环保生物质热电公司秸杆直燃技术改造工程可行性研究报告（资金申请报告）

1、*环保生物质热电有限公司环保生物质热电有限公司 秸杆直燃（二台炉）技术改造工程秸杆直燃（二台炉）技术改造工程 可行性研究报告可行性研究报告 *电力工程有限公司电力工程有限公司 检检 索索 号号 xd-f0192k-02 目目 录录 1概述概述1 1.1项目基本情况1 1.2项目建设单位情况1 1.3编制内容和编制依据2 1.4地区概况4 1.5工作简要过程5 2建设的必要性及主要技术原则建设的必要性及主要技术原则7 2.1建设的必要性7 2.2主要技术设计原则9 3秸秆的供应秸秆的供应10 3.1秸秆资源调查10 3.2秸秆收集机制19 3.3秸秆的性质及含水量22 4电力系统电力系统24 4

2、.1电力系统概述24 4.2接入系统现状25 4.3主接线现状25 5厂址概况厂址概况25 5.1厂址概述25 5.2交通运输27 5.3电厂水源27 5.4灰渣处理28 6主设备主设备锅炉锅炉28 6.1生物质秸秆类燃料燃烧特性分析28 6.2循环流化床锅炉燃用生物质秸秆类燃料存在的问题29 6.33 号炉改建31 6.42 号炉改造34 7工程改造设想工程改造设想37 7.1厂区总平面布置37 7.2燃料运输40 7.3燃烧系统45 7.4热力系统51 7.5主厂房布置54 7.6除灰系统56 7.7供排水系统58 7.8化学水处理系统58 7.9电气59 7.10热力控制的现状59 8环

3、境保护环境保护60 9消防消防63 10工程实施条件和轮廓进度工程实施条件和轮廓进度64 10.1工程实施条件64 10.2工程建设的轮廓进度66 11投资估算及经济评价投资估算及经济评价67 11.1投资估算编制说明67 11.2经 济 评 价74 12结论和建议结论和建议78 12.1主要结论78 12.2建议79 1概述概述 1.1 项目基本情况项目基本情况 1.1.1 项目名称 *环保生物质热电有限公司秸杆直燃技术改造工程 1.1.2 建设单位 *环保生物质热电有限公司 1.1.3 建设规模 275t/h 秸秆直燃（混燃）次高温次高压锅炉（其中3 炉为 新建、2 炉为改造） ，及相应辅

4、助设施，秸秆年耗量约 2024 万吨。 1.2 项目建设单位情况项目建设单位情况 *环保生物质热电有限公司由*（集团）公司与江苏天 能集团共同投资建设，该工程是赣榆县县城规划的供热中心之一， 主要负责赣榆县经济开发区及部分城区热用户的供热。工程规划 总容量为 475t/h 循环流化床锅炉配 315mw 汽轮发电机组， 设计规模为 375t/h 循环流化床锅炉配 215mw 抽凝式汽轮发 电机组，燃料以煤为主，掺烧农作物秸秆。已建有 2 台 75t/h 次 高温次高压循环流化床锅炉配 2 台 15mw 次高温次高压抽凝式汽 轮发电机组，于 2005 年 7 月和 9 月相继并网运行。按设备利用

5、小时数 5500 小时计算，年上网电量 1.65108kwh，年耗原煤量 25.6104t。原设计预留燃烧秸秆生物质的场地。 1.3 编制内容和编制依据编制内容和编制依据 1.3.1 编制内容 本可研报告主要对已批准建设的一台（#3 炉）75t/h 燃煤循 环流化床锅炉改建为水冷振动炉排秸秆直燃锅炉和将已投运的一 台（2 炉）75t/h 燃煤循环流化床锅炉改造为秸秆混燃锅炉的必 要性、原始条件、可行性等进行研究论证，并对生物质燃料供应 和发电厂内的系统进行相应的技术改造和经济分析： (1) 通过对秸秆直燃锅炉的选择、燃煤循环流化床锅炉改造 为秸秆混燃炉的改造条件、厂区布置、工程实施以及对社会、

6、环 境的影响等方面的研究，评价项目实施的可行性。 (2) 依据*环保生物质热电有限公司所做的资源调查的结 论,研究生物质直燃锅炉和燃煤循环流化床锅炉混燃秸秆的燃料品 种。在充分调查论证的基础上，提出秸秆的采购、贮运的组织、 经营、管理等运行机制和保障措施。 (3) 本可行性研究的工作范围包括锅炉选型、燃煤循环流化 床锅炉改造的方案、建设条件、厂区布置、工程设想、环境保护、 实施轮廓进度、投资估算和经济分析等内容。 (4) 本项目投资范围为在已投运的二台 75t/h 燃煤循环流化床 锅炉和二台 15mw 次高温次高压抽凝式汽轮发电机组的基础上建 设一台秸秆直燃锅炉(即 3 号炉)及辅助的生产设施

7、，并将已投运 的一台（2 号炉）燃煤循环流化床锅炉改造为秸秆混燃炉及辅助 的生产设施。本可研报告从工程设计相关专业的技术上及投资范 围内主要设备的技术可靠性上进行科学的分析和论述，并对改建、 改造工程进行方案论述。 (5) 进行投资估算和经济评价，分析该项目的经济性，对该 项目的风险因素（技术风险、市场风险、项目实施和投资风险） 进行风险分析，为项目可行性决策提供依据。 1.3.2 编制依据 本可行性研究报告根据下列文件和资料进行编制的： (1)*环保生物质热电有限公司所作的“连云港地区秸秆资 源可供性调研报告” (2) 将于 2006 年 1 月 1 日实施的中华人民共和国可再生能 源法 (

8、3) 国家发展改革委发改价格20067 号文关于印发可再 生能源发电价格和费用分摊管理试行办法的通知 (4) 江苏省人民政府办公厅苏政办发 2005 年 72 号文省政府 办公厅转发省物价局关于运用价格杠杆促进可持续发展的 实施意见的通知 (5) 江苏省物价局苏价工2005208 号关于利用价格杠杆促 进可再生能源电力建设的意见 (6) 国务院关于全面推进农村税费改革试点工作的意见 （国发200312 号） (7) 1998 年 1 月 1 日起施行的中华人民共和国节约能源法 (8) 锅炉厂提供的秸秆直燃锅炉资料和燃煤循环流化床锅炉 改为秸秆混燃锅炉的资料 (9)锅炉厂提供的燃煤循环流化床锅炉

