漠河生物质发电项目建议书.doc

.黑龙江省漠河30MW生物质发电项目建议书上海荟懿环保科技有限公司2012年5月目录1概述21.1 项目申报单位概述21.2 拟建项目概况21.3 建设规模21.4 编制依据31.5 建设必要性31.6 主要技术设计原则42 燃料供应52.1 林弃物数量52.2 树枝成份分析52.3 树枝收运62.4 锅炉点火燃料73 机组选型73.1 锅炉选型说明73.2 汽轮机选型说明73.3 主机技术条件74 投资估算及经济效益84.1 编制原则94.2 编制依据94.3 工程投资估算104.4 财务评价105 环保工程设想及烟气污染防治措施125.1 烟气污染治理措施125.2 大气污染物的排放量、排放浓度及落地浓度135.3 烟气中的污染物对周围大气环境的影响145.4 大气污染物总量控制初步分析146 结论及建议156.1 主要结论156.2 建议15附图1：漠河生物质电厂位置图.161概述1.1 项目申报单位概述上海荟懿环保科技有限公司是一家注册于张江高科技园区的高新科技民营企业，专门从事新能源设备的研发和制造。公司业务主要为垃圾生物质发电、风力发电等新能源技术及设备。2003年公司获得垃圾生物质气化熔融炉发明专利，2006年获得上海市科委科技成果转化证书，该技术属于国内首创，处于国际领先水平，受到国内外同行的高度评价。现有员工60多人，其中研究人员15名，工程技术人员20多名。 1.2 拟建项目概况为使黑龙江省漠河县的生物质资源得到充分利用，实现其资源化、减量化、无害化，减少清林后因枝桠材等林弃物堆放造成火灾隐患，及滩涂地灌木杂草等焚烧对城区环境和大气质量的破坏，充分利用可再生能源的优势，逐步将生物质发电开发成为黑龙江省能源结构的有益补充，上海荟懿环保科技有限公司已与黑龙江省漠河县政府签署投资协议，拟在漠河县区域内建设1个生物质发电厂，总装机容量为30MW。该项目年处理林弃物等23万吨，采用焚烧减量方式，余热用于发电，其灰渣含钾量较高，可直接还田使用。1.3 建设规模漠河县的生物质资源主要为三个来源：营林部门每年清林的废弃物；采伐生产区产生废弃树头、枝丫材等；滩涂地的灌木及杂草等。全县三个林业局年清林总面积约4.5万公顷，林弃物约157万立方米，按0.16的比重计算，年产量约25万吨；采伐生产废弃树头、枝丫材等年产量1万吨左右；滩涂地等产柳条、灌木、杂草等，因漠河地域广阔，资源极其丰富，初步估算约年产40万吨，可充分补充其它生物质材料因故的短缺。综合考虑漠河县的生物质资源量、运输条件，本着稳妥、可靠的原则，按照机炉匹配的要求，首个电厂的建设规模定为：215MW纯凝汽式汽轮发电机组配275t/h秸秆直燃循环流化床锅炉，考虑供热供汽因素，实际也可能按115MW纯凝汽式汽轮发电机考虑。1.4 编制依据1) 国家计委、经贸委、建设部联合发布的热电联产项目可行性研究技术规定；2) 国家发改委发布的可再生能源发电价格和费用分摊管理施行办法、可再生能源发电有关管理施行规定；3) 设计有关的法令、法规、标准及专业设计技术规程等。1.5 建设必要性1.5.1 符合国家新能源政策生物质是世界第四大能源，它们对全世界一次能源的贡献占14。在我国，生物质占一次能源消费总量的33，是仅次于煤炭的第二大能源。生物质发电厂的建设符合国家能源政策和国家中长期发展纲要。2006 年2月9日，国务院发布了“国家中长期科学和技术发展规划纲要”，纲要中明确提出，今后15 年，科技工作的指导方针是：自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。纲要中涉及能源行业的主要内容如下：坚持节能优先，降低能耗。重点研究主要高耗能领域的节能技术与装备，开发复杂环境与岩性地层类油气资源勘探技术，重点研究风能、太阳能、生物质能和地热能等可再生能源的开发利用。因此，本工程的建设符合国家新能源政策。1.5.2 生物质发电工程节约能源利于环保有关研究表明，树枝是一种很好的清洁可再生能源，其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量约达1。拟建生物质发电厂每年可焚烧树枝23万吨，同时还可以提供电力能源，与常规燃煤火电厂相比，不仅可节约煤炭还可减少二氧化硫和烟尘排放量。因此，从节约能源保护环境的角度讲，本工程的建设是非常必要的。