国能封丘生物发电项目可行性研究报告.doc

第一章第一章 总总 论论 1.1 项目名称与承办单位项目名称与承办单位 1.1.1 项目名称 项目名称：国能封丘生物发电项目 1.1.2 项目承办单位 项目承办单位：国能生物发电有限公司 项目负责人： 1.1.3 项目建设地址 项目建设地址：河南省封丘县 1.2 编制依据及编制单位编制依据及编制单位 1.2.1 编制依据 1、 中华人民共和国可再生能源法 2、 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法 3、国家计委、经贸委、建设部联合发布的热电联产项目可行 性研究技术规定 4、 小型火力发电厂设计规范 5、 火力发电厂可行性研究报告内容深度规定 6、设计有关的法令、法规、标准及专业设计技术规程等 7、项目可行性研究报告编制委托书 8、委托方提供的秸秆分布、产量等原始资料 1.2.2 编制单位 核工业第五研究设计院 资格证书号：工咨乙 2030721001 1.3 编制范围编制范围 本可行性研究报告主要编制范围包括： 本项目建设的必要性论证； 电力负荷分析及市场前景； 热力负荷分析及热网规划； 建厂条件及厂址选择； 装机方案及工程方案初步设想； 环保安全节能； 企业组织定员及项目进度设想； 投资估算及经济评价； 项目建设必要性和可行性结论性意见。 1.4 承办单位及封丘县概况承办单位及封丘县概况 1、承办单位概况 承办单位国能生物发电有限公司位于北京市建国门内大街 18 号， 是由深圳国电科技发展有限公司与龙基电力有限公司发起成立，公 司注册资本金 5 亿元，其中深圳国电科技发展有限公司投资 2.75 亿 元，占 55%股份；龙基电力有限公司投资 2.25 亿，占 45%股份。 国能生物发电有限公司成立于 2005 年 7 月 7 日，在北京市工商 行政管理局登记注册的国有控股公司。公司主要从事生物质能发电 厂的投资、建设、运营；生产、加工生物质能燃料；对生物质燃烧 废料进行综合加工、利用等。公司按照规范起步、快速推进、健康 发展的原则，在建设示范工程的基础上，依靠企业自身管理和资金 优势，积极争取当地政府的支持，优先在生物质能资源丰富的地区 投资办厂，力争在最短的时间内把公司建设发展成为全国乃至世界 的生物发电龙头企业。计划在 3 年内装机容量达到 150104kw。目 前公司正在建设和运作的项目有 6 个：国能单县生物发电有限公司， 国能鹿邑生物发电公司，国能浚县生物发电有限公司，国能寿县生 物发电有限公司，国能海安生物发电有限公司，国能庆安生物发电 有限公司等。2006 年国能生物发电有限公司将核准 25 个生物发电项 目；同时，国能的“三大基地、四大中心”也在积极推进之中，其 中， “三大基地”是：能源植物发展基地，生物质燃料加工基地，生 物发电项目科研培训基地” 。 “四大中心”是：国际 cdm 交易中心， 国家级生物质检测中心，清洁燃料国际贸易与全国调运中心，国际 绿色能源科研与中试中心。 生物质能发电是一个新兴的朝阳产业，是一项利国利民的伟大 事业，对于增加农民收入、改善环境和实现能源的持续开发都具有 重要的意义，已经被列为国家能源发展的优先领域，国家为此出台 了一系列的支持和优惠政策。国能生物发电有限公司正在加快生物 发电项目的开发力度，为促进地方经济发展、加强环境保护、实现 能源可持续开发、建设和谐社会等方面做出贡献。 2、封丘县概况 封丘县是国家级扶贫开发重点县，位于河南省东北部，新乡市 东南隅，黄河下游大转弯处，西界原阳县、延津县，北部与滑县为 邻，东与长垣县接壤，南与开封市隔河相望。地处北纬 3453 3514、东经 1141411446之间，县境南北长 38.2km，东西宽 48.7km，县域总面积 1220.5km2，耕地面积 130 万亩，辖 5 个镇 14 个 乡，606 个村民委员会，人口 73 万。 封丘县地处黄河故道，沙岗、平原、洼地兼有，黄河大堤以南 滩地较高，其余地势低洼。地势由西南向东北倾斜，海拔 65 72.5m。属暖温带半湿润季风气候，1 月平均气温1.0，7 月份平均 气温 27.2，年平均气温 13.9，年平均降水量 615.1mm，无霜期 214d。 封丘县属典型的农业大县，是著名的优质小麦、优质水稻生产 基地和“国家级绿色肉羊、肉牛养殖科技示范区” ，又是金银花原产 地，金银花种植面积己达 30 万亩，在全国享有种植面积、单位产量、 栽培技术、质量品质、出口创汇等“五个第一” ，且具有丰富的秸秆 资源。近年来工业发展较快，已形成粮油加工、畜产品加工、金银 花系列产品开发、起重设备、机械制造、建筑建材、造纸毛毯、酿 酒等八大支柱产业。 封丘县交通便利，区位优势明显。县城至郑州市 90km，至新乡 市 62km，至开封市 30km，至濮阳市 80km。 封丘县名胜古迹众多，诸如春秋时期的黄池会盟台、楚汉之争 时刘邦遇翟母赠饭处、北宋开国之君赵匡胤“陈桥兵变”黄袍加身 处、 “在天愿做比翼鸟，在地愿为连理枝”佳话的出处青陵台遗址等。 水面面积达 4000 多亩的青龙湖、千鸟翔集的黄河故道国家级湿地鸟 类自然保护区、景致优美的万亩石榴园、一望无际的金银花生产基 地已成为都市人群休闲娱乐的理想去处。 