湘南生物质发电厂工程可行性研究报告12MW.docx
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湘南生物质发电厂工程可行性研究报告12MW
湘南生物质发电厂工程
（2×6MW）
可行性研究报告
批准：
审定：
审核：
校核：
参加工作人员
专业
审核
编写
热机
运煤
除灰
化学
电气
热控
土建
总图
水工
环保
系统
地质、水文
技经
图纸目录
1.厂区位置图（周建明）XNDS-1104k-01
2.总平面布置图（方案一）（周建明）XNDS-1104k-02
3.总平面布置图（方案二）（周建明）XNDS-1104k-03
4.电力系统地理线路图（陈永东）XNDS-1104k-04
5.电气主结线图（方案一）（陈永东）XNDS-1104k-05
6.电气主结线图（方案二）（陈永东）XNDS-1104k-06
7.汽机房0米层平面布置图（樊彬）XNDS-1104k-07
8.主厂房平面布置图（樊彬）XNDS-1104k-08
9.汽机及锅炉房横断面布置图（樊彬）XNDS-1104k-09
10.锅炉房及炉后断面布置图（樊彬）XNDS-1104k-10
11.燃料输送系统平断面布置图（阮伟）XNDS-1104k-11
1概述（周建明完成）
1.1项目概况及编制依据
1.1.1项目概况
本项目建设地点位于江苏省**县经济开发区西区，项目名称：
国能**生物质发电厂（供热）工程，规划装机容量50MW，一期工程建设1×25MW抽汽凝汽机组配1×130t/h生物质燃料锅炉，在总体规划中预留扩建空间。
本项目是利用生物质燃料发电的项目，符合国家节约能源、支持利用可再生能源发电的产业政策和发展热电联产集中供热的产业政策。
本项目法人单位为国能生物发电有限公司，该公司为专门投资生物质能源发电项目的公司，已投资建设了国内第一个秸秆发电项目－山东单县生物质电厂。
1.1.2编制依据
本报告依据以下规范及文件编制：
1）国能生物发电有限公司委托北京**电力热能设计研究所开展《国能**生物质发电厂（供热）工程可行性研究报告》的设计委托书；
2）**县总体规划；
3）**经济开发区总体规划；
4）江苏省及**县各级政府部门提供的其他有关资料。
1.2研究的范围
本报告研究范围如下：
电厂围墙以内需要建设的生产、生产附属、辅助生产工程；
电厂的供排水工程；
除灰系统和灰场；
属于本项目的以下内容，请建设单位另行委托有资质的单位完成，但相关的投资计入本工程投资估算。
电厂接入电力系统的可行性研究报告；
电厂厂址的工程地质和水文地质报告；
环境影响评价报告书。
1.3城市及城区概况
1.3.1城市概况
**县地处苏北平原中部（北纬33°24′—34°07′，东经119°59′—120°35′），处于暖温带与北亚热带过渡地带，是典型的海洋性气候，四季分明，光照充足，霜期不长，气候温和而湿润。
该县东濒黄海，海岸线长103km，相传因精卫填海而成陆，因后羿射日而得名。
县域国土总面积2975平方公里，为江苏省土地面积最大的县份。
全县总人口105万,辖20个镇（区）269个村（居）委员会，1个省级经济开发区、1个省级外向型农业开发区，4个省属农、盐场。
全县耕地面积12万公顷，滩涂面积7万公顷，每年还以600公顷的成陆速度向大海延伸，是国际重要湿地，世界珍禽丹顶鹤有60%在境内的国家级自然保护区越冬。
**县物产丰饶，是全国重要的商品粮棉和特色农副产品生产基地，形成棉花、优质大米、中药材、蒜薹、水产品等十大特色产业，先后获得全国农村综合经济实力百强县、棉花生产百强县、粮食生产百强县、水产百强县等称号，尤其是棉花产量已连续九年成为全国棉花生产状元县。
近几年，**县国民经济持续快速协调健康发展，综合实力明显增强，人民生活明显改善。
2005年全县实现地方生产总值135亿元，完成财政收入8.2亿元。
“十五”期间，**县工业经济提速增效，农村经济稳步增长，海洋经济优势日益显现，服务业快速发展，三次产业结构由“九五”末的34.9:
37.6:
27.5调整为25.3:
44.4:
30.3，全社会固定资产投入达到143亿元，是“九五”的3倍。
城乡居民人均储蓄余额5904元，城镇居民人均可支配收入7550元，农民人均年纯收入达到5050元。