9、改为秸秆混燃锅炉的 资料 (10)*环保生物质热电有限公司编制可研报告的委托合同。 1.4 地区概况地区概况 1.4.1 赣榆县概况 赣榆县位于苏鲁两省交界处，地处黄海之滨，有“享山川之 美，受渔盐之利”的美誉。地处于东径 11918，北纬 34 50。自然条件属温带半湿润大陆海洋季风气候，年平均气温 13.2，最高温度 39，最低温度-19.5，年日照时间 2631.4h，降水量 976.4mm，无霜期 213.9 天。土壤结构以砾石土、 岭砂土、砂壤土为主，土壤有机质含量在 0.8%1.8%之间，ph 值 67.0，气候适宜，雨水充沛，光照充足，适宜多种农作物及 果林业的种植，生态环境优良

10、。拥有石梁河水库、塔山水库两座 江苏省内最大的天然水库。石梁河水库库容量 6.2 亿 m3、塔山水 库库容量 2.5 亿 m3，另有中型八条路水库一座库容量 1400 万 m3，全县水利设施配套，具有丰富的水资源。 赣榆县是全国首批沿海对外开放县，城区人口 13 万，陆路 有穿越境内的同三高速公路、204 国道、310 国道，交通方便， 境内还有港口 11 个，年吞吐量达 110 万 t。现已形成 了水产品 加工、服装、化工、食品、机械、建材工业，门类较为齐全的工 业体系。县城南部，93 年经省政府批准为省级经济开发区；县城 东部海洋产业区为省政府批准的全省首家省级海洋经济开发区， 该县拥有近

11、海渔场 7000km2。江苏重点渔业水产养殖中心，工厂 化育苗厂现在 80 余家，总水体约 10 万 m3。 全县海岸线 60km，滩涂、浅海、近海层层开发、海产品总 量达到 20 多万 t，渔业产值 16 亿元，从业人员 10 万余人。以此 资源为依托，全县兴起了海产品鱼苗业、加工业、海洋化工业、 海洋医药业等产品、以海水、海藻、海盐、海产品为原料的工业 产品畅销全国各地，出口到韩、日、美、欧等国家和地区。赣榆 县已成为苏北鲁南地区水产品育苗、加工、海洋化工产品、海洋 医药产品的生产基地、加工基地、出口基地。 1.4.2 赣榆县经济技术开发区概况 赣榆县经济技术开发区位于县城南部，是赣榆县对

12、外开放的 先行区和产业发展的聚集区，县委县政府按照工业立县的目标， 举全县之力，推进开发区的经济发展，开发区的建设实现了大的 突破，将成为全县经济发展的重要增长点，目前有榆嘉药业、瑞 邦药业、中大海藻、英民电脑、高发玩具、聚脂薄膜、舜天服装 等一批较大项目相继进入经济开发区落户。*环保生物质热电 厂位于江苏省连云港市赣榆县经济开发区内。现有 2 台 75t/h 次 高温次高压循环流化床锅炉配 2 台 15mw 次高温次高压抽凝式汽 轮发电机组，于 2005 年全部并网运行。 1.5 工作简要过程工作简要过程 受*环保生物质热电有限公司委托，*电力工程有限公 司编制工程可行性研究报告。 2006

13、 年 4 月提出了收资提纲并现场收资，2006 年 4 月、5 月 多次组织技术人员进行现场踏勘和调研，业主根据当地规划、农 业、交通等部门的意见进行了考察。并收集了当地的有关原始资 料。 工作小组技术人员与上述单位进行了讨论和交流并对相关的 内容进行了全面调查和了解。 根据对国外秸秆发电项目的考察报告文件以及对国内目前正 在进行的秸秆发电的初步了解，同时学习了中华人民共和国节 约能源法 ；中华人民共和国可再生能源法 ；可再生能源发 电价格和费用分摊管理试行办法 ；省政府办公厅转发省物价 局关于运用价格杠杆促进可持续发展的实施意见的通知等报告 文件，基本了解了江苏省的可再生能源文件的精神。并就

14、有关问 题与发改委相关部门进行了汇报和请教。 另一方面，我们与国内相关的设备制造厂就我国的秸秆锅炉 的改造和发电的技术问题进行了探讨和研究，并对国内的配套厂 商进行了调研，对国内秸秆发电的锅炉设备及辅助上料系统和除 尘系统的生产配套能力有了初步的了解。 于 2006 年 8 月 25 日完成了可行性研究报告的编制。 2建设的必要性及主要技术原则建设的必要性及主要技术原则 2.1 建设的必要性建设的必要性 在可再生能源中，除了风能、太阳能、地热能及海洋能等以 外，还有一种可再生能源生物质能。生物质能是指蕴藏在生 物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而 贮存在生物质内部的能量。煤

15、、石油和天然气等化石能源也是由 生物质能转变而来的。生物质能在世界能源消费总量中约占 14，居于第四位，仅次于煤炭、石油和天然气的消费量，也是 人类赖以生存的重要能源，在全球整个能源系统中占有重要地位。 生物质能通常包括木材工业废弃物、农业废弃物、水生植物、 油料植物以及城市和工业有机废弃物等，其优点是容易燃烧，污 染较小，但是生物质能的热值及热效率低，并且不易运输和储存。 生物质能的利用方法包括热化学转换法，分为高温干馏、热解、 生物质液化等方法，以获得木炭、焦油和可燃气体等品质高的能 源产品；生物化学转换法，是指生物质在微生物的发酵作用下， 生成沼气、酒精等能源产品；利用油料植物所产生的生

