秸秆发电生物质发电项目可行性研究报告

1、sw018ka01#县生物质发电项目 工程可行性研究报告#投资咨询有限责任公司2011年8月说明书目录第1章 总说明11.1 项目概况11.2 编制依据11.3 主要设计原则21.4 可研编制21.5 主要技术经济指标31.6 结论4第2章 项目建设的必要性42.1 有利于保护环境42.2 有利于新能源开发和综合利用52.3 是建设社会主义新农村，服务“三农”的需要72.4 符合国家的产业政策82.5 实现循环经济10第3章 生物质资源113.1 生物质来源及特性113.2 生物质燃料来源控制13第4章 秸秆焚烧锅炉及其选择154.1 秸秆的燃烧特点154.2 秸秆焚烧锅炉简介164.3 锅炉

2、选型19第5章 项目选址与建设条件205.1 项目选址概况205.2 厂址水文气象条件215.3 交通运输225.4 电厂水源225.5 电厂的设计热负荷23第6章 电力系统部分246.1 电网现状246.2 本项目建设在电力系统中的必要性246.3 接入系统方案25第7章 工程设想257.1 装机方案257.2 主厂房布置267.3 总平面布置287.4 供料系统297.5 燃烧系统327.6 除灰渣系统337.7 热力系统357.8 电气系统377.9 热工控制397.10 水处理系统417.11 空冷系统447.12 供排水系统477.13 建筑结构部分507.14 采暖通风与空气调节5

3、4第8章 环境保护558.1 建厂地区的环境现状558.2 设计依据及执行的环境保护标准568.3 环境保护578.4 水土保持648.5 灰渣的综合利用668.6 环境监测与管理688.7 环保“三同时”项目与投资估算708.8 结论70第9章 消防709.1 消防设计执行的标准709.2 单项工程火灾危险性类别719.3 各系统的消防措施719.4 消防给水749.5 防火及消防措施效果预测与评价75第10章 职业安全卫生防护措施7610.1 主要危害分析7610.2 设计中执行的标准和规程规范7910.3 地震烈度和工程防震措施8210.4 防洪措施8210.5 防雷措施8210.6 在

4、工艺设计中的劳动安全与工业卫生设计8310.7 劳动安全与工业卫生监测站、安全教育室的设置设想9310.8 劳动安全卫生方面的结论与建议94第11章 节能分析9411.1 执行的相关法律、法规、标准和规范9411.2 能源供应状况分析9611.3 能耗指标9711.4 节能措施9711.5 节能效果分析10011.6 下阶段节能设计设想100第12章 生产组织和定员10112.1 组织机构和人员编制原则10112.2 工作制度10212.3 电厂定员102第13章 项目实施计划10213.1 施工条件10213.2 施工力能10313.3 项目实施进度104第14章 投资估算和资金筹措1051

5、4.1 投资估算费用的范围10514.2 投资估算编制原则及依据10514.3 投资估算年水平及费用10614.4 资金筹措10614.5 控制投资的建议措施107第15 章 财务评价与分析10715.1 财务评价10815.2 财务评价分析10915.3 财务评价的原则和依据11015.4 敏感性分析111附表112第16章 结论及建议11216.1 结论11216.2 建议112附件目录1. 2. 附图目录序号名 称图 号1厂址地理位置图sw018kz012厂区总平面布置图sw018kz023电气主接线方案sw018kd014热力系统图sw018kj015燃烧系统图sw018kj026主厂

6、房零米层平面布置图sw018kj037主厂房横剖面图sw018kj048燃料输送系统图sw018km019除渣系统图sw018kc0110除灰系统图sw018kc0211供水系统图sw018ks0112水量平衡图sw018ks0213锅炉补给水处理系统图sw018kh0114151617181920第1章 总说明1.1 项目概况1.1.1 项目名称#县生物质发电项目 工程1.1.2 项目承办单位大唐山西新能源有限公司1.1.3 项目建设地点#县龙泉工业园区1.1.4 项目建设规模新建2台循环流化床炉、配2台15mw抽汽式汽轮发电机组。1.1.5 项目建设目的保护环境，开发新能源，为建设社会主义

7、新农村、服务“三农”做贡献，实现循环经济。1.2 编制依据中华人民共和国可再生能源法(2005年2月28日)。中华人民共和国环境保护法，1989年12月26日；中华人民共和国大气污染防治法，2000年4月29日；中华人民共和国环境噪声污染防治法，2000年4月29日；中华人民共和国水污染防治法，1996年5月15日；中华人民共和国清洁生产促进法，2002年6月29日； 国务院国发（2005）39号文国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定，2005年12月3日；关于加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知，环发200682号，国家环境保护总局、国家发展与改革委员会，2006年6月1日；山

