郑州某公司燃料专题调研报告.doc

郑州中联热电有限公司生物质能热电厂建设项目燃料专题调研报告荥阳市人民政府（盖章）二00九年三月1.总论1.1工作依据 2009年3月，郑州中联热电有限公司委托荥阳市人民政府就本地生物质能热电厂建设，进行燃料专题可行性研究，本燃料专题报告依据上述委托开展工作。1.2工作目的 有关秸秆发电厂燃料供应的前期调研，通过走访调查、搜集资料，了解当地的农作物种植面积、农作物产量；林业面积、森林资源量；目前秸秆的存储方式、消耗方式、交通运输、物流能力、自然气候等情况，分析荥阳市能否满足秸秆发电厂的燃料供应并提出相应的秸秆收集、储存及运输方案。1.3工作过程 荥阳市人民政府组织相关技术人员进行了资料收集和实地考察，在生物质燃料方面重点对该县的黑色、黄色秸秆燃料进行了调查。2.项目所在地概况2.1地区概况荥阳市位于河南省中部，地处中原，隶属于河南省郑州市。东与郑州市区毗邻，西同巩义市相连，南有伏牛余脉和新密市搭界，北跨黄河与温县、武陟县接壤。位于北纬3436至3459，东经11307至1133432”之间。东西宽36公里，南北长43公里，总面积954.83平方公里。耕地69.2万亩，占总面积的48.3。2008年底，荥阳市辖2个办事处、8镇、4乡，271个行政村，2205个村民组，全市总人口640023人。2.2经济状况我市地处中原，土地肥沃，农业基础较好，是全国闻名的小麦生产县，全县耕地面积62.6万亩。其中一类耕地52.6万亩，水源条件较好；二类耕地10万亩，能旱涝保收。我市除生产优质小麦外，河阴石榴享誉国内外。我市工业基础现已形成数个专业基地，引领相关产业的发展。 2008年生产总值306.36亿元，比上年增长13.8%，其中第一、二、三产业增加值分别比上年增长5.8%、16.0%、10.7%；地方财政一般预算收入完成9.058亿元，比上年增长19.0%，生产总值和财政收入两项主要经济指标均比“九五”末翻了一番多。社会消费品零售总额78.61亿元，比上年增长23.2%，人均生产总值51105元/人。到2010年生产总值将达到亿元，年均增长16%。2.3自然情况 （1）地形、地貌荥阳市在地质构造上南、西、北三面有浅山丘陵环绕，中东部形如簸箕，为一开阔平原，地势由南西向北东倾斜。属大陆性暖温带季风型气候。冬季寒冷，夏季炎热，四季分明，光照充足，季风转换明显，无霜期长。土壤多为褐土。总土地面积143.22万亩,其中山地占13.9%，丘陵占46.2，平原占25.8，黄河滩地及水域占14.1。农作物以小麦、玉米、油料、棉花为主，耕作为二熟制。境内陇海铁路和310国道、郑西高速铁路、中原路及连霍高速公路横贯东西。在河南省118个县（市）有代表性的经济和社会发展重要指标组成和经济效益指数、社会结构指数、人口素质指数及生活质量指数的综合评价中，荥阳市的经济和社会综合实力位居全省第9位，是河南省政府确定的18个改革开放发展特别试点县（市）之一。优越的地理位置，闻名中外的悠久历史，丰富的自然资源，为荥阳市经济发展提供了极为有利的条件。（2）气象条件本地区属暖温带半干旱、季风气候。年内四季分明。最低气温在一月份，极端最低气温可达-19.1，最高在七月份，极端最高温度43.6，多年平均温度14.0。主导风向为东北风与西南风。多年平均降水量649.6mm。降水主要集中在七至九月份。多年平均蒸发量1815.4mm（3）水文地质在1986年12月建厂时，委托河南省电业局电力试验研究所对中联热有限公司所在地进行水文地质条件的勘测工作，经过勘测试验，该地区地质条件合格适合建厂。现电厂已运行21年，地质状况无任何异常变化。（后附地质勘察报告） 2、水资源 水质全分析资料（中水）全市水资源可利用量为210840104m3。其中地表水占9.7%，浅层地下水占25.0%，中深层承压水占8.8%，集雨工程可利用量占0.2%，中水占8.7%，引黄水量占21.6%，激发黄河侧渗补给量占26.0%。荥阳境内有中型水库4座，小型水库12座，总库容8075万立方米，据调查境内水资源总量4.6942亿立方米，其中地表水6.943亿立方米，地下水1.6488亿立方米，人均占有602立方米，可为工农业生产及城乡居民生活用水提供可靠水资源。中联热电有限公司使用楚楼水库水源，水库库容约750万立方米，上游有丁店水库定期排水，丁店水库水源由上游自然水源和几座煤矿排水补充。在楚楼水库建有供水装置，内有6台水泵及两条2千多米273管子向电厂供水。