1.5 项目实施的意义项目实施的意义 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 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。 而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。 2、利用可再生能源-秸秆发电是解决能源短缺的有效途径 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、垃圾废料、生物质能 等。利用生物质能-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。我省是农业大省，有着丰富的秸秆资源， 利用秸秆发电潜力巨大。 3、生物质能发电是节约煤炭资源并直接解决燃煤 so2对大气严 重污染的有效途径 我国目前每年发电用煤量达 8.5108t，so2的排放量达到 1200104t（煤的含硫量按 0.8%计） ，粉尘排放 490104t。根据国家 环保总局计算，我国每年燃煤 7108t，so2对大气污染已经到了上 限，而我国目前煤炭消耗量已达 16108t，大气污染已经到了不可承 受的地步。由于 so2污染，产生酸雨已危害 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-秸秆（玉米、小麦、棉花、豆类、油类秆等）发电可 以大量减少 so2排放，秸秆中硫的含量为 0.08%0.25%左右，相当 于燃煤含量的 1/10 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 6.4%测算，生物质能发电装机容量将 达 4500104kw 左右，其发展前途广阔，同时可大大减少 so2的排 放量。 目前我国多数地区秸秆利用率低，农民以焚烧方式处理积存秸 秆，造成烟气污染空气、公路和机场，酿成不少交通事故，也发生 过机场关闭等事件。 利用秸秆发电，既可减少燃煤发电带来 so2对大气的污染，又 减少粉煤灰、粉尘的排放，也不致随地焚烧秸秆造成交通事故，是 变废为宝利国利民的大好事。可有效节约煤炭资源并减少 co2、so2 的排放，对改善环境有立竿见影的效果。体现了循环经济对建设资 源节约型、环境友好型社会具有重要意义。 4、对保护环境发展循环经济有明显作用 秸秆是一种很好的清洁可再生能源，根据有关单位对秸秆成份 分析及工业分析，含硫量只有 1.1左右，而煤的平均含硫量达 1%。 与燃煤火电厂相比，节约大量煤炭、减少二氧化硫排放量。秸秆发 电不仅具有较好的经济效益，还有良好的生态效益和社会效益。但 目前我国绝大部分这类资源被白白焚烧或低值利用。秸秆野外焚烧 产生的烟雾不仅污染环境，还影响交通，酿成事故。 秸秆热电厂锅炉燃烧排出的草木灰是优质的农家肥，含钾量较 高，可以返还给农民用于还田。 5、对农民增收、新农村建设具有促进作用 封丘县农业生产条件较好。2005 年，全县实现农业增加值 80022 万元。主产优质小麦、玉米、大豆、花生、棉花、蔬菜、果品等农 产品，剩余秸秆和树枝条的处理已成为当地政府的一大难题，秸秆 燃烧将造成严重的空气污染和能源浪费。如果按照每年燃烧秸秆 5.47104t，发电 0.72108kwh，每吨秸秆 240 元的收购价测算，将带 动农民及相关行业增收 1300 多万元。 综上所述，本电厂的建设是一个很好的资源综合利用项目，是 循环经济的具体实践，完全符合我国能源产业政策，并且是国家大 力提倡、具有很好发展前途的可再生能源项目。它不但可以补充向 本地供电，还可以部分解决封丘县的集中供热问题，把解决能源短 缺、环保和农民增收的问题很好地结合起来，是利国利民的一件大 好事，因此项目建设意义重大。 1.6 任务来源及工作过程任务来源及工作过程 2006 年 4 月，国能生物发电有限公司委托我单位开展国能封丘 生物质发电项目可行性研究工作。2006 年 4 月 28 日，我单位项目工 作组与承办单位及当地有关人员一同对拟选厂址、电网接入系统、 秸秆资源量、建设规模等进行了实地初步踏勘，并听取了情况介绍， 同时收集了有关资料。 国内一些锅炉厂已设计制造过以糖厂甘蔗渣、糠醛厂废渣等为 燃料的锅炉，但目前尚无秸秆直接燃烧锅炉的运行业绩。为使该项 目尽早开工建设，进行了大量深入的调研工作。在调研中了解到， 为满足国内建设秸秆电厂的需要，国内多家锅炉厂已就秸秆直接燃 烧锅炉的设计制造进行了较为充分的国外考察和技术准备工作，有 的锅炉厂已根据市场调研完成了秸秆直接燃烧锅炉的方案设计，也 有锅炉厂已接单生产，也用个别引进技术锅炉投入运行。在此基础 上，经与委托方协商，在听取论证会专家意见的基础上本工程拟重 点推荐引进技术 148t/h 级高温高压秸秆锅炉配 112mw 凝汽式供 热机组。 在可研编制过程中，项目工作组与项目承办方进行了多次交流， 对专家意见进行了认真研究，在厂址选择、建设规模、技术方案、 资金来源等重大问题进行了及时沟通，取得了一致意见，保证了可 行性研究工作的顺利进行。 