8、西省环境保护条例，1997年7月30日山西省大气污染防治条例，1996年9月3日山西省汾河流域水污染防治条例，1997年7月30日山西省工业固体废弃物污染防治条例，1999年7月30日电力建设有关法规、规程、规定。1.3 主要设计原则 1. 电厂按275t/cfb+2c12mw直接空冷汽轮发电机组设计，发电机装机容量为15mw；2. 锅炉室内布置；3. 秸秆锅炉采用床上点火方式；4. 除灰渣系统采用机械输送方式；5. 除灰系统采用气力输送至灰库；6. 机炉电集中控制室，设在主厂房bc列运转层。7. 锅炉烟气采用布袋除尘器系统。8. 主变压器和110kv配电装置一起布置。9. 化学水采用反渗透装

9、置。10. 水源根据当地水资源情况而定，电厂用水由园区供水。11. 资本金按总投资的30%考虑，其余为银行贷款。12. 水价：自来水按2元/吨（含污水处理费0.3元）。13. 人工工资按20000元/人.年计。14. 设备年利用率按5500小时计。15. 上网电价按国家最新政策规定， 2010年7月统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元。 16. 本项目所发电力全部供当地电网。暂按110kv出线考虑，接入园区110kv变电站。17. 由于秸秆发电厂生活污水量很小，暂按由园区统一考虑处理。1.4 可研编制1.4.1 承担可行性研究工作的单位山西国阳投资咨询有限责任公司1.4.2 可行性研究工作范

10、围本期可行性研究的范围为厂区围墙内的工艺和土建部分等。主要任务有：1） 对#县及其周边县的秸秆量作出预测。2）提出秸秆发电厂装机方案。3）研究本期秸秆发电工程的供水、接入系统、环保、厂址、地质等建厂条件的可行性。4）对各主要工艺系统及辅助系统工艺方案设想评选。5）提出投资估算，进行经济效益评价。不包括的部分有：电厂的接入系统设计（含系统保护及调度通信）；输电线路设计；环境影响评价报告；生活福利设施的规划与设计。1.5 主要技术经济指标表1.4-1 主要技术经济指标表项目名称单位数量备注装机容量mw215 其中：锅炉t/h275年发电量gwh165年供电量gwh145.2厂用电率%12设备年利用

11、小时数h5500耗水率m3/h29.5劳动定员人143静态总投资万元22274 单位投资元/kw7424.7动态总投资万元23761 单位投资元/kw7920.4计划总投资万元24371内部收益率%13.44全部投资 %15.27自有资金财务净现值(全部投资)万元8065全部投资万元4947自有资金投资回收期(全部投资)年7.44投资利润率%4.26投资利税率%8.47炉渣t/a3080飞灰t/a46201.6 结论从改善锅秆炉的燃烧条件入手，提出并建议选用符合中国国情的秸秆焚烧锅炉；配套发电设备，将秸秆处理过程在严格有效的环保措施控制下，转换为绿色的能源，创造极大的社会经济效益。#县生物质发

12、电项目的建设，对提升当地科技进步，促进经济发展，具有极其重要的现实意义。经研究论证，项目是完全可行的，具有很好的经济效益和长远的社会效益。第2章 项目建设的必要性2.1 有利于保护环境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。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。生物质发电可减少大气污染。生物质发电是国际上发达国家普遍推行的cdm（清洁发展机制）项目，装机容量为15mw机组的生物质发

13、电机每年减排3.85万吨co2当量，可大幅度降低全球温室气体排放。比燃煤火电清洁得多，基本极少污染物排放。我国目前每年发电用煤量达8.5亿吨，so2的排放量达1200万吨（煤的含硫量按0.8%计），粉尘排放490万吨。根据国家环保总局计算，我国每年燃煤7亿吨，so2对大气污染已经到了上限，而我国目前煤炭消耗量己达19亿吨，大气污染己经到了不可承受的地步。由于so2污染，产生酸雨己危害30%国土面积。2003年统计，仅酸雨危害这一项使农、林作物损失高达220亿元，so2的污染更危及人民身体健康。利用生物质能秸秆(玉米、小麦、棉花、树枝、油类秆等)发电可以大量减少so2的排放，秸秆中硫的含量为0.

