【文章內容簡介】 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 8 2 農作物秸稈資源狀況 生物質資源情況 發(fā)電有限公司 擬在 市 投資建設一座秸稈發(fā)電廠。為確保燃料收購供應，保障發(fā)電廠正常運行，合 理確定建設規(guī)模， 市 農業(yè)局以 為中心，對 20Km 半徑內周邊 農戶 、鄉(xiāng)鎮(zhèn)秸稈資源進行了全面詳細的調研統計。 在調查的 20公里半徑范圍內 。 調查結果表明：秸稈主要以麥桿、稻桿為主，油菜桿、棉桿不超過生物總量的 5%。 在收購半徑 20 公里范圍內，糧棉種植面積為 36749公頃，秸稈生產總量 551235噸，秸稈可獲得量 413832噸，占生產量的 %，其中麥子種植面積占 %、油菜占 %、水稻占 %、棉花占 %、玉米、大豆占 %.除棉花桿、大豆桿用于作燃料外，其余秸稈均可獲得。農 作物秸稈的可收購比例決定了原料供應的可靠性和原料供應價格，可收購比例過低會造成生物質能源利用不足和浪費，過高則造成原料供應緊張和原料價格的上漲。本項目農作物秸稈的可收購比例根據收購的難易程度確定。 農作物機械收脫率達到 %，周邊 8鎮(zhèn)的機收率約在 35%左右，人工收割率 65%左右。隨著 的示范推動，周邊鎮(zhèn)的機收率，到“十一五”期末，可望達到 75%以上。 按鄉(xiāng)、鎮(zhèn)劃分的秸稈收購量見表 。 表 供應范圍內各 鄉(xiāng)、鎮(zhèn) 秸稈收購量表（噸） 序號 鄉(xiāng)、鎮(zhèn) 糧食種植面積 秸稈生產總量 秸稈生產 可收 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 9 （公頃 ） （噸） 購 總量（噸） 1 3347 50205 37653 2 3563 53445 40083 3 3284 49260 36945 4 2736 41040 31190 5 3077 46155 34616 6 3254 48810 36607 7 3581 53715 40286 8 3442 51630 38722 9 3397 50955 38216 10 3519 52785 39588 11 3549 53235 39926 總 計 36749 551235 413832 燃料成分分析 燃料成分分析見表 表 燃料成分分析表 項目 符號 單位 稻草 小麥 設計燃料 全水 Mt % 空氣干燥基水分 Mad % 干燥無灰基揮發(fā)分 Vdaf % 收到基灰分 Aar % 收到基碳 Car % 收到基氫 Har % 收到基氧 Oar % 收到基氮 Nar % 收到基全硫 % 氯 Clar % 收到基高位發(fā)熱量 MJ/kg 收到基低位發(fā)熱量 MJ/kg 灰熔點 DT ℃ 1020 1090 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 10 項目 符號 單位 稻草 小麥 設計燃料 ST ℃ 1050 1110 HT ℃ 1070 1120 FT ℃ 1090 1130 灰成分 SiO2 % Al2O3 % Fe2O3 % CaO % MgO % Na2O % K2O % TiO2 % ＜ ＜ SO3 % MnO2 % P2O5 % 燃料收購價格 燃料收購價格的測算以現狀調查為基礎，考慮 一定的漲價因素為原則。據調查，秸稈的田間收購價為 85～ 100 元 /噸，打捆人員工資和企業(yè)利潤 60～ 80 元／噸，運費在收購半徑 20 公里范圍內水路為20～ 40 元／噸，考慮到運輸距離和收購難易程度不同，秸稈送到電廠加權平均價定為 210元 /噸。 根據項目所在地區(qū)域的調查論證，結論如下： 以發(fā)電廠為中心的 20 公里范圍內燃料資源豐富，總可利用燃料數量約為 萬噸。 收購半徑擴大到 30 公里，年可提供秸稈 100萬噸。 發(fā)電廠年耗秸稈～ 萬噸，秸稈數量能滿足電廠需求，資源供應保障系數～ 。 在 市 鎮(zhèn)及周邊區(qū)域，種植能源植物是調整農業(yè)結構，實現訂單經濟農業(yè)的措施。 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 11 依靠 市 鎮(zhèn)及周邊區(qū)域自然資源優(yōu)勢，有效地利用豐富的秸稈資源，能改變生態(tài)環(huán)境，同時能解決部分農民的就業(yè)。 