【正文】 1 概 述 項(xiàng)目概況X中稻股份有限公司位于X省X市沈北新區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品加工區(qū)，廠區(qū)南北長約850米，東西寬至南向北分別為250米，380米。占地面積278700m2(418畝）。該項(xiàng)目確定的建設(shè)目標(biāo)為國內(nèi)最大的稻谷加工企業(yè)，年深加工稻谷的能力為60萬噸，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，年產(chǎn)精制大米40萬噸，以及米糠油、米淀粉、米蛋白、白炭黑等多種深加工產(chǎn)品。X中稻股份有限公司稻殼發(fā)電項(xiàng)目是利用稻谷加工的副產(chǎn)品稻殼氣化產(chǎn)生可燃?xì)怏w，由燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電的項(xiàng)目。我院受X中稻股份有限公司稻殼發(fā)電有限公司的委托，對(duì)該公司生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究報(bào)告的編制。 編制依據(jù)1）《X中稻股份有限公司稻殼發(fā)電有限公司稻殼發(fā)電可行性研究報(bào)告》編制委托書；2）《熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究技術(shù)規(guī)定》，國家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)，國家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部[計(jì)基礎(chǔ)2001（26）號(hào)]，2001年1月11日；3）《中華人民共和國可再生能源法》2005年3月1日；4）現(xiàn)行國家有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范、規(guī)定。 研究范圍本可行性研究報(bào)告研究范圍包括：項(xiàng)目廠區(qū)總平面布置、機(jī)組選型、工藝系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、除灰渣系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)、熱工自動(dòng)化及環(huán)境保護(hù)、消防、安全等方面進(jìn)行可行性研究的論證，并作出相應(yīng)的投資估算和經(jīng)濟(jì)效益分析。 X市概況X是X省的省會(huì)，東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、文化、交通和商貿(mào)中心，全國的工業(yè)重鎮(zhèn)和歷史文化名城。X現(xiàn)轄九區(qū)一市三縣，市區(qū)面積3495平方公里。X是聞名遐邇的歷史文化名城。因地處古沈水（渾河支流）之北而得名。X地區(qū)蘊(yùn)育了遼河流域的早期文化，是中華民族的發(fā)祥地之一。 X是建國初期國家重點(diǎn)建設(shè)起來的以裝備制造業(yè)為主的全國重工業(yè)基地之一。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，X的工業(yè)門類已達(dá)到142個(gè)，現(xiàn)在規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)3033家，地區(qū)生產(chǎn)總值2240多億元。近年來，X市委、市政府以振興X老工業(yè)基地為主線，堅(jiān)持改革開放和工業(yè)立市方略，國有經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性調(diào)整步伐加快，外資和民營經(jīng)濟(jì)迅速成長壯大；城市發(fā)展空間和產(chǎn)業(yè)布局得到拓展優(yōu)化；汽車及零部件裝備制造、電子信息、化工醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，已成為全市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支撐；科技創(chuàng)新能力和企業(yè)研發(fā)能力不斷提高，形成了一批具有較強(qiáng)競爭力的產(chǎn)品和企業(yè)；城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)明顯加快，軟環(huán)境建設(shè)得到了進(jìn)一步改善。X經(jīng)濟(jì)和社會(huì)長足發(fā)展，人民生活水平快速提升，X經(jīng)濟(jì)和社會(huì)步入了快速發(fā)展的新時(shí)期。在此同時(shí)，X先后獲得“國家環(huán)境保護(hù)模范城市”、“國家森林城市”的稱號(hào)，連續(xù)兩年進(jìn)入全國百強(qiáng)城市前十名，并躋身國內(nèi)十大最具競爭力城市行列。 氣象條件X市位于北半球的暖溫帶地區(qū)，大陸性季風(fēng)氣候內(nèi)，一年四季分明。 風(fēng)：／s，／s，全年主導(dǎo)風(fēng)向SSW，頻率為16％： 降雨：年降雨量727．