生物质气化发电联产燃气工程可行性研究报告

1、生物质气化发电联产燃气示范工程可行性研究报告可行性研究报告项目建议单位：项目建议单位：技术支撑单位：中国科学院广州能源研究所技术支撑单位：中国科学院广州能源研究所2009-8-10第一章 总 论71.1项目名称与承办单位71.2编制依据及编制单位71.3编制范围81.4承办单位及河源市概况81.5项目实施的意义81.6技术来源111.8主要技术设计原则141.9项目建设进度141.10投资估算及资金筹措151.11主要技术经济指标15第二章 电力系统172.1电网现状172.2 电力负荷预测及电力平衡172.3项目建设的必要性202.4电厂接入系统方案初步拟定222.5电力系统继电保护及安全自

2、动装置22第三章 秸秆资源253.1秸秆资源状况253.2秸秆收、储、运输管理32第四章 装机方案364.1主要流程364.2装机方案364.3主机技术规范414.4主要经济技术指标43第五章 厂址条件455.1厂址概况455.2气象条件475.3水文条件485.4工程地质495.5电厂水源525.6灰渣处理53第六章 工程设想546.1全厂总体规划546.2厂区总平面布置方案556.3原料的贮存及运输576.4气化发电系统装置构成586.5气化合成系统装置构成606.6主厂房布置616.7除灰渣系统626.8供排水系统636.9化学水处理系统656.10电气主接线686.11热力控制696.

3、12主厂房及主要建（构）筑物结构706.13采暖通风与空气调节71第七章 环境保护737.1厂址地区环境现状737.2三废排放及其治理737.3环境影响分析结论75第八章 劳动安全及工业卫生778.1电厂在生产过程中主要的安全和卫生问题778.2设计原则及拟采取的措施778.3劳动安全部分结论78第九章 节约和合理利用能源799.1概述799.2节约和合理利用能源措施79第十章 生产组织和定员8110.1劳动组织及管理8110.2人员配置81第十一章 工程实施条件和轮廓进度8311.1工程项目实施的条件8311.2工程建设的轮廓进度84第十二章 投资估算8512.1投资估算8512.2 资金使

4、用计划89第十三章 资金来源和融资方案9113.1资金筹措方案9113.2资本金的落实9113.3融资方案分析91第十四章 财务评价9514.1分析与评价的依据9514.2销售收入及税金9614.3成本估算9614.4利润总额及分配9714.5财务盈利能力分析9814.6清偿能力分析9914.7不确定性分析10014.8财务评价结论101第十五章 结论及存在的问题10215.1结论10215.2问题及建议104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：紫金生物质气化发电联产燃气示范工程1.1.2项目承办单位项目承办单位： 项目负责人：*1.1

5、.3项目建设地址项目建设地址：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；建厂条件及厂址选择；装机方案及工程方案初步设想；环

6、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承办单位及河源市概况承办单位及河源市概况1、建议单位概况项目投资方和建议方：XXXX公司：2、河源市紫金县概况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”。

7、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、利用可再生能源农林废弃物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-秸秆发电是河源市可再生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

8、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

9、，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

10、成交通事故，是变废为宝、利在当代、功在千秋的大好事。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。秸秆在气化炉中经高温热解气化生成可燃气体，

11、气化后生成的灰分是优质的农家肥，含钾量较高，可以返还给农民用于还田。5、为本地区提供清洁生活燃料，对促进新农村建设有重要意义本项目在利用农林废弃物发电的同时，可以联产二甲醚(DME)清洁燃料。DME是石油液化气的理想替代燃料。在各种替代燃料中，醇、醚等含氧化合物燃料引起了人们的极大关注，其中二甲醚燃料尤为受宠。二甲醚与液化气性能近似，且具有很高的十六烷值，可用作清洁柴油以及液化气的替代燃料，因此，被誉为“二十一世纪的燃料” 和“绿色能源”。预计2010年我国LPG进口量达9501000万吨，假设DME替代50%的进口LPG，则需要燃料级DME约400500万吨。因此，二甲醚作为民用燃料的替代品

12、发展前景十分光明。由于DME具有其它代用燃料不可比拟的优势，也将会成为柴油的主要替代燃料。同时二甲醚也可做燃料电池、制氢和热电厂燃料等，因此，DME作为替代能源的开发与应用具有难以估量的市场前景。6、对农民增收，发展农村经济具有重要促进作用如果按照每年燃烧秸秆8.15104t，发电0.54108kwh，每吨秸秆300元的收购价测算，将带动农户增收2000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。它可以补充向本地供电，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