1.7 建设规模建设规模 秸秆资源量、秸秆运输条件是制约本工程建设规模的基本条件。 从这两个条件分析，秸秆电厂建设规模应该小型化。尤其是目前国 内尚无同类电厂成功运行经验，从稳妥可靠的原则出发，规模不宜 太大。 从封丘县的秸秆资源量来看，能够满足 112mw 机组用量。但 是，秸秆比重小(打捆后约 500kg/m3)、体积大，运输条件相对较差， 称重、卸料及检测工作量也相当大。 综合考虑封丘县的秸秆资源量、秸秆运输条件以及供热的需要， 并充分考虑本工程的实际情况及专家意见，本着稳妥、可靠的原则， 按照机炉匹配的要求和引进技术情况，本项目的建设规模定为： 112mw 凝汽式供热机组配 148t/h 级秸秆燃烧锅炉。 1.8 主要技术设计原则主要技术设计原则 1、从提高全厂运行可靠性角度考虑，按 1 炉配 1 机进行整体规 划。 2、电力系统：发电机出线电压 6.3kv 经主变升压至 110kv 接入 附近的变电站。 3、秸秆供应：秸秆由收购站按要求打包、晾干用汽车运至厂内， 在厂内破碎。 4、秸秆仓库：容量按 1 台炉燃用 15d 设计。 5、灰渣：干灰采用人工输送方式，锅炉底渣采用机械输送方式， 集中外运。 6、秸秆破碎处理：在厂外设收购站，在厂内设破碎设备，将秸 秆破碎成满足入炉要求的碎段。 7、机组控制：锅炉和汽机设集中控制室，控制方式为 dcs，控 制设备为国产先进水平。 8、采用二次循环供水、自然通风塔冷却系统。 9、采用 1 座烟囱，烟囱高度暂按 80m。 10、主厂房等建筑采用钢筋混凝土结构。 1.9 项目建设进度项目建设进度 本项目建设工期，根据资金来源情况，场地准备、土建施工、 设备订货及安装、材料准备等综合因素并结合同类工程建设经验， 拟定建设期为 1 年。 1.10 投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措 项目发电工程静态投资 11364.31 万元，单位静态投资 9470.26 元 /kw，建设期利息 310.93 万元，发电工程动态投资 11675.24 万元，单 位动态投资 9729.36 元/kw，铺底流动资金 49.82 万元，计划总投资 11725.05 万元，单位投资 9770.88 元/kw。 项目资本金比例 20%，计 2335.05 万元，建设投资差额部分向银 行申请固定资产贷款解决，铺底流动资金占流动资金的 30，计 49.82 万元，全部由企业自筹，流动资金差额部分申请银行短期贷款 解决。 1.11 主要技术经济指标主要技术经济指标 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 序号项 目单位数据备注 1建设规模t/h112mw+148t/h秸秆燃料锅炉 2年耗秸秆量104t5.47 3相当年节约煤104t2.91 4定员人70 5计划总投资万元11725.059770.88 元/kw 6静态投资万元11364.319470.26 元/kw 7铺底流动资金万元49.82 8动态投资万元11675.249729.36 元/kw 9达产年平均成本万元2439.09 10达产年平均销售收入万元3015.54 11全部投资内部收益率%10.29 12投资回收期年13.46 13投资利润率%4.69 14投资利税率%7.78 第二章第二章 电力系统电力系统 2.1 电力系统现状电力系统现状 2.1.1 封丘县电网状况 封丘县电网地处河南省东部，东、东北与兰考县、长垣县接壤， 南与开封市和开封县毗邻，西、西北与原阳县和延津县相连，北与 滑县交界。 2004 年封丘县电网年最大负荷 6.2104kw，比 2003 年的最大负 荷 5.7104kw 增加了 0.5104kw，增幅高达 8.88%；2004 年用电量 2.79108kwh，比 2003 年的 1.9108kwh 增加了 0.89108kwh，增长率 为 46.8%。 2004 年底，全县共有 35kv 及以上变电站 11 座（企业自备变电 站 1 座） ，主变 27 台，主变容量为 347.9mva（含企业自备 18mva） 。 其中，220kv 变电站 1 座，主变容量 180mva，110kv 变电站 1 座， 主变容量 71.50mva，35kv 变电站 9 座，主变容量 96.40mva。 封丘县电网共有 35kv 及以上输电线路 11 条（企业自备 1 条） ， 总长度为 111.285km(含企业自备 2km)。其中 220kv 输电线路 1 条， 110kv 输电线路 2 条，总长 27.08km，35kv 输电线路 9 条，总长 84.201km。 截止 2004 年底，封丘县电网无 500kw 及以上火（水）力发电厂。 2.1.2 封丘县电网存在的问题 封丘县电网是一个比较薄弱的末端电网，近年来电网随着城市 农村电网改造建设有了明显改善，但由于工农业生产和城乡居民生 活用电增长较快，而供电区电网又地处电网末端，且又无电源支撑， 电网供电质量不高，电网损耗大，并存在供电卡口，拉闸限电的现 象。其主要问题如下： 1、电网建设虽已加快，但 110kv 骨干网架未形成，存在着供电 卡口现象。 