燃烧生物质燃料时所产生的二氧化碳等有害物质严重污染大气，引发火灾，由于浓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。同时大量的秸秆资源没有很好地利用，白白浪费。建立生物质燃料发电厂，一方面，将生物质燃料热能转化为电能，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，生物质燃料充分燃烧利用，可降低有害物质的排放。生物质燃料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25mg/nm3，大大低于我国烧煤发电厂的烟灰排放水平，可有效降低污染，保持生态环境，从而有效改善大气环境。1.5 主要设计原则本工程总的设计原则为：技术先进、方案合理、节能环保。1.5.1 建设规模：130mw纯凝机组1130t/h秸秆锅炉，计划2008年初投产；1.5.2 本工程拟选两厂址均在安庆市宿松县，厂址一位于洲头乡油坊屋处，厂址二位于华阳河农场二分厂，两个厂址均紧靠宿复公路，交通便利。1.5.3 燃料供应：本工程燃料主要采用棉花等农作物秸秆，秸秆由农民送到就近的收购站后或华阳河农场，在收购站（或农场）初步切碎、晾干，然后通过公路运到电厂，厂内设重、空电子汽车衡作为计量设备。称重后的秸秆卸入储存棚。1.5.4 供水水源：电厂主要水源为地表水，拟从筑敦大桥龙感湖取水。1.5.5 除灰渣系统：由于锅炉燃烧后的灰可作为上等的肥料，因此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。在那里装车或包装外运。1.5.6 化水系统：本工程锅炉补水主要采用筑敦大桥龙感湖水。1.5.7 主机选型与主厂房布置：锅炉为燃烧秸秆高温高压130t/h联合炉排锅炉，汽机拟采用高温高压30mw凝汽式机组，发电机拟采用空冷30mw电机。 1.5.8 接入系统：以110kv电压等级、发电机-变压器-线路组型式直接接入附近变电站。1.6 项目法人情况安徽省能源集团公司简介（由业主提供资料）第2章 电力系统2.1 电网概况2.1.1 安庆供电现状及近期发展安庆市现辖桐城市和怀宁、枞阳、潜山、太湖、宿松、望江、岳西七个县以及迎江、大观、开发区、郊区四个区，全市总面积1.54万km2(市区570km2)。全市常住人口610万人(市区约57万人)。安庆电网位于安徽省网西南部末端，供电范围为安庆市辖区及所辖八县市(怀宁、望江、宿松、太湖、潜山、岳西、桐城和枞阳)。长久以来，安庆电网用电主要依靠从省网受进，主电源为500kv肥西变。皖北盈余电力送500kv肥西变，目前肥西变受下电力通过220kv肥西庐江会宫龙山线、肥西春秋塘桐城安庆线、肥西桐城安庆线供给安庆电网。另有110kv毛尖山晓天线路与六安地区的晓天变联络，110kv桐城庐江线路与巢湖地区的庐江变联络作为检修备用，正常打开运行。目前，安庆电网电源火电有安庆石化热电厂(450mw)，主供安庆石化厂负荷，多余部分出力送网。2005年安庆电厂(2300mw)已经投产。统调水电有水电站5座(花凉亭水电站410mw，毛尖山水电站115+112.5mw，雷公井水电站27.5mw，大龙潭水电站25mw，吴俊水电站22.5mw)。另有部分山区小水电，主要分布在岳西、潜山、太湖等县。2005年底，安庆电网有220kv变电所4座(安庆变120+150mva、石牌变2120mva、桐城变1120mva、龙山变1150mva、会宫变1150mva)，总变电容量930mva。220kv线路9条，总长453km。110kv变电所24座(含县局所属变和用户变)，总变电容量2221mva。110kv线路40条，总长825km。2005年，安庆电网省调口径统调供电量为33.3亿kwh，最大负荷达709mw。安庆电网目前存在的主要问题是：(1) 220kv石牌变目前仅靠一条220kv线路与系统联系，正常运行方式下，220kv石牌变供西片望江、怀宁、潜山、宿松、太湖、岳西等六县负荷，共7个110kv变电所及5座水电站(统调)，供电可靠性差。