13、民的一件大好事，因此项目建设意义重大。1.6技术来源技术来源本项目的技术支持单位为中国科学院广州能源研究所。中国有着良好的生物质气化发电基础，在六十年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统，目前160kW和200kW的生物质气化发电设备在我国已得到小规模应用，显示出一定的经济效益。“九五”期间进行了“1MW生物质气化发电系统”的研究，旨在开发适合中国国情的中型生物质气化发电技术。1MW的生物质气化发电系统已于1998年10月建成，2000年7月通过科学院鉴定后投入小批量使用。该系统在很多方面比200 kW气化发电有了改善，但由于受气化效率与气体机效率的限制，简单的气化气体机发电循环系统效率很难高

14、于18%，所以单位电量的生物质消耗量一般大于1.2 千克（干）/度。“十五”期间，国家863计划在1MW生物质气化发电系统的基础上，研制开发出4MW的生物质气化燃气蒸汽联合循环发电系统，建成了相应的示范工程，燃气发电机组单机功率达500kW，系统效率也提高到28%，为6MW生物质气化发电联合循环发电技术的产业化奠定了良好的基础。 生物质合成气具有规模小和CO2高的特点，比较适合于采用一步法合成工艺。合成气一步法合成DME最初是作为合成气制汽油改良MTG法的中间过程而研究的。从1984年东京大学Fujimoto教授首次发表了由合成气一步法制备DME的研究报告以来，经过了近二十年的研究开发，各国已

15、形成各具特色的反应工艺。如：美国Air Products and Chemicals Inc采用铜基甲醇合成催化剂氧化铝氧化硅沸石固体酸作为催化剂，在三相浆态床反应器中，CO转化率为65%，DME的选择性为76%（DME/DME+MeOH），并建立了4吨/天的LPDME工业试验装置。日本NKK公司，将Cu/Zn/Al甲醇合成催化剂和Cu/Al2O3催化剂充分磨细以2:1混合后悬浮于正十六烷中，采用气泡塔为三相反应器，在H2/CO=1，3.07.0MPa、250280，空速为4000h-1的条件下，得到CO转化率为53.9%，DME的选择性为72.4%的结果，已建立了1000吨/年的工业化示范装

16、置。国内对合成气一步法合成DME也有多年的研究与开发经验，并建成了一些中试装置。由中国科学院“百人计划”项目和国家“十五”863项目的支持，广州能源研究所首次建成了一套从生物质催化气化、焦油裂解、组分调整与净化到液体燃料合成的小型试验装置，正在开展生物质制备液体燃料的应用基础与工业示范前期研究。本项目在可研编制过程中，项目工作组与技术支持方进行了多次交流，特别是厂址选择、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

17、前国内尚无同类电厂投入运行，从稳妥可靠的原则出发，规模不宜太大。从河源市的秸秆资源量来看，能够满足总装机容量50MW的建设规模用量。但是，秸秆比重小(打捆后约200250kg/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。综合考虑河源市紫金的秸秆资源量、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，本着稳妥、可靠的原则，考虑采暖供热条件，按照机炉匹配的要求和目前国产设备情况，本项目按2套20MWt生物质气化炉、14台600kW气体内燃发电机组、1台1500kW蒸汽发电机组、1套5000吨/年的合成DME装置，总装机容量8.5MW的建设规模进行建设。1.8主要技术设

18、计原则主要技术设计原则1、从提高全厂运行可靠性系统效率角度考虑，按2套20MWt生物质气化炉、12台600kW气体内燃发电机组、1台1500kW蒸汽发电机组、1套5000吨/年的合成DME装置进行整体规划和建设。其中发电的余热产生的蒸汽供1500kW蒸汽发电机组和5000吨/年的合成DME装置使用，而5000吨/年的合成DME过程中产生的合称尾气通到燃气发电机组中进行集中发电。2、电力系统：发电机出线电压6.3KV经主变升压后接入附近的110KV城东变电站。3、原料供应：秸秆、林业废弃物由收购站按要求打包、晾干用汽车运至厂内，在厂内破碎。4、原料仓库：容量按2台20MWt循环流化床气化炉使用1

19、5天设计。5、灰渣：除灰渣系统按干除灰渣系统设计。 。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：气化炉和发电机设集中控制室，控制设备为国产先进水平。8、采用循环供水、自然通风塔冷却系统。9、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总投资9037.8万元，其中建设投资8475.0万元，建设期利息 411.1万元，流动资金151.7万元。发电部分