16、物油；以 及把生物质压制成成型状燃料以便集中利用和提高热效率。 生物质能是唯一可以转换为清洁燃料的可再生能源。作为绿 色能源，它是植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而贮存于 生物质内的能量。由于生物质的生长是依赖吸收 co2和光合作用， 从宏观上讲它的利用可以实现 co2的零排放，不会引起温室效应， 故生物质能是一种环保型的可再生能源。不仅具有分布广泛，可 再生，可储存等优点引人注目，而且蕴藏量和产量巨大。据统计， 地球上每年经光合作用固定下来的生物质能约为目前全球能源消 耗的 10 倍多，在全球能源结构中占有十分重要的地位，且其含 硫量低，含氯量小，含灰量低，充分燃烧后有害气体排放极低，

17、故为一种清洁燃料。一些发达国家如瑞典、丹麦、德国、美国等 早已开展了相关研究与开发，有些国家对生物质能的利用在其总 能源结构比例中达到约 10%。而我国是农业大国，生物质能资源 十分丰富，我国生物质废弃物的总量，约相当于我国煤炭年开采 量的 50%。生物质能的开发利用研究是我国可持续发展技术的重 要内容之一，被列入我国 21 世纪发展议程。 建设部二五年六月二十三日建科200598 号文关于建 设领域资源节约今明两年重点工作的安排意见中把“生物质能 发电技术的研究与应用”列为认真贯彻落实可再生能源法 ，结 合实际情况，建设领域可再生能源利用的六方面重点工作之一来 抓。 因此，对*环保生物质热电

18、有限公司的 3 号炉建设为生物 质直燃锅炉和将已投运的2 燃煤循环流化床炉改造为生物质混 燃炉后按纯凝汽运行工况计算，每年少消耗原煤约 10.26 万吨， 年减少 s02排放约 221 吨，有效地降低环境污染；“变废为宝”的 秸秆也给当地农民带来了实惠，年可增加收入约 3240 多万元， 为连云港地区的农民增加了收入。并在条件成熟时将 1 号炉 （75t/h 燃煤循环流化床炉）也改造为生物质混燃炉，具有明显的 环境效益、社会效益。有其广阔的应用前景，技术改造是极其紧 迫的，是非常必要的。 2.2 主要技术设计原则主要技术设计原则 2.2.1 资源供应量的 3 倍原则 为使资源供应量在一定时间内

19、保持相对稳定，必须保证秸秆 资源可获得量至少是秸秆资源可供应量的 3 倍。对此公司对连云 港及其周边地区秸秆资源作了细致的调查。 2.2.2 求稳的锅炉参数设计原则 目前，我国在秸秆直燃方面锅炉容量的选择方面尚无成熟经 验。借鉴欧洲发达国家在生物质燃烧方面的类似经验。由于本工 程原设计为次高温次高压燃煤循环流化床锅炉并且采用的是母管 制因此 3 号锅炉必须选择蒸汽参数为次高温次高压，新建的 3 号 炉和改造的 2 号炉都必须考虑到秸秆燃烧时的碱金属腐蚀和氯腐 蚀，以及过热器的高温腐蚀。 2.2.3 工艺系统设计原则 由于原设计是按三台 75t/h 燃煤循环流化床锅炉，二台 15mw 次高温次高

20、压抽凝机组一次完成的，并已建成二炉二机规 模投产运行，本期将尚未实施的 3 号炉由一台 75t/h 燃煤循环流 化床锅炉改建为一台 75t/h 次高温次高压水冷振动炉排秸秆直燃 锅炉，并将已投运的 2 号炉由循环硫化床燃煤炉改造为秸秆混燃 炉，因此相关的工艺系统设计均应与原工艺系统相匹配，并不堵 死今后对 1 号炉改造的可能性。 3秸秆的供应秸秆的供应 3.1 秸秆资源调查秸秆资源调查 秸秆发电项目顾名思义其主要燃料是农作物秸秆，由于农作 物秸秆具有分布范围广且分散与千家万户，体积蓬松且能量密度 较低等特点，另外,它还具有随着农作物成熟与收获呈季节性产生 等重要特点，秸秆的收购、储存、运输及价

21、格是项目建设中一项 十分重要的基础性工作。它是影响秸秆直燃发电项目正常运行和 燃料成本的重要因素, 也是秸秆发电的最具风险的因素。因此， 在项目的前期工作中，对秸秆资源的深入调查和分析，进行可供 性研究是选定项目的关键环节之一。 赣榆县是全国首批沿海对外开放县，城区人口 13 万，陆路 有穿越境内的同三高速公路、204 国道、310 国道，交通方便。 现已形成 了水产品加工、服装、化工、食品、机械、建材工业， 门类较为齐全的工业体系。县城南部，93 年经省政府批准为省级 经济技术开发区。赣榆县位于苏鲁两省交界处，地处黄海之滨， 自然条件温带半湿润大陆海洋季风气候，年平均气温 13.2，最 高气

22、温 39，最低气温-19.5，年日照时间 2631.4h，降水量 976.4mm，无霜期 213.9 天，适于多种农作物及果林业的种植， 生态环境优良。 连云港周边县区经济以农业为主，均为产粮大县，生物质资 源丰富。*环保生物质热电有限公司为贯彻落实集团会议精神， 指定专人负责，对赣榆县及周边地区的生物质秸杆如树枝、棉花 秆、玉米秆、小麦秆、稻壳、花生壳等生物质进行大量的调研。 实践告诉我们当地的生物质资源十分丰富。 3.1.1 秸秆资源调查原则 在政府政策性支持的前提下，按照商业化运作的原则； 谷草比等基础性参数均通过现场采样，计算实测值的原 则； 在各种秸秆资源量测算和预测时，采取尽可能保

23、守的原 则； 充分考虑新生事物特点，有利于秸秆直燃发电一次成功 的原则。 3.1.2 调查方法、调查样本和调查内容 调查本地的秸秆资源可供应量、收储运系统运营模式、秸秆 收储运成本费用、秸秆到厂价格等相关问题。调查以*为中心 50 公里为收购半径内的秸秆资源可供性问题进行调研。调研乡镇、 粮库、米厂、木材厂，与县、乡镇干部、农技管理人员、个体供 应商进行访谈和问卷调查，收集一手资料。调查的主要内容为： 如玉米杆、棉花秆、树枝、花生壳和稻壳等当地产量大的秸秆资 源总量，秸秆资源的减量因素、减量系数和秸秆资源的可获得量， 秸秆收储运模式，秸秆到厂价格的影响因素及变化趋势等。 连云港地区秸秆资源可供