(2) 西网水电上网通道存在瓶颈。2.1.2 宿松县供电现状及近期发展宿松县位于安徽省的西南部，省内与安庆市的太湖、望江两县接壤，省外同湖北省的蕲春、黄梅两县毗邻，与江西省的彭泽、湖口两县和九江市隔江相望，素有“皖西南门户”之称。宿松辖9镇、13乡、396个行政村（街道），截2005年底，全县人口80.28万人，其中农业人口70.75万人，县城人口9.53万人。宿松县现有110kv变电站2座（宿松变、坝头变），主变压器总容量为93mva，通过1回110kv宿松-花凉亭线路与电网连接。2005年全县用电量1.9892亿kwh（含华阳河农场），最大负荷5.423万千瓦，2006年春节最大负荷6.18万千瓦。宿松电网处皖西南电网末端，由于仅依靠1回110kv线路与电网连接，送电网架薄弱，可靠性差。为满足宿松县用电负荷增长的需要，近期将建设220kv宿松变电站（150mva）。2.2 负荷预测根据安徽省电力公司的最新全省负荷预测以及安庆供电公司的有关负荷预测，“十一五”期间，安庆负荷及电量预测见表2.2。表2.2 20062010年安庆电网负荷预测表 单位：mw、亿kwh2006年2007年2008年2009年2010年安庆电网最大负荷744780818858900 其中：宿松县61.871.181.794108.1安庆电网用电量35.638.240.843.746.8 其中：宿松县2.28762.63073.02533.47914.0012.3 电源规划与电力电量平衡2.3.1 电源规划根据有关规划设想，2008年前后建成投运华阳河秸秆电厂（1x25mw），2012年前后扩建投运安庆电厂（2x600mw）等项目。并积极开发岳西县、潜山县的山区小水电资源。2.3.2 电力电量平衡根据安庆电网2006-2010年负荷预测以及电源建设规划，20062010年安庆电网电力平衡见表2.3.2-1； 20062010年六安电网电量平衡见表2.3.2-2。表2.3.2-1 20062010年安庆电网电力平衡表（枯水年） 单位：mw年 份2006年2007年2008年2009年2010年1、安庆电网统调最大负荷(pmax)7447808188589002、安庆电网年初装机820820820845845其中：安庆石化热电厂220220220220220 安庆电厂600600600600600 宿松华阳河秸秆电厂0002525 花、毛水电65656565653、安庆石化自平衡负荷90909090904、热电受阻容量50505050505、水电受阻容量65656565656、最大供电能力6276276276506507、停1台大机组时最大供电能力3363363363593598、电力盈亏(最大出力)-117-153-191-208-2509、电力盈亏(停1台大机组)-408-444-482-499-541说明：统调负荷不含安庆石化及水电负荷。表2.3.2-2 20062010年安庆电网电量平衡表（平水年） 单位：亿kwh年 份2006年2007年2008年2009年2010年1、安庆电网用电量35.638.240.843.746.82、地区电网发电量32.6532.6532.6533.833.8其中：安庆石化热电厂3.153.153.153.153.15 安庆电厂28.228.228.228.228.2 宿松华阳河秸秆电厂0001.151.15 花、毛水电发电量1.31.31.31.31.33、电量盈亏-2.95-5.55-8.15-9.9-13说明：火电年发电小时数取5000，水电年发电小时数取2000。由表2.3.2-1和表2.3.2-2可见，在2006-2010年期间，安庆电网在枯水年（水电停发）时亏缺电力117-250mw；在平水年亏缺电量为2.95-13亿kwh。需要从省网受进电力。因此，建设宿松华阳河秸秆电厂既可以满足环境保护要求，也可以适当改善宿松县电网以及安庆电网亏缺电力电量的局面。