5mm，全年降水集中在5—9月；積雪：最大積雪深度28cm，最大凍土深度148cm； 氣溫:,℃,。 濕度：相對(duì)濕度64％。 交通條件以X環(huán)城高速為紐帶連接著沈大、沈丹、沈哈、沈京等高速公路以及省級(jí)公路、鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，與沈山、沈哈、哈大國鐵線路以及即將開通的1380公里的東邊道鐵路線一起，共同構(gòu)成廠四通八達(dá)的公路、鐵路交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。為該項(xiàng)目提供了極好的交通運(yùn)輸條件。 主要設(shè)計(jì)技術(shù)原則根據(jù)國家能源政策，結(jié)合具體情況，為達(dá)到節(jié)約能源、改善環(huán)境，合理控制工程造價(jià)、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，確定以下技術(shù)設(shè)計(jì)原則：1）可行性研究報(bào)告內(nèi)容及深度符合《中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)令》[2004第 19 號(hào)]的要求。2）在擬定廠區(qū)總平面布置方案時(shí)，除滿足工藝流程需要外，尚需考慮與周邊環(huán)境的總體協(xié)調(diào)。3）工藝系統(tǒng)采用成熟、先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備。4）控制系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)，控制設(shè)備國內(nèi)采購。5）廠址區(qū)域地震基本烈度為7度。本工程按抗震設(shè)防烈度7度設(shè)計(jì)。6）大件運(yùn)輸方案考慮以公路為主。7）發(fā)電設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)按6500小時(shí)。 8）為改善環(huán)境，減少污染，煙氣排放按《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB132712001的要求執(zhí)行。9）努力降低造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益。10）嚴(yán)格遵循國家頒布有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范。 工作簡要過程2007年7月，我院接受X中稻股份有限公司稻殼發(fā)電有限公司對(duì)“X中稻股份有限公司稻殼發(fā)電工程可行性研究報(bào)告”進(jìn)行編制的委托，開始進(jìn)行本工程可行性研究報(bào)告的編制工作。工程組設(shè)計(jì)人員踏勘了擬建的X中稻股份有限公司稻殼發(fā)電有限公司現(xiàn)場，對(duì)項(xiàng)目所在地的生物質(zhì)能資源、水資源和地形進(jìn)行了詳細(xì)認(rèn)真的考查和統(tǒng)計(jì)，在收集和整理資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)《中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)令》[2004第 19 號(hào)]的要求，編制了本可行性研究報(bào)告。2 生物質(zhì)能源的利用隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口數(shù)量的不斷增長，世界各國對(duì)于能源的消費(fèi)和需求不斷攀升，就世界煤、石油、天然氣儲(chǔ)量而言，煤只能用230年，石油只能用44年，天然氣只能用62年?！澳茉次C(jī)”引起了發(fā)達(dá)國家對(duì)能源安全供應(yīng)的關(guān)注，可再生能源技術(shù)的研發(fā)受到廣泛重視，并且取了突破性進(jìn)展。自上個(gè)世紀(jì)90年代始，發(fā)達(dá)國家提出減少CO2排放以應(yīng)對(duì)全球氣候變化問題，進(jìn)一步成為發(fā)展可再生能源的巨大驅(qū)動(dòng)力，使可再生能源大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化得到了迅速發(fā)展。我國是世界上最大的發(fā)展中國家，也是目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展最為迅速的國家，能源發(fā)展戰(zhàn)略始終在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。能源的相對(duì)短缺和能源結(jié)構(gòu)的不合理以及在能源開發(fā)與利用過程中的低效率所造成的環(huán)境污染，正成為我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。我國政府一直關(guān)心、重視可再生能源的開發(fā)和利用，尤其是“”計(jì)劃以來，政府又把它作為一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略措施列人“中國21世紀(jì)議程”和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“”。