宁津生物质电厂及供热方案0120

宁津县生物质发电厂 供热 工程 方案报告 i 目录 1 概要概要 1 1 1 项目概况及编制依据 1 1 1 1 项目概况 1 1 1 2 编制依据 1 1 2 研究的范围 1 1 3 城市及城区概况 1 1 4 项目建设的必要性 3 1 5 本期建设规模及规划的最终规模 4 1 6 主要技术原则 5 2 电力系统电力系统 6 2 1 县域电力负荷预测 6 2 2 城区电力负荷预测 6 2 3 建设的必要性及建设规模 6 2 4 接入系统方案 6 2 5 接入系统的配套项目 7 2 5 1 系统一次部分 7 2 5 2 通信 保护和远动设施 7 3 燃料供应燃料供应 8 3 1 概述 8 3 2 生物质燃料的种类 可利用性和产量 8 3 2 1 生物质燃料的种类和可利用性 8 3 2 2 生物质发电厂拟定装机方案的秸秆资源保证 9 3 3 秸秆的燃料特性 10 3 4 1 秸轩收集的可能性 10 3 4 2 生物质发电厂收购秸秆的可能性 10 3 4 3 秸轩收购点 10 3 4 4 每个秸秆收购点的配置 11 ii 3 4 5 秸轩收购点功能 11 3 5 秸秆燃料的调度 11 3 6 秸秆的运输 12 3 7 秸秆成本分析 12 4 装机方案和机 炉选型装机方案和机 炉选型 13 4 1 热负荷 13 4 2 装机方案 13 4 3 机 炉选型 14 4 3 1 锅炉选型 14 4 3 2 汽轮发电机的选型 14 4 4 主设备技术参数 15 4 5 汽量平衡和主要热经济指标 16 5 汽汽 水换热首站水换热首站 18 5 1 供热规模 18 5 2 首站各系统 18 5 2 1 热力系统 18 5 2 2 水处理系统 19 5 2 3 首站内室内采暖系统 19 5 2 4 首站内排水系统 19 5 2 5 首站消防系统 20 5 3 建筑方案介绍 20 5 4 电气方案 21 5 4 1 防雷保护及接地系统 21 5 4 2 照明和检修网络 22 5 4 3 电缆选型 22 5 4 4 电缆防火 封堵措施 22 5 5 自控方案 22 6 工程设想工程设想 24 iii 6 1 厂区总体规划 24 6 2 热工控制 24 6 2 1 控制方式 24 6 2 2 自动化水平 24 6 2 3 设备选型 25 7 工程实施条件和轮廓进度工程实施条件和轮廓进度 26 7 1 施工单位 26 7 2 施工轮廓进度 26 8 投资估算及财务评价投资估算及财务评价 28 8 1 投资估算 28 8 1 1 工程概况 28 8 1 2 工程投资计列范围 28 8 1 3 投资估算编制依据 28 8 1 4 投资估算编制原则 28 8 1 5 投资估算结果 30 8 2 经济效益分析 30 8 2 1 经济效益分析依据及评价原则 30 8 2 2 项目计划进度 30 8 2 3 资金来源与资金使用计划 30 8 2 4 关于成本计算 30 8 2 5 关于损益计算 31 8 2 6 计算结果 31 8 3 小结 31 9 结论结论 33 9 1 主要结论 33 9 2 主要技术经济指标 33 9 3 建议 34 1 1 概要 1 1 项目概况及编制依据项目概况及编制依据 1 1 1 项目概况 本项目建设地点位于山东省宁津县 项目名称 宁津县生物质发电厂 供热 工程 规划装机容量 50MW 期工程建设 1 25MW 抽汽凝汽机组 配 1 130t h 生物质燃料锅炉 在银河电厂原址基础上进行改造 充分利用现 有设备 对原厂两台 75t h 锅炉摸底改造后也需预留远期的扩建空间 本项 目是利用生物质燃料发电的项目 符合国家节约能源 支持利用可再生能源 发电的产业政策和发展热电联产集中供热的产业政策 1 1 2 编制依据 本报告依据以下规范及文件编制 1 宁津县总体规划 2 山东省及宁津县各级政府部门提供的其他有关资料 1 2 研究的范围研究的范围 本报告研究范围如下 电厂围墙以内需要建设的生产 生产附属 辅助生产工程 电厂的供排水工程 除灰系统和灰场 属于本项目的以下内容 请建设单位另行委托有资质的单位完成 提供 原始资料 但相关的投资计入本工程投资估算 电厂接入电力系统的可行性研究报告 电厂厂址的工程地质和水文地质报告 资料提供 环境影响评价报告书 1 3 城市及城区概况城市及城区概况 宁津县位于山东省西北部冀鲁交界处 地处暖温带半湿润半干旱地区 季风型大陆性气候明显 年均日照 2658 6 小时 历年平均气温 12 5 最 热月为 7 月 平均气温 26 5 最冷月为 1 月 平均气温 3 5 宁津县降 水充沛 全年平均年降水量 521 0 毫米 年降水量最高为 1145 6 毫米 1961 年 最低为 255 7 毫米 1965 年 年平均降水日为 65 天 平均 2 降雪日数 11 天 气压平均为 1015 1 百帕 年平均风速 3 0 米 秒 主导风向 为南南西风 频率为 15 区划面积 833 平方公里 辖 9 镇 1 乡 2 个街道 1 个省级经济开发区 304 个农村社区 人口 47 万 耕地 73 万亩 属北温带 半湿润大陆性气候 常年平均气温 12 3 C 降水 526 2 毫米 光照 2764 6 小时 宁津县历史悠久 县域文化源远流长 宁津古称平畴沃野 垦殖历史悠 久 现有肥沃耕地 78 万亩 境内河道纵横 