2.4 本工程在电网中的作用2.4.1 装机规模及设计水平年宿松华阳河秸秆电厂位于宿松县南端，供电范围为宿松县南部城区，进而改善安庆电网亏缺电力电量的局面。本期建设规模为130mw（且为最终规模），计划2008年底建成投运。因此，本工程设计水平年取2009年。2.4.2 本工程在电网中的作用由于本工程最大出力（扣除厂用电）仅为23mw、年上网电量为1.15亿kwh（年运行小时数取5000），在安庆电网中所占比重较小，因而其供电范围仅为其所在地宿松县电网。根据宿松县电网负荷预测，至2010年最大负荷达108.1mw，年用电量为4.0010亿kwh。由于本工程最大出力（扣除厂用电）仅为23mw、年上网电量为1.15亿kwh，即宿松县电网所需大部分电力电量仍将从拟建的220kv宿松变电站受进。所以，本工程的建设主要是满足宿松县的用电负荷增长需要，进而也可以适当改善安庆电网的供电能力。2.5 接入系统2.5.1 接入系统方案宿松华阳河秸秆电厂位于宿松县南部地区。其初选厂址有两个，即乌池厂址和华阳河农场厂址。根据电网现状以及发展规划，初步设想本工程两个厂址的接入系统方案如下：乌池厂址： 方案一：本工程出一回110kv线路（长约9km）接入110kv坝头变电站（坝头变扩建1个间隔）。 方案二：本工程出两回110kv线路（长约2x0.5km），开断环入110kv宿松-坝头线路（目前该线路为坝头变的电源线）。 方案三：本工程出一回110kv线路（长约25km），接入拟建的220kv宿松变（该变电站计划于2008年前建成投运）。华阳河农场厂址：方案一：本工程出一回110kv线路（长约9km）接入110kv坝头变电站（坝头变扩建1个间隔）。方案二：本工程出一回110kv线路（长约42km），接入拟建的220kv宿松变（该变电站计划于2008年前建成投运）。2.5.2 方案的技术经济比较2.5.2.1 技术比较根据本工程建设进度，在2009年设计水平年，安庆电网平均高峰负荷条件下，对两厂址的各接入系统方案进行了潮流计算，宿松县电网的潮流分布情况见图2.5.2.1。由潮流分布图可见，各方案均能满足宿松华阳河秸秆电厂所发电力送出需要。各方案的特点分别为：乌池厂址：方案一：本工程直接接入坝头变，在正常运行方式下，本工程所发电力直接送至城北变，并通过坝头变与宿松变连接。由于坝头变是是电网末端变电站，设置较为简单，因而本工程接入该所需要对城北变的110kv装置进行扩建改造。 方案二：本工程开断环入110kv坝头-宿松线路，本工程所发电力可分别送至坝头变和宿松变。由于坝头变是承担宿松县南部地区供电任务的唯一110kv变电站，该方案使得坝头变与系统直接连接改为间接连接，对坝头变的安全供电产生一定影响。 方案三：本工程直接接入220kv宿松变电站，在正常运行方式下，本工程所发电力直接送至宿松变，并通过宿松变再送至坝头变，显然存在电力潮流迂回。优点是不需要对坝头变进行扩建改造。华阳河农场厂址：方案一：本工程直接接入坝头变，在正常运行方式下，本工程所发电力直接送至城北变，并通过坝头变与宿松变连接。由于坝头变是是电网末端变电站，设置较为简单，因而本工程接入该所需要对城北变的110kv装置进行扩建改造。2.5.2.2 经济比较 表2.5.2.2 方案经济比较表 单位：万元乌池厂址华阳河农场厂址方案一方案二方案三方案一方案二厂内部分110kv间隔1个60110kv间隔3个180110kv间隔1个60110kv间隔1个60110kv间隔1个60110kv线路电厂-坝头线路1 x 9km360开断接宿-坝线2 x 0.5km40电厂-宿松线路1 x 25km1000电厂-坝头线路1 x 9km360电厂-宿松线路1 x 42km1680对侧变电站110kv间隔2个120110kv间隔1个60110kv间隔2个120110kv间隔1个60投资合计54022011205401800说明：1、投资估算为安徽省2005年价格水平，其中：110kv线路为40万元/公里，110kv间隔为60万元/个。 2、华阳河秸秆电厂出1回110kv出线时采用主变开关兼线路开关，则仅需建设1个110kv间隔；若出2回110kv线路时，则需建设1个主变间隔和2个出线间隔。 