1.5.3 生物质发电工程可产生良好的社会效益和经济效益漠河县自然资源丰富，尤以森林、矿产、旅游、珍稀动植物资源闻名于世。全县林地面积16281平方公里，木材总蓄积量14647万立方米，仅漠河区域三大林业局每年清林的林弃物就达26万多吨，广阔的江河滩涂地年产柳条、灌木等约40万吨以上。目前，农民生活水平有了很大的提高，人民生活大部分采用沼气、煤及液化气。大部分枝桠材均堆放于林间空地及道路两旁，无法有效利用，既不利于防火又不利于环境治理。建设生物质发电工程，不但可以消除森林火灾隐患，且可将枝桠材等作为资源加以利用，还可增加林工、农民等的收入。生物质发电厂的建设，不但可向当地供电，而且可把解决能源短缺、环境保护和农民增收三大问题很好地结合起来，发电厂的建设是一件利国利民的大好事。从可持续发展的角度看，树枝是可再生而且洁净的能源，将在未来的能源结构中起到重要作用。树枝发电不仅具有较好的经济效益，还有良好的生态效益和社会效益。综上所述，黑龙江省漠河县生物质发电工程的建设是完全必要的。1.6 主要技术设计原则1.6.1生物质电厂均按二炉配二机进行设计，锅炉采用树枝直燃循环流化床锅炉，额定蒸发量75t/h、过热蒸汽压力5.3MPa、过热蒸汽温度490、给水温度150，效率90%。汽轮机选用次高温次高压15MW纯凝汽式汽轮机，配套选用15MW汽轮发电机；1.6.2电力系统：发电机出线经主变升压至35kV接入附近的变电所；1.6.3树枝供应：树枝按要求就近晾干、粉碎、打包后用火车/汽车运至厂内；1.6.4燃油供应：燃用0#轻柴油，采用汽车运输；1.6.5水源：生产用水采用污水处理厂的中水；电厂生活消防用水采用市政水。1.6.6树枝仓库：容量按两台炉燃用5天设计；1.6.7灰渣：干灰采用气力输送方式，锅炉底渣采用机械输送方式；1.6.8机组控制：锅炉和汽机设集中控制室，控制方式为DCS，控制设备为国产中上等水平；1.6.9锅炉采用轻型封闭墙；1.6.10采用二次循环供水、自然通风塔冷却系统或机力通风冷却塔系统；1.6.11两台炉共用一座烟囱，烟囱高度暂按80米，根据出口流速确定烟囱出口内径；1.5.12主厂房等建筑采用钢筋混凝土结构；1.6.13本工程机组年利用小时各专业均以6000小时叙述；1.6.14注册资本金为30%，其余为银行贷款。2 燃料供应2.1 树枝量2.1.1 本工程树枝用量本工程拟以树枝为设计燃料。电厂建设规模为275t/h树枝直燃循环流化床锅炉配215MW汽轮发电机组，其燃料消耗量见下列各表。消耗量表小时用量(t)日用量(t)年用量(104t)一台锅炉19.2538511.55二台锅炉39.577023.1注：日用量按20小时计，年用量小时按6000小时计。2.2 树枝成份分析本工程采用的锅炉拟以燃用树枝为设计燃料。树木枝条成份分析及工业分析分析成果见下表：项 目符 号单 位树枝条全水Mt%10.3水分Mad%6.97灰分Ad%2.10挥发份Vd%79.85碳Cd%49.64氢Hd%2.49氮Nd%0.49氧Od%45.22全硫St，d%0.05发热量Qnet，arMJ/kg16.59固定碳FCad%16.80真密度TRD1.58氟FPPM63氯Cl%0.018灰熔点DT650ST670FT790二氧化硅SiO2%24.69三氧化二铝Al2O3%5.41三氧化二铁Fe2O3%2.11氧化钙CaO%39.82氧化镁MgO%5.48氧化钠Na2O%0.98氧化钾K2O%13.03二氧化钛TiO2%0.24三氧化硫SO3%2.96五氧化二磷P2O5%3.242.3树枝收运建设生物质发电厂工程，树枝收运是一个需要重视的问题。现已与漠河县政府达成协议，境内滩涂地全部由无偿承包给项目单位收种柳条、灌木等，林弃物也已与各林业局达成意向，无偿提供给项目单位清运。漠河生物质电厂选址，初步设定在漠河县版图所标西林吉镇，从图看位于全县的中心。最大运输半径100公里，平均75公里，启用铁路干线的贮木场，增加林弃物的集中场地。充分利用贮木场地来调解林弃物的水分和发热量。尽量调整，冬采夏停产生的供需矛盾。根据对漠河当地生物质资源调研分析，滩涂地的柳条、灌木等运输较为简单，可常年运输。