电网建设发展依然滞后于供电区国民经济发展和人民生活对用 电的需求，供电区电网内不同程度的存在主变和线路的供电卡问题。 2、供电区电网缺乏适当容量电源支撑，电力供应质量和安全可 靠性差。 供电区电网没有适当容量的发电厂作为电源支撑，只能依靠外 区及远方电源输入电力，网内无功平衡、经济运行困难，安全可靠 性差。 3、网架结构依然薄弱，供电可靠性不高，达不到“n-1”的稳 定要求。 新建的 220kv 孔雀变电站和区内 35kv 变电站多属单电源放射形 供电，县电网长期靠一座 110kv 变电站供电，设备故障或检修时， 就会发生大面积限电或停电。同时，跨县区的 110kv 联络线运行年 限长、导线截面小，正常供电可靠性差。 4、110kv、35kv 设备老化，安全供电形势急待改善。 电网仅一座 110kv 变电站，35kv 网络是 70、80 年代投产运行的， 运行年限长，设备老化情况严重。 2.2 电力负荷预测及电力平衡电力负荷预测及电力平衡 2.2.1 负荷预测 “十五”前四年，即 20002003 年，全社会用电量年均增长 24.89%。2003 年供电区最大负荷为 5.7104kw，2000-2003 年均最大负 荷增长率为 17.68%。近几年来供电区电网电力电量增长情况表 2.2- 1。 2000 年-2003 年封丘县电网全社会用电量、最大 负荷统计表 电量表（电量表（104kwh） 2.2-1 指标名称2000 年2001 年2002 年2003 年 三年年均 增长 （%） 一、农村牧渔水利业合计2887.011559.451345.51146.86-24.82 二、工业合计3167.043819.885585.610594.952.18 三、地质普查和勘探业 四、建筑业44.980.1878.567.020.6 五、交通运输邮电通讯业243.5371.7510.5654.038.78 六、商业饮食物资供销仓储业91.3119.22155.0196.029.01 七、其它事业235.6258.55295.0346.0627.86 居民生活用电3031.074782.865100.55619.4124.87 全社会用电量9700.4210991.8412970.618615.2324.89 最大负荷（万千瓦）3.54.24.85.717.68 最大负荷利用小时（t）27712617270232666.19 从上可以看出，封丘县电网供电区工业用电负荷所占比重较大， 用电量占全县用电量的 38%以上，农业用电量在全社会用电量中所 占比重呈下降趋势，预计规划期内农业用电的增长速度较慢。 居民生活用电在全社会用电量中占的比重已在 30%以上，对全 社会用电量增长的影响越来越大，随着城网、农网改造的实施和家 用电器的进一步普及，居民生活用电在近几年仍有可能维持快速增 长。 通过数据分析可以看出，工业用电的比重，随工业生产形式变 化而变化，年均递增在 50%以上；城乡居民生活用电增长迅速，占 全社会用电的比重逐年加大，年均增长速度在 24%以上。农业用电 有所下降，但仍将随农业产值的同步增长而回升。 根据以上数据，对供电区采用数学方法进行负荷预测，并综合 比较分析，预测结果见表 2.2-2。 预测结果表预测结果表 表 2.2-2 单位：104kwh 2000 年2000-20052005-2010 项目预测水平 （实际） 2005 年 年均增长(%) 2010 年 年均增长(%) 全社会用电量9700.4229000.0024.542610.518 最大负荷3.57.517.6811.028 最大负荷利用小时 tmax34003500 综合分析，我们推荐规划年的全社会用电量取值为：2005 年 29000 万千瓦时，2010 年 42610.51 万千瓦时，最高用电负荷为：2005 年 7.5 万千瓦，2010 年 11.02 万千瓦。 2.2.2 电源建设 为了合理开发利用可再生能源，保护环境和发展经济，在封丘 供电区内增加适当容量的电源支撑，以提高电力供应的安全可靠性， 规划建设国能封丘生物质能热电厂工程项目，装机容量 112mw。 2.2.3 电网规划 为满足封丘县电网东部和西南部工农业发展的用电需求，加强 110kv 电网网架和 35kv 供电网络。 “十一五”期建设：110kv 娄堤变 电站，主变容量 240mva；110kv 潘店变电站，主变容量 231.5mva；35kv 变电站 4 座，主变容量 34.45mva；110kv 线路 2 条，线路长约 30km，35kv 线路 9 条，长约 76km。 2.2.4 电力电量平衡 1、电力平衡 电力平衡计算条件： (1)电力平衡水平年限 2006-2010 年，逐年平衡； (2)电力平衡区域为封丘县电网； (3)根据电厂的建设进度，考虑封丘县秸秆电厂参与 2007 年平衡。 平衡结果见表 2.2-3。 封丘县电网封丘县电网 20062010 年电力平衡表年电力平衡表 表 2.2-3 单位：万千 瓦 项目2006 年2007 年2008 年2009 年2010 年 一、所需容量8.18.759.4510.211.2 其中：1、最大负荷 2、备用负荷 二、装机容量 其中：1、水电装机 2、火电装机02.42.42.42.4 三、可利用容量02.42.42.42.4 四、电网电力盈(+)亏(-)-7.5-6.35-7.05-7.8-8.62 根据平衡结果，国能封丘生物质能热电厂投产前，封丘县电网 电力短缺情况较严重。