3、目前坝头变进线没有间隔设备，故电厂接入坝头变时需要对配置现有线路的间隔设备。由表2.5.2.2可见，两厂址的各接入系统方案的经济性分别为：宿松华阳河秸秆电厂在乌池厂址时，方案二的投资最少，其次是方案一，方案三的投资最大。宿松华阳河秸秆电厂在华阳河农场厂址时，方案一的投资最少，方案二的投资最大。2.5.3 推荐方案综合上述比较，由于宿松华阳河秸秆电厂装机容量仅为30mw，故在正常运行方式下，各接入系统方案均能满足该秸秆电厂的电力送出要求，其中电厂以1回110kv线路接入系统变电站的各方案对宿松县南部安全供电的影响较小。而开断环入110kv宿松坝头线路方案则对坝头变的供电可靠性产生不利影响。此外，考虑到宿松县电网供电现状及电网发展规划，并考虑到宿松华阳河秸秆电厂接入系统方案的经济性。两厂址的接入系统方案一的适应性明显优于其它方案。因此，本报告暂推荐宿松华阳河秸秆电厂以1回110kv线路（19km）接入坝头变电站为推荐方案。其接入系统的投资估算见表2.5.3。表2.5.3 宿松华阳河秸秆电厂接入系统送出方案的投资估算序号建 设 项 目投资(万元)1110kv秸秆电厂坝头变线路(19km)3602对侧扩建110kv间隔(2个)120小 计480说明：1、500kv线路按40万元/km，110kv间隔按60万元/个。2、本表投资估算仅为方案造价参考，不含二、三、四次部分的投资。2.6 短路电流计算宿松华阳河秸秆电厂的110kv母线系统侧远景三相短路容量为847mva，单相短路容量为373mva。2.7 电气主接线和主变压器2.7.1 电气主接线鉴于宿松华阳河秸秆电厂130mw机组为终期规模，故采用变压器线路单元接线，主变开关兼线路开关，厂内不设110kv母线。2.7.2 主变压器本工程采用的发电机的功率为30mw，因此主变选用额定容量为31.5mva的变压器。主变为双卷升压变，采用无载调压方式，主变型号如下：额定电压：12122.5%/10.5kv阻抗电压：uk=10.5%接线组别：yn，d11。第3章 燃料供应3.1 燃料来源本工程燃料主要为棉花秸秆。宿松县是安徽乃至中部地区农业大县，是主要产棉区，大宗种植作物主要是棉花、油菜、水稻、小麦、玉米等，秸秆资源极其丰富，仅本县每年可供能源化利用的秸秆就有130多万吨。宿松是农业部和省农委优势农产品区域布局规划中的优质棉县之一，是全国优质棉基地县、出口棉基地县、全国植棉百强县。宿松县植棉历史悠久，具备生产优质棉花的土壤气候条件、农民种棉积极性高。洲区三个乡镇洲头、汇口、复兴及华阳河农场为长江冲击平原，是商品棉集中产区，全县长年植棉面积稳定在30万亩以上，仅棉花秸秆产量就有60余万吨，只有少量被农民作为烧饭烧锅的燃料，大部分被就地焚烧或掩埋，如果能够作为原材料用于秸秆发电，不仅节约并充分利用好资源，而且也将为农民增加疏入，对宿松经济的发展将发挥积极作用。而经估算，本工程投产后年燃用棉花秸秆约13万吨。安徽省能源集团公司与当地政府及农场签订了秸秆供应协议（暂缺），从而可以保证燃料的供应。3.2 燃料成分分析及消耗量3.2.1 燃料成分分析燃料成分分析请见下表表3.2-1：表3.2-1 燃料成分分析序号项目符号单位棉花秸秆1收到基低位发热量qnet.armj/kg15.442收到基碳car%42.83收到基氢har%4.844收到基氧oar%36.545收到基氮nar%0.686收到基硫sar%0.117干燥无灰基挥发分vdaf%82.188收到基灰分aar%3.039收到基水分mar%1210空气干燥基水分mad%8.3611灰变形温度dt12灰软化温度st13灰液化温度ft3.2.2 燃料消耗量表3.2-2 燃料消耗量装机容量小时燃料量t/h日燃料量t/d年燃料量104t/a棉花秸秆棉花秸秆棉花秸秆1130t/h2362472112986注：1）设备年利用小时按5500h计；2）日利用小时按20h计； 3.3 燃料运输本工程年燃秸秆约13万吨，平均小时耗量约为23.61t/h。