14、12%0.38%左右，相当于燃煤含量的1/41/10左右。目前世界上瑞典、葡萄牙、丹麦、芬兰等国家大量利用可再生能源发电，其发电量占电力消费总量的2550%。按照国家近期出台的对于再生能源发展的规划，到2020年生物质能发电装机容量占火电总容量的6%测算，生物质能发电装机容量将达3000万千瓦左右，其发展前途广阔，同时可大大减少so2的排放量。生物质发电可消除农村大气污染和河水污染。随着农村燃料结构和肥料结构的改变，现在全国农村绝大多数的农作物秸秆，如麦秆、稻秆、棉花杆、玉米秆等基本都就地焚烧和推入河中，不仅污染了大气，到处浓烟滚滚防碍飞机、汽车等造成交通事故和火灾事故，又使河水变黑发臭，水生

15、作物死亡等灾害。我国目前每年可用作能源的秸秆量约为4.0亿吨，如用来发电，可提供5100亿度电能。同时，利用生物质能部分代替矿物燃料，可减少so2、co2、nox物等污染物的排放。如每年利用上述可供能源开发的废弃农作物秸秆量，将减少co2排放5.9亿吨、so2排放168万吨、烟尘排放420万吨。同时可根本解决我国农村普遍存在的而又始终无法根治的“秸杆就地焚烧引起的大气污染问题”。利用秸秆发电，可减少燃煤电厂带来的co2、so2对大气污染，减少粉煤灰、粉尘的排放，也不致随地秸秆焚烧造成交通事故。是利国利民的大好事。2.2 有利于新能源开发和综合利用根据国际上通行的能源预测，石油在未来年左右步入枯

16、竭，天然气将在年左右被用光，煤炭也只能用年左右。国际能源机构的有关研究表明，秸秆是很好的清洁可再生能源，平均含硫量只有千分之三点八，而煤的平均含硫量约达。据专家估算，我国目前每年废弃的农作物秸秆约有4亿吨，折合标准煤2亿吨。因此，加快开发利用生物质能源显得迫在眉睫。我国人口众多，一次能源储量少，其中煤的储量为世界的1/10，石油储量为世界的1/40，天然气储量仅为世界的1/100。而我国人口占世界的1/4，相比之下，一次能源人均占有量相当低。随着我国经济迅速发展，对能源需求量日益增加，到目前为止，我国发电装机容量达到5亿千瓦，其中火电占82%，年消耗煤炭8.5亿吨以上。根据环保局统计，2004

17、年我国耗煤炭19亿吨，全国探明的煤炭可开采的储量为618亿吨，不到35年将被开采完。就世界煤、石油、天然气储量而言，煤只能用230年，石油只能用44年，天然气只能用62年。随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国的能源需求将快速增长，能源、环境和经济三者之间的矛盾也将更加突出，因此，加大能源结构调整力度，加快可再生能源发展势在必行。由此可见，世界一次能源缺乏，我国一次能源更是非常紧缺，各国都在寻找开发可再生能源，如太阳能、风能、水能、秸秆废料、生物质能等。利用生物能秸秆发电是我国能源利用的迫切需要，也是解决能源出路的有效途径之一。生物质直接燃烧发电（简称生物质发电）是目前世界上仅次于风力发电的

18、可再生能源发电技术。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。

19、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的重要部分，到2015年，全球总能耗将有40来自生物质能源。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

20、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。2.3 是建设社会主义新农村

21、，服务“三农”的需要农作物秸秆是农业生产的副产品，也是我国农村的传统燃料。秸秆资源与农业主要是种植业生产关系十分密切。农作物秸秆除了作为饲料、工业原料之外，其余大部分还可作为农户炊事、取暖燃料，大多处于低效利用方式即直接在柴灶上燃烧，其转换效率仅为10一20左右。随着农村经济的发展，农民收入的增加，地区差异正在逐步扩大，农村生活用能中商品能源的比例正以较快的速度增加。事实上，农民收入的增加与商品能源获得的难易程度都能成为他们转向使用商品能源的契机与动力。在较为接近商品能源产区的农村地区或富裕的农村地区，商品能源（如煤、液化石油气等）已成为其主要的炊事用能。以传统方式利用的秸秆首先成为被替代的对

22、象，致使被弃于地头田间直接燃烧的秸秆量逐年增大，许多地区废弃秸秆量已占总秸秆量的70以上，既危害环境，又浪费资源。因此，加快秸秆的优质化转换利用势在必行。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。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。我国年产秸秆6亿吨左右，可造肥用于农田、家

23、庭燃用消耗约35%，剩余4亿吨左右的秸秆没有利用。按秸秆发热量计算，4亿吨秸秆发热量相当于2亿吨标煤的发热量，秸秆如按每吨350元卖给电厂，农民可增加收入900亿元，同时生物质秸秆的收、储、运工作可给农村造就成千上万个新的就业岗位。对提高农民生活水平大有好处。2.4 符合国家的产业政策随着国民经济的发展、人们生活水平的提高，被弃于地头田间直接焚烧的秸秆量逐年增大。秸秆的处理问题，已成为危害环境，又浪费资源，制约人们生活和可持续发展的重要因素。秸秆秸秆发电供热技术与传统的直接秸秆相比，能有效地降低污染，取得能源效益，实现秸秆资源化。目前，国家高度重视社会主义新农村建设，增加农民收入，解决能源紧缺