24、性调研对象分布 表 31 灌云 2005-2006 秋春播布局调查表 制表统计：灌云县农业资源开发局 单位：万亩 夏熟秋熟 乡镇 小麦 树枝、 锯末 玉米秆棉花秆 图河、穆圩、四队60 罗阳、黑林、欢墩、 陡沟沿河 15 石桥、柘汪、陡沟、 南岗、龙咀 30 罗阳、东辛农场、图 河乡、穆圩 35 1) 棉花秸秆：主要分布在斯队、鲁河、小伊、穆圩、东辛农场、 五图河农场六个乡镇和两个国营农场。可在东辛农场、图河 乡、穆圩乡设立三个收购点。 2) 树枝：陡沟等沿河线乡镇。 3) 麦秆：全县 20 多个乡镇都有。可在图河、穆圩、四队分设收 购点。 4) 稻草：白蚬、东王集、下车、杨集四个乡镇。 5)

25、 大麦草：东龙港等沿海地区。 6) 玉米秆：陡沟、南岗、龙苴三个乡镇。 可在陡沟乡设点收购。 就棉花秸秆、麦秸秆和玉米秸秆收购灌云县可以设立东辛农 场、图河乡、穆圩乡、四队镇、陡沟乡五个收购点。树枝、稻草、 大米草若要收购可以另行安排 3.1.3 调查结果 调查报告认为： （1）根据现场调研和目前本地经济发展现状，初步估算秸 秆等生物质燃料到厂平均价格为 240 元/吨左右。 （2）为使上述秸秆到厂价格在一定时间内保持相对稳定， 必须保证秸秆在一定时间内处于供大于求的买方市场状态，即秸 秆资源可获得量应达到秸秆资源可供应量的 3 倍，秸秆到厂价格 稳定的目标才能够基本保证。以本项目 50 公里

26、收购半径内的秸 秆资源可供应量为四种秸秆资源可获得总量 82.2 万吨的 1/3，约 为 27.6 万吨，能满足二台 75t/h 生物质锅炉的需要量。其中棉花 秸秆 11.7 万吨，树枝 0.6 万吨，麦秸秆 4 万吨，玉米秆 6 万吨， 稻壳 5 万吨，花生壳 0.3 万吨。 （3）如突破 50 公里收购半径范围，生物质资源供应格局会 有以下可能的变化：棉花杆、玉米杆、稻壳、锯木屑、树皮、树 枝、杂木会有相当大的增量可能，甚至部分可以成倍增长。 （4）生物质资源压缩成型处理有相当大的发展空间，此种 技术的开拓，将有利于就近加工处理，便于储存、运输及使用的 优点，预测最终成本会比现在上升 40

27、50 元/吨，收购价（到厂价） 将达到 290 元/吨左右。开始收价可能高于此价格，但最终价可能 维持在此价格之下。 （5）生物质资源发电在我国尚属新生事物，开始政府应给 予鼓励政策，如全过程储运、加工、使用予以免税，对终端进行 补贴，限定就地处理、禁止外运、规定最高限价等。 （6）在运作和实施工程项目的过程中会同地方的有关部门 把储运、加工场地、设备、加工机械等设施，作专题研究解决。 要求电厂就近 10 公里范围内至少 35 个储存、加工中心，每个 中心占地需 23 万平方米。投资建设总费用（含土地使用、土建、 设备、电源、环保消防等）预测 1000 万元左右。本可研报告中 按 50费用计列

28、。 调查的主要内容 3.1.4 连云港市四种秸秆资源总量 调研只对当地种植的万亩以上 4 种主要农作物秸秆资源进行 调查。 综合实际调查、测算数据和本地农业局提供的资料，2005 年 本地 4 种秸秆资源总量测算值见表 32。 表 32 本地主要秸秆资源总量测算表（2005 度） 类别棉花秆树枝小麦秆玉米秆合计 农作物种植面积 （万亩） 35156030145 农作物总产量 （万吨） 7033030133 实测谷草比系数 （%） 12512111 秸秆资源总量 （万吨） 7033030133 3.1.5 秸秆资源的减量因素、减量系数和本地秸秆资源的可获得 量 （1）未来收购过程中减量因素的确认

29、 在未来收购过程中的减量因素进行分析确认如下： 雨季损耗雨季损耗：因收获期遭遇梅雨或连阴雨天气，在秸秆收集过 程中造成的损失，或因未及时回收、出现淋融等现象使秸秆断裂 破碎的损耗； 收运损失收运损失：在收割、运输和田间到农舍的倒垛过程中因秸秆 打散、遗漏和抛撒造成的损失，因收割茬口高低造成的减量已在 谷草比中考虑； 家用农用家用农用：家庭中用于燃料等用途的秸秆，以及农户自用或 出售、用于下秧时秧苗覆盖、农用大棚覆盖和编织草绳草帘等草 制品的用料； 堆放损耗堆放损耗：在堆放过程中因表层的霉变和底层的沤烂所造成 的秸秆损失。 （2）未来收购过程中减量比率的确定 根据调查数据的统计汇总，同时参考本地

30、统计局的家庭燃用 统计数据，可得出本地区四种秸秆在收集、运输和存储全过程中 的减量调查统计数据。提出未来收购过程中本地区四种秸秆的减 量比率。具体数值详见表 33： 表 33 减量因素的调查统计数据和未来减量比率 （%） 类 型 雨季损 耗 收运损 耗 家用/农 用 堆放损 耗 合 计 统计数 据 5105103554555 棉秆 减量确 定 5535550 统计数 据 5535550 树枝 减量确 定 5525540 统计数 据 1010301060 麦秆 减量确 定 2010201060 玉米统计数5535550 类 型 雨季损 耗 收运损 耗 家用/农 用 堆放损 耗 合 计 据 秆减量