电厂燃料由汽车运输进厂，根据本地公路交通条件，燃料采用汽车运输是可行的。3.4 点火燃料的品种与来源根据对锅炉厂的调研，采用130t/h联合炉排锅炉，点火助燃系统可以取消。第4章 机组选型4.1 概述因为本工程选用燃烧秸秆锅炉，能满足国家新能源的有关政策，所以选用纯凝发电机组也是可行的。秸秆资源量、秸秆运输条件是制约本工程建设规模的基本条件，从这两个条件分析，秸秆电厂建设规模应该小型化，从宿松县的资源来看，选择1130 t/h秸秆锅炉+130mw纯凝机组是比较适宜的。为了提供整个发电厂的发电效率，蒸汽的温度和压力越高越好，燃煤大容量机组参数已达超超临界，对于秸秆发电设备的设计建设经验较少，目前bwe公司生产的秸秆锅炉参数可达高温高压。高温高压机组的经济性能主要体现在汽轮机的热耗率值低，热耗率越低机组的经济效益越高。机组的参数越高，其热耗率值也越低。在相同的蒸汽流量及工况下，25mw高温高压机组汽轮机热耗约为10217kj/(kw.h)，汽轮发电机组的绝对热效率约为30.39；而中温中压机组热耗约为12025kj/(kw.h)， 汽轮发电机组的绝对热效率约为25.82。由此可见高温高压机组汽轮发电机热效率增加约为4.57；在相同的生物质情况下，中温中压机组，燃秸秆量约为：27.18t/h，；若采用高温高压机组锅炉下燃秸秆量约为：23.07t/h，每台炉节省秸秆4.11t/h，若机组按每年5500小时计算，本工程每年节省秸秆22605t，若按秸秆收购价250元/t计 ，每年节省人民币约550万元左右。综上所述，本期工程拟选用高温高压130mw凝汽式汽轮发电机组1130t/h高温高压的燃秸秆锅炉，汽轮发电机组可以提供电力30mw。4.2 主机技术条件4.2.1 锅炉选型4.2.1.1 锅炉炉型在丹麦等欧洲国家，秸秆燃烧锅炉已有十几年的运行历史，其炉型主要有炉排直接燃烧炉和喷粉炉。丹麦bwe公司在秸秆燃烧锅炉的设计上已经有成熟的经验，根据目前对丹麦等国秸秆电站的了解和有关bwe公司的介绍，对于小型秸秆燃烧锅炉，一般采用炉排直接燃烧炉，炉排为水冷式振动炉排，对于大型高参数秸秆燃烧锅炉，应采用喷粉室燃烧炉。与喷粉室燃烧炉相比，炉排直接燃烧秸秆炉系统简单，辅助系统少，运行控制容易掌握，投资相对较低，比较合适本工程具体情况。因此，本工程采用炉排直接燃烧炉。炉排直接燃烧秸秆炉及其附属系统示意图如下：锅炉为水冷壁汽包锅炉，采用自然循环。水和蒸汽在锅炉顶部的汽包内分离，蒸汽进入过热器。过热器分两级布置在烟道中。尾部烟道布置省煤器和空预器。由于秸杆灰中碱金属的含量相对较高，因此，烟气在高温时（450以上）具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低，易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题，秸秆燃烧锅炉专门设计了过热器系统。在国内，龙基公司引进了丹麦bwe公司的技术，济南锅炉厂通过与龙基公司的合作消化吸收了秸秆燃烧技术，为山东单县工程生产了国内第一台秸秆燃烧锅炉（1130t/h），燃料也是棉花，锅炉型式为水冷振动炉排，高温高压，今年9月底交付使用。济南锅炉厂通过对技术的消化吸收，创新了联合炉排技术，改进型的联合炉排在炉前为倾斜往复炉排，后面的炉排为重型鳞片式链条炉排，两者成上下搭接状态，运行中前边的炉排作为预燃并控制燃料耗量，后面的炉排控制燃尽速度，因此此种型式的炉排对秸秆的湿度没有严格的要求，对秸秆的种类也适应广泛，秸秆类植物经粉碎或切割分段后均可燃烧，如：棉杆、玉米杆、豆杆、果木枝、瓜秧、灌木条等均可。另外，国内还有杭州锅炉厂及无锡锅炉厂可以生产秸秆锅炉，锅炉容量在80t/h 左右，参数一般为中温中压。本工程推荐采用济南锅炉厂的高温高压130t/h联合炉排秸秆锅炉，其设备基本上可以完全达到国产化，有利于提供机组热经济性，降低工程造价。4.2.1.2 锅炉技术参数型式：高温高压、自然循环、全钢炉架、燃烧秸秆、联合炉排、汽包炉、露天布置。