地下水资源丰富 常年小麦 玉米产量 3 亿千克 1 万余吨 瓜菜 95 万吨 品种主要有辣椒 大蒜 食 用菌 菠菜等 其中干辣椒产量 2 万吨 果园面积 8000 公顷 桑园面积 2000 公顷 畜牧业发达 鲁西黄牛存栏 20 万头 肉羊存栏 30 万只 年出 栏瘦肉型猪 40 万头 肉鸡 1000 万只 已成为京津冀等城市的肉蛋菜供应基 地 近几年 宁津县工业发展迅速 门类齐全 目前 已形成了机械制造 工艺地毯 木器加工 化工 纺织 农产品加工 皮革 工业阀门 机车制 造及配件 玻璃器皿十大产业城乡 2005 年 宁津县城镇居民人均可支配 收入达 7248 元 在岗职工平均工资 10085 元 增长 29 按可比口径计算 比上年增长 13 3 人均消费性支出为 4220 元 增长 16 人均住房使用 面积 26 平方米 农民人均纯收入 4046 元 增长 11 3 生活消费支出 1986 元 增长 11 6 人均居住面积 30 平方米 城乡居民储蓄余额达 34 5 亿元 同比增长 10 7 居德州市各县 市 区 之首 1 3 2 城区概况 在城市建设中 宁津县坚持 扩城区 壮筋骨 抓配套 增亮点 强管 理 的基本工作思路 一是扩城区 拓空间 按照总体规划中关于 三心六区铸新城 的总体目 标和思路 加大了落实力度 三心 即行政文化中心 商业服务中心 工业 区中心 为了拓展城市发展空间 实施了将 行政中心南移 的发展战略 将 县委 县政府及有关行政机关的办公大地址南迁至南外环 集中建设 行政 文化中心 将原处于商业黄金地段的县委 县政府大院开发改造为高档购 物中心 把中心大街全面建设成为集商业 金融 餐饮等为行业为主的 商 业服务中心 同时 还面向工业企业 建设集商业服务 文化展览 休闲 娱乐等服务功能于一体的 工业区中心 六区 是工业区 东部居住区 北 3 部居住区 南部居住区 市场交易区 休闲度假区 在原工业区的基础上向 南新扩展 10 平方公里 现已形成 三纵三横 的道路骨架 实现了 七通一平 引进了新宝公司 东进电子等大批外资企业 志强集团 三岭汽配 三星 木业等民营企业也纷纷入区建设 工业区 已初具规模 新建了钢材 木材 两大专业市场和商贸城市场 启动了文昌小区 东方家园 盛西家园 福宁 家园 汇福阳光等一批居民小区工程 二是壮筋骨 定格局 按照建设精品城市的标准 加快城市路网建设 近年来 新建 改造了中心大街 南环路 南外环路 西外环 开发区道路 大祁北路 大祁南路等城区道路近百公里 形成了 八横十纵 的道路交通网 络 三是抓配套 增功能 按照争创省级卫生城的要求 共投入市政基础设 施建设资金数亿元 高标准对新建及城区原有道路进行改造 改造工程项目 主要包括路基 路牙石 人行道 亮化 绿化 管线配套等方面 路牙石全 部采用花岗岩 人行道砖全部铺装高级釉面彩砖 管线除高压线外全部入地 四是增亮点 创特色 城市亮点代表着城市形象 为了打造亮点 投资数百 万元 建成了占地 3 2 万平方米的中心街广场 该广场的建成不仅成为市民 们茶余饭后休闲娱乐的去处 而且带动起广场周边新增商业摊位 600 多个 安排就业人员 1100 多人 另外 建成人行小花园等大型街头绿地 10 个 使 县城绿化面积达到 30 以上 使城市品位得以大大提升 五是强管理 上档 次 为提高城市管理水平 近年突出抓 三创四化 即精品城 文明城 卫 生城三城联创 四化 即绿化 亮化 净化 美化 城区绿化覆盖率由 22 增加到 32 县城每条道路都安装样式新颖的路灯 全城实现华灯化 一路 一灯型 路路成景观 1 4 项目建设的必要性项目建设的必要性 1 落实国家对可再生能源发电项目的政策具有重要意义 2006 年 1 月 1 日 中华人民共和国可再生能源法 正式颁布实施 提 供了国家扶持可再生能源产业发展的法律依据 其中把支持可再生能源发电 作为重要内容之一 可再生能源法 中第十四和第十六条的规定 国家 鼓励清洁 高效地开发利用生物质能燃料 鼓励发展能源作物 全额收购 电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量 同时 2006 年 1 月 4 4 日 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法 也正式配套实施 2 利用可再生能源 秸秆发电是解决能源短缺问题的有效途径 作为可再生能源的生物质能 是世界第四大能源 它们对全世界一次能 源的贡献占 14 我国是农业大国 作为农业生产的副产品 农作物秸秆是 生物质能的重要组成部分 从可持续发展的角度看 秸秆是可再生而且洁净 的能源 将在未来的能源结构中起到重要作用 3 可变废为宝 综合利用 实现山东能源战略 山东省是一个农业大省 是我国重要的粮食作物生产区 也是秸秆资源 最丰富的省份之一 全省有耕地面积 9522 万亩 各种农作物播种面积 16092 万亩 年产农作物秸秆约 6500 万吨 折合 2400 万吨标准煤 因此建 设以秸秆为燃料的发电厂 可充分利用目前基本处于废弃状态的生物质资源 4 可有效改善环境质量 目前宁津地区秸秆大量就地烧掉 或就近扔进河道腐烂 严重污染了环 境 并对运输 航空和招商引资都产生了不利影响 本项目实施后 可有效 控制秸秆的就地焚烧和扔进河道 对环境质量的改善具有重要意义 同时 