1995年，我國政府批準(zhǔn)了國家有關(guān)部門提出的“關(guān)于新能源和可再生能源發(fā)展報(bào)告”和“1996—2010年新能源和可再生能源發(fā)展綱要”。2005年2月28日，第十屆全國人大常委會(huì)第十四次會(huì)議通過了《中華人民共和國可再生能源法》，并于2006年1月1日起施行。該法第三章第十二條明確指出：國家將可再生能源開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展列為科技發(fā)展與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，納入國家科技發(fā)展規(guī)劃和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并安排資金支持可再生能源開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)研究、應(yīng)用示范和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，促進(jìn)可再生能源開發(fā)利用的技術(shù)進(jìn)步，降低可再生能源產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。我國SO2排放空間有限，由于SO2的污染，酸雨已危害30%的國土面積。2003年僅酸雨危害這一項(xiàng)使農(nóng)、林作物損失高達(dá)220億元，SO2的污染更危及人民身體健康。由于生物質(zhì)中硫的含量僅是煤的1/10左右，故利用生物質(zhì)能發(fā)電可以大大減少 SO2的排放。生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)生的CO2，在農(nóng)作物生長過程中通過光合作用又被農(nóng)作物吸收，循環(huán)使用。因此，利用生物質(zhì)能發(fā)電CO2排放量為零，可以大量地減少溫室氣體CO2對(duì)環(huán)境的影響。擬在X市建設(shè)的生物質(zhì)能發(fā)電廠，清潔、高效地利用被廢棄的稻殼進(jìn)行發(fā)電，是實(shí)現(xiàn)稻殼工業(yè)化方式綜合利用的有效途徑。此舉既為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了電力能源，又減輕了大氣污染，更增加了農(nóng)民收入，改善了城鄉(xiāng)面貌，化害為利，一舉多得。對(duì)農(nóng)作物稻殼的利用，目前主要有以下四種方式：（1）稻殼焚燒鍋爐+汽輪發(fā)電機(jī)組；（2）稻殼氣化裝置+燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+余熱利用裝置；（3）稻殼氣化裝置+燃?xì)忮仩t+汽輪發(fā)電機(jī)組；（4）稻殼氣化裝置+內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組+余熱利用裝置；四種方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表21：表21 農(nóng)作物秸稈利用方式比較表 項(xiàng)目方式1方式2方式3方式4熱效率~29%~3134%~20%~22%投資12000元/kw20000元/kw9000元/kw8000元/kw運(yùn)行可靠性可靠可靠可靠可靠對(duì)原料要求粒度6mm含水量18%粒度6mm含水量18%粒度6mm含水量18%粒度6mm含水量18%適用范圍大、中型發(fā)電企業(yè)大、中型發(fā)電企業(yè)中、小型發(fā)電企業(yè)中、小型發(fā)電企業(yè)操作復(fù)雜程度較復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜簡單設(shè)備供應(yīng)全部國產(chǎn)低熱值燃?xì)廨啓C(jī)需引進(jìn)全部國產(chǎn)全部國產(chǎn)由上表可以看出，方式2雖然熱效率較高，但總投資比方式4大很多，且建設(shè)周期長，操作運(yùn)行及維護(hù)工作復(fù)雜，投資回收期也較長，且需從國外引進(jìn)設(shè)備。方式1適用于大、中型發(fā)電企業(yè)，對(duì)中、小規(guī)模發(fā)電廠，由于鍋爐、汽機(jī)容量小，參數(shù)低，造成熱效率大大降低。方式3熱效率低、投資大，方式4投資最低，操作維護(hù)簡單，投資回收期短，故選用方式4。 稻殼成分分析稻殼成分分析見表22表22 稻殼成分分析項(xiàng) 目單位數(shù)值低位熱值KJ/kg14000（3343kcal/kg）工業(yè)分析固定碳%揮發(fā)物%含灰量%含水量%元素分析C%H%N%S%O%583 擬建項(xiàng)目情況國家將可再生能源的開發(fā)利用列為能源發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，通過制定可再生能源開發(fā)利用總量目標(biāo)和采取相應(yīng)措施，推動(dòng)可再生能源市場的建立和發(fā)展?！夜膭?lì)各種所有制經(jīng)濟(jì)主體參與可再生能源的開發(fā)利用，依法保護(hù)可再生能源開發(fā)利用者的合法權(quán)益?！