2.4交通运输情况 南靠 310国道，陇海铁路、郑西高速铁路，连霍高速，中原路横贯东西，县乡公路星罗棋布，村村通公路已经实现，交通十分便利。3.燃料源分析(参考下边打红4.的格式编写本节3.)3.1基本情况 根据荥阳市农业局、统计局统计，全市耕地面积62.6万亩，农作物总播种面积89.6万亩，其中种植小麦42万亩、玉米38万亩、豆类2.3万亩、油料作物6.17万亩、棉花1.07万亩，其它农作物2.04万亩，年平均产小麦秸秆18.2万吨，产玉米秸秆25.77万吨，产豆秆1.14万吨，油料秸秆1.94万吨，产棉花秸秆0.8万吨。每年可产黄色秸秆总量为47.85万吨。荥阳市地处豫中地区，荥阳市北部黄河两岸有大约13万亩河滩地，可与政府协商，发展速生生物种植（如紫穗槐、速生杨、能源草等），即可防风固沙，又可年产生物质原料19.4万多吨；广武镇的霸王城、桃花峪等区域，2008年国家进行封山育林，两至三年后，3万多亩的林木修剪，每年可产生生物质原料4万多吨；我市南部以沟岭居多,种植有大量果木及速生杨、桐树，大部山区退耕还林等因素，每年可产10万多吨果木枝条及其附生生物质原料，可回收量约4万吨；合计能产生黑色生物质原料（树枝、藤条等）27.4万多吨。总计可年产生物质燃料75.63万吨以上，足已满足二台75吨锅炉燃烧的能源的需要。荥阳市各乡镇实际人口及耕种面积等：项目户数人口公路里程KM粮食总产吨播种面积（亩）经济作物亩油料（亩）农业产值万元个体收入元蔬菜面积亩产量吨城关乡940017941150夏秋26044113631468164000118902330128056626956021566乔楼镇990037199203夏秋261901299013200817449160516514529616838359220豫龙镇1107244463467夏秋399431857321370950051995546602069566511231532372广武镇2122382312337夏秋512192943121789116413911731866377881654671320187229高村乡1369851368338夏秋4007120305197669562046304133652903165343135095733汜水镇701523788171夏秋88214541428032355283612478633662111202783高阳镇867728223214夏秋1660359501065360580947972258672669614721883刘河乡730625534234夏秋5444258528673121732091529857.27405614141493崔庙镇1227544308206夏秋2843413782146528694011343859513926610526504516贾峪镇1226642500350夏秋30610160601455096840162001050018595652646358255金寨秋368318631820993073557036665053585827王村乡1438952307135夏秋4329118844244471144622300431343654866721238041633索河办394113683190夏秋3685196717181319072029976702京城办33821257666夏秋159190668542961522886706合计1359784597303243642299902572246023748862511236262人均152636407510 荥阳市主要农作物面积、产量及秸秆量表（丰年）表3.1-1作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦42380433.118.2玉米38412.9678.3225.77豆类2.3151.45484.3.1.14油料6.17135.93151.94棉花1.07757500.80合计89.5447.85荥阳市主要农作物面积、产物及秸秆产量表（欠年）表3.1-2作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦42320398.5616.74玉米38535.03652.724.8豆类2.3115.65446.951.03油料6.171072981.84棉花1.07707000.75合计89.5445.163.2生物质燃料种类、可利用性作物种类小麦玉米豆类油菜棉花生长期106月59月59月95月59月收获期6月9月9月5月10月 小麦收割后，麦秸基本干燥，不用晾晒，玉米、豆类、油菜、棉花秸秆收获后需要经过一段时间晒干。