31、确 定 51020540 需要说明的是： 根据本地气象局提供的气象统计数据分析，在未来减量比 率中：“雨季损耗雨季损耗”减量比率主要因大规模的收集行为不 能确保秸秆被及时有效地的收储而造成,不能及时入库或库 房有限；“收割损耗收割损耗” 减量比率可能因收购行为的出现减 少遗撒现象；“家用家用/ /农用农用” 减量比率均比往年规律递减； “堆放损耗堆放损耗”的减量比率也因大规模收集行为的出现和不 能全部保障良好的存储条件而居高不下。 （3）本地四种主要秸秆的可获得量 棉花秸秆减量比率：50% 树枝秸秆减量比率：40% 小麦秸秆减量比率：60% 玉米秸秆减量比率：40% 按资源可获得量等于资源总量

32、(1-减量比率)计算，2005 年 本地主要四种秸秆资源的可获得量为 82.2 万吨（见表 34） 。 表 34 2005 年本地秸秆资源总量及可获得量（万吨） 品种 棉花 秆 树枝 小麦 秆 玉米 秆 稻壳花生 壳 合 计 秸秆资源 总量 7033030 减量比率50%40%60%40% 秸秆资源 可获得量 351.21812 151 82.2 （4）本地周边地区秸秆资源本公司可获得量 a.收集半径的确定：以该公司为中心，运距在 50 公里范 围内。 b.以本地为中心， 50 公里收集半径内四种主要秸秆的可 获得量为 82.2 万吨。 （5）扣除市场因素本地 50 公里收购半径内的秸秆资源本

33、公 司确保可供应量为可获得量的三分之一，约为 27.6 万吨左右。 （6）连云港除秸秆资源外还有其它大量生物质资源 黄豆秸秆、稻草等忽略不计。 （7）该公司生物质能源可获得量及价格预测表（表 35） 表 35 品种可供应量（万吨）价格（元/吨） 棉花秆11.7290 树枝0.6250 小麦秆4160 玉米杆6140 稻壳5210 花生壳0.3160 合计27.6（平均）187 注：以上价格为生物质燃料运到电厂 10 公里范围中心库的价格， 运到电厂内需加 50 元/吨的运费，生物质燃料到厂综合平均 价格为 240 元/吨。 （详见 3.2.4 条说明） 3.2 秸秆收集机制秸秆收集机制 3.2

34、.1 收储系统运营模式 分散收集、集中打捆存储的运行模式分散收集、集中打捆存储的运行模式根据维持电厂正常发电 所需秸秆原料供应量及安全仓储量 30 天发电（单炉）燃料需 求量约一万吨的需求，由电厂投资、与本地投资人合资或完全 由本地投资人投资成立若干个有仓储设施的秸秆收储公司，计 划 1015 家，形成一个秸秆收储网络。网络内各收储公司分别 独立经营，并按电厂需求，平衡其秸秆收储量，有计划地运送 符合要求的打捆秸秆至电厂附近的 35 个中心仓库（离厂区 10 公里内） 。 分散收集分散收集以农户和民间秸秆收购专业户为收集者，进行秸秆 的收集、晾晒、储存、保管，达到质量要求后向秸秆收储公司 交售

35、秸秆。 集中打捆存储集中打捆存储以乡镇为中心，设立有仓储设施的秸秆收储公 司。收储公司按照电厂统一质量标准，对农户和民间秸秆收集 专业户交售的秸秆进行质检、称重、打捆（标准捆） 、堆垛、 保存；并按电厂使用计划及时、保质、保量组织运送秸秆到电 厂中心仓库。 3.2.2 收储系统流程 55555 3.2.3 收储系统各环节的责任 (1)农户农户负责秸秆自田间的收集、晾晒、自宅储存，保证 防火安全。 (2)秸秆收购专业户秸秆收购专业户负责以市场价格从农户家 收购合格秸秆，并自行将其交运至秸秆收储公司或直接交运 至秸秆中心仓库。 (3)秸秆收储公司对农户及收购专业户按公示价收购秸秆，支 付现金，进行

36、质检称重，按标准打捆；控制收储量，保持足 够库存，调运秸秆时确保按时、按量向电厂中心库交货，并 负责与电厂按合同价结算。 发电厂中心仓库（35 个） 秸秆收储公司打捆、仓储（1015 个） 秸秆 收购 专业户 农户交售 秸秆 (4)运输商按照市场运价及时、足量将秸秆运至电厂中心仓库 或电厂现场库内。 (5)电厂合理调度进货量，对到货进行质检计重，按合同价结 算，保证足量自备库存。 3.2.4 收储系统各环节的成本及秸秆到厂价格测算 (1)农户及秸秆收购专业户 设定在秸秆收储公司收购点的收购价格：麦秸 160 元/吨；玉 米杆 140 元/吨；树枝 250 元/吨、棉花杆 290 元/吨。 (2

37、)秸秆收储公司 设定出库价格-稻草、麦秸 190 元/吨；棉花秆 320 元/吨。 (3)运输商 设定运输价格：运输半径 50 公里（自收购打捆站或秸秆收 储公司至电厂最远距离） ，50 元/吨。 (4)电厂中心仓库 农作物秸秆至发电厂中心仓库的价格为：麦秸 240 元/吨，棉 花杆 370 元/吨。 其它生物质燃料至发电厂中心仓库的价格为：稻壳 290 元/吨， 树枝 320 元/吨。 以上加权平均后得到电厂中心仓库平均价为 187 元/吨，到电 厂现场库增加运费 50 元/吨，到厂价约为 240 元/吨，考虑不定因 素所以最终到厂价按 290 元/吨测算。 （以上价格按现有情况估测， 最终

38、会随市场而定） 。 3.3 秸秆的性质秸秆的性质及含水量及含水量 3.3.1 秸秆的性质 参照中国科学院广州能源研究所对如东县六个月的棉花、小 麦、水稻、油菜等秸杆样品在西班牙化验的结果，所得秸杆特性 如表 3-6 所示： 表 3-6 秸杆特性单位平均值最低值最高值 含水量%11.07.025.0 干物料成份 固定碳%18.716.521.5 挥发份%76.171.980.9 灰份%5.22.611.5 干基元素分析 c%45.441.547.8 h%6.15.76.7 n%0.600.400.96 s%0.080.050.148 o%41.1636.7743.36 cl%0.410.071.