20、单位建设投资5943.1元/KW，合成DME部分单位建设投资0.858万元/吨（产品）.。本项目总投资9037.8万元，业主计划投入资本金2694.1万元，占29.81%。其余6343.6 万元（含资本化利息411.1 万元）借贷债务资金解决，占70.19%。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MW8.5气化发电2年耗秸秆量104t8.153年发电量108kwh0.53764年供电量108kwh0.48382联产DME量103t5联产副产品7围墙内占地面积m2250008相当年节约煤104t5.449定员人9010总投资万

21、元9037.8建设投资万元8475.011建设期利息万元411.112铺底流动资金万元151.113达产年平均成本万元4570.114达产年平均销售收入万元6739.815项目投资融资前税前财务内部收益率(FIRR)%16项目投资融资前税前财务净现值(FNPV)万元Ic=8%17项目投资融资前税前投资回收期(Pt)年含建设期1年18总投资收益率(ROI)%静态第二章第二章 电力系统电力系统2.1电网现状电网现状2.1.1河源市电网现状河源市供电区电网是以110KV变电站为中心，35KV为骨架，10KV线路为配电辐射网的供电网络。目前河源市电网有装机容量76MW的热电厂一座，220KV变电站一座

22、（省局） ，110KV变电站2座（其中项城变属于粤北市局） ，主变4台，容量143MVA，35KV变电站10座，主变17台，容量89KVA，110KV线路4条83.18KM，35KV线路15条120.19KM，10KV线路65条，总长1360.917KM，为18个乡镇供电。项城供电区2003年全社会用电量6.5108kwh，最大负荷130MW。2004年项城供电区全社会用电量4.8108kwh，最大负荷107MW。2005年项城供电区全社会用电量5.55108kwh，最大负荷122MW。变电站一览表见2.1-1；35110KV线路一览表见2.1-2。项城热电厂装机明细详见表2.1-3。2.2

23、电力负荷预测及电力平衡电力负荷预测及电力平衡由于河源市生物质发电厂的装机容量较小，并且企业性质为地方公用电厂。本报告仅对河源市进行电力平衡。2.2.1电力电量预测河源市电力负荷2001年105MW，2002年115MW，增长率20%；2003年130MW，增长率5.6%； 2004年107MW，2005年122MW，增长率47.4%。20012005年负荷增长7MW，年递增负荷1.75MW左右，年均递增率25%。通过分析河源市最大负荷变化的历史，结合河源市“十一五”期间的发展规划，以及河源市近几年用电负荷的发展趋势，确定河源市“十一五”期间负荷的增长率为7.1%， “十二五”期间负荷的增长率为

24、4.6%。预测河源市2006年2010年负荷分别为16MW，142MW，156MW，163MW，172MW。河源市用电量2005年为5.55108KWh，2006年5.1108KWh，2007年7.13108KWh， 2008年7.7108KWh， 2009年7.99108KWh，2010年9.91108KWh。 “十一五”期间电量年均递增率8.4%， “十二五”期间电量年均递增率3.6%。2.2.2电力平衡河源市电力电量主要有两大部分组成，一是项城热电厂，一是省网供给。项城电厂装机容量76MW，现有发电机7台，其中3MW机组2台，6MW机组1台，1.2MW机组2台，15MW机组1台，2.5M

25、W机组1台，可以通过110KV、35KV两个电压等级进行并网。该厂受地理环境限制，今后增容的可能性不大，且2010年以后可能退出运行。除去自用电外，只能有一部分电能参与平衡，其余省网供给。根据河源市电力电量预测和河源市生物质发电厂的装机情况，进行河源市供电区2005年2015年的电力电量平衡。结果见下表2-2-1、2-2-2。目标容载比定为：1.82.1。由上表可知， “十一五”、 “十二五”期间河源市供电区电力将由基本平衡转变为存在大量缺额的情况，在河源市热电厂达到电力自我平衡的基础上，省网将成为其主要的供电电源。 “十一五”期末，河源市供电区负荷为172MW，需110KV公用变电站网供负荷

26、为137MW，所需110KV变电容量246.4287.7MVA，与现状相比，需新增110KV变电容量103.4144.7MVA。 “十二五”期末，河源市供电区负荷为215MW，需110KV公用变电站网供负荷为215MW，所需110KV变电容量387451.5MVA，与现状相比，需新增变电容量244308.5MVA。2.2.3敏感性分析河源市供电区负荷预测时考虑了大用户的影响，这些大用户生产用电水平较高，受政策、资金、市场影响都比较大，具有一定的不确定性，因此，本次电力平衡对其进行敏感性分析，考虑大用户达到其规模70%的情况。河源市供电区电力平衡敏感性分析表河源市供电区电力平衡敏感性分析表表2-