實施規(guī)?；O點收購，實行訂單農業(yè)形式，形成良性循環(huán)，農作物秸稈市場化，減少中間環(huán)節(jié)讓農民得到經濟實惠，可保障電廠燃料有計劃供應。 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 12 3 電力系統 概述 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目位于 市 工業(yè)園，該地區(qū)電網屬華東電力系統江蘇電網。電廠附近有一座青蒲變，此變電所在電廠建成前由 35kV變電所改造為 110kV變電所。為了保證電廠安全可靠運行，電廠需與系統并列運行，因此本期在廠內新建升壓站一座，兩回聯絡線接入系統。 與電網的聯接 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目裝機容量為 2179。 15MW，考慮本工程裝機容量和附近接入點的情況，電廠以 110kV的電壓等級接入系統。本期一回 (終期兩回 )110 kV聯絡線互為備用的并網方式， 供電可靠性較高。本期一回聯絡線接入 110kV青蒲變（ 20xx年建成） 110kV 母線。電廠內建設一座110kV升壓站，設置兩臺主變，容量都為 20MVA。 110kV接線為單母接線，電廠第一解列點為 110kV聯絡開關，設微機型低周低壓解列及 110kV線路保護，后備解列點設置在發(fā)電機出口開關。第一并列點設在發(fā)電機出口開關處，第二并列點設在主變 110kV側開關，兩臺主變均采用無載調壓變壓器。遠動通信介質采用光纖，一主一備兩個通道接入地區(qū)電力通信系統。發(fā)電機及 110kV并網線路的有功、無功、電流、電壓、電量、蒸汽量、 110kV開關位置信息、發(fā)電機開關的位置信息及保護動作信息均需送至當地電網調度部門。 電力平衡 根據負荷預測和 發(fā)展規(guī)劃進行了電力平衡計算，見下表： 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 13 序號 年 份 項 目 20xx 年 20xx 年 2020 年 1 最高負荷 (千瓦 ) 萬 萬 萬 2 生物質電廠 萬 萬 3 廠用電率 10% 10% 地區(qū)電力盈虧表 電力盈虧 萬 萬 由負荷預測及電力平衡表可知，隨著該地區(qū)經濟的飛速發(fā)展，負荷將迅速增加，在相當長的一段時 間內不會出現電力負荷大量富裕的現象，該地區(qū)電力主要由系統供電。熱電廠擬兩回聯絡線接入青蒲變，所發(fā)電量全部上網，規(guī)劃的熱電廠所發(fā)電量雖不能徹底改變該地區(qū)供電狀況，但卻是對該區(qū)域電網有益的補充。 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 14 4 機組選型 秸稈發(fā)電 方式的選擇 秸稈發(fā)電 方式，目前主要有以下 4種： （ 1）秸稈焚燒鍋爐 +汽輪發(fā)電機組； （ 2）秸稈氣化裝置 +燃氣輪機發(fā)電機組 +余熱利用裝置； （ 3）秸稈氣化裝置 +內燃發(fā)電機組 +余熱利用裝置； （ 4）秸稈氣化裝置 +燃氣鍋爐 +汽輪發(fā)電機組； 4種方式技術經濟比較見表 ： 表 秸稈發(fā)電 方式比較表 項目 方式 1 方式 2 方式 3 方式 4 熱效率 ~27% ~3134% ~26% ~20% 投資 ~9000 元 /kw ~20xx0 元 /kw ~8000 元 /kw ~9000 元 /kw 運行可靠性 可靠 可靠 有待提高 可靠 對原料要求 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% 操作復雜程度 簡單 復雜 較復雜 較復雜 設備供應 全部國產 低熱值燃氣輪機需引進 全部國產 全部國產 由上表可以看出 ，方式 2雖然熱效率較高，但需從國外引進設備，總投資比其它方式大很多，且建設周期長，操作運行及維護工作復雜，投資回收期也較長。方式 3熱效率較低、目前秸稈氣化產生的燃氣焦油處理問題尚未完全解決；國產燃秸稈氣內燃機最大容量僅為 400kW,且缺少長期連續(xù)運行的業(yè)績。方式 4熱效率最低，投資較高。 