39、19 挥发份%6.262.612.8 发热量兆焦/千克17.0415.6017.6 低位热值 兆焦/千克 (千卡/千克) 14.97 (3580) 该公司化验室对本地生物质原料的化验结果如表 3-7 所示 表 3-7 类别 全水份 mar(%) 灰份 aar(%) 挥发份 var(%) 固定碳 fcar(%) 低位发热量 qnet,ar 麦秸稻 草 10.95.0871.9112.112500kcal/kg 棉花秸 杆 9.54.274.112.23290 kcal/kg 花生壳7.82.2470.3019.664025 kcal/kg 稻 壳7.415.3861.1916.033000 kc

40、al/kg 3.3.2 秸秆的含水量 实地检测露天存放当年稻草、麦秸含水量 10.9 为%，棉花秸 秆含水量为 9.5%。 4电力系统电力系统 4.1 电力系统概述电力系统概述 赣榆县电网是连云港电网的组成部分，位于连云港电网的北 端，全县境内无发电企业，县区所有工农业和民用电均从电网购 得。本热电厂属赣榆县经济技术开发区内部热电联产电厂，在开 发区朱稽河北侧，环城南路南侧，东关路西侧。开发区交通、供 电、通讯等设施现已基本配套，沿开发区内主干道已架设有 35kv 和 10kv 线路各一回，电源均引自 220/ 35/10.5kv 申城变电 站，供电距离约 4km。另外距赣榆县经济技术开发区

41、4.5km 还有 110/ 35/10.5kv 赣榆变配电所一座。 4.2 接入系统现状接入系统现状 热电厂采用一回 110kv 线路接入 110kv 赣榆北郊变配电所 的 110kv 母线。 4.3 主接线现状主接线现状 热电厂设 110kv 和 6kv 两级电压母线，110kv 母线为单母 线分段，热电厂 1#主变、2#主变高压侧及联络线接在不同一段 110kv 母线上，热电厂以一回 110kv 架空线路与外部电网并网。 热电厂 6kv 母线采用单母线分段，1#发电机组及 1#主变的 6kv 侧母线为 i 段，2#发电机组及 2#主变的 6kv 侧 6kv 母线为 ii 段。 5厂址概况厂

42、址概况 5.1 厂址概述厂址概述 5.1.1 厂址地理位置及自然条件 赣榆县是全国首批沿海对外开放县，位于江苏省东北部，处 于苏鲁两省交界处，东临黄海，西接沂蒙，北通青岛，南襟新亚 欧大陆桥头堡连云港，素有“享山川之美，受渔盐之利”的美誉， 是江苏的北大门。中心地理坐标为东径 11918，北纬 34 50。 *环保生物质热电厂位于城区南部的经济开发区内，位于 朱稽河北岸，环城东路西侧，环城南路以南。 热电厂厂址符合秸秆发电厂的基本条件： (1) 热电公司位于出产秸秆资源的运输中心位置，减少了运 送秸秆的费用。并减少运输环节上给城市交通带来的影响。 (2) 具有良好的水源条件. (3) 工程地质

43、较好在考虑一般抗震措施后可避免地震的影响。 厂址不在低凹位置，不受洪水灾害。 5.1.2 自然条件 厂区所在地地震基本烈度为远震七度。 赣榆县位于江苏省南水北调工程通榆河的最北端。年平 均降水量 931.6mm。丰水年供需有余；枯水年水量不足，主要靠 江淮水补给。 朱稽河干流长 29km，入海口处建有挡潮闸。厂址距离通榆 运河 2km.由于通榆河分别与新沭河、范河、朱稽河和青口河平交， 水系沟通，可以相互调度补充。随着石梁河水库和小塔山水库除 险加固工程逐步完工，水库蓄水量将逐步增加，本项目取用地表 水更加有了保证。本地地表水水源不足时，可调引江淮水补给。 厂址地处海积平原区，岩性为亚粘土、含

44、淤泥质亚粘土或黏 土，下部为岩石层，单井涌水量 1020m3/h,可以作为补充水源。 区域属温带半湿润大陆海洋季风气候，气候温和湿润，四季 分明。冬季受极地大陆气团的控制，降雨量少，温度较低，夏季 受海洋气团的影响，雨量充沛，温度较高。 年平均气温 13.2，最冷月平均气温+1.1， 最热月平均气 温 26.8 ，极端最低气温-11.9，极端最高气温 38.5 。 年平均降雨量 931.6mm，年平均蒸发量 2007.6mm。降雨量 四季分配不均，7-9 月较为集中，年变率较大，最高年降雨量 1372.3mm，最小年降雨量 572.3mm，最大日降雨量 168.8mm， 最长阴雨日数 33d，

45、最长连续缺雨日 84d。梅雨季节一般 6 月初 至 7 月底，最长 21d 。 全年主导风向为东北东向。平均风速为 6m/s，6-9 月份受台 风影响较为严重，台风时实测最大风速 36m/s。 年日照时间为 2631.4h。 5.2 交通运输交通运输 赣榆县经济开发区内已完成水、电、通讯及道路等的基本设 施建设。与原有市政交通联接便利，与外部的联系非常快捷。 热电厂主要运输原料为煤和秸秆。热电厂年用煤量约 10.5 万 t，秸秆年耗量约为 2024 万 t，煤源自徐州煤矿，秸秆和煤 均由公路运输。 公路运输：从徐州煤矿由汽车经徐连高速和县级公路运至厂 区储煤场地，全程 210km。公路运输车辆

46、依托社会运力，沿线公 路全部形成，道路现状良好，满足热电用燃料的运输要求。 秸秆从农田收集起来由汽车运至厂区秸秆堆场。 5.3 电厂水源电厂水源 赣榆县地貌属鲁东南低山丘陵与苏北黄淮平原交接地带，地 下水水位埋深一般为 14m。 朱嵇河与江苏省南水北调工程相通，遇干旱年份可调南水补 给，河流水质为国家类水体。该河可以满足日取水 8000t 要求， 满足热电厂用水量需要。 以朱嵇河水可作为电厂生产用水水源。自来水作为生活用水 水源。 5.4 灰渣处理灰渣处理 灰、渣以水路及公路途径运出，综合利用。 6主设备主设备锅炉锅炉 6.1 生物质秸秆类燃料燃烧特性分析生物质秸秆类燃料燃烧特性分析 6.1.