秸秆燃烧后产生的草木灰可以返还给农民 从某种意义上说 等于变分散污 染为集中高效利用 环保意义重大 5 有利于缓解局部电力供应紧张 根据宁津地区的电力平衡预测 宁津生物质发电厂 供热 工程投运后 年新增供电能力 1 23 亿千瓦时 其发电负荷可在宁津地区完全消耗 局部 缓解当地的电力紧张局面 6 可有效改善农村经济结构 增加农民收入 目前 宁津县秸秆未能有效利用 既污染了环境 又造成了很大浪费 宁津生物质发电厂 供热 工程的建设 使得生物质资源变废为宝 按有关 测算 本项目年收购生物质资源费用约 2400 万元 年 极大增加了当地农民 的收入 可为农村经济带来新的活力 一定程度上改善农村的经济结构 7 是城市集中供热的具体需求 根据宁津经济开发区的规划思路 本项目的实施 将在利用生物质资源 大力节约能源保护环境的同时 可有效保障工业企业的正常生产 为政府部 5 门治理和保护环境提供支持 1 5 本期建设规模及规划的最终规模本期建设规模及规划的最终规模 本期工程一期安装 1 台 130t h 燃烧秸秆的高温高压锅炉 1 台 25MW 抽 汽凝汽式汽轮机组 规划最终装机规模为 50MW 扩建工程的实施将视本期 工程投产后的发展情况确定 1 6 主要技术原则主要技术原则 本工程为改造工程 厂区布置应在现有银河电厂布置基础上进行合理调 整 改建 燃料采用县域范围内产生的秸秆 主要采用公路运输 秸秆由收 购站破碎 利用社会运输力量运送到厂 组织方式采用经济人或合约制 考 虑经济效益和节约能源 选择高参数热电联产机组 电厂水源拟采用污水处理厂的中水 生活用水由宁津县自来水公司供给 电力出线按照供电规划要求 方案考虑电厂新建 1 回 110kV 线路接入 宁津变 220kV 变电站 110kV 母线 电厂具体的接入系统方案将在电厂接入 系统设计工作中进一步论证 并以接入系统审查意见为准 本期 110kV 电 气主接线采用单母线接线方式 厂用电系统采用 10kV 和 380 220V 两级电 压 工程采用主控制方式 在主厂房外布置主控制灰渣综合利用 采用干式 灰渣混除方式 灰渣含钾 磷成分较高 可做肥料 供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水系统 化学水处理系统采用双室一级除盐加混床串联系统 出力 50t h 热工控制采用机 炉集中控制方式 6 2 电力系统 2 1 县域电力县域电力负荷预测负荷预测 宁津县县域近期 2015 年总用电量达 15 亿千瓦时 年 最高电力负荷达 250 兆瓦 2030 年总用电量达 74 亿千瓦时 年 最高电力负荷达 1020 兆瓦 规划建设适度超前的电力系统 发展热电厂和 220KV 变电站 规划至 2030 年县域具备 220KV 变电站 2 座 新建 220KV 宁津 站 使规划期末 220KV 站主变容量达 1440MVA 规划县域新建六座 110KV 变电站 2 2 城区电力负荷预测城区电力负荷预测 城区规划预测至 2030 年最高电力负荷达 350 兆瓦 规划建设适度超前的电 力系统 规划 220KV 宁津站作为城区主电源 期末容量扩建至 3 180MVA 占地控制为 2 5 公顷 热电厂作为城区辅助电源 城区新建 110KV 大祁站 城 东站及 110KV 城西站 期末容量均控制为 3 50MVA 占地面积控制为 3500 5500 平方米 扩建原张宅 110KV 站 终期容量达 40 80 50MVA 扩建 城区 35KV 城南站和 35KV 开发区站 使其终期容量均达 3 31 5MVA 2 3 建设的必要性及建设规模建设的必要性及建设规模 宁津是农业大县 每年都生产大量的作物秸秆 仅玉米 小麦 这三大 主要作物年产秸秆达 60 万吨 丰富的农作物秸秆为生物质发电提供了燃料 新建燃烧秸秆供热机组 实施集中供热 有利于充分利用生物质能源 改善 城市环境状况 符合国家能源产业政策 因此 机组的建设是十分必要的 目前全县唯一的 220kV 宁津站主变若发生故障 将对宁津电网产生巨大 的影响 所以 建设宁津生物质发电项目 增加了一个电源点 可改善供电 的可靠性 也符合宁津城市总体规划 2011 2030 的规划预测 宁津生物质发电项目规划装机规模为 50MW 分二期建设 一期为 1X25MW 2 4 接入系统方案接入系统方案 按照地区城网规划及电力部门的接入系统设计方案 考虑本期建设机组 容量只有 lx25MW 因此 电厂采用 110kV 并网比较合理 可以利用 110kV 电网就近供电 本期机组接入系统初步考虑 新建 1 回 110kV 线路接入宁津 变 220kV 变电站 110kV 母线 7 新建 110KV 线路导线型号 LGJ 185 具体线路间隔根据宁津变现已预 留情况确定 由于线路走廊沿城市道路 市区可以按同杆双回钢电杆建设 2 5 接入系统的配套项目接入系统的配套项目 2 5 1 系统一次部分 根据接入系统方案情况 该电厂的建设有以下配套项目 新建到宁津 220kV 变电站的 110kV 线路 1 回 长约 1x8km 导线型号 LGJ 185 和新建宁津 220kV 变电站的 110kV 间隔 1 个 2 5 2 通信 保护和远动设施 通信调度设备 线路保护装置 远动和保护所需的信息传输等 已估算 费用列入概算 调度关系 通道组织则按电力部门的要求实施 