27、2-2 单位：MW MVA 年份 内容2005年2006年2007年2008年2009年2010年 2015味精用电负荷4247.647.651.151.151.151.1其它负荷626874839199142供电区总负荷104115.6121.6134.1142.1150.1193.1热电厂出力4038353535350需110KV网供负荷6477.686.699.1107.1115.1193.1需110KV变电容量115.2134.4139.68112.96155.88181.86178.38208.11192.28224.91207.18241.71347.58405.51由上表可知，在

28、味精负荷达到其规划负荷70%的情况下， “十一五”期末，项城供电区负荷150.1MW，需110KV公用变电站网供负荷为115.1MW，所需110KV变电容量207.18241.71MVA，与2004年现状相比，需新增110KV变电容量64.18998.17MVA。 “十二五”期末，项城供电区负荷193.1MW，需110KV公用变电站网供负荷为193.1MW，所需110KV变电容量347.58405.51MVA，与现状相比，需新增变电容量204.58262.51MVA。因此，在考虑味精负荷达到其规划水平70%的情况下， “十一五”期间河源市供电区仍需要进行电源点的建设。本电厂的建设，对满足河源市

29、电力负荷的需求是必要的。2.3项目建设的必要性项目建设的必要性2.3.1充分利用生物质能发电，具有良好的社会综合效益2006年1月1日中华人民共和国可再生能源法正式实施，为可再生能源产业发展提供了法律依据。 可再生能源法第十四和第十六条规定：“国家鼓励清洁、高效的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”。广东作为农业大省，秸秆资源非常丰富，河源市生物质热电厂利用秸秆发电，可充分利用当地资源，变废为宝，具有良好的社会综合效益。2.3.2满足河源市电力负荷增长的需要随着河源市经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，其用电负荷在逐年上升。因此

30、，有必要建设河源市生物质发电厂，以满足河源市电力负荷增长的需要。河源市是粤北供电区负荷增长较为快速的区域，根据电力平衡结果，近年内有大量电力缺额。位于河源市的河源市生物质热电厂所发电力可以就近在河源市电网内消化。2.3.3环境效益显著由于秸秆的含硫量很低，通过建设秸秆发电机组，可有效降低二氧化硫排放量。因此，秸秆发电示范意义重大，环境效益显著。2.3.4有利以发展山区经济，推动当地新农村建设中国工程院预测我国农村商品化生物质能由目前占农村能源的0.2%提高到2020年的12.6。今后大部分农村地区将以高质煤和石油液化气（LPG）为主要的生活燃料。目前，我国液化石油气消费总量巨大，而且需求不断增

31、长，导致大量进口。2002年我国LPG的产量为1190万吨，消费量为1620万吨，1992-2002年液化气消费量年均增长率达16.3%，2002年LPG进口量为626万吨。我国LPG消费量居世界第3，产量却位居世界第4，主要是城市中的生活用气，其次是LPG汽车。鉴于国内LPG增产能力有限，LPG大量依赖进口，已经成为仅次于日本的第二大LPG进口国。随着我国农村生活水平的提高，部分比较富裕的地区，也开始从燃用秸秆和柴草等农作物废弃物，转向使用清洁的液化气作为生活用能。故LPG作为农村生活能源的销量将越来越大。2.4电厂接入系统方案初步拟定电厂接入系统方案初步拟定根据河源市 “十一五”电网规划

32、，对发电厂接入系统进行潮流、短路、稳定计算、负序电流校核，以及从安全性、可靠性以及经济性等方面进行综合的技术经济分析，并征得供电部门、项目委托方协商一致，建议如下：河源市生物质发电厂6MW机组以发电机变压器组接入厂内35kV配电装置，出线2回接入城东110kV变电站35kV配电装置，导线型号取LGJ120，长度不足0.5km。电厂具体的接入系统方案将在电厂接入系统设计工作中进一步论证，并以接入系统审查意见为准。电气主要接线：方案1：电厂与系统的连接电压采用10KV，12台600Kv发电机分三组。方案2：电厂与系统的连接电压采用35kv，12台600Kv发电机分三组。2.5电力系统继电保护及安全

33、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) 河源市生物质发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、设计原则河源市生物质发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

34、河源市生物质发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、调度自动化系统河源市生物质发电厂远动信息，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

35、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基本情况 河源市地处豫东平原，位于广东省之东南隅，行政上隶属粤北市。河源市历史上是一个以种植小麦、玉米、豆类、棉花、芝麻等农作物为主的传统农业区。全市初步形成了一批各具特色的种植区域。全市