由于其没有电源支撑，电力缺口将随着负荷 增长而不断增大，2006 年缺电达 7.5 万千瓦。国能封丘生物质能热 电厂投产后，将成为县主力电源，封丘县电力短缺的形势有所缓解。 2、电量平衡 电量平衡计算条件：国能封丘生物质能热电厂年利用小时按 5000 小时考虑。计算结果表 2.2-4。 封丘县电网封丘县电网 2006-2010 年电量平衡表年电量平衡表 表 2.2-4 单位：万千瓦 时 2006 年2007 年2008 年2009 年2010 年 全社会需电量2006 年2007 年2008 年2009 年2010 年 发电量313203382536531.639454.242610.5 其中：火电发电量010560105601056010560 水电发电量10560105601056010560 电力平衡 -31320-23265-25971.5-28894.2-32050.5 根据电量平衡计算结果，封丘县电网由于没有主力电源，一直 需要省网提供电量，2006 年达 31320 万千瓦时。国能封丘生物质能 热电厂建成后，省网提供电量将有所减少，缓解了封丘县电网电量 不足的问题。 2.3 电厂建设的必要性电厂建设的必要性 封丘县生物质能热电厂的建设必要性有以下几点： 1、满足封丘县电力负荷增长的要求 从封丘县电力平衡表不难看出，由于封丘县供电区内缺乏主力 电源， “十一五”期间，随着负荷不断增长，封丘县电网用电缺口不 断增大，所缺电力需由河南省主网供电。可见，建设 112mw 国能 封丘生物质能热电厂，可以缓解本县电力短缺局面。 2、提高受电端电网负荷中心的电压支撑能力和运行可靠性、灵 活性 封丘县电网是河南省电网东部（末端）的受电端电网。为了提 高受电端电网的可靠性和灵活性，应该有足够容量的电厂。但长期 以来封丘县供电区内缺乏适当支撑电源，只能依靠省网提供电力， 电压水平随河南省电网运行方式变化，难以调控，且长距离输送电 网损失加大很不经济。国能封丘生物质能热电厂建设投产，对本县 电网的安全、可靠、灵活运行等方面将起到一定作用。 封丘县秸秆数量较多，建设生物质能热电厂能充分利用本地秸 秆燃料资源、保护环境和节约能源，对促进城市现代化建设具有良 好的社会效益。 2.4 电厂接入系统方案电厂接入系统方案 2.4.1 电厂供电范围和接入电压等级 根据电力电量平衡，本工程建成后封丘县区新增发电容量 112mw，供电范围为本县。电厂投产之前，该地区已形成由 1 座 220kv 变电站、1 座 110kv 变电站和 9 座 35kv 形成的供电网络。 根据本厂供电范围、装机容量、厂址位置、送电距离和送电容 量分析，建议本厂以 110kv 电压等级接入 110kv 王村变电站或 220kv 孔雀变电站 110kv 母线。 2.4.2 电厂附近电网概况 热电厂厂址位于封丘县城西北面的前方庄，距离县城 1.5km 左右。 南面是封丘县技术经济开发区，东面约 4km 有 110kv 王村变电站， 西北与 220kv 孔雀变电站相距约 6km，南约 2lm 是 35kv 封西变电站。 35kv 封西变电站 35kv 出线间隔 2 个，无备用间隔；110kv 王村变电 站 110kv 出线间隔 2 个，无备用间隔；220kv 孔雀变电站为新建变电 站，110kv 有备用出线间隔。 2.4.3 电厂接入系统方案 根据封丘县电网的现况及发展规划，拟定热电厂机组接入系统 初选方案如下： 方案一：电厂 12mw 机组以发电机组变压器扩大单元接线，升 压至 110kv 后，接入 110kv 王村变电站或 220kv 孔雀变电站 110kv 母线，扩建一个 110kv 新间隔。 方案二：电厂设 35kv 母线，将路经秸秆电厂附近的 35kv 王 （110kv 王村变）封（35kv 封西变）线路“冂”接入本厂。 方案一，电厂以 110kv 接入系统，110kv 王村变电站和 220kv 孔 雀变电站的 110kv 配电装置，均需要扩建一个 110kv 新间隔。虽然 电厂到 110kv 王村变比到 220kv 孔雀变距离短了 2km，但 220kv 孔 雀变电站，可利用现有的 110kv 配电装置的空间隔进行扩建，而 110kv 王村变电站无 110kv 空间隔，扩建条件比较复杂，此方案电 厂电力外送直接顺畅。 方案二，通过路经国能封丘生物质能热电厂附近的 35kv 王封 线（lgjx-120 导线，2.5km） “冂”接入系统，无需扩建 35kv 新间隔， 但需新建 35kv 线路(2km)，导线 lgj-150，另需改造 lgjx-120 导线线 路(2.5km)，将 lgjx-120 导线改为 lgj-150 导线。改造 lgjx-120 导线 线路(2.5km)，需要停电，费用约 36 万元。当电厂至王村变 35kv 线 路故障或停电检修时，电厂电力外送将出现卡口问题。 综合比较分析，拟推荐方案一，电厂以 110kv 接入 220kv 孔雀 变电站 110kv 母线，待接入系统设计审查确定。 