24、，改善生态环境，使国民经济和人民生活水平走上可持续发展的良性循环道路，这些问题也是当前的热点、焦点和难点。按科学发展观要求，利用可再生能源-生物质能（秸秆）发电作为一个产业来发展，尽快推动秸秆发电规模化、市场化和产业化是当务之急。2.4.1 国家立法-确立宏观产业政策2005年2月28日全国人大第10届14次会议通过了中华人民共和国可再生能源法，为“可再生能源”项目确立了宏观产业政策。“国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法保护可再生能源开发利用者的合法权益” “国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高

25、技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展”“ 电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务” “对列入国家可再生能源产业发展指导目录、符合信贷条件的可再生能源开发利用项目，金融机构可以提供有财政贴息的优惠贷款” “国家对列入可再生能源产业发展指导目录的项目给予税收优惠”。2006年1月5日国家发展和改革委员会发布可再生能源产业发展指导目录，秸秆秸秆发电属于生物质发电，被列为“可再生能源产业发展项目”2006年1月4日国家发展和改革

26、委员会发布发改能源 200613 号文件规定，“电网企业应当根据规划要求，积极开展电网设计和研究论证工作，根据可再生能源发电项目建设进度和需要，进行电网建设与改造，确保可再生能源发电全额上网。”“ 可再生能源并网发电项目的接入系统，由电网企业建设和管理。对直接接入输电网的水力发电、风力发电、生物质发电等大中型可再生能源发电项目，其接入系统由电网企业投资，产权分界点为电站（场）升压站外第一杆（架）。”2.4.2 政府配套给予多方面的优惠政策国家相关部委，陆续出台了一系列的优惠政策，例如：国家计委和科技部联合颁布的计基础199944号文件国家计委、科技部关于进一步支持可再生能源发展有关问题的通知中

27、规定“秸秆发电项目可由银行优先安排基本建设贷款并给予2的财政贴息；地方项目由地方财政贴息，国家项目由财政部贴息。对秸秆发电项目，电网管理部门必须允许其电量就近上网，并收购全部上网电量，在项目还贷期内电价实行“还本付息合理利润的定价原则，高出电网平均电价部分由电网平摊。利用国产发电设备的秸秆发电项目在还款期内的投资利润率以不低于“当时相应贷款期贷款利率5”为原则”国务院1997年12月29日颁布的国发199737号国务院关于调整进口设备税收政策的通知中规定“对符合当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录的国内投资项目，在投资总额内进口的自用设备，除国内投资项目不予免税的进口商品目录所列商品外，

28、免征关税和进口环节增值税”。发电上网（按照国家有关政策，国家电网部门全额收购，并给予价格优惠，目前本地价格按相关规定为0.75元/度）2.4.3 地方扶持秸秆处理企业的发展一些地方政府近期陆续出台地方法规，积极落实国家对再生能源产业的扶持政策。总之，本项目属于国家鼓励和大力支持发展的环保节能、可再生资源高效综合利用项目，在发电上网收购、价格优惠、税收等方面都有明确的国家法规，具有很强的发展前景。国务院关于环境保护若干问题的决定（1996年8月3日发布）明确要求：所有大、中、小型新建、新建、改建和技术改造项目，要提高技术起点，采用能耗小、污染物产量少的清洁生产工艺，严禁采用国际明令禁止的设备和工

29、艺。2.5 实现循环经济循环经济是与传统经济活动的“资源消费产品废物排放”开发（或称为单程）型物质流动模式相对应的“资源消费产品再生资源”闭环型物质流动模式。其技术特征表现为资源消耗的减量化、再利用和资源再生化。其核心是提高生态环境的利用效率。循环经济的技术主体要求在传统工业经济的线性技术模式基础上，增加反馈机制。在微观层次上，要求企业纵向延长生产链条，从生产产品延伸到废旧产品回收处理和再生。基于这一点，项目利用秸秆的热量发电，秸秆可视为再生能源；横向技术系拓展，将生产过程中产生的废弃物进行回收利用的无害化处理。本项目对生产过程中所产生的炉渣，拟综合利用；在宏观层次上，要求整个社会技术体系实现

30、网络化，使资源实现跨产业循环利用，综合对废气物进行产业化无害处理。本项目可与一般工业行业、建筑行业等其它行业形成一系列产业链。循环经济的技术经济特征之一是提高资源利用率，减少生产过程的资源和能源消耗。这是提高经济效益的重要基础，也是污染排放减量化的前提。可以看出，本项目的实施贯彻了提高资源利用率这一原则。循环经济的技术特征之二是延长和拓展生产技术链，将污染尽可能的在生产企业内进行处理，减少生产过程的污染排放。本项目可通过对生产工艺过程中所产生的废气、废水进行相应的处理措施，以减少污染排放。循环经济的技术特征之三是对生产和生活用过的废旧产品进行全面回收，可以重复的回收利用率100，达到清洁生产标