3.3距电厂半径50公里区域秸秆资源 距电厂半径50公里共有小麦面积77.7万亩，亩产秸秆433.1公斤，总产为33.65万吨；玉米面积70.3万亩，亩产秸秆678.32公斤，总产为47.68万吨；豆类面积4.37万亩，亩产秸秆484.3公斤，总产为2.12万吨；油菜面积11.4万亩，亩产秸秆315公斤，总产为3.59万吨，棉花面积2万亩，亩产秸秆750公斤，总产为1.5万吨，距电厂半径50公里内每年可产秸杆88.54万吨。详见下表3.3-1、3.3-2。距电厂50公里半径范围内秸秆资源分布表（丰年）表3.3-1作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦77.7380433.133.65玉米70.3556678.3247.68豆类4.37151.45484.32.12油料11.4135.93153.59棉花2757501.5合计165.7788.54距电厂50公里半径范围内秸秆资源分布表（欠年）表3.3-2作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦77.7320398.5630.96玉米70.36535.03652.745.92豆类4.37115.65446.951.95油料11.41072983.39棉花2707001.4合计165.7783.623.4距电厂半径30公里区域内秸秆资源 距电厂半径30公里内共有小麦面积40.95万亩，亩产秸秆433.1公斤，总产为17.73万吨；玉米面积37.05万亩，亩产秸秆678.32公斤，总产为25.13万吨；豆类面积2.2万亩，亩产秸秆484.3公斤，总产为1.08万吨；油料面积5.8万亩，亩产秸秆315公斤，总产为1.82万吨,棉花面积1.04万亩，亩产秸秆750公斤，总产为0.78万吨，距电厂半径30公里内每年可产秸杆46.54万吨。详见下表3.4-1、3.4-2。距电厂30公里半径范围内秸秆资源分布表（丰年）表3.4-1作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦40.95355433.117.73玉米37.05556678.3225.13豆类2.2151.45484.31.08油菜5.8135.93151.82棉花1.04757500.78合计87.0446.54距电厂30公里半径范围内秸秆资源分布表（欠年）表3.4-2作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦40.95320398.5616.32玉米37.05535.03652.724.18豆类2.2115.65446.950.98油料5.81072981.73棉花1.04707000.73合计87.0443.933.5农作物秸秆资源消耗情况 通过对荥阳市乡村的走访和随机抽样调查，由于近年来国家对农业的重视和大力支持，农用机械普及较快，减少了牲畜对秸秆饲料的消耗，加上农村对煤炭和液化气的广泛使用，也进一步减少了做饭对秸秆的依赖。目前，当地各种农作物秸秆利用率很低，真正能够商业化利用的基本为零。 通过实地走访，基本掌握清楚了荥阳市农村居民对各种农作物秸秆的利用情况，主要消耗方式如下： 小麦秸秆：由于荥阳市及周边县区等没有利用秸秆作原料的工业企业，所以麦秸的利用率极低，仅有20%用于返田沤肥或牲畜饲料外，其它均丢弃或直接焚烧掉。 玉米秸秆：3%用于返田或沤肥，5%用于焚烧或作部分牲畜饲料，其余闲置。豆秆：20%用于饲料外，其余焚烧或闲置。油料秸秆：20%用于焚烧。棉花秸秆：13%利用。3.6秸秆资源富余量情况荥阳市区域范围秸秆资源富余量情况表表3.6-1名称秸秆总产(万吨/年)被利用量(万吨)富余量（万吨）丰年欠年丰年欠年小麦秸秆18.216.743.6414.5613.1玉米秸秆25.7724.82.0623.7122.74豆秆1.141.030.2280.910.8油料1.941.840.3881.551.45棉花秸秆0 .80.750.10.70.65合计47.8545.166.4141.4438.75电厂50公里半径秸秆富余量情况表表3.6-2名称秸秆总产(万吨/年)被利用量(万吨)富余量（万吨）丰年欠年丰年欠年小麦秸秆33.6530.966.7326.9224.23玉米秸秆47.6845.923.8143.8742.1豆秆2.121.950.421.71.53油料3.593.390.722.872.67棉花秸秆1.51.40.21.31.2合计88.5483.6211.8876.6671.74电厂30公里半径秸秆富余量情况表表3.6-3名称秸秆总产(万吨/年)被利用量(万吨)富余量（万吨）丰年欠年丰年欠年小麦秸秆17.7316.323.5414.1512.78玉米秸秆25.1324.182.0123.1222.17豆秆1.080.980.210.870.77油料1.821.730.361.461.37棉花秸秆0.780.730.10.680.63合计46.5443.936.2240.3237.71荥阳市黑色秸秆资源可利用情况表表3.6-4名 称规 模单位干枝产量干枝总量（万吨）被利用量(万吨)富余量 （万吨）枝薪材年采伐10万立方0.4吨/立方米422速生杨6万亩1.75吨/亩10.5010.5荆条3万亩1吨/亩303紫穗槐4万亩1.5吨/亩606田间树木3万亩2.00吨/亩60.15.9合计16万亩29.52.127.4 荥阳市区域范围的农作物秸秆资源丰年富余量为41.44万吨，欠年富余量为38.75万吨。距电厂50公里区域范围的农作物秸秆资源丰年富余量为76.66万吨，欠年富余量为71.74万吨。距电厂30公里区域范围内的农作物秸秆丰年富余量为40.32万吨，欠年富余量为37.71万吨。荥阳市是农业大县，年产黑色秸秆29.5万吨，年富余量27.4万吨。从以上情况看，以电厂50公里区域范围内，黄色秸秆欠年富余量为71.74万吨，再加上每年全市有近27.4万吨黑色秸秆，可以满足电厂每年近25万吨的消耗量，燃料资源比较充足。据有关研究分析，生物质灰的成分与煤相比碱金属（钾和钠）含量比较高，导致灰熔点比煤灰的熔点低，在燃烧过程中容易积灰和结渣；飞灰中的碱金属和烟气中的氯还能够腐蚀锅炉受热面；农林生物质中碱金属和氯的含量受生物质的种类、来源、气候、土壤、耕种习惯和施用化肥等因素的影响各不相同。农业生物质中稻秆、麦秆、玉米秆等黄色秸秆和稻壳中碱金属的含量比较高，结渣和腐蚀的风险比较大；蔗渣是制糖工业的废弃物，由于在榨汁过程中经过多次处理，灰分和灰中碱金属的含量都比较低，结渣和腐蚀的风险小；林业生物在（包括棉秆）碱金属的含量通常比黄色秸秆的含量要小的多，结渣和腐蚀的风险比较小。 林业生物质是目前欧美农林生物质发电的主要原料。2001年，美国固体生物装机容量在6GW左右，主要是林业生物质（包括造纸废弃物和其它能源植物）；瑞典和芬兰其次，燃料主要也是造纸和其它林业生物质这三个国家占IEA（国际能源署成果国）固体生物质发电装机容量的75%左右。4.秸秆资源收购、储存和运输（1）秸秆的收储模式大致有如下三种:第一种(A模式)：合同契约下的联办模式。秸秆电厂根据区域情况，确定具体收购点的位置范围，由电厂与相关的经营实体共同建立秸秆收购点，电厂负责购买主要设备（如：秸秆压块成型机和装卸车等），按照一定合同约定租赁给经营实体，经营实体根据收购点建设的各项要求，负责投资建设和独自运营管理各自的收购点，电厂与收购点经营实体间是一定纽带下的买卖关系。这种模式的好处在于可以相互利用各自的优势（比如资金投入的优势）；利用当地人力、场地资源和管理方便的优势（收购点可以利用农村废旧的工矿地来建设等）；充分调动各方面的积极性，最快最好的建立起秸秆收购点。第二种（B模式）：电厂独自经营模式。这种形式是电厂独自投资建设和运营管理收购点。这种模式的相对优势是便于掌握秸秆市场情况，但是最大的弊端是对于分散的14个收购点的整个投入建设和运营管理将会是电厂本身牵涉巨大的精力，存在着潜在的管理和运营风险。第三种（C模式）：全权委托的模式。电厂把秸杆收购和市场运作完全委托给相关物流公司，电厂与物流公司间单单是秸秆成品的买卖关系，对于整个秸秆收购点的投资建设、市场收购和运营管理则完全由物流公司自已操作。这种形式只有对于具有较强经济实力的公司才有可能。这种模式可以前期节省电厂对于收购点建设的投入，减小电厂对秸秆市场运作管理的精力和风险，但是，其不利因素是难以掌握秸秆市场，在秸秆燃料的供应方面有可能存在着被动风险。秸秆收储点的设置方案综合分析电厂的实际秸秆燃料市场的运作模式，认为可以多种模式并存在的方式，建议在电厂厂区范围内建设1个B模式的收购点，主要把厂区8公里范围内的秸杆田农户直接送到电厂收购点，避免了农民舍近求远的把秸秆送到距电厂的收购点，该部分秸秆可以节省运输费用等，对于厂外的各个秸秆收购点，建议利用A模式来进行投资建设和运营管理，厂外收购点数量按14个设置。