国能封丘生物质能热电厂接入系统方案见图。 2.5 电力系统继电保护及安全自动装置电力系统继电保护及安全自动装置 2.5.1 继电保护配置 1、继电保护配置原则 (1)国能封丘生物质热电厂接入系统继电保护配置原则按照继 电保护和安全自动装置技术规程中的有关条款进行。 (2)保护采用远后备方式 对于相间短路，10kv 线路应装设电流、电压速断保护和过电流 保护； 断路器应装设自动重合闸装置。 2、继电保护配置方案 选用业绩好的微机型线路保护装置。 2.5.2 系统调度自动化 1、设计原则 国能封丘生物质热电厂调度自动化的主要设计原则是按照能源 部颁发的电力系统调度自动化设计技术规程 、电力部颁发的电 力系统联网可行性研究内容深度规定进行设计。 2、调度自动化要求 将远动信息量和电能信息量送至调度。 3、调度管理 国能封丘生物质热电厂的主设备包括发电机、联络线断路器均 可由调度所调度。 4、调度自动化系统 国能封丘生物质热电厂远动信息，具体内容如下： (1)遥测量 发电机出口有功功率、无功功率、电压、电流、有功/无功电能； (2)遥信量 所有断路器的位置信号及重要隔离开关位置信号； 发电机保护动作信号； 安全自动装置动作信号； 机组开停机信号； 线路保护动作信号。 (3)遥调、遥控：预留 本期应装设变送器屏 1 面，遥信转接屏 1 台。 电能量计量，电厂联络线应装关口表，推荐采用 0.2 级。 电厂配置电量采集器一台。 2.5.3 系统通信 1、概述 电厂建成投运后，应接受地调调度。系统通讯应满足电力调度 电话、通讯调度电话、生产管理电话、调度自动化、继电保护对通 讯的要求。 2、主干通讯回路 电厂的系统通讯，拟采用光纤通讯，电厂的信息可通过变电所 的光纤或载波将电厂信息传至地调。 3、保护专业对通讯的要求需要 根据保护专业需要，在电厂至变电所线路上需开设一条保护通 道，拟采用电流差动保护方式。 4、通讯电源 目前，电力系统通讯设备，均采用-48v 直流电源，作为通讯设 备的备用电源。拟与电厂内通讯设备共用电源设施。 第三章第三章 秸秆资源秸秆资源 3.1 秸秆资源状况秸秆资源状况 3.1.1 秸秆资源调查统计 封丘县面积 1220.5km2，现有耕地面积 159.6104亩。小麦种植 面积 66.5104亩，亩产秸秆 467kg，共计秸秆 31.07104t；玉米种植 面积 22.04104亩，亩产秸秆 816kg，共计秸秆 17.98104t；大豆种 植面积 10.96104亩，亩产秸秆 310kg，共计秸秆 3.39104t；棉花种 植面积 26104亩，亩产秸秆 296kg，共计秸秆 7.69104t，以上农作 物秸秆总量为 60.15104t。详见表 3.1-1“封丘县主要农作物秸秆产 量表” 。 以上计算是按照封丘县政府对丰收年抽样调查所确定的每亩秸 秆产量，如果按照欠收年每亩秸秆产量分别如下：小麦亩产秸秆 389kg，共计产秸秆为 25.88104t；玉米亩产秸秆 681kg，共计产秸秆 为 15.01104t ；大豆亩产秸秆 257kg，共计产秸秆为 2.82104t；棉 花亩产秸秆 248kg，共计产秸秆为 6.45104t。以上农作物秸秆总量 为 50.16104t，欠收年的秸秆产量约为丰收年产量的 83.4%。封丘县 除以上主要农作物秸秆外，还有稻秸秆，封丘县境内水稻田约. 665104亩，每亩秸秆平均 351kg，总计为 2.33104t，还有花生 8104亩，每亩秸秆平均 165kg，总计 1.32104t。 封丘县主要农作物秸秆产量表封丘县主要农作物秸秆产量表 表 3.1-1 小麦玉米大豆棉花 序号乡镇 耕地 (万亩) 乡镇距本 工程距离 (km) 播种面积 (万亩) 秸秆产量 (t 播种面积 (万亩) 秸秆产量 (t) 播种面积 (万亩) 秸秆产量 (吨) 播种面积 (万亩) 秸秆产量 (吨) 1城关镇1.260.50.5927550.4933980.01310.10296 2城关4.750.61.8988260.9174260.3912090.782309 3王村9.141.54.16194272.13173810.319611.504440 4应举7.0812.02.98139171.1089760.3510852.206512 5陈固10.5215.04.50210151.50122400.154653.7511100 6黄德9.9011.04.41205951.50122400.5015502.206512 7居厢9.257.54.06189602.07168910.9128211.323907 8鲁岗8.557.53.78176531.27103630.4313331.524499 9司庄4.987.51.9992930.4234270.5416740.20592 10陈桥3.9415.01.7883130.4133460.113410.04118 11荆宫5.9212.02.40112080.9073440.154650.802368 12孙庄5.4314.02.32107410.5948140.144340.601776 13娄堤5.258.02.31106950.5040800.03931.715062 