31、准燃煤电厂（征求意见稿）中一级标准，即达到国际先进水平。总之，建设秸秆秸秆发电项目，具有良好的综合社会经济效益。是国家鼓励发展的产业项目，国家制定有多项扶持发展的优惠政策，跻身于这一行列，不但可造福于子孙后代，同时也可为建设秸秆发电项目的企业带来一定的经济回报。第3章 生物质资源3.1 生物质来源及特性我国是一个能源贫乏的国家，推行能源多样化，积极开发生物质能、太阳能、风能等可再生能源，符合我国能源开发利用政策。#县及周边各县，是农作物-玉米、杂粮的主产区，有丰富的秸秆资源。在大同市#县建设综合利用秸秆燃烧发电的项目对#县的发展具有十分重要的意义。3.1.1 秸秆的来源#县及周边县都是农业县，

32、每年都有大量秸杆产生，由于牲畜的减少，各县的秸杆利用率很低，商业开发利用的基本没有，一般均在秋收后或来年春天就地焚烧。#县及周边玉米秸秆的具体调查统计见下表：#县及周边玉米秸秆产量统计表 县 名玉 米 秸 秆面 积（万亩）年亩产量（公斤）总产量（万吨）#县3060018天镇县204809.600大同县4.4650 2.860丰镇县11.57008.050阳原县27001.400合 计67.939.910#县及周边县地处山区，考虑到交通运输费用50公里以外太远的地方运输到#不经济，所以以#生物质发电厂为中心，以50公里为半径做圆，按圆圈内覆盖的地区为依据做秸杆产量的折算。其各县的折算系数，天镇县

33、为0.8，大同县为0.2，丰镇县为0.2，阳原县为0.4（系数来源见#县地域位置图）。当地谷子秸杆为牲畜饲料不计算在内，折算后秸杆产量见表1。 50公里半径折算后秸杆量表 表1：单位：万吨#县天镇县大同县丰镇县合计合计14.40.570.283.8419.09此外，#县林业局根据国家有关退耕还林的工作部署，累计至2010年柠条种植面积已达到35万亩，每亩柠条林地上枝条平茬干物质平均300公斤，平茬周期约为3年，柠条年产量约3.5万吨。因此，根据以上#县生物质秸秆资源调查显示，扣除部分其他用途后，其剩余秸秆资源量完全可以满足秸秆发电的需要。3.1.3 燃料分析资料本工程以玉米秸秆和柠条作为主要设

34、计燃料。根据山西煤炭化学研究所提供的秸秆成分分析资料，玉米秸秆和柠条的元素分析、灰份、水份、挥发份、发热量等详见表3.1-2和表3.1-3。表3.1-2 设计燃料-玉米秸秆元素分析项 目marmadaarvdafcarharnaroarst.ar设计燃料10.510.114.6780.6640.482.130.8041.310.11qnet.ar=16270(kj/kg)柠条的元素分析、灰份、水份、挥发份、发热量等详见表3.1-3。表3.1-2 设计燃料柠条元素分析项 目marmadaarvdafcarharnaroarst.ar设计燃料12.01.022.0083.2344.082.870.

35、8138.150.09qnet.ar=17510 (kj/kg)表3.1-4 灰的成分分析项 目符号单位设计燃料(玉米秸秆)二氧化硅sio2%56.68三氧化二铝al2o3%7.4三氧化二铁fe2o3%2.65氧化钙cao%8.1氧化镁mgo%5.41氧化钠na2o%2.27氧化钾k2o%13.84二氧化钛tio2%0.44三氧化硫so3%2.74五氧化二磷p2o5%1.303.2 生物质燃料来源控制3.2.1 秸秆收集计划在实施秸秆收购时，可由电厂成立相应的秸秆收购供应公司，电厂周围的秸秆资源可直接运往电厂的收购点，而较远的秸秆产区可由收购供应公司设置代收点，也可利用原来的粮食管理机构来完成

36、秸秆代购、代储和运输工作，购置必要的简易打捆机等设施，打捆后的各类秸秆由供应公司组织用汽车运至电厂。根据各种秸秆含水份高的特点，大部分秸秆收获后宜分散储存，主要靠在农民各家自然风干，储存在农民房前屋后庭院的空地上，但要求储运公司在其仓库内存储13个月电厂的燃用量。秸秆燃用时在储运公司的配合下由电厂统一调度，平时由公司、农民或商贩将经打捆后的秸秆自行送到电厂。3.2.2 秸秆运管理设想1. 成立秸秆储运公司。#县的交通运输很便利，铁路公路交通四通八达。铁路有京包线和大秦线，京包线由西向东横穿本县北部。大秦线穿越本县南部。张（张家口至大同）公路从县境西北部通过；大塘（大同至天津塘沽）公路和大阳（大