47、1 秸秆燃烧机理 (1) 预热：秸秆进入炉膛后被预热； (2) 干燥：预热后析出水分； (3) 挥发份析出并燃烧：热分解约在 250挥发份开始析出， 325开始十分活跃，350时已有 80%挥发份析出，形成焦碳。 挥发份被高温空气引燃； (4) 焦碳(固定碳)燃烧：由于焦碳被挥发份包围，不易接触到 氧气而燃烧，当挥发份快燃烧终了时，焦炭周围温度很高且氧气 有可能接触到焦炭表面，从而开始燃烧并产生灰烬。 6.1.2 生物质秸秆类燃料的特点 热值约为煤的一半，热值较低。 挥发份很高，但阶段性含水量极高。 燃料灰份少。 含氯成分较高，对受热面有较强的腐蚀性。 灰熔点较低，易在燃烧过程中熔化并结焦。

48、6.2 循环流化床锅炉燃用生物质秸秆类燃料存在的问题循环流化床锅炉燃用生物质秸秆类燃料存在的问题 一、结焦问题 生物质燃料的灰熔点低，玉米秆灰熔点 dt 只有 1080，麦 秆灰熔点 dt 只有 760，棉花秆灰熔点 dt 只有 660，果木枝 条灰熔点 dt 只有 650，在燃烧时很容易引起炉膛内部结焦， 解决结焦问题的关键是控制好温度，只有在不影响锅炉效率的情 况下控制好锅炉各个部分的温度才能解决结焦问题。可通过以下 几方面措施加以控制： （1）准确地进行锅炉传热及密相区热平衡计算，确保沿炉膛 断面以及沿炉膛高度方向上温度场的均匀性。采用水冷等压风室 及合理的风帽结构，确保在运行过程中床层

49、流化均匀；控制锅炉 床温 870885左右，炉膛出口烟温 850890左右，确保炉 膛和布风板不结焦。 （2）尽量采用大炉膛断面，降低烟气上升速度，增加炉内循 环，确保细的燃料颗粒一次燃尽，减少旋风分离器中二次燃烧份 额，从而控制旋风分离器中烟气温度，确保旋风分离器不结焦。 （3）尽量提高旋风分离器效率，降低飞灰含灰量，提高锅炉 效率；并在返料器下部及立管上布置松动风，以防止形成局部死 区，确保返料器不结焦。 二、腐蚀问题 生物质燃料中的 cl 元素容易造成高温腐蚀和低温腐蚀。其 中高温腐蚀主要发生在水冷壁和过热器处，其发生的条件有两个： 一是由烟气温度和介质温度确定的工作点在腐蚀区，二是受热

50、面 管子附件是还原区。低温腐蚀主要在下级省煤器和空预器处，其 发生的条件是管壁温度低于酸露点温度。 针对高温粘结灰积灰腐蚀的情况，可从以下几方面措施加以 控制： （1）尽量控制受热面工作点在腐蚀区以下，同时不能在管子 附近产生还原区。对此，可采取在炉膛下部可能产生还原区的地 方布置二次风，使管壁附近为富氧区，以保证水冷壁不会发生腐 蚀。 （2）为防止过热器高温腐蚀，过热器受热面布置需作特别的 考虑，可沿烟气流向依次布置低温过热器、高温过热器，同时低 温过热器尽量采用顺流布置，高温过热器采用串连混合流，一半 顺流，一半逆流布置，将蒸汽出口高温区布置在低温区域，以便 有效控制过热器金属壁温500，

51、避免过热器的高温腐蚀。 （3）为保证锅炉运行可靠性，管材壁厚应留有足够的安全裕 度，过热器尽量采用加厚钢管，高温过热器最后两排管子可采用 镍基喷涂处理，从而保证锅炉检修周期和锅炉寿命。 （4）为保证锅炉效率，应采用较低的排烟温度，同时为防止 低温腐蚀，空预器最后一排管组采用耐低温腐蚀最好的考登钢材 料。 三、高温粘结灰问题 生物质燃料中含有较多的碱金属，燃烧时容易在对流受热面 形成高温粘结灰，堵塞烟道并引起积灰腐蚀，从而影响锅炉的效 率和使用可靠性。 高温粘结灰是由于燃料中的碱氧化物在高温环境中升华，然 后遇到较冷的受热面管壁冷凝在管壁上，然后再与烟气中的三氧 化硫等化合，形成各种硫酸盐，由于

52、这些硫酸盐有很强的粘性， 大量捕捉飞灰而形成的。由于这种粘结灰质地坚硬，不易去除， 而且具有无限增长的特点，严重时甚至可以堵塞烟道，所以对锅 炉工作影响很大。另外这种粘结灰形成以后，与烟气中硫化物和 氯化物发生复杂化学反应，形成积灰腐蚀，影响受热面安全。针 对高温粘结灰的形成机理，需从源头上减少高温粘结灰的形成， 可从以下几个方面加以预防： （1）采用较大的钙硫比，保证脱硫效率，减少尾部烟道中硫 化物含量，从而控制有粘性的硫酸盐生成。 （2）所有尾部对流受热面采用顺利布置，并采用较大的横向 节距，减少管列间搭桥堵塞的可能性。 （3）在所有对流受热面都布置性能优良的爆破式吹灰器，保 证吹灰效果，

53、同时在锅炉一开始投运时即投入吹灰器。 6.3 3 号炉改建号炉改建 6.3.1 锅炉选型 生物质燃烧技术根据其燃烧形式的不同，可以分为层燃、流 化床、悬浮燃烧三种方式，其中较为成熟的有层燃技术中的固定 炉排燃烧方式和流化床技术中的循环流化床燃烧方式。 对于含高碱金属生物质的直接燃烧，目前主要的技术代表是 丹麦 bwe 公司的水冷振动炉排炉直接燃烧技术。该方案适合丹 麦的生物质资源种类单一的资源现状，但是炉排炉属于层燃范畴， 从原理上是一种高温燃烧类型，炉膛内存在温度远远超过碱金属 低熔物熔点的高温区，对于后续的受热面沉积和相应的高温氯腐 蚀不利，对于原料物理特性、含水率、预处理程度变化的适应性