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 15 20xx 年初，我國一些鍋爐制造廠相繼開發(fā)出燃秸稈鍋爐，且有對鍋爐可靠性的承諾，造價僅為國外同容量產品的 20%～ 25%,大大降低了工程投資。而且與其它方式相比，運行可靠，操作維護簡單，投資回收期短，考慮到農村的實際情況，本項目 可行性研究報告推薦選用方式 1。 建設規(guī)模 國家將可再生能源的開發(fā)利用列為能源發(fā)展的優(yōu)先領域，通過制定可再生能源開發(fā)利用總量目標和采取相應措施，推動可再生能源市場的建立和發(fā)展。我國將提高可再生能源在能源結構中的比例，到20xx 年達到 10％，到 2020 年達到 16％左右，需要投資 8000 億元左右。根據國家能源領導小組編制的《可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，到 2020年，生物質發(fā)電將達 3000 萬千瓦規(guī)模。 國家鼓勵各種所有制經濟主體參與可再生能源的開發(fā)利用，依法保護可再生能源開發(fā)利用者的合法權益。 國家鼓勵和支持可 再生能源并網發(fā)電。電網企業(yè)應當與依法取得行政許可的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網協議，全額收購其電網覆蓋范圍內可再生能源并網發(fā)電項目的上網電量。 因此，可再生能源項目的建設規(guī)模主要取決于原、燃料的供應情況。 根據本區(qū)域 農作物秸稈的可收購量， 以發(fā)電廠為中心的 20 公里范圍內燃料資源豐富，總可利用燃料數量約為 萬噸， 確定本項目的秸稈鍋爐建設規(guī)模為： 2179。 75t/h 秸稈鍋爐，或 1179。 150 t/h秸稈 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 16 鍋爐， 額定蒸發(fā)量時 年消耗秸稈約 。 裝機方案 裝機方案 考慮到本項目的性質是可再生 能源發(fā)電，裝機方案的選擇應以充分利用秸桿資源發(fā)電為主，積極發(fā)展供熱，實施熱電聯產，實現資源效益、節(jié)能效益、環(huán)保效益和經濟效益最大化。 根據本區(qū)域的秸稈資源量，考慮發(fā)電兼顧供熱，本生物質電廠可考慮以下 4種裝機方案： ? 方案一： 2?75t/h鍋爐 +2?C15MW抽汽機組 ? 方案二： 2?75t/h鍋爐 +1?C30MW抽汽機組 ? 方案三： 1?150t/h鍋爐 +2?C15MW抽汽機組 ? 方案四： 1?150t/h鍋爐 +1?C30MW抽汽機組 裝機方案比較 方案一：供熱靈活，可靠性高，機、爐容量較低，經濟性略低。但 鍋爐、汽機都為 2臺，機組安全可靠性較高，發(fā)電供熱保障性高，具有較高的年利用小時數，從而提高了電廠的效益。 方案二：汽機容量大，熱效率較方案一高，但因只有 1臺機，供熱靈活性、可靠性差。 方案三：鍋爐容量大，熱效率較高，但汽機雖有 2臺，鍋爐僅為 1臺，供熱不可靠。 方案四：鍋爐、汽機容量大，熱效率較高，但因 1臺 150t/h 鍋爐和 1臺 C30MW機組，供熱靈活性、可靠性差。 發(fā)電有限公司 生物質能發(fā)電項目可行性研究報告（報批稿） 東南大學建筑設計研究院熱電工程設計研究所 17 綜上所述，對于兼顧供熱的秸稈電廠，為了確保供熱的可靠性，設計推薦按方案一考慮：即 2?75t/h秸稈鍋爐配 2?C15MW抽汽式汽輪發(fā)電機組。 主要設備 相關參數的確定 根據本區(qū)域秸稈資源調查，秸稈以稻草、麥稈為主，為減少秸稈鍋爐的高溫腐蝕，延長鍋爐受熱面的使用壽命，故秸稈鍋爐的出口 蒸汽溫度 宜選為4500C。 目前，中溫 15MW抽凝式汽輪機的參數有中溫中壓（ 、 4350C）及次高壓、中溫（ 、 4350C） 2種。中溫中壓與次高壓、中溫參數汽輪機熱耗相差很小，但前者廠用電較少，全廠材料費用也省，故蒸汽壓力宜選中壓，即發(fā)電廠機、爐選擇中溫中壓參數，相應的抽凝式汽輪機，型號為／ ，配 15MW汽輪發(fā)電機。 主要設備的選型 秸稈鍋爐的選型 目前，國產秸稈直燃鍋爐分為 3種類型，循環(huán)流化床鍋爐、振動爐排鍋爐和振動爐排 +懸浮燃燒鍋爐。 ☆ 秸稈直接燃燒技術之 一 ：流化床燃燒