8 3 燃料供应 3 1 概述概述 宁津县地处暖温带半湿润半干旱地区 季风型大陆性气候明显 宁津县 四季分明 春季 降水少 风速大 气候干燥 夏季 温度高 湿度大 降 水多 降水期一般集中在 7 8 月份 秋季 天气凉爽 降水较少 天多晴 朗 风和光足 冬季 低温寒冷 雨雪稀少 有利于农作物的生长 宁津县 面积为 821km2 本项目拟定厂址在县城东部 是全县地理上的中心偏南地带 半径 30 公里范围涵盖宁津县的绝大部分地区 半径 50 公里范围可延伸到周 边的吴桥县 东光县 德州市 乐陵市的局部地区 周边县市的地理条件 气候条件和种植情况基本上与宁津县相同 根据实地调研和相关统计资料 宁津县常年出产小麦 玉米产量 6 亿斤 1 万余吨 瓜菜 95 万吨 果园面积 8000 公顷 桑园面积 2000 公顷 其中 耕地面积 43 12 万亩 玉米面积 17 23 万亩 面积 12 94 万亩 林地面积 23 39 万亩 由于小麦秸秆不适做为生物质燃料故本次不对小麦进行统计 3 2 生物质燃料的种类 可利用性和产量生物质燃料的种类 可利用性和产量 3 2 1 生物质燃料的种类和可利用性 宁津县生物质燃料种类很多 考虑到生物质发电厂生产的安全可靠性以 及锅炉的燃料适应特性 本工程主要以小麦秸秆 玉米秸秆 树枝树根树皮 及木材边角料做为燃料 并对其它特性相近的树枝条 树木下脚料等作物的 秸秆做统计说明 经调查 目前 宁津县只有少数农户将秸秆作为燃料进行利用 利用率 不足 25 其余秸秆均在田间焚烧或堆积在河边田边等自然腐烂 严重影响 了环境 农村水利设施安全 同时 根据当地习惯 由于秸秆腐烂时间长 还田后会影响正在生长的农作物的产量 因此 无法利用秸秆还田实现综合 利用 1 秸秆产量调查 9 表 3 2 1 宁津县农业资源分布及种植面积 作物名称 种植面积 万亩 稻杆亩产 公 斤 亩 秸秆总产量 万吨 玉米59 7245026 9 棉花12 944505 82 树枝树根 树皮 152003 合计45 1735 72 借鉴其他生物质电厂秸秆收购经验 及宁津县农业局提供的资料 在宁 津县范围内 玉米秸秆亩产量达到 450 公斤 亩 树枝树根树皮亩产量可达 200 公斤 亩 秸秆可收集量按照总量的 60 计算 表 3 2 2 宁津县秸秆产量及可收购量 作物名称 秸秆总产量 万 吨 秸秆可收集量 万 吨 玉米26 916 棉花5 823 5 树枝树根 树皮 31 8 合计35 7221 3 本工程建设 1 130t h 生物质锅炉 每年燃料消耗量为 15 万吨 从燃料 资源种类看 林木下脚料灰色秸杆量是可以满足本项目燃料资源需求的 本 工程选用以棉杆和玉米秸秆配于林木枝条 其他部分农作物稻杆为辅 作为 锅炉燃料资源 故而 本项目的燃烧系统也可以满足其他生物质燃料进行设 计的 在宁津县范围内丰年可收集秸秆量为 21 3 万吨 若遇到自然灾害或 欠年 秸秆可收购量按总量的 45 计算 可收集量为 16 1 万吨 3 2 2 生物质发电厂拟定装机方案的秸秆资源保证 本期生物质发电厂工程建成后 锅炉蒸发量 130t h 汽轮发电机功率 10 25MW 并富余一定量的外供汽能力 单炉秸秆用量 21 88t h 年燃用秸秆量 12 034 万吨 2 台 10t h 启动备用锅炉年燃秸秆 2759t 合计年燃秸秆 12 31 万吨 按最不利年份可获得的秸秆量 16 1 万吨计算 燃料保证率为 1 31 倍 因此可以保证电厂需要 所以 从秸秆总量上分析 本期工程建设 1 130t h 锅炉和 1 25MW 汽轮 发电机组 并富余一定量的外供蒸汽能力 从燃料保障的角度分析是可行的 3 3 秸秆的燃料特性秸秆的燃料特性 参照其它生物质发电工程燃料分析报告 秸秆的工业分析数据见表 3 3 表 3 3 秸秆的工业分析数据 符号名称数值 全水份Mar1 14 灰份Aar2 94 挥发份Var74 46 固定碳FCar21 46 低位发热量Q 17440kJ kg 注 表面水份为 0 3 3 1 秸轩收集的可能性 作物采摘后 农户在农田套种上越冬作物 秸秆的收集可以到第二年 3 月前 所以有充裕的时间进行 以前由于秸秆不能有效利用 农民把收集的 秸秆或堆弃在河道地头 或自然焚烧 对水利设施和环境都造成了不利影响 本工程建成后 秸秆将会作为商品 因此 有条件通过经济杠杆 鼓励农民 将秸秆集中堆放 晒干后向电厂燃料收购点集中出售 3 3 2 生物质发电厂收购秸秆的可能性 经调研 现在秸秆在市场上没有买卖行为 有些农户甚至雇工拔作物秸 秆 堆放的秸秆一般经 2 3 年才会腐烂 经实地调研分析认为 本工程建成 后 秸秆作为商品进行收购 在秸秆的收集 运输 保管 破碎 销售各环 节上农民将会产生极大的热情 11 3 3 3 秸轩收购点 生物质发电厂自备贮料场按破碎后贮存秸秆 8000 吨设计 可保证电厂 15 天燃料存贮量 根据本工程燃用的秸秆量 考虑到秸秆收集期较长 电厂 有条件边收购边消耗 因此在厂内不设秸秆破碎站 在宁津县内选取 10 个秸秆产量高 交通方便 物流方向合理的乡镇建 立 10 个秸秆收购点 收购点尽量利用废地 荒地 盐碱地设置 每个收购 点占地 6 7 亩 投资计划为 58 0 万元 本工程设置的 10 个秸秆收购点 每个秸秆收购点秸秆存贮能力按 0 5 0 6 万吨考虑 