14獐鹿市6.2710.02.68124080.6553042.296778 15留光9.7012.53.82176861.0384050.9128211.283789 16油坊5.6413.52.33107870.7662020.5216120.641894 17曹岗6.7314.02.58119450.6250590.9529450.491450 18潘店5.339.02.29106020.6553040.3711470.651924 19黄陵6.7818.02.42112040.5746510.10296 20李庄5.5924.02.22102780.3024480.6821080.16474 21尹岗5.4722.02.24103710.118980.6620460.14414 22冯村7.697.53.04140741.40114240.5015501.504440 23戚城6.7312.02.60120370.8367731.1435341.103256 24赵岗6.4912.52.67123611.0283230.8024800.722131 25回族1.233.50.4822220.3024480.8325730.20592 26合计159.6466.5431074222.0417984610.963397626.0076960 27总计(t)601524 3.1.2 秸秆利用现状 封丘县对秸秆的利用方式的途径有以下四种，一是用于炊事燃 料，目前农村生活用燃料主要是煤和石油液化气，作炊事用秸秆多 为玉米秸秆、玉米芯和棉花秸秆；二是作为造纸原料，据对造纸厂 的调查，每年用小麦秸秆不超过 3104t；三是用玉米秆作饲料约 1.5104t；四是沤肥还田，实际上是堆在地里，有的翻入土中或烧掉， 大部分是被废弃。秸秆利用平衡见表 3.1-2。 秸秆利用平衡表秸秆利用平衡表 表 3.1-2 单位：104t 秸秆类别炊事饲料销售量剩余量 小麦3.028.1 玉米0.431.516.1 大豆3.4 棉花0.0187.68 合计0.4481.53.055.28 3.1.3 可供本项目利用秸秆量分析 根据计算，本项目年燃用秸秆量约 5.47104t，其中小麦与玉米、 棉花秸秆掺烧比例按 4:6 计算，要利用小麦秸秆约 2.19104t，玉米 秸秆、棉花秸秆约 3.28104t。小麦秸秆占剩余量的 7.8%，玉米、棉 花秸秆总计占剩余量的 13.9%。封丘县东西长 36km，南北宽 25.5km，本项目位于县域中心，各乡镇除尹岗、李庄距本工程 22 24km 外，其他各乡镇距本工程平均在 10km 左右。 封丘县是著名的平原绿化县之一，全县境内国道、省道、县道、 黄河大堤、贯孟堤、天然文岩渠绿化长度 300km，折合绿化面积 1.8 万亩，栽植树木 144 万株；乡村干道绿化长度 600km，折合绿化面积 0.7 万亩，栽植树木 120 万株；全县农田林网化面积 108 万亩，平均 每亩栽植树木 4.5 株，共计栽植 486 万株；全县现有速生杨树林地 8 万亩，平均每亩栽植 70 株，共计栽植 560 万株；全县 606 个村庄村 镇林、 “四荒”造林株数共计 668 万株。以上以杨树为主栽树种的乔 木树总株数为 1998 万株，采伐及修枝抚育平均每株可生产枝材 15kg，全县乔木树共计产生枝条 30104t。 全县金银花面积 30 万亩，平均每亩可修剪枝条 1000kg，全县共 产生金银花枝条 30104t。 综上所述，本期工程 112mw 供热机组，年需秸秆量为 5.47104t 是完全可以保证的。 3.2 秸秆成本分析秸秆成本分析 当地秸秆主要成份分析见表 3.2-1。 当地秸秆主要成份分析表当地秸秆主要成份分析表 表 3.2-1 组份单位棉花秆玉米秆 水分 mad%7.078.16 灰份 aad%2.178.94 挥发份 vd%78.9269.94 硫 std%0.080.11 碳 cad%47.9743.87 低位发热量kj1574214864 灰熔点 14001050 设计燃烧秸秆锅炉拟采用的秸秆成分见表 3.2-2 锅炉设计秸秆成分表锅炉设计秸秆成分表 表 3.2-2 项目符号单位麦秆玉米秆棉花秆 水分mt%10.410.69.2 灰份aar%7.977.604.51 挥发份vad%72.0467.3968.08 碳car%39.9339.543.89 氢har%5.915.165.22 氧oar%34.9635.9636.06 氮nar%0.621.201.00 硫sar%0.210.130.12 氯clar%0.2560.2420.046 低位发热值qnet.armj/kg15.4716.716.83 dt76010901280 st78011901300灰熔点 ft79012201310 从成份对比中可知，发热量设计值采用的较高，玉米秆设计值 偏高 11%，棉花秆偏高 11.8%。由于当地选用样本含水份比锅炉厂选 用的样本低 2%，因此挥发份当地的秸秆比锅炉厂选用的高出 2%至 10%，对于秸秆成分的以上偏差不会影响锅炉使用。锅炉在设计时已 经考虑了以上因素，锅炉应是按麦秆与玉米秆既可以分烧也可以混 烧设计的。 