现主要分析林弃物的运输，其特点为冬季运输；运输时间为11月15日至次年的4月15日，半年时间，夏季基本不能运输；运输方式为铁路与公路短运结合，具体运距如下：铁路干线距离（漠河）生物质电厂古道林场（18公里）生物质电厂图强林业局（18公里）生物质电厂阿木尔林业局（44公里）生物质电厂长缨林场（59公里）公路支线距离（漠河）生物质电厂前哨林场（18公里）生物质电厂长山林场（82公里）生物质电厂富克山林场（31公里）生物质电厂古道河煤矿（35公里）林区的生物质材料的成本，主要为人员工资，运输成本及贮运成本。漠河县林业工人现收入为150元/天，按每人每天收集一顿计算，每吨150元。粉碎费用为20元/吨，储存费用为10元/吨。运输费用按每吨公里1元计算，平均约70元/吨。储存可视交通情况充分利用三个林业局原有林场，再集中运送电厂。生物质原料进炉成本预计在250元/吨。滩涂地的柳条、灌木等成本应低于林弃物成本，应在250元/吨以内。2.4 锅炉点火燃料锅炉点火及低负荷助燃用油量较小，可从市场上采购，用汽车运至厂内。锅炉点火用燃油采用#0轻柴油，燃油从石油公司购买，由专用运油汽车运至厂内并卸入厂区内的储油罐内。3 机组选型3.1 锅炉选型说明国外秸秆锅炉有成功的运行实例，但进口秸秆锅炉价格较高，比国产秸秆锅炉价格高2倍左右。近几年来国内无锡华光锅炉厂、济南锅炉厂、江西锅炉厂等锅炉制造商在引进吸收国外秸秆锅炉燃烧技术的基础上，已成功开发出75t/h中温中压秸秆燃烧炉排锅炉，已有几台国产秸秆燃烧炉排锅炉陆续投产，但在运行中存在着秸秆收集和输送难的现实问题。2003年初，上海荟懿环保科技有限公司成功开发出了直燃型循环流化床热解气化炉，获国家发明专利及上海市科技成果转化产品，该炉型以各类秸秆、树枝为燃料，无需对秸秆树枝等进行压缩等前处理，解决了秸秆、树枝输送难的问题。综合考虑，为节省资金，并保证电厂的安全稳定运行，本工程暂选用国产75t/h次高温次高压秸秆直燃循环流化床锅炉。3.2 汽轮机选型说明采用N12-4.90型次高温次高压纯凝汽式汽轮机。3.3 主机技术条件3.3.1 秸秆锅炉参数锅炉型式：循环流化床炉、全钢结构、平衡通风、自然循环汽包炉主要技术数据序号项 目 名 称单位数 据1额定蒸发量t/h752过热器出口蒸汽压力MPa5.33过热器出口蒸汽温度4904给水温度1505排烟温度1406锅炉效率%903.3.2汽轮机参数型式：次高温次高压参数、纯凝汽式型号：N12-4.90转速：3000r/min汽轮机主要技术规范见下表。汽轮机主要技术规范序号项 目单位数值1发电功率MW122主蒸汽压力MPa4.903主蒸汽温度4853.3.3发电机型式：水、空冷式型号：QF2-12-2主要技术规范序号项 目 名 称单位数 据1额定功率MW152额定电压kV10.5或6.33额定电流A4额定转速r/min30005额定频率Hz506功率因数0.84 投资估算及经济效益生物质能发电技术的应用可以充分利用可再生能源的优势，减少树枝堆放和腐烂对环境的破坏及消除森林火灾隐患，从而达到节约能源、改善环境、增加电力供应的目的，因此该树枝热电项目的应用前景非常广阔。4.1 编制原则4.1.1 国家计划委员会、建设部计投资(1993)530号文印发的建设项目经济评价方法与参数；4.1.2 电力工业部电力规划设计总院电规经(1994)2号文印发的电力建设项目经济评价方法实施细则(试行)；4.1.3 国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部计基础200126号文印发的热电联产项目可行性研究技术规定；4.1.4 国家发展计划委员会计基础(1999)44号文国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知。4.2 编制依据4.2.1 工程项目及数量工程投资估算范围（以单一电厂为例）：生物质发电厂275 t/h + 215MW 机组各生产工艺系统工程以及厂外各单项工程；各系统工程量计算依据设计专业提供的工程量及设备材料清册。4.2.2 价格水平投资估算工程静态投资价格年为2006年。4.2.3 定额、指标国家经贸委2002 15号文发布的：电力工程建设概算定额建筑工程（2001年修订本）；电力工程建设概算定额热力设备安装工程（2001年修订本）；电力工程建设概算定额电气设备安装工程（2001年修订本）；中电联技经2002 48号文公布的：电力建设工程预算定额（第六册 调试）（2002年修订本）。