吨腥A人民共和國可再生能源法》規(guī)定：電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)?！币虼丝稍偕茉错?xiàng)目的建設(shè)規(guī)模主要取決于原、燃料的供應(yīng)情況。 X中稻股份有限公司的建設(shè)目標(biāo)為國內(nèi)最大的稻谷加工企業(yè)，年深加工稻谷的能力為60萬噸，年產(chǎn)生稻殼12萬噸，一期規(guī)模時(shí)年產(chǎn)生稻殼6萬噸。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)規(guī)模按每小時(shí)處理稻殼6噸考慮。 工藝流程的確定X中稻股份有限公司在生產(chǎn)流程中需要大量蒸汽，因此，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則是在滿足生產(chǎn)用蒸汽的前提下，采用先進(jìn)、成熟的工藝流程，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。 熱負(fù)荷X中稻股份有限公司蒸汽消耗量見表31。表31 蒸汽消耗量（t/h）項(xiàng)目采暖期非采暖期蒸汽參數(shù)備注壓力（MPa）溫度（0C）烘干40飽和油廠44飽和采暖20,采暖介質(zhì)：熱水950C/700C生活熱水327kW總計(jì)l 工藝流程稻殼由4個(gè)稻殼倉用氣力分別輸送到鍋爐房和氣化爐的的爐前料倉，氣化爐爐前料倉中的秸稈經(jīng)下部螺旋輸送機(jī)送入氣化爐，現(xiàn)全廠需配3臺(tái)氣化爐，單爐容量800kW。產(chǎn)生的燃?xì)馔ㄟ^旋風(fēng)分離器去除煙塵，經(jīng)過2級(jí)文式管和噴淋裝置去除燃?xì)庵械慕褂筒⑦M(jìn)一步除塵，最后經(jīng)電捕焦油器使燃?xì)庵械慕褂秃?0mg/。內(nèi)燃機(jī)排出的高溫尾氣經(jīng)余熱鍋爐回收大部分熱能后由煙囪排出。目前國內(nèi)生產(chǎn)的低熱值燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)最大功率為400kw,全廠需配7臺(tái)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)(其中一臺(tái)備用)。鍋爐爐爐前料倉中的秸稈經(jīng)下部螺旋輸送機(jī)送入燃秸稈鍋爐，產(chǎn)生工藝生產(chǎn)所需的蒸汽（,飽和溫度）。工藝流程見“工藝流程圖”。 機(jī)組選型(1)在保證主要工藝流程安全、穩(wěn)定的前提下，充分利用工藝過程的余熱，提高全廠熱效率。 (2）因本項(xiàng)目屬可再生能源利用，效益較好，所以，要求機(jī)組長期穩(wěn)定運(yùn)行，故應(yīng)選用新的可靠產(chǎn)品，以保證其收益。稻殼氣化是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換的一種技術(shù)，基本原理是在不完全燃燒條件下將生物質(zhì)原料加熱，使較高分子量的有機(jī)化合物鏈裂解，變成較低分子量的CO、HCH4等可燃?xì)怏w。常見的氣化爐可分為固定床和流化床兩類。固定床氣化爐是將切碎的生物質(zhì)原料由爐子頂部加料口投入爐中，物料在爐內(nèi)基本上是按層次進(jìn)行氣化反應(yīng)，固定床氣化爐的爐內(nèi)反應(yīng)速度較慢。流化床氣化爐的工作特點(diǎn)是將切碎的生物質(zhì)原料投入爐中，氣化劑由鼓風(fēng)機(jī)從爐柵底部向上吹入爐內(nèi)，物料的燃燒、氣化反應(yīng)呈“沸騰”狀態(tài)，與固定床相比具有氣化反應(yīng)速度快，生產(chǎn)能力大，燃?xì)馐盏寐矢?，燃?xì)庵薪褂秃可俚膬?yōu)點(diǎn)，故本項(xiàng)目選用流化床氣化爐。氣化爐主要技術(shù)參數(shù)如下：產(chǎn)氣能力： 2600Nm3/h氣化效率。 64%燃?xì)鉄嶂担? 5000KJ/Nm3運(yùn)行溫度： 7508500C焦油含量： 50mg/Nm3(處理后)自耗功率： 100kw 發(fā)電設(shè)備的選型目前國內(nèi)技術(shù)成熟的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的容量最大為400kW，所以本工程選用10臺(tái)400KW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)： 8300RQ氣缸數(shù)與排列：8缸、直列、4沖程、火花塞點(diǎn)火額定轉(zhuǎn)速： 500r/min額定功率： 440Kw額定電壓： 400V額定頻率： 50Hz額定因數(shù)： （cosΦ）（滯后）冷卻方式： 強(qiáng)制水冷、換熱器換熱啟動(dòng)方式： 壓縮空氣啟動(dòng)進(jìn)氣壓力： 排氣溫度： 560OC 余熱鍋爐的選型由燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)排出的尾氣溫度為560OC左右，為回收這部分余熱，設(shè)余熱回收系統(tǒng)—尾氣余熱鍋爐，設(shè)置蒸發(fā)器及省煤器。省煤器進(jìn)口水溫：600C，出口水溫：1600C，排煙溫度180 OC。由省煤器出來的給水被送往蒸發(fā)器。；蒸汽壓力：；蒸汽溫度：飽和。 稻殼直燃鍋爐的選型 目前，國產(chǎn)稻殼直燃鍋爐分為爐排鍋