3.3 秸秆收、储、运管理设想秸秆收、储、运管理设想 1、成立封丘生物发电厂秸秆储运公司，该公司可与有关企业或 单位、个人参股联办。 2、为保证封丘生物发电厂燃用秸秆的供应，由封丘县政府制订 秸秆收、储、运管理办法，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，除城关、城郊可直接送往电厂外，在其余每 2 个镇设收储站 1 个。每站设有储存库，能收购秸秆 21002500t 规 模。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，与居民居住区要有百米左右的安全距离。全县共设 12 个 收储站，可储秸秆 2.74104t，每年二次收集外运，吞吐量共计 5.47104t，可以满足热电厂年需秸秆量的储存。 4、秸秆打捆与收购：由秸秆储运公司统一购置粉碎和打捆设备， 玉米秸秆先粗碎再打捆，小麦秸秆直接打捆，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。 5、秸秆运输：从农田至乡镇收储站宜用板车运输，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，该公司统一调 度。调度编制运输计划，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，目前标准煤价为 400 元/吨左右，考 虑秸秆收集、运输、仓储的特点，其价格应不低于 200 元/吨，目前 造纸用小麦秸秆价格在 210 元/吨（到厂价） 。因此本电厂秸秆价定为 240 元/吨。其二是与秸秆作其它用途的价格比较：主要是秸秆可作 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） 。 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，每年确定的价格向全县公布，这对促进 秸秆收购，影响周边县的秸秆供应都有促进作用。 8、奖励政策：(1)采用返回灰渣作肥料的政策进行鼓励。(2)采用 乡镇达标多供奖励办法。(3)其他。 第四章第四章 装机方案装机方案 4.1 锅炉选型锅炉选型 1、国外炉型 目前国外已有不少国家利用秸秆、甘庶渣、谷壳、木屑等可再 生能源进行发电。丹麦、芬兰、挪威等国家十几年前就已开始普及 麦秸秆发电，尤其丹麦秸秆发电占全国发电量 80%以上，在秸秆发 电锅炉制造、运行等方面积累了不少经验。丹麦 bwe、tps 等公司 在秸秆燃烧炉的设计制造上有成熟的经验，生产的炉型主要有振动 炉排半悬浮燃烧和喷粉悬浮燃料两种炉型。 2、国内炉型 我国秸秆发电刚刚起步，国内东方锅炉厂、无锡锅炉厂等厂家 已制造出各种型号的垃圾炉、甘庶渣发电锅炉，取得了一定的运行 经验。国内锅炉生产企业正在积极开发秸秆锅炉，有的也在接单生 产，有的借鉴外国技术的基础上也开发出了具有自主知识产权的秸 秆锅炉。 ， 3、引进丹麦技术在国内生产秸秆炉的工作已经展开，北京龙基 公司在这一方面做了许多工作，采用引进技术的第一台 130t/h 锅炉 已经投入试运行。 4、炉型选择 国内尚未正式长时间运行的玉米、小麦、棉花秸秆锅炉，但在 燃烧甘庶、谷壳等炉子上积累了一定经验，有的锅炉厂也有引进技 术锅炉的生产经验，并已开发出了自有技术的秸秆锅炉，具有生产 秸秆锅炉的良好基础；采用引进国外技术的秸秆燃烧锅炉，技术成 熟，但在国内到底运行情况如何还需要时间来检验。 国内生产秸秆锅炉缺乏经验，但报价低；引进国外技术生产锅 炉技术成熟，但报价高。目前引进国外技术生产的锅炉有 130t/h 和 48t/h 两种型号的高温高压秸秆锅炉，国内秸秆发电锅炉目前采用较 多的为 75t/h 中温中压秸秆燃烧锅炉。根据封丘秸秆资源情况、封丘 相邻县秸秆电厂建设情况及专家评估意见，本项目选择 148t/h 或 175t/h 锅炉配 112mw 汽轮机都可行。现就这两种方案比较如下： 方案选择比较表方案选择比较表 表 4.1-1 方案一方案二 序 号 项目 148t/h 高温高压秸秆锅 炉112mw 凝汽式汽 轮机组 175t/h 中温中压秸秆锅炉112mw 凝 汽式汽轮机组 1锅炉生产技术来源技术引进国内 2压力高温高压中温中压 3锅炉运行情况 在国外有 20 年成功运行 经验 尚无运行先例，正在安装或 制造中 4热效率较中温中压高较高温高压低 5价格较高较低 6相同条件应用潜力随价格降低，潜力较大一般 7秸秆用量相对较少相对较多 8本项目业主意见积极采用一般 通过以上比较，考虑到一台机组不能保证供热的安全性，在一 机一炉的情况下，宜选择高温高压机组。本项目推荐选择方案一， 即 148t/h 高温高压秸秆锅炉112mw 凝汽式汽轮机组。 两种方案主要经济指标比较见下表。 技术指标比较表技术指标比较表 表 4.1-2 方案一方案二 序 号 项目单位 148t/h 高温高压锅炉 112mw 凝汽式汽轮 机 175t/h 中温中压锅炉 112mw 凝汽式汽轮机 1汽机进汽量t/h4852 2发电功率mw1212 3锅炉蒸发量t/h4875 4发电标准煤耗