36、耕地面积233.9万亩，其中：粮食种植面积151.3万亩，经济作物82.6万亩，种植小麦90.1万亩、玉米31.63万亩、豆类21.56万亩、油料作物25.5万亩、棉花14.3万亩，年平均产小麦秸秆32.44万吨，产玉米秸秆20.24万吨，产豆秆9.7万吨，油料作物秸秆9.44万吨，棉花秆8.29万吨。每年可产黄色秸秆总量为80.11万吨。河源市森林绿化良好，全市林业种植面积20多万亩，林木总株数近3000万株，活立木蓄积量150万立方米， 每年约采伐林木4.2万立方米，按每立方米提供杨树枝0.4吨、刺槐枝0.3吨计算，可提供枝薪材2.94万吨，全市种植紫穗槐面积3万亩，每年亩产干枝 1.5吨

37、，年可供干枝4.5万吨、椿树面积2万亩，每年亩产干枝1吨，年可供干枝2万吨，白蜡条面积2万亩，每年亩产干枝1.5吨，年可供干枝3万吨，桃、柿、苹果等果树种植面积4.2万亩，每年亩产干枝0.31吨，年可供干枝1.3万吨。每年可产黑色秸秆总量为13.74万吨。河源市主要农作物面积、产量及秸秆量表（丰年）河源市主要农作物面积、产量及秸秆量表（丰年）表3.1-1作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）总产量（万吨）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦90.1449.540.536032.44玉米31.63490.0415.564020.24豆类21.56151.453.844509.7油料作物25.5

38、99.612.543709.44棉花14.371.331.025808.29合计183.0963.480.11河源市主要农作物面积、产物及秸秆产量表（欠年）河源市主要农作物面积、产物及秸秆产量表（欠年）表3.1-2作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）总产量（万吨）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦90.1376.533.9230027.03玉米31.6342013.2955017.4豆类21.56140.53.034168.97油料作物25.585.42.183208.16棉花14.358.60.844806.86合计183.0953.2668.423.1.2生物质燃料种类、可利用性河源

39、市生物质燃料可利用种类表河源市生物质燃料可利用种类表表3.1-3作物种类小麦玉米豆类油料棉花生长期106月59月59月610月710月收获期6月9月9月10月10月 小麦收割后，麦秸基本干燥，不用晾晒；玉米、豆类、油料、棉花秸秆收获后需要经过一段时间晒干。3.1.3距电厂半径50公里区域秸秆资源距电厂半径50公里共有小麦面积122.25万亩，亩产秸秆380公斤，总产为44.01万吨；玉米面积42.92万亩，亩产秸秆690公斤，总产为27.47万吨；豆类面积29.11万亩，亩产秸秆590公斤，总产为13.1万吨；油料作物面积34.43万亩，亩产秸秆470公斤，总产为12.74万吨，棉花面积19.

40、31万亩，亩产秸秆650公斤，总产为11.2万吨，距电厂半径50公里内总计每年可产黄色秸杆108.52万吨。详见下表3.1-4、3.1-5。距电厂距电厂50公里半径范围内秸秆资源分布表（丰年）公里半径范围内秸秆资源分布表（丰年）表3.1-4作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）总产量（万吨）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦122.5449.554.9536044.01玉米42.92490.0421.0364027.47豆类29.11151.454.4145013.1油料作物34.4399.603.4337012.74棉花19.3171.331.3858011.2合计248.0285.21

41、08.52距电厂距电厂50公里半径范围内秸秆资源分布表（欠年）公里半径范围内秸秆资源分布表（欠年）表3.1-5作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）总产量（万吨）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦122.5376.546.0330036.68玉米42.9242018.0355023.61豆类29.11140.54.0941612.11油料作物34.4385.42.9432011.02棉花19.3158.61.144809.27合计248.0272.2392.693.1.4距电厂半径30公里区域内秸秆资源距电厂半径30公里内共有小麦面积73.35万亩，亩产秸秆380公斤，总产为26.41万吨

42、；玉米面积25.75万亩，亩产秸秆690公斤，总产为16.48万吨；豆类面积17.47万亩，亩产秸秆590公斤，总产为7.86万吨；油料作物面积20.67万亩，亩产秸秆470公斤，总产为7.65万吨，棉花面积11.59万亩，亩产秸秆650公斤，总产为6.72万吨，距电厂半径30公里内每年总计可产黄色秸杆65.12万吨。详见下表3.1-6、3.1-7。距电厂距电厂30公里半径范围内秸秆资源分布表（丰年）公里半径范围内秸秆资源分布表（丰年）表3.1-6作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）总产量（万吨）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦73.35449.532.9736026.41玉米25.7