37、同至河北阳原）公路从南部并行通过；神丰（神泉堡至丰镇县）公路贯通南北。而且，境内大部乡镇和部分村庄可通行汽车，交通尚称方便。2. 为保证#县生物质发电项目燃用秸秆的供应，由#县政府制订全县范围内的秸秆收集、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，在秸秆产区的每个乡镇设置收储点，用于秸秆收购和储存。在每个乡镇设立收储站1个。每个站设有能收购秸秆2104t规模的储存库。储存库即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，与居民居住区设有百米左右的安全距离。4. 全县的秸秆产区共12个乡镇，距县城最远的乡镇为约为30km，每个乡镇都有柏油公路与

38、县城相连，运输便利。全县共计12个收储站，每个收储站储秸秆量2104t，年吞吐量共计24104t，加之电厂自建的仓储库，可满足电厂全年所需秸秆量。5. 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，打捆后称重即可向农民支付秸秆费。农民也可自己运至收储站自行销售。6. 秸秆运输：秸秆从农民家中到收购站之间的运输由农户自行解决，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。收购站给农民收购价中包含运输费用。秸秆从收购站到电厂之间的运输由当地政府协调组织专门的运输公司承担。最远的收购站距本电厂距离约为30公里，

39、最近的收购站距本电厂距离为3公里，平均运输距离约为14公里，采用平板车运输一个来回不会超过0.5小时。每车运输15捆，运输量为10吨，一辆平板车一天运输10车，需要配备10辆平板车。每天可以运输1000吨秸秆到电厂。7. 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。8. 秸秆收购价格的确定：秸秆收购价格的影响因素有以下三类：其一是按照发热量与煤价比较：目前当地标准煤价为300-380元/吨左右，考虑秸秆收集、运输、仓储的特点，理论上秸秆价格比煤价高，其价格宜不低于300元/吨。综合

40、考虑各种因素本电厂秸秆价定为350元/吨（到厂含税价）。其二是与秸秆作其它用料的价格比较：主要看秸秆可作为造纸、造纤维板、作为菌种培养等用料的收购价与需求量。由于当地需求量较少，对秸秆收购价影响较小。其三是按品种：按质论价（质的标准主要有水分和掺杂情况）。9. 秸秆到厂价的确定：秸秆到厂价含收购价、运输价、仓储价，并应按不同秸秆进行定价，每年确定价格一次向全县公布，这对促进秸秆收购，影响周边县的秸秆供应都有促进作用。10. 奖励政策：(1) 可以采用返回灰渣作肥料的政策进行鼓励。(2) 可以采用乡镇定时标准多供奖励办法。(3) 其它奖励政策。3.2.3 秸秆储备方案本期电厂燃料主要为玉米秸秆和

41、柠条。在秸秆主产区的乡镇设收购点，由燃料公司负责秸秆的收集、储存、运输，并在收购点进行加工处理后，再运往电厂。目前#县政府亦依托各乡(镇)原有的收购站及其他空闲建筑物及场地拟成立12个秸秆收购站，用于秸秆的收购、储存及加工。每个收购站配备磅称、叉车、打捆机、测水仪等设备。收购站员工由各乡自行配备。秸秆燃料由于其堆积密度小，加之各秸秆收购季节集中在秋冬两季，为保证秸杆电厂全年运行要求，因此，燃料储存需要时间长、面积大；以备在秸秆非收购季节期间，解决电厂燃用之需。从资料看，本工程外部存放条件较好。各收购点都有一定面积的堆放场地，各收购站总共可供燃料存放24万吨，相当于电厂一年的燃料用量。因此，在下

42、阶段燃料公司成立后，将对秸秆收购站的数量、位置进行优化，以确定收购站的合理布点和数量。第4章 秸秆焚烧锅炉及其选择4.1 秸秆的燃烧特点秸秆燃烧过程主要分为挥发份的析出、燃烧和残余焦炭的燃烧、燃烬两个独立阶段，其燃烧过程的特点是：(1)秸秆水分含量较多，燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟热损失较高；(2)秸秆燃料的密度小，结构比较松散，迎风面积大，容易被吹起，悬浮燃烧的比例较大；(3)由于秸秆发热量低，炉内温度场偏低，组织稳定的燃烧比较困难；(4)由于秸秆挥发份含量高，燃料着火温度较低，一般在 250350温度下挥发份就大量析出并开始剧烈燃烧，此时若空气供应量不足