全部收购点秸秆总存贮能力按 5 6 万吨考虑 根据对当地的市场调查 农民向生物质发电厂秸秆收购点销售秸秆获益 的积极性很高 政府部门也承诺进行协调 因此 本项目初步拟定由电厂投 资建设秸秆收购点 3 3 4 每个秸秆收购点的配置 1 租赁废地 荒地 盐碱地等场地 7 亩 场地周围不应有易燃易爆场 所 并且有不少于 10 米的防火隔离带 在隔离带内不应有建筑物 2 建筑面积 150m2 做为职工办公 休息场所以及车库和仓库 3 配置秸秆破碎机 2 台 每台破碎机破碎能力 2 5t h 破碎机建设防雨 设施 4 配置 2 吨装卸机 2 台 做为装卸车和料场内搬运材料使用 5 移动式皮带输送机 2 台 6 配置必要的防火设施 7 配置其它必要的生活和生产设施 8 配备人员 6 名 其它雇用临时人员 分 2 班进行生产 其中秸秆收 购点的人员不计入电厂总人数 通过与电厂的关联交易实现财务上的独立核 算 3 3 5 秸轩收购点功能 1 负责收集农户送来的秸秆 并保证秸秆质量 2 负责秸秆的保管 设置相应的防雨设施 并做好防火 防霉变工作 3 负责秸秆的破碎工作 破碎后的秸秆主枝干长度小于 50mm 12 4 负责秸秆装卸车工作 破碎后的秸秆要及时装运 缩短破碎后的秸 秆场内存放时间 3 4 秸秆燃料的调度秸秆燃料的调度 电厂投产后 应对收购点的贮存量建立档案 向每个收购点下达调入计 划 收购点每天向电厂反馈收购及存贮信息 遇到特殊情况 电厂提前一天 向收购点或收购点提前一天向电厂提出变更计划要求 以便对供料计划及时 进行调整 3 5 秸秆的运输秸秆的运输 宁津县交通便利 路网发达 运输车很多 电厂建成后 将会通过经济 杠杆驱动运输户将运输车辆改制成厢式车进行运输 利用农村经纪人或合约 方式 相对固定运力 保障电厂有可靠的秸秆的供给能力 经调研分析 租 用农用车保证秸秆的运输是可行的 3 6 秸秆成本分析秸秆成本分析 根据调查 目前秸秆未作为商品 未来电厂收购时无其它收购方作为竞 争者 经详细测算 考虑到电厂投产后秸秆价格上涨因素 秸秆收购价格可 控制为 80 元 吨 秸秆的破碎费用 40 元 吨 贮存 装车费用 30 元 吨 场 地租赁费 0 5 元 吨年 设施配套费 4 5 元 吨年 流动资金 1000 万元 税金 利润和不可预见费用 40 元 吨 采用农用车辆运输运费 0 5 0 6 元 吨公里 采用小型货车运输运费按 0 4 0 5 元 吨公里考虑 由于秸秆收购时间不同 长期存贮所造成的秸秆热值降低及数量减少等损失 按 20 计算 最终电厂 收购的秸秆综合价格与当地标准煤的价格基本相同 13 4 装机方案和机 炉选型 本工程是以燃烧生物质燃料为主的可再生能源发电项目 由于地处宁津 县经济开发区西侧 锅炉设备的选择将以第 3 部分一燃料供应的分析结论为 依据 汽轮发电机组选型将在锅炉容量确定的前提下充分考虑对外供热的可 能性 下面简要介绍本工程热负荷 4 1 热负荷热负荷 本工程厂址位于宁津县银河电厂 根据宁津总体规划 未来热负荷有较 大发展潜力 现状热负荷主要为老城区内住宅以及市政单位 据公用事业局提供相关 资料及数据 现状供热范围现状如下 1 原新宁热源厂低温水直供区域 约 243 万 2 已建成并将入网区域及已开工并将入网区域 约 88 万 3 宁津城区有一部分采暖用户采用燃气锅炉 地源热泵 燃气壁挂炉 等采暖形式 统计面积约为 72 8 万 本方案阶段 根据当地政府委托的热力规划初步意见 设计热负荷见表 4 1 表 4 1 设计热负荷 数值 t h 夏季冬季 供汽压 力 MPa 供汽温 度 C 最大平均最大平均 0 9828025203025 本报告其后的工艺系统方案均考虑了供热的可能性 因此在进行电厂技 术经济指标测算时将按照供热工况及纯凝汽工况两种运行方式进行 4 2 装机方案装机方案 本期工程装机方案为 建设 1 台 130t h 燃用秸秆的高温高压锅炉 配 1 台 25MW 抽汽凝汽式汽轮发电机组 兼顾对外供热 1 锅炉的容量规模决定于燃料来源的保证与数量 原则上锅炉容量宜 大不宜小 同时 应考虑使用功能情况 该地主要农作物秸秆为秸秆 根据 生物质燃料报告 可靠的可收集的生物质燃料量能够保证 2 台 130t h 锅炉运 14 行的需求 但由于生物质发电厂运行经验较少 为保证本工程的顺利投产运 行 本期工程先建 设 1 台 1 3 0 t h 锅炉 待机组运行平稳 可靠 燃料供 应环节发展成熟 可考虑 扩 建 1 台 1 3 0 t h 锅炉 2 本项目所需的对外供热能力很大 而且由于随着时间推移 并网单 位逐渐增多 日热负荷波动较大 不宜采用背压汽轮发电机组 因此 选择 抽汽凝汽式供热机组 为节约能源 提高经济性 选择高温高压机组 3 根据热负荷性质 考虑机组运行灵活性和供热可靠性 选择 1 台 C25 8 82 0 98 型抽汽凝汽式供热机组 对热负荷变化的适应性好 在锅炉 额定出力 130t h 工况下 供热机组的发电功率为 25MW 扣除补充水加热 用汽量后 对外供汽量约为 30t h 可满足热用户需要 4 因本期工程仅建设 1 台 130t h 锅炉 其供汽可靠性较差 当锅炉事 故停运或检修时 为保证热用户的用汽 设置 2 台 10t h 供热备用锅炉 锅 炉燃用秸秆 同时该锅炉可作为机组的启动汽源和工程施工用汽汽源 4 3 机 炉选型机 