4.2.4 工资标准建筑工程：49.5元/工日安装工程：51元/工日地方工资性津贴差值调增0.88元/工日，并计取税金。根据中电联技经200274号文，调增定额工日单价安装工程4元/工日，建筑工程3元/工日，并计取税金。4.2.5 材料价格安装工程执行东北电定字20025号文和黑电定字200203号文颁发的关于印发2001年度黑龙江省电力建设工程装置性材料综合预算价格的通知中材料价格。根据黑电定字20035号文颁发的关于发布电力建设工程定额2003年黑龙江省材机费调整系数的通知，调整材机费用，并计取税金。建筑材料按照建筑工程概算定额（2001年修订本）计算，依据2006年2季度地区建设材料信息进行调整。4.2.6 设备价格主要设备及其他设备参考近期同类工程价格，不足部分采用中国建设工程造价管理协会设备价格信息委员会组织汇编的全国电力工程建设常用设备2004年价格汇编计列。75t/h秸秆炉 2100万元/台15MW汽轮发电机组 900万元/套4.2.7 取费标准执行国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部计基础200126号文印发的热电联产项目可行性研究技术规定。4.2.8 其它费用执行国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部计基础200126号文印发的热电联产项目可行性研究技术规定。4.2.9 基本预备费基本预备费按10%计列。4.3 工程投资估算按照上述编制依据编制本工程投资估算。275t/h+215MW机组静态总投资为24000万元，单位投资为8000元/kW。4.4 财务评价4.4.1 资金投入本工程由自有资金和银行贷款组成。其中注册资本金占项目总投资的30%，其余70%拟由投资方申请银行贷款。4.4.2投资计划静态投资年度按100%投入。4.4.3原始数据1)经济评价期建设期为1年，经营期按20年。2)发电能力本电厂达到设计能力时，年发电量为18000104kWh，年供电量为15840104kWh。3）成本数据人工费：全厂设计定员90人，人均工资标准40000元/人年。固定资产折旧费：按折旧年限15年和残值率5%计算。摊销费：无形资产分10年摊销，递延资产分5年摊销。修理费：按固定资产原值的2.5%计算。其它辅助材料：按6元/MWh计算。水费：按3.5元/ MWh计算水费。树枝：250元/吨（含税价）， 年利用树枝（以林弃物为主）23.1万吨其它费用：12元/MWh4）税、费增值税：热销项税按13%税率计算，电销项税按17%税率计算，秸秆进项税按13%税率计算，材料进项税按17%税率计算，水进项税按6%税率计算。城市维护建设税和教育附加税：按应缴增值税的7%和4%计算。所得税：按33%计算。公积金和公益金分别按照税后利润的10%和5%计取。5）供电价本工程属环保型可再生能源工程，享受国家有关优惠电价政策： 根据发改价格(2010)1579号文，对农林生物质发电项目实行标杆上网电价政策。统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元（含税）。其余参数，参考同容量机组数据，包括成本类及损益类数据。4.4.4经济效益分析按上述评价方法与参数，本项目的经济效益指标如下表。 经济评价综合技术经济指标经济指标单位指标值项目总投资万元24000工程单位造价元/kW8000内部收益率9.79投资回收期年6.70投资利税率14.02投资利润率13.73电价（不含税）元/kWh0.755 环保工程设想及烟气污染防治措施本期工程建设规模为215MW次高温次高压纯凝式汽轮发电机组配275t/h秸秆直燃循环流化床锅炉。配套建设高效布袋除尘器和一座高80m出口内径为2300mm的烟囱。本项目所在区域属于二氧化硫污染控制区和酸雨控制区。根据国家环保政策对烟尘和SO2要进行排放浓度和总量控制。废物综合利用减少环境污染，促进当地的经济发展。本期工程利用污水处理厂处理后的城市污水，减少本区域向水域排放的污水总量。5.1 烟气污染治理措施1) 燃用生物质发电本工程燃用树枝，主要是树枝生物质燃料，由于这些生物质成份中所含灰份及硫份都很低，因此和传统的燃煤电厂比较，烟尘和二氧化硫的排放浓度和排放量低，对周围大气环境的影响也很小，树枝中灰份在3%以下，硫份在0.1%以下。