锅炉最大连续蒸发量： 130t/h过热蒸汽压力： 9.81mpa（a）过热蒸汽温度： 540给水温度： 215锅炉效率： 88%4.2.2 汽轮机选型型号：n30-8.83，高温高压、单缸、单轴、凝汽式汽轮机额定功率(不含励磁功率，下同)： 30mw主蒸汽阀前主蒸汽额定压力： 8.83mpa(a)主蒸汽阀前主蒸汽额定温度： 535主蒸汽额定流量： 109t/h冷却水温： 设计：20/最高：33背压： 4.90/11.8kpa(a)额定转速： 3000r/min旋转方向： 从机头向发电机端看为顺时针冷凝器：nq25 冷却面积2000m24.2.3 发电机选型型号：qf-30-2型 空气冷却,自并励静止励磁额定功率： 30mw额定电压： 6.3kv额定电流： 3437a功率因数： 0.8（滞后）额定转速： 3000r/min频率： 50hz相数： 3第5章 建厂条件5.1 厂址概述本工程拟选两厂址均在安庆市宿松县，厂址一位于洲头乡油坊屋处，厂址二位于华阳河农场二分厂，两个厂址均紧靠宿复公路，交通便利。宿松县为安庆市市辖县，地处皖、鄂、赣三省结合部，是皖西南门户。全县面积2393.5平方公里，辖9镇13乡。5.2 厂址自然条件与交通运输宿松县属北亚热带湿润季风气候，主要气候特点是：季风明显、四季分明、热量丰富、雨量充沛、光照充足、霜期短、生产期长，适宜水稻、棉花等喜温作物的栽培，农业气候条件比较优越。 宿松处在长江经济开发带和大京九经济开发带交汇地区，是安徽省一线两点率先开发开放战略布局的重点地区，也是承东启西的结合部。长江过境岸线63公里，境内有深水码头3座、汽车轮渡1座，水上运输极为方便，外运集装箱码头近在咫尺；陆上交通四通八达，105国道、沪蓉高速公路、合九铁路穿境而过；至中心城市九江、合肥、武汉、南昌、南京全程高速；境内初步形成三横两纵的公路体系，实现了村村通公路。5.3 水源、水文及气象本工程采用的水源是以华阳河水系地表水为主水源。本阶段水文气象专业主要通过现场调查，收资与分析计算，对影响建厂的主要水文气象条件，如水源，洪水等作出定性与定量的分析判断，提出建厂的可行性。注：本报告中所用高程均属黄海高程系统,其废黄高程关系为黄河口基面0.13=黄海基面。5.3.1 厂址防洪、防涝情况5.3.1.1防洪根据有关资料，厂址所在区域五十年一遇长江洪水位为20.58m，湖泊洪水位为15.45m，因厂址一的高程在1725m之间，因而需要将低洼地填高；厂址二的高程在12m15m之间，则填方量比较大。 5.3.1.2厂址内涝根据有关资料，厂址所在区域五十年一遇湖泊洪水位为15.45m，由于拟选厂址一地势较高，因而只需考虑防洪即可，而厂址二在考虑到防洪的基础上也可以满足防内涝要求。故两厂址电厂需适当垫高，并且自身需做好排水设施和厂外设排洪沟。5.3.2 水源本工程属新建工程，设计取水流量为0.05m3/s，设计年取水量约99万m3，设计保证率97%，校核保证率99%。根据当地水资源时空分布特征和开发利用现状，确定电厂取水水源论证范围：华阳河湖群（安徽省境内）以上来水计算范围2958km2，其中二郎河集水面积528km2，凉亭河集水面积303km2。1）河流来水华阳河流域位于长江中下游北岸，东起安徽省望江县的老东隔堤（新开坝），西抵湖北省的盘塘，南临长江，北接皖河流域的长河、武昌湖流域，地跨湖北、安徽两省。流域总面积5511km2，其中湖北省2553km2，安徽省2958km2。按地形分，流域内山区占19.5，丘陵区占28.4，湖区占17.3（吴淞高程16m），圩区占34.8%。本流域安徽省境内最大的河流是二郎河，其次是凉亭河，二郎河上游建有钓鱼台中型水库，本流域经宿松县城（孚玉镇）纳入白洋河来水后汇入龙湖。流域内湖泊众多，自西向东有湖北省的武山湖（流域面积628km2）、太白湖（607km2）、感湖（1098km2），安徽省的龙湖（1280.5km2）、大官湖和黄湖（614km2）、泊湖（1283.5km2）,除武山湖和太白湖以外，其余湖泊统称为华阳河湖群，各湖泊由港道沟通，由通江的华阳闸、杨湾闸（均在望江县境内）排泄入江。