炉选型 4 3 1 锅炉选型 目前 国内尚无良好的专用的生物质燃料锅炉 丹麦 BWE 公司在生物 质燃料锅炉的设计 制造方面有成熟的经验 炉型主要有振动炉排锅炉和室 燃炉 但造价很高 为适应生物质发电的需要 国内正在引进技术生产或联 合生产 75t h 容量和 130t h 容量的生物质燃料锅炉 随着国产化进程的加快 锅炉造价可望不断降低 根据国内目前的实际情况 参照类似工程 推荐本工程采用丹麦 BWE 公司 130t h 振动炉排锅炉 锅炉的设计燃料为秸秆 燃料品种单一 对锅炉 燃烧系统的稳定运行有利 将来可通过运行实践 探索掺烧部分其它秸秆的 可能性 秸秆由供应单位在厂外切碎成小于 50mm 长的散料 运至电厂贮料场 由带式输送机送至炉前的给料系统分配到各进料口进入炉内燃烧 此外 由于秸秆中含有氯元素 0 49 灰渣中含碱金属氧化物 34 2 要注意腐蚀和结焦问题 4 3 2 汽轮发电机的选型 汽 轮 发 电 机 与 锅 炉 一 对 一 配 套 采 用 成 熟 的 国 产 设 备 汽 轮 15 机 为 C25 8 82 0 98 型 高温高压抽汽凝汽式 通流部分由一个调速级和 17 个压力级组成 回热系统由 2 级高压加热器 1 级高压除氧器和 3 级低压加 热器组成 当配套锅炉在额定出力 130t h 工况下运行时 机组发电功率为 25MW 对外供汽量 约 为 3 0 t h 机组事故停运或正常检修时 为保证向热 用户供汽 需设置备用减压减温器 发电机为空气冷却 额定功率 25MW 额定电压 10 5kV 4 4 主设备技术参数主设备技术参数 1 生物质锅炉技术参数 锅炉型式 高温高压 全钢结构 自然循环汽 包锅炉 额定蒸发量 130t h 过热蒸汽压力 9 2MPa 过热蒸汽温度 540 C 给水温度 210 C 锅炉效率 90 锅炉排烟温度 130 C 锅炉排污率 4 2 汽机型式 C25 8 82 0 98 高温 高压抽汽凝汽式 额定功率 25MW 主汽门前蒸汽压力 8 82Mpa 主汽门前蒸汽温度 535 C 额定进汽量 152t h 额定抽汽量 56t h 扣除补充水加热用汽后的外 供汽量 额定抽汽压力 0 98MPa 抽汽温度 280 C 16 最大进汽量 190t h 最大抽汽量 70t h 扣除补充水加热用汽后的外 供汽量 冷却水设计温度 20 C 额定转速 3000r min 3 发电机 型式 空气冷却式 额定功率 25MW 额定电压 10 5kV 4 5 汽量平衡和主要热经济指标汽量平衡和主要热经济指标 表 4 2汽量平衡 1x130t h lx25MW 供热工况纯凝汽工况 项目单 位 夏季冬季冷却 水温 冷却 水温 最 大 平 均 最 大 平 均 度 20 C 度 27 C 热负荷t h25 20 3025 锅炉过热蒸 汽流量 t h 12 4 5 11 9 3 12 9 7 12 4 5 98 5100 7 管道损失 2 t h2 52 42 62 522 汽轮机进汽 量 t h 12 2 11 6 9 12 7 1 12 2 96 598 7 抽汽量t h 25 5 20 4 30 6 25 5 热网损失 2 t h0 50 4 0 6 0 5 外供汽量t h25 20 3025 机组功率 M W 252525252525 17 表 4 3 热经济指标计算 按年平均 项目单位供热工况 纯凝汽工 况 年平均热负荷t h22 50 年平均热负荷持续小时数h7920 11 个 月 发电设备利用小时数h55005500 锅炉蒸发量t h92100 7 年燃秸秆量t a12034091470 折合标准煤t a71699 554499 年供热量GJ a52 14xl04 供热标煤耗 kg G J 39 1 供热耗秸秆折合标煤量t a20387 发电耗秸秆折合标煤量t a51312 554499 年发电量 kWh a 13750 xl0413750 xl04 发电标煤耗 g kW h 373 2396 4 发电厂用电率 88 表 4 4 热经济指标计算 续 项目单位供热工况 纯凝汽工 况 供电标煤耗 g kW h 405 7430 8 供热厂用电单耗 kWh GJ 5 73 供热厂用电率 1 1 综合厂用电率 10 2 年供电量 kWh a 12348xl0412650 x104 热电比 105 全厂热效率 48 4 年供热节标煤量t5058 18 5 汽 水换热首站 5 1 供热规模供热规模 汽 水换热首站建于银河电厂内 近期供热能力近 300 万 远期供热 能力 400 万 结合供热负荷的发展情况 首站建筑及工艺设备分期建设 5 2 首站各系统首站各系统 5 2 1 热力系统 一 热水循环系统 1 系统流程 热水外网循环回水进入换热首站内除污器 经过除污器过滤后 由首站 内循环水泵加压进入汽 水换热器加热 送至外网热用户供热 2 主要设备 本系统内主要设备为除污器 循环水泵和基本热网加热器 除污器采用 立式旋流除污器和卧式直通除污器各一台 循环水泵采用电动泵和汽动泵结 合方式 二 蒸汽加热系统 1 系统流程 本项目加热汽源采用银河电厂的抽汽 蒸汽进入汽 水热交换器加热外 网循环水 2 主要设备 本项目的基本热网加热器采用强制湍流卧式管壳式换热器 此类型换热 器具有传热效果好 不宜结垢 不易泄露和占地面积小等优点 本换热首站的蒸汽来源 