43、5490.0411.6264016.48豆类17.47151.452.654507.86油料作物20.6799.602.063707.65棉花11.5971.330.835806.72合计148.8351.1365.12距电厂距电厂30公里半径范围内秸秆资源分布表（欠年）公里半径范围内秸秆资源分布表（欠年）表3.1-7作物名称种植面积（万亩）平均亩产（公斤）总产量（万吨）秸秆亩产（公斤）秸秆总产（万吨）小麦122.5376.527.6230022玉米42.9242010.8255014.16豆类29.11140.52.454167.27油料作物34.4385.41.773206.61棉花19.

44、3158.60.684805.56合计248.0243.3455.63.1.5农作物秸秆资源消耗情况通过对河源市乡村的走访和随机抽样调查，由于近年来国家对农业的重视和大力支持，农用机械普及较快，减少了牲畜对秸秆饲料的消耗，加上农村对煤炭和液化气的广泛使用，也进一步减少了做饭对秸秆的依赖。目前，当地各种农作物秸秆利用率很低，真正能够商业化利用的基本为零。通过实地走访，基本掌握清楚了河源市农村居民对各种农作物秸秆的利用情况，主要消耗方式如下：小麦秸秆：由于河源市及周边县区等没有利用秸秆作原料的工业企业，所以麦秸的利用率极低，仅有30%用于返田沤肥或牲畜饲料外，其它均丢弃或直接焚烧掉。玉米秸秆：5%

45、用于返田或沤肥，25%用于焚烧或作部分牲畜饲料，其余丢弃或闲置。豆秆：30%用于饲料外，其余闲置。油料作物秸秆：30%用于饲料，其余焚烧或丢弃。棉花秸秆：30%用于焚烧，其余全部丢弃或闲置。3.1.6秸秆资源富余量情况河源市区域范围秸秆资源富余量情况表表3.1-8秸秆总产(吨/年)富余量（万吨）名称丰年欠年被利用量万吨丰年欠年小麦秸秆32.4427.039.73/8.1122.7118.92玉米秸秆20.2417.46.07/5.2214.1712.18豆秆9.78.972.91/2.76.796.27油料作物9.448.162.83/2.456.615.71棉花8.296.862.49/2.

46、065.84.8合计80.1168.4224.03/20.5456.0847.88距电厂距电厂50公里区域范围秸秆资源富余量情况表公里区域范围秸秆资源富余量情况表表3.1-9名称秸秆总产(吨/年)被利用量富余量（万吨）丰年欠年万吨丰年欠年小麦秸秆44.0136.6813.2/1130.8125.68玉米秸秆27.4723.618.24/7.0819.2316.53豆秆13.112.113.93/3.639.178.48油料作物12.7411.023.82/3.318.927.71棉花11.29.273.36/2.787.846.49合计108.5292.6932.55/27.875.9764.

47、89距电厂距电厂30公里区域范围秸秆资源富余量情况表公里区域范围秸秆资源富余量情况表表3.1-10秸秆总产(吨/年)富余量（万吨）名称丰年欠年被利用量万吨丰年欠年小麦秸秆26.41227.92/6.618.4915.4玉米秸秆16.4814.164.94/4.2511.549.91豆秆7.867.272.36/2.185.55.09油料作物7.656.612.3/1.985.354.63棉花6.725.562.02/1.674.73.89合计65.1255.619.54/16.6845.5838.92河源市黑色秸秆资源可利用情况表河源市黑色秸秆资源可利用情况表表3.1-11名 称规 模单位干枝

48、产量干枝总量（万吨）被利用量(万吨)富余量 （万吨）年采伐2.5万立方米(杨树)0.4吨/立方米1.680.721.48枝薪材年采伐1.7万立方米(刺槐)0.3吨/立方米1.2601.26紫穗槐3万亩1.5吨/亩4.50.34.2椿树2万亩1吨/亩20.11.9白蜡条2万亩1.5吨/亩303林果枝条4.2万亩0.31吨/亩1.30.21.1合计13.740.812.94 河源市是典型的农业大市，区域范围的农作物秸秆资源丰年富余量为56.08万吨，欠年富余量为47.88万吨。距电厂50公里区域范围的农作物秸秆资源丰年富余量为75.97万吨，欠年富余量为64.89万吨。距电厂30公里区域范围内的农