火电厂大气污染物排放标准中规定：“单台出力65t/h以上采用甘蔗、锯末、树皮等生物质燃料的发电锅炉，参照本标准中以煤矸石等为主要燃料的资源综合利用火力发电锅炉的污染物排放控制要求执行。”根据该标准，第时段火力发电厂锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为800mg/Nm3，按树枝中的硫份，计算的烟气中二氧化硫排放浓度为690mg/Nm3，低于标准要求的最高允许值。2) 采用高效除尘设备本工程一台炉配一台布袋除尘器，以收集烟气中的飞灰。设计除尘效率在99.90%以上，从而可有效地减少烟尘排放量，降低烟尘排放浓度。根据本工程所处位置和火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003 时段标准中的规定和玉米秸秆中的成分，按照除尘器的除尘效率为99.6%，经初步计算烟尘的排放浓度为36.5mg/Nm3。占允许排放浓度200mg/Nm3的18.3%。3) 高烟囱稀释排放本工程采用高烟囱排放。为基本满足单台锅炉投产初期烟囱的出口烟气流速不低于烟囱出口处计算平均风速的1.5倍(环保要求，计算依据GB/T13201-91)，同时烟囱负担的锅炉全部运行时烟囱的出口烟气流速能确保烟囱安全经济运行，设计烟囱高度80m，出口内径为2.3m。高烟囱排放，可增加烟气有效抬升高度，通过高空稀释扩散，可降低电厂烟气污染物的落地浓度，减轻对周围大气环境的影响。4) 装设烟气连续监测装置根据火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003，“火力发电锅炉须装设符合HJ/T75要求的烟气排放连续监测仪器。”因此本期工程必须装设烟气排放连续监测装置，烟气排放连续监测装置可以自动监测大气污染物排放情况，为环境管理提供监测数据，发现问题及时解决。5.2 大气污染物的排放量、排放浓度及落地浓度1) 二氧化硫和烟尘的排放量、排放浓度采取上述的大气污染防治措施后，按树枝成分计算的本工程SO2、烟尘的排放量及排放浓度见表。 大气污染物排放情况（175t/h）污染物种类SO2烟尘项目排放量(kg/h)排放浓度( mg/Nm3)排放量(kg/h)排放浓度( mg/Nm3)实际排放1556908.2236.5允许排放浓度800200全厂最高允许排放量714注：表中允许排放值为火电厂大气污染物排放标准中以煤矸石等为主要燃料的资源综合利用火力发电锅炉的污染物排放控制标准值。2) NOX的排放量、排放浓度因本工程锅炉的燃烧温度与循环流化床锅炉的燃烧温度基本相同，因此锅炉NOX的排放浓度暂按250mg/Nm3计算NOX的排放量，详见表。 NOX的排放量及排放浓度污染物项 目单位实际排放允许排放NOX排放浓度mg/Nm3250450排放量t/h0.07注：表中允许排放浓度为燃煤锅炉挥发分大于20%时时段的允许值。3) 二氧化硫和烟尘的落地浓度本工程投产后在B、C类稳定度情况下，大气污染物SO2、烟尘的落地浓度见表。 B、C类稳定度日平均浓度(mg/Nm3)稳定度B类稳定度C类稳定度污染物SO2烟尘SO2烟尘日平均浓度值0.0109930.001780.0092130.001492环境空气标准二级标准限值0.150.150.150.10日平均浓度值/标准限值7.3%1.2%6.1%1.0%最大浓度点至烟囱距离(m)105119145.3 烟气中的污染物对周围大气环境的影响根据以上计算结果，本工程投产后，由于采用的燃料中污染物成分较少，且采用了除尘效率高的布袋除尘器，大气污染物SO2、烟尘实际排放量和排放浓度均小于火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003中规定的允许排放量和允许排放浓度，全厂SO2的最大排放量约占允许排放量的15.8%，烟尘最大实际排放浓度约占允许排放浓度的64%。SO2和烟尘的落地浓度占环境空气质量标准GB3095-1996二级标准值的比例也很小。由于锅炉的燃烧温度较低，NOX排放浓度也能满足标准的要求。因此对周围大气环境影响不大。本工程建成后，将彻底结束林弃物在林间遍地长年堆放，消除森林火灾隐患