54、 较差，存在燃烧回火和腐蚀问题。针对本项目需要处理的燃料有 稻草、麦杆、玉米秆和油菜杆，锅炉的设计要考虑到四种燃料的 不同特性，以适应多种燃料的燃烧。 循环流化床燃烧具有对燃料优异的适应性以及炉内优越的气 固相化学反应条件和物料循环，在高碱生物质燃烧中对于解决燃 料差异对燃烧影响和碱金属带来的沉积、腐蚀问题有非常明显的 优势。可以通过向炉内添加添加剂的方式解决碱金属腐蚀问题， 可以通过合理布置受热面解决高温腐蚀问题。但由于秸秆挥发份 高，燃尽快，炉内温度场不均匀，导致循环流化床的运行相对较 难控制。 本报告推荐对拟扩建的 3 号炉选用 175t/h 秸秆直燃的固定水 冷振动炉排锅炉。 6.3.

55、2 锅炉设计参数 型 号： ug-75/5.3-jm 设计燃料： 秸秆(麦秆、玉米秸秆、稻秆或棉花 秆) 额定蒸发量： 75 t/h 额定蒸汽压力（表压）：5.3 mpa 额定蒸汽温度： 485 给水温度： 150 排污率： 2 锅炉热效率： 90 6.3.3 锅炉简介 锅炉为单锅筒、集中下降管、自然循环、四回程布置的直燃 秸秆炉。炉膛采用膜式水冷壁，炉底布置有水冷振动炉排。在冷 却室和过热器室分别布置了高温过热器、中温和低温过热器。尾 部采用光管式空气预热器。炉膛、冷却室和过热器四周全为膜式 水冷壁，为悬吊结构；尾部竖井烟道四周为护板，采用钢架支撑 结构。锅炉采用半露天布置、全钢结构。 锅炉

56、采用人工火把点火。 考虑到秸秆燃烧的特点，在锅炉炉底布置有水冷振动炉排， 主要有以下方面考虑： a.水冷振动炉排有水冷却，可有效地解决秸秆灰熔点低产 生的结焦问题； b.秸秆含灰量少，采用水冷振动炉排后可有效解决炉排因 灰少而产生的烧坏炉排片的问题； c.炉排采用振动结构，可有效解决其他炉排产生的传动故 障问题。 另外秸秆的挥发份极高，着火温度低，易析出挥发份燃烧， 气化、热分解性强，故需增加秸秆在炉膛内的停留时间，加强烟 气在炉内的充满度，保证热分解产生的一氧化碳能在炉膛内燃烬。 为此在炉膛前墙给料面上部和对应的后墙设置前拱和后拱，并在 前、后拱部位布置了二次风，可以充分扰动炉内烟气，加强物

57、料 和空气的充分混合，并延长烟气在炉内的停留时间。 秸秆中含有一定量的氯，在燃烧后产生的烟气中含有 hcl、cl 气体，对受热面有一定量的高温腐蚀；在秸秆燃烧产 生的灰中含有一定量的碱金属，对受热面也有一定的腐蚀性。为 有效减少积灰、减弱腐蚀，锅炉采用四回程布置，并选择合理的 烟气流速，在积灰、腐蚀的重点区域，采用特殊的结构。高温过 热器采用八管圈、横向大节距的结构，使烟气纵向冲刷，防止积 灰搭桥而阻碍烟气流通。高温过热器采用高铬高镍的合金材料制 造，减弱 hcl、cl、碱金属的腐蚀。中低温过热器、省煤器、 空预器顺列布置，防止烟气搭桥。在积灰易形成的区域，均布置 有吹灰器。 6.4 2 号炉

58、改造号炉改造 6.4.1 锅炉设备改造设想 本报告计划对#2 炉进行改造，以适应掺烧 80%以上生物质 燃料的需要。 6.4.1.1 原锅炉设计参数 型 号： yg-75/5.29-m12 设计燃料： 烟煤 额定蒸发量： 75t/h 额定蒸汽压力（表压）：5.29 mpa 额定蒸汽温度： 485 给水温度： 150 排烟温度： 140 排污率： 2 锅炉热效率： 90 6.4.1.2 燃料 锅炉按混烧生物燃料进行改造。混合燃料按热量比：煤 20%，生物质 80%；煤和生物质重量比：煤 14.5%,生物质 85.5%。其中生物质燃料中重量比：麦秆 70%，棉花秆 30%。 6.4.1.3 锅炉改

59、造 本次技改工程由业主委托锅炉制造厂对锅炉燃用混合燃料进 行了重新计算，并提出改造方案。经过制造厂核算，并考虑到燃 用生物质的特点，确认在适当改造后，锅炉燃用混合燃料是可行 的，但锅炉负荷率尚能达到 85%，即改造后锅炉最大连续蒸发量 为 64t/h。 6.4.1.3.1 锅炉改造后主要参数 设计燃料： 混合燃料 额定蒸发量： 75t/h（燃煤） 锅炉计算蒸发量： 64t/h 额定蒸汽压力（表压）：5.3 mpa 额定蒸汽温度： 485 给水温度： 150 排烟温度： 125 排污率： 2 锅炉热效率： 88.5 6.4.1.3.2 锅炉主要改造项目 (1) 加三片水冷屏，增加水冷受热面积，必

60、须在锅筒上开孔。 (2) 将尾部竖井取直，拆除原高低温过热器，在转向室加包 墙管及吊挂管。 (3) 低温过热器布置在尾部竖井中。 (4) 高温过热器布置在尾部竖井中。 (5) 去掉上级省煤器，在下级省煤器和上级预热器之间加下级 省煤器，采用膜式结构。 (6) 增加二次风管，二次风机容量不够，可以用部分一次风 作二次风。 (7) 旋风筒中心筒加长，直接缩小。 (8) 旋风筒出口烟道和尾部包墙之间加柔性膨胀节。 (9) 加增罗茨风机，风量 6000m3/h，压力 30kpa。 (10) 前墙增加生物燃料进料口。 改造后燃煤可达额定出力，且床温降低，磨损减轻，混燃生 物质燃料后锅炉出力为 64t/h