本换热首站的蒸汽来源有两种 一种是电厂的 工业抽汽 一种是首站内拖动型汽轮机做功之后的排汽 因两种汽源参数不 同 针对不同的蒸汽参数 在首站内设置两种类型的基本热网加热器 三 凝结水回收系统 1 回收方案及系统流程 汽动泵排汽和电厂主供蒸汽分别进入对应的基本热网加热器 对热网回 水进行加热形成凝结水 温度 80 凝结水 温度 80 由凝结水泵输出 经过站内一套热网回水降温换热 19 器降至 50 送至凝汽器 供热规模 50 万 以下时 热网回水温度较低 经过两级降温 凝结水 可冷却到 50 满足回收凝汽器温度要求 50 首站前期运行时 凝结水含铁离子较高 应进行排放 待冲洗一定时间 后 通过凝结水检测装置检测 合格后再回收 如发现水质不合格 应进行 立即排放 本方案应急排放至首站外雨水管道 主要设备为凝结水箱 凝结水回收泵 降温换热器 四 补水定压系统 首站补水泵从补水水源点抽水 补至系统补水点 实行无人值守的全自 动控制 补水泵的变频调速 节电效益明显 5 2 2 水处理系统 1 水质要求 根据 城镇供热管网设计规范 要求 高温热水管网补给水水质要满足 下列规定 悬浮物小于或等于 5mg L 总硬度小于或等于 0 6mmol L 溶解氧小于或等于 0 1mg L 含油量小于或等于 2mg L pH 25 7 12 2 系统简介及流程 水处理系统目的是为供热管网提供符合 城市热力网设计规范 要求的 补给水 本项目补水水源采用污水处理厂中水 5 2 3 首站内室内采暖系统 首站内室内采暖系统采用高温水回水加压循环的方式 5 2 4 首站内排水系统 换热首站内污水可分为生产排污系统和生活排污系统 生产排污系统污水来源 除污器检修 全自动软水器反洗 水箱溢流排 污及设备检修时放水等 于设备间的排水沟 坡度以 0 01 坡向集水坑 统 一排至厂区雨水管道 20 生活污水系统污水来源 主要为换热首站内卫生间的排污 通过设于卫 生间的污水管道排至厂区污水管道 5 2 5 首站消防系统 换热首站建筑耐火等级为二级 站房火灾危险等级为戊类且站内可燃物 较少 根据 建筑设计防火规范 设备间内不需设置室内消火栓系统 仅需 布置消防软管卷盘或轻便消防水龙 并与厂区消防管网对接 配电间 控制 室等不宜采用水灭火的房间设置磷酸铵盐灭火器 5 3 建筑方案介绍建筑方案介绍 1 建筑概况 一期首站占地面积约 1040 平方米 建筑物总长 40 米 宽度 26 米 高 度为 7 5 米 二期根据需要进行扩建 2 结构类型 门式钢结构 3 建筑高程 本工程室内地坪标高为 0 000m 室内外高差为 0 3000m 4 主要用料 4 1 钢架采用 Q345 B 钢 抗风柱采用 Q235 B 钢 其他所有钢材均采 用 Q235 B 钢 除注明外 4 2 普通螺栓 采用 C 级螺栓 应符合现行国家标准 六角头螺栓 C 级 GB T5780 和 六角头螺栓 C 级 GB T5782 的规定 4 3 高强螺栓 采用 10 9 级大六角型高强螺栓 抗滑移系数不小于 0 35 地脚螺栓 材质采用 Q235 B 4 4 基础混凝土标号为 C30 垫层采用 C10 4 5 砖墙厚均为 240 砖的标号为 MU10 采用 M7 5 水泥砂浆 4 6 钢材 连接材料 焊条 焊丝 焊剂及螺栓 涂料底漆 面漆均 应附有质量说明书 4 7 屋面材料 屋面采用 75mm 后岩棉复合板 0 5 0 4 5 结构设计主要说明 5 1 本设计柱距为 6 66 米 总长为 39 960 米 跨度向总长为 26 米 最高点为 9 米 承重结构为门式钢架 5 2 檩条 墙梁均采用冷弯薄壁型钢 5 3 沿建筑物长度方向设 2 道柱间支撑和屋面横向水平支撑 21 5 4 基础短柱钢筋至少有两根钢筋下部与基础底部钢筋焊接 上部与 锚栓焊接 作为防雷接地使用 5 5 钢架梁下翼缘在变截面处应压弯 5 4 电气电气方案方案 一 负荷如下 1 高压部分 合计 安装容量 1080kW 计算容量为 800kW 2 低压部分 电压等级为 380 220V 合计 安装容量约 350kW 计算容量约 200kW 3 高低压负荷总安装容量约为 1430kW 计算容量约为 1000kW 二 电源及运行方式 根据前期与建设方沟通 供电电源及运行方式如下 1 从电厂只需敷设两路高压电缆至换热首站 在首站内配置高低 压配电系统 2 高压配电系统采用单母线分段接线 两路高压电源互为备用 进 线柜做电气或机械联锁 保证负荷供电 3 低压配电系统采用单母线分段接线 新上一台 315kVA 变压器 为低压用电负荷配电 5 4 1 防雷保护及接地系统 1 防雷保护 按三级防雷设计 在楼座屋顶设避雷带和避雷针由其混合作防直击雷的 接闪器 利用建筑物结构柱子内的主筋作引下线 利用结构基础内钢筋网作 接地体 为防雷电波侵入 电缆进出线在进出端将电缆的金属外皮 钢管等 与电气设备接地相连 2 接地系统 本项目低压配电系统接地型式采用 TN S 系统 其中性线和保护地线 PE 在接地点后要严格分开 凡正常不带电而当绝缘破坏有可能呈现电 压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地 所有变频器及变频电机独立接地 防雷接地 变压器中性点接地及电气设备保护接地等共用统一的接地装置 在变配电室 设备间等处设局部等电位联结 