43、，将会增大燃料的化学不完全燃烧损失；(5)挥发份析出燃烬后，受到灰烬包裹和空气渗透困难的影响，焦炭颗粒燃烧速度缓慢、燃烬困难，如不采取适当的必要措施，将会导致灰烬中残留较多的余碳，增大机械不完全燃烧损失。4.2 秸秆焚烧锅炉简介随着中华人民共和国可再生能源法和可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法的实施，全国各地兴起了生物质特别是秸秆发电的热潮。秸秆发电的关键设备是秸秆燃烧锅炉。为了降低发电设备投资成本，提高投资效益，开发符合我国国情的低成本的秸秆燃烧锅炉是我国秸秆发电的必由之路。秸秆燃烧炉国内外应用现状：秸秆燃烧通常分为直接燃烧和与其它燃料混烧两种类型。秸秆直接燃烧通常有层燃和流化床两种方

44、式。层燃技术包括固定炉排、移动炉排、旋转炉排和振动炉排等，可适用于含水率较高、颗粒尺寸变化较大及灰分含量较高的秸秆，具有操作简便的特点。水冷移动炉排可以保证燃烧的燃料在炉排表面分布均匀，以保障一次配风的均匀分布。空气分布不均会造成结渣、飞灰损失增加、过量空气系数增加等问题。燃料在炉排上传输必须尽可能地保证平滑和均匀。为了实现上述目标，可采用连续移动炉排、红外线高度控制系统以及合理的配风系统。这种形式的层燃炉在欧洲国家广泛采用。丹麦bwe公司秸秆直接燃烧技术的锅炉采用振动水冷炉排，自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器，如下图。由于秸秆中氯和碱金属的含量相对

45、较高，烟气在高温时(450以上)具有较高的腐蚀性，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，因此，专门设计了耐高温腐蚀的过热器系统，已经用在最新的发电厂中。以下为部分bwe公司设计建造的发电厂：名称国家年份燃料类型燃料消耗量发电容量备注masned丹麦1996秸秆和木屑8.3t/h8.3mwensted丹麦1997秸秆和木屑20t/h37mwmaribo丹麦1999秸秆和木屑8.1t/h9.7mwelyan英国2000秸秆26.9t/h38mwsangue

46、sa西班牙2003秸秆19t/h25mw位于加拿大威廉斯湖的生物质电厂以当地的废木料为燃料，燃料处理系统设计有接纳和处理大小超过预定规格木块的重型多刀碎木机和格栅棚塔。在输送带传送过程中，超过7.62cm的木块被转动圆盘式格栅拦下,转送到一个75t/h的斧头式多刀碎木机破碎到7.62cm以下,锅炉进料系统设有分送带,向7个计量式燃料仓输送燃料,每个燃料仓都装有可调节的速度控制器,根据锅炉工作需要的燃料量调节供给。锅炉采用设有bw“燃烧控制区”的双拱形设计，从而使炉排上面射入的空气可以受到有效的控制,即使燃料的含湿量高达55%，也不必再设助燃程序促使其燃烧.由于燃料燃烧完全,同时也有效地降低了烟

47、气的颗粒物排放量。为适应高含湿量的木质燃料，锅炉选用了底特律炉排厂生产的dsh水冷振动炉排,保证了温度超过260的预热空气被用于此类燃料的充分燃烧。燃料进入炉膛后,除部分在振动炉排上燃烧外,其余均在前壁和尾壁下以高度浑浊的半悬浮状态燃烧,这种混浊状态是通过特定设置在炉膛前壁下部和尾部的过热空气喷嘴喷入空气而形成的。同时,还在炉膛顶部引入热空气，从而在燃烧物向上运动后被再次诱入浑浊状态，使固体颗粒充分燃烧，提高热效率，减少附带物及烟气排放量。威廉斯湖生物质电厂的运行表明,其操作比设计预期的还要简单，而烟气排放量则远低于设计要求，工作效率也比预期的要高。流化床技术以德国karlbay公司的低倍率差

48、速床循环流化床生物质燃烧锅炉为代表。该锅炉的特点主要体现在燃烧技术上。高低差速燃烧技术的要点是改变现有常规流化床的单一床面，而采用不同流化风速的多层床“差速流化床结构”，这种结构将流化床分成高速床和低速床，在高速床内不布置受热面，在低速床内均布置埋管受热面，由于其床面的高低差异及不同的流化速度，使物料在炉内形成有序大循环，跟一般流化床相比有以下特点：（1）磨损小，安全可靠性高：普通循环流化床的易磨损部分是密相区的埋管受热面，而磨损主要与烟速、颗粒直径和埋管材料有关，高低差速床燃烧技术可以很完善地解决这一问题，可使床内物料按不同粒径自动分离，粗的颗粒集中在低层的主床上，细的部分趋于上副床内，由于