荥阳市秸秆收储点拟设地点表4.1-1序号拟设区域距电厂距离（公里）1荥阳市广武镇三官庙202荥阳市城关乡杨洞村103荥阳市乔楼镇陈沟村104荥阳市豫龙镇魏寨105荥阳市高村乡马寨村206荥阳市王村乡房罗村187荥阳市汜水镇268荥阳市高山镇穆沟村259荥阳市刘河乡2510荥阳市崔庙镇石坡村2211荥阳市贾峪镇邢村2012荥阳市金寨乡金寨村1013荥阳市王村乡真村1714荥阳市王村乡王村村2015厂址点8公里范围内收购点的基本配置每个收购点占地约2025亩。区域分为厂前区、原料区和成品区，厂前区主要建筑物有办公室、计量室、结算室、餐厅、消防泵房及消防水池、车库等；原料区主要是原料堆放；各个区域有路分隔，并形成环行消防通道。厂区排水排于围墙边的排水沟，集中排至场外。基本配置见下表。秸秆收购点主要设备配备情况（一）表4.1-2序号设备名称型号数量单价 （万元）总投资 （万元）1秸秆打包机械YDW-80140402装卸叉车CPCD-301883电子衡器SCS-501554干式变压器箱式变电站200KVA115155粉碎机236合 计74秸秆收储点主要工作人员情况 表4.1-3 序号岗 位人 数1经理12计量员13财务结算人员14工作人员 （包括打包工、装卸工及后勤人员等）4合 计7 （2）为保证电厂燃用秸秆的供应，由荥阳市政府首先制订全市范围内的秸秆收集、储存、运输管理办法，即采用政府支持、协调，企业运作的办法进行。 （3）秸秆储运公司在资源较为集中的乡镇设立收储站12个。每个站设有能收购秸秆50008000吨规模的储存库。储存库可用雨布遮盖也可建成防雨棚。四周设排水沟，并设防火灾设施，与居民居住设有百米左右的安全距离，共设14个收储站。 （4）秸秆打捆与收购：由秸秆储运公司统一购置打捆设备，采用流动秸秆打捆机在田间打捆，打捆后可放在田边或运至乡镇收储站，打捆后称量即可向农民支付秸秆费。农民也可自动运至收储站自行销售。 （5）秸秆运输：从农田至乡镇收储站由板车运输，板车可由拖拉机拖运，也可由汽车改装而成。 （6）秸秆调运：由乡镇收储站运至热电厂的秸秆，按公司统一调度，调度预先编制时间运输计划，计划按照乡镇轮流供应，近远结合，道路运输平衡，夏、秋两季储存适当等原则编制。 （7）秸秆价格的确定：黑色秸秆收购价160170元/吨，加工费用35元/吨，运输费0.5元/吨.公里，粉碎包装运输；小麦秸秆收购120元/吨，打包30元/吨，运输0.5元/吨.公里；玉米秸秆收购价85元/吨，运输费0.5元/吨.公里，打包30元/吨。各种作物秸秆收获后一月内最低，其它季节变化在10%以内，年季间变化随市场行情变化。综上所述，荥阳市及周边地区县市农业发达，交通便利，自然灾害较少，有足够的能力满足秸秆燃料的供应。对于充分利用起农村富余的秸秆资源为燃料发电，既能够节约对燃煤的消耗，减轻大气污染，又使农民增加了收入，具有良好的经济效益和社会效益，是具有绿色环保功能的循环经济模式。 从以上情况分析来看，该项目的燃料资源是有保障的，可以满足电厂每年约25万吨的燃料需要。秸秆成份见表秸秆成份分析表项目符号单位小麦玉米枝条水分Mad%12.2012.612.7灰分Ad%8.305.581.33挥发分Yd%78.8378.5581.90碳Cad%39.0739.9739.29氢Had%5.024.934.88氧Oad%35.8036.0534.55氮Nad%0.530.830.23全硫Sad%0.080.050.02氯Clad%0.7830.2990.003低位发热量Qnet.arMj/kg13.9914.5615.57灰熔点DT10001.091.131.43ST10001.121.141.44FT10001.141.151.454.1.6燃料分析关于秸秆成份分析，低位发热量分别为13.99115.57MJ/kg，秸秆锅炉设计制造商提供的秸秆成份也只提出了一个范围，如含水量为1020%，挥发分70%，低位发热量1415Mj/kg，燃料成份主要涉及到锅炉本体设计和燃料燃用数量的计算，锅炉制造时采用枝条类为设计燃料，小麦、玉米秸秆作为校核燃料进行设计锅炉。适用于各种秸秆的燃烧，秸秆成份的相对偏差不会影响到今后的正常使用，但要解决好不同秸秆的破碎、输送。由于燃料分析中本化验分析结果提供的资料较全，因此本设计采用了此数据。收购点的基本配置（二）每个收购点占地约15亩。区域分为厂前区、原料区和成品区，厂前区主要建筑物有办公室、计量室、结算室、餐厅、消防泵