2）灌区退水花凉亭水库灌区位于宿松县东部丘陵区,该灌区水源比较充足，即特旱年也能保证渠首有14m3/s。区内有小型水库11座，兴利库容332.6万m3，当家塘5167口。在50的保证率下，水利工程可提供的水量6439.2万m3。其中：花灌区引水5000万m3；小型水库供水399.1万m3；当家塘供水1040.1万m3。在75的保证率下，水利工程可提供的水量6890.2万m3。其中：花灌区引水6000万m3；小型水库供水266.1万m3；当家塘供水624.1万m3。在95的保证率下，蓄水工程全年可提供的水量7457.2万m3。其中：花灌区引水7257.6万m3；小型水库供水199.6万m3；当家塘供水416.0万m3。，经工、农业、生活和其它用水后，余水518.0万m3。本灌区农业用水系数0.5。钓鱼台水库灌区位于宿松县西部丘陵地区，是座中型规模的水库。区内有小型水库13座，当家塘7217口。两灌区农业生产以双季水稻为主，近几年单季稻也有一定的规模，旱粮作物也占有相当的比重。在50的保证率下，年供水量9402.6万m3。其中：钓鱼台水库能够提供水量7764万m3；小型水库供水747.3万m3；当家塘供水891.3万m3，其它引水0.25m3/s。在75的保证率下，年供水量6209.0万m3。其中：钓鱼台水库能够提供水量5176万m3；小型水库供水498.2万m3；当家塘供水534.8万m3，其它引水0.25m3/s。在95的保证率下，年供水量4255.7万m3。其中：钓鱼台水库能够提供水量3882.0万m3；小型水库供水373.7万m3；当家塘供水356.5万m3，其它引水0.25m3/s。本灌区农业用水系数0.5。引江水灌区位于沿江洲区，干旱季节通过刘港、中棚、孤山等通江涵闸引江水灌溉。该地区是棉花为主的经济作物区。在50的保证率下，年可供水量2160.0万m3；在75的保证率下，年供水量3140.0万m3；在95的保证率下，年供水量4320.0万m3。本灌区农业用水系数0.6。农业用水除农作物根系吸收与蒸发外，其余退入湖区。3）引江济湖特大旱情发生时，湖水位，但长江水位一般都高于湖水位12米以上。此时打开引水闸，引长江水进湖抬高水位。5.3.3 取水方案确定建设项目业主提出厂址有两处，厂址一在乌池镇，厂址二在华阳河农场的二分厂。乌池镇和华阳河农场均在华阳河分蓄洪区的复兴镇安全区内。图5.3.1厂址一乌池镇龙感湖取水点厂址二二分场黄湖取水点竹墩桥取水点 建设项目厂址、取水口位置见图5.3.3.1 厂址一取水方案确定厂址一的取水点有两处，一是竹墩桥下南侧的湖面，二是乌池厂址附近湖面，根据设备的要求，对上述两处取水点进行水下及岸边地形测量。1） 竹墩桥取水点竹墩桥取水点放在大官湖与龙感湖相通的港道的南侧，根据现场勘测，测量自西向东布设四个断面，其位置见图5.3.1。测量范围为圩堤到湖内深槽处。14勘测断面见图5.3.2：该取水点断面非常复杂。1#断面位于竹墩桥旁高压线杆西测200左右，圩堤高17.03m，离岸边336m处有高14.28m左右的陡坎，最低湖底高程9.82m，位于离岸边480m处；2#断面以竹墩桥旁两根高压线杆为断面，圩堤高17.43m，离岸边260m处有高14.12m左右的陡坎，最低湖底高程10.44m，位于离岸边590.54m处；3#断面距2#断面200m左右，圩堤高17.38m，离岸边175m附近有高13.70m左右的陡坎，最低湖底高程10.51m，位于离岸边323.41m处；4#断面在竹墩桥东侧，距3#断面200m左右，圩堤高16.33m，最低湖底高程9.89m。位于离岸边343.56m处。对比四个断面，再根据水位分析，建议竹墩桥取水点的取水口放在4#断面。图5.3. 2 取水点竹墩桥处14#断面2）乌池厂址附近湖面的取水点根据现场勘测，乌池厂址附近湖面的取水点放在龙感湖内，测量自南向北布设三个断面，断面之间相距200左右。其位置见图5.3.1。测量范围为圩堤到湖内深槽处。13勘测断面见下图：1#断面圩堤高19.61m，岸边有深沟，沟底高程11.55m，最低湖底高程11.62m，