本项目采用总等电位联结 将 22 建筑物内保护干线 设备进线总管 建筑物金属构件进行联结 5 4 2 照明和检修网络 工作照明电压为 220V 照明和动力在马达控制中心 MCC 内分开供 电 照明线路采用铜芯塑料绝缘线穿钢管敷设 控制室 配电室及主厂房等 重要场所 装设事故照明 照明电压为 220V 事故照明灯具采用白炽灯 平时做工作照明 交流电源断电时 直流事故照明切换装置提供直流电源 各车间内装设专供检修用的配电箱 5 4 3 电缆选型 高 低压电缆选用阻燃型电缆 5 4 4 电缆防火 封堵措施 本项目采用阻燃电缆和电缆构筑物分区封堵相结合的防火原则 并采取 相应的防火措施 5 5 自控自控方案方案 为了使整个换热首站的控制及管理具有较高的水平 提高运营效率 设 计中在换热首站采用计算机 DCS 集散控制系统 既节省了人力又降低了能 耗 为将来换热首站减少运营费用提供了可靠保证 主要检测及控制方案 1 根据典型用户室外温度及供回水温度 控制汽 水热器的蒸汽管 道的电动调节阀的开度 实现供水回路质调节 2 根据典型用户室外温度及供回水压差 控制循环水泵变频器输出 频率 调节水泵转速 实现一次管网闭环回路量调节 从而达到节能目的 3 根据凝结水箱液位 控制凝结水泵变频器输出频率 调节水泵转 速 维持凝结水箱液位平衡 4 由回水压力为参照量 控制补水泵变频器 进行系统定压 并通过 补水流量计反映系统的失水状况 5 对各蒸汽管路参数进行检测 显示其瞬时流量值及热量值 6 根据循环水泵供应商提供资料对其参数进行检测 7 通过对各管路参数的检测 温度 压力 流量 以保障整个热力 系统及设备的正常运行 8 对循环水泵 补水泵 凝结水泵进行开关量控制 进行运行状态 23 显示 对电动调节阀进行阀位显示 9 自控系统具备对各重要参数进行定时打印功能 水力工况分析 并 对系统作出实时故障诊断 10 系统具备不间断巡检功能 且预留下位机的通讯接口 以备系统 的扩充 24 6 工程设想 6 1 厂区总体规划厂区总体规划 生物质发电厂燃料为农作物秸秆 可釆用陆运 良好的路况为运输提供 了较好的陆运条件 生产用水取自污水处理厂的中水 灰渣综合利用 对环境产生污染较小 电力上网出线走廊较顺捷 厂区与城区距离 3km 生活设施可依靠县城予以解决 职工交通依靠公共 交通解决 施工场地租用厂址附近开发区用地 本次设计为一炉一机 同时预留一炉一机的发展用地 部分公用及生产 辅助设施一次建成 6 2 热工控制热工控制 6 2 1 控制方式 本工程采用机炉集中控制方式 本期 1 台锅炉和 1 台汽轮发电机组设一 个集中控制室 集中控制室位于主厂房除氧间 8m 运转层靠固定端一侧 燃料输送系统 化学水处理系统 除尘器 除灰渣系统等设车间控制室 由值班人员在车间控制室内监控工艺系统的运行 空压机房 生产生活水泵 房以及给水系统由集中控制室监管 汽水取样由化学运行人员监管 取水泵房 生产生活水泵房采用无人值班运行方式 循环水泵布置在汽 机房 m 不设循环水泵房 循环水处理 汽水集中取样装置 除盐水加氨设 备由化学人员监管 6 2 2 自动化水平 电厂自动化水平是通过控制方式 控制室布置 控制系统的功能及配置 电厂运行监控模式和主辅机可控性等多方面综合体现 本工程设一套分散控制系统 DCS 其功能为数据采集系统 DAS 模 拟量控制系统 MCS 顺序控制系统 SCS 锅炉安全监控系统 FSSS 发电机一 变压器组和厂用电控制系统 ECS 汽机数字电液控制系统 DEH 和锅炉燃料系统的监控 纳入机组的 DCS 系统 25 汽轮机安全保护系统 ETS 采用可编过程控制器 PLC 完成 由汽轮 机厂成套供货 汽轮机安全监视系统 TSI 应随汽轮机成套供货 设备要求采用国际先 进技术 本工程拟设置闭路电视系统 对厂区内的重要设备及地点进行安全监视 本设计自动化水平是通过以上内容和要求 运行人员在集中控制室内通 过监控系统能够完成机组正常运行的全部监控功能 并在少量现场人员的配 合下 实现机组的启停操作和事故状态下的有关处理 在集中控制室 以操作员站的 CRT 键盘和鼠标 作为机组主要的监控 手段 实现上述机组监控要求和自动化水平 同时 在控制室操作员站控制台上 设有独立于 DCS 系统的后备操作 按钮 停机 停炉 发电机变压器组跳闸以及重要保护和设备的紧急操作 确保机组在紧急情况下安全快速停机 停炉 其它辅助工艺系统就地设控制室 根据需要可采用 PLC 程控 其主要信 号可进入主控室 DCS 系统 6 2 3 设备选型 分散控制系统拟选用技术先进 在电厂有成熟运行经验 良好的技术支 撑和价格性能比的产品 选用智能型变送器 选用电动执行器 自动调节电动执行器宜选用进口设备 热力实验室仅购置维护所需的设备 26 7 工程实施条件和轮廓进度 7 1 施工单位施工单位 本工程的建设应严格按照建设项目的有关规定 实行招投标和合同管理 通过招投标选择理想的施工单位 建议主体工程的土建和安装选择电力部门 的施工队伍来承担 附属生产和辅助生产工程的土建可由当地施工单位承担 7 2 施工轮廓进度施工轮廓进度 本工程建设规模为 2 台 130t h 高温高压锅炉 2 台 C25 8 82 0 98 抽汽 凝汽式汽轮发电机组及相应的附属生产和辅助生产工程 锅炉引进丹麦技术 国内制造 汽轮发电机为国产设备 本进度安排是按 2 炉 2