49、作物秸秆丰年富余量为45.58万吨，欠年富余量为38.92万吨。同时，年产黑色秸秆13.755万吨，年富余量12.94万吨。从以上情况看，以电厂30公里区域范围内，黄色秸秆欠年富余量为38.92万吨，完全可以满足秸秆电厂每年约8万吨的消耗量，燃料资源十分充足。通过对资源情况分析，河源市林业生物质资源量比较大，该项目以黄色秸秆为设计燃料。综合分析，河源市生物热电项目对于农业作物资源的循环再利用，变废为宝，节约能源，符合国家当前产业及环保政策，具有积极意义。3.2秸秆收、储、运输管理秸秆收、储、运输管理3.2.1秸秆的收储模式大致有如下三种:第一种(A模式)：合同契约下的联办模式。秸秆电厂根据区域

50、情况，确定具体收购点的位置范围，由电厂与相关的经营实体共同建立秸秆收购点，电厂负责购买主要设备（如：秸秆打包机和装卸车等） ，按照一定合同约定租赁给经营实体，经营实体根据收购点建设的各项要求，负责投资建设和独自运营管理各自的收购点，电厂与收购点经营实体间是一定纽带下的买卖关系。这种模式的好处在于可以相互利用各自的优势（比如资金投入的优势） ；利用当地人力、场地资源和管理方便的优势（收购点可以利用农村废旧的工矿地来建设等） ；充分调动各方面的积极性，最快最好的建立起秸秆收购点。第二种（B模式）：电厂独自经营模式。这种形式是电厂独自投资建设和运营管理收购点。这种模式的相对优势是便于掌握秸秆市场情况

51、，但是最大的弊端是对于分散的5个收购点的整个投入建设和运营管理将会是电厂本身牵涉巨大的精力，存在着潜在的管理和运营风险。第三种（C模式）：全权委托的模式。电厂把秸杆收购和市场运作完全委托给相关物流公司，电厂与物流公司间单单是秸秆成品的买卖关系，对于整个秸秆收购点的投资建设、市场收购和运营管理则完全由物流公司自已操作。这种形式只有对于具有较强经济实力的公司才有可能。这种模式可以前期节省电厂对于收购点建设的投入，减小电厂对秸秆市场运作管理的精力和风险，但是，其不利因素是难以掌握秸秆市场，在秸秆燃料的供应方面有可能存在着被动风险。3.2.2秸秆收储点的设置方案综合分析电厂的实际秸秆燃料市场的运作模式

52、，认为可以多种模式并存在的方式，建议在电厂厂区范围内建设1个B模式的收购点，主要把厂区8公里范围内的秸杆田农户直接送到电厂收购点，避免了农民舍近求远的把秸秆送到距电厂的收购点，该部分秸秆可以节省运输费用等，对于厂外的各个秸秆收购点，建议利用A模式来进行投资建设和运营管理，厂外收购点数量按5个设置。河源市秸秆收储点拟设地点河源市秸秆收储点拟设地点表3.2-1序号序号拟设区域拟设区域距电厂距离（公里）距电厂距离（公里）1河源市李寨镇302河源市付集镇303河源市范集乡154河源市高寺镇155河源市郑郭镇106厂址点8公里范围内3.2.3收购点的基本配置每个收购点占地约2025亩。区域分为厂前区、原

53、料区和成品区，厂前区主要建筑物有办公室、计量室、结算室、餐厅、消防泵房及消防水池、车库等；原料区主要是原料堆放；各个区域有路分隔，并形成环行消防通道。厂区排水排于围墙边的排水沟，集中排至场外。基本配置见下表。秸秆收购点主要设备配备情况秸秆收购点主要设备配备情况表3.2-2序号设备名称型号数量单价 （万元）总投资 （万元）1秸秆打包机械YDW-80140402装卸叉车CPCD-301883电子衡器SCS-501554干式变压器箱式变电站200KVA115155粉碎机236合 计74秸秆收储点主要工作人员情况秸秆收储点主要工作人员情况 表3.2-3序号岗 位人 数1经理12计量员13财务结算人员1

54、4工作人员 （包括打包工、装卸工及后勤人员等）4合 计7 为保证电厂燃用秸秆的供应，由河源市政府首先制订全市范围内的秸秆收集、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。 秸秆储运公司在资源较为集中、交通道路枢纽的乡镇设立收储站5个。每个站设有能收购秸秆50008000吨规模的储存库。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，与居民居住设有百米左右的安全距离。 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，打捆后称量即可向农民支付秸秆费。农民也可自动运至收储站自行销售。 秸秆运输：从农田至