49、分离后的副床上床料平均粒径比给料的平均粒径小，因此副床的流化风速可比主床小很多，细的床料和低的流化风速使设置在此处的埋管受热面磨损程度显著减轻，寿命由一般的3000小时增加到30000小时以上，很好地解决了中小容量和低倍率锅炉的安全可靠性的问题。（2）燃烧效率和脱硫效率高：高、低床之间的不同流化风速，形成了床料的有序内循环，强化了床物料横向混合，延长了给料和脱硫剂在床内的停留时间，提高了锅炉的燃烧效率和脱硫效率。试验表明，飞灰含碳量仅为4.33%，炉渣的含碳量为1.39%。（3）负荷调节性能好：多床面的结构，使锅炉具有良好的负荷调节性能，特别是改善了单一流化床低负荷时因流化风速低，结焦和过剩空

50、气较高的不足，使之可在40%负荷下经济可靠运行。高低差速流化床锅炉其高、低流化床燃烧时是独立配风，因此负荷调节范围较大，一般在30%115%。（4）环保性能好：so2：流化床锅炉的低温燃烧技术炉膛温度控制在900左右，是炉内喷钙脱硫的最佳温度，可以采用添加石灰石这一简单的方法达到脱硫目的，当钙硫比为ca/s=2时，脱硫效率便可达到90%。nox：高低差速循环流化床的低温燃烧和分段供风两大特点，可以显著地降低nox排放量。（5）合理巧妙的双层给料结构：锅炉容量增大时，布风板面积和给料量也随之增加，如果采用传统的一层给料，很难保证给料的均匀性，而采用分层给料，不但能确保给料均匀，而且能提高燃烧效率

51、。所谓分层给料，就是将传统的一层给料现分成两层或多层给料，根据重力关系，在同一布风板上给料口越高，它所能把料抛的越远，所以在距布风板高度不同的地方设置给料口，这样料可以抛到整个布风板上，所以不但能确保给料均匀，而且使落料面积增大，故能使料和料层充分接触，提高燃烧效率。瑞典也有以树枝、树叶等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的实例。国内江西锅炉厂、南通锅炉厂、泰安锅炉厂、济南锅炉厂等都有燃用生物质的流化床锅炉。4.3 锅炉选型纯烧秸秆的锅炉主要有机械炉排炉和循环流化床炉，现将它们的部分性能对比如下：（1）应用情况：机械炉排炉在国外有成熟的长期运行经验，使用数量最多，已有许多定型产品，近来国内也有较

52、多的使用。从目前使用情况来看，国外炉排炉目前普遍认可的是丹麦bwe公司的振动水冷炉排炉；而循环流化床秸秆燃烧炉以德国karlbay公司的差速床技术为代表。（2）炉型尺寸：由于燃料在炉排炉内的搅拌程度、气体分布、整体反应速度不及流化床炉速度，使得秸秆在炉排炉内停留时间比流化床焚烧炉长，断面热负荷小于流化床，造成炉排炉占地面积大，而流化床瘦而高。（3）适用燃料对象：炉排炉要求燃料热值保持相对稳定；而流化床密相区有大量的高温物料，床层的热容量大，燃料适应性强。（4）二次污染控制：由于循环流化床采用低温（850950）、分级燃烧，限制了热力型氮氧化物的形成，同时床中加入合适的吸附剂（如石灰石），可以大

53、大降低so2和hcl的排放。而炉排炉燃烧温度高，烟气中污染物浓度高。因此，从燃烧过程中控制二次污染来看，流化床炉要优于炉排炉。（5）燃料预处理：炉排炉一般只设简单的预处理系统；而循环流化床燃烧炉对燃料预处理要求较高，对燃料粒径具有较严格要求，需要将秸秆进行一系列破碎、筛分等处理，使其尺寸、性况均一化，入炉秸秆尺寸一般要求为150200mm，该部分投资费用较高。（6）高温腐蚀情况：秸秆燃料中含有较高的氯和钾，燃烧过程中会形成hcl和碱金属低共融化合物，会发生高温腐蚀。炉排炉通常靠采用高温耐腐蚀材料做过热器，价格较高，而循环流化床锅炉通过炉内脱氯和设置外置式换热器可有效减轻高温腐蚀。（7）磨损情况：炉排炉中，由于秸秆燃烧过程均发生在炉排面上，炉排相对较长，炉型较大，磨损相对较轻；循环流化床炉的布风板、周围水冷壁及余热锅炉后面受热面和炉墙的磨损比炉排炉明显。（8）投资费用：目前国内还没有完全掌握秸秆燃烧炉炉排设计与制