55、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。 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。 秸秆价格的确定：小麦秸秆收购120元/吨，打包30元/吨，运输0.5元/吨.公里；玉米秸秆收购价85元/吨，运输费0.5元/吨.公里，打包30元/吨，黑色秸秆收购价160170元/吨，加工费用35元/吨，运输费0.5元/吨.公里，粉碎包装运输；各种作物秸秆收获后一月内最低，其它季节变化在10%以内，年季间变化随市场行情变化。综上所述，河源市及周边地区县市农林业发达，交通便利

56、，自然灾害较少，有足够的能力满足秸秆燃料的供应。对于充分利用起农村富余的秸秆资源为燃料发电，既能够节约对燃煤的消耗，减轻大气污染，同时又使农民增加收入，具有良好的经济效益和社会效益，是具有资源节约综合利用和绿色环保功能的循环经济模式。第四章第四章 装机方案装机方案4.1主要流程主要流程该项目采用的系统流程如图5.1-1所示。本技术方案包括生物质气化及气体净化、气体内燃机发电系统、余热利用系统和蒸汽轮机发电系统四部分。4.2装机方案装机方案4.2.1气化炉的选择生物质气化发电的核心设备是气化炉，目前国内在市场上应用的气化炉的型式主要有两种，一种是固定床式，一种是循环流化床式，前者较适合小型气化发

57、电站（一般容量在200kW以内） ，且生产强度较低、气化效率低；而后者克服了前者的许多缺点，适用于大中型的生物质气化发电站使用，其生产强度高，是固定床气化炉的8-12倍，气体发热量达到5800kJ/m3，比固定床气化炉的气体热值提高20%，生物质废弃物处理量大，以1MW的气化电站为例，每天可处理生物质达30吨，而5000kW的气化发电厂则达到日处理量150吨的水平。因此，用生产强度大、气化效率高的循环流化床气化装置代替固定床气化炉，可以达到减少气化设备、提高发电效率的目的。图5.1-1系统流程图本生物质气化发电厂拟采用以国家863计划研究成果为基础，开发应用于江苏兴化中科生物质能发电有限公司的

58、气化炉，该气化炉适用于不同生物质原料，容量达到20MWt以上，气化效率达78%。4.2.2余热锅炉的选择联合循环余热锅炉的炉型有两种，分别介绍如下：1、自然循环余热锅炉自然循环余热锅炉多为卧式布置。锅炉烟气流程为：烟气从燃气内燃面排出，经进口烟道或转弯烟道进入三通烟道，当机组单循环时，烟气经上部调节门由旁通烟囱排空；当需要联合循环时，烟气从三通烟道经调节门和过渡烟道进入锅炉本体，依次水平横向冲刷两级高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器和低压蒸发器，最后经出口烟道及主烟囱排空。烟气流向和流量由与三通相联的调节门控制，过程可在主控室遥控，也可在调节门就地手动调节。锅炉汽水流程为：给水由高压省煤器入口

59、集箱进入省煤器管屏，加热后流入高压锅筒，通过锅筒下部的集中下降管进入高压蒸发器管屏。吸热后上升进入锅筒进行汽水分离。分离后饱和水再进入集中下降管，而饱和蒸汽从锅筒上部引至高压过热器，经过热管屏吸热后由出口集箱引出锅炉。在两级过热器之间布置喷水减温装置，从而可有效地保证出口过热蒸汽温度。双压余热锅炉的另一路给水直接进入低压锅筒，由下降管引入低压蒸发器管屏，蒸发吸热后上升进入低压锅筒进行汽水分离，分离后饱和水回下降管，低压蒸汽由低压锅筒上部引出、经减压后进入除氧器用于除氧。自然循环余热锅炉采用标准单元模块结构，由垂直布置的错列螺旋鳍片管和上下两集箱组成管屏，各级受热面管屏尺寸基本相似。该结构适应能

60、力强，便于布置受热面，检修方便，烟气压降小，能彻底疏排水。2、强制循环余热锅炉强制循环余热锅炉多为立式布置。锅炉的烟气流程：烟气经入口烟道、三通烟道和过渡烟道进入受热面管箱后自下而上，先后依次冲刷高低温过热器、高压蒸发器、高压省煤器和低压蒸发器。最后经主烟囱直接排空。锅炉的汽水流程也类似于自然循环，但高、低压下降管均设有两套强制循环泵（一用一备） 。高低压蒸发器内本循环动力由强制循环泵提供，确保水循环安全可靠。这类炉型的低压锅筒也可兼作除氧水箱，并安置于锅炉钢架上，可简化管路系统，减少占地面积。强制循环余热锅炉受热面按部件制成管箱形式出厂，管箱由穿过数块管板的水平错列布置的螺旋鳍片管及进出口集