**县交通便捷，已形成海、陆、空立体式交通网络；
港口及水路运输：
**港为国家二类开放口岸，北距连云港80海里，南距上海港280海里，东距韩国木浦港300海里、日本长崎港460海里。
港口年吞吐能力2000万吨以上，建有集装箱专用码头和货场20万平方米。
经济开发区距**港口20km。
**县境内河流纵横，共有大小沟河2800余条，骨干河道多为东西向，有一河两港（**河、黄沙港、新洋港）横穿县境，水路运输网络发达。
公路：
**距上海380km，通过盐靖、宁通、沿江高速公路3.5小时可到达；距南京340km，通过宁靖盐高速公路3.5小时可到达。
正在建设的国家重点工程“同三”高速公路经过**全境，距**开发区西区6km，届时**至上海2.5小时可到达。
铁路：
**县城距新长铁路盐城站55km，目前正在规划建设新长铁路**港支线。
航空：
盐城机场已与北京、广州、韩国汉城等城市通航，**县城距盐城机场45km。
1.3.2城区概况
**县城位于合德镇，城区面积5.8km2，是**县政治、经济、文化的中心，在县城的东西两侧分别规划建设了江苏省**经济开发区。
**经济开发区是1993年12月经江苏省人民政府批准成立的省级经济开发区，现已形成了“一区两地、一区多园”的发展格局，开发区总占地面积23.8平方公里。
目前东区规划面积11.8平方公里，主要引进纺织、机械、电子和无污染或轻污染的精细化工项目，现东区土地已基本开发完成；西区规划面积12平方公里，于2002年8月开始建设，凭借其更好的基础条件和区位优势，主要引进纺织项目、重大项目和高科技项目。
本工程—国能**生物质发电厂（供热）工程即建设在西区，该工程处在秸秆资源的中心，既是国家鼓励的可再生能源项目，又可作为开发区配套的供电和供热基础设施。
开发区现已通过ISO9000质量体系和ISO14001环境管理体系论证。
目前，开发区西区已有多家企业开工建设，并有多家企业签订了入区意向，其中以纺织类企业居多。
为保证入区工业企业的生产用汽，开发区规划近期年平均热负荷约为22.5t/h蒸汽，远期可达47.5t/h,本工程除作为可再生能源发电项目外，还将作为集中供热热源，兼顾向开发区供汽。
1.4项目建设的必要性
1.可有效节约能源，缓解煤炭供应紧张
根据江苏省能源战略发展思路，到2010年，全省原煤供应能力应达到1.8亿吨，才能满足经济发展和人民生活的需要，其中本省年生产能力仅能维持在2500万吨左右，需要从省外调入原煤约1.6亿吨，煤炭供应压力极大。
本工程燃用棉花秸秆等生物质资源，一期年燃棉秆12.31万吨，折合标准煤7.33万吨，能源替代作用和节约作用明显，将对解决**地区煤炭供应紧张局面和运力不足问题起到积极作用。
2.可变废为宝，综合利用，实现江苏能源战略
根据江苏省能源发展思路，由于江苏省是一个农业大省，2004年粮食年产量约为2472万吨，年产农作物秸秆约1000万吨，折合400万吨标准煤，全省粮食年产量超过50万吨的县有多个，因此政府积极鼓励建设以秸秆为燃料的发电厂，以充分利用目前基本处于废弃状态的生物质资源。
**县已连续九年成为全国棉花生产状元县，其棉花秸秆等资源十分丰富。
随着当地经济的发展和农民收入的提高，目前该县农村家用燃料已基本从烧柴转变为燃用天然气，而绝大部分棉花秸秆无其他利用途径，因此都在田间烧掉或扔进河道任其腐烂，不但浪费了资源，也污染了环境。
本工程的实施，一期可燃用棉秆12.31万吨/年，充分实现了资源的变废为宝和综合利用。
3.可有效改善环境质量
目前**地区棉秆大量就地烧掉，或就近扔进河道腐烂，严重污染了环境，并对水路运输、航空和招商引资都产生了不利影响。
本项目实施后，可有效控制棉秆的就地焚烧和扔进河道，对环境质量的改善具有重要意义。
同时，棉秆燃烧后产生的草木灰可以返还给农民，从某种意义上说，等于变分散污染为集中高效利用，环保意义重大。
4.有利于缓解局部电力供应紧张
根据**地区的电力平衡预测，本期工程建成后，2007—2009年全县电力缺口仍将分别达到48.8MW、85.1MW和149.9MW，因此，仅靠本地区电厂是不能满足负荷发展需要的，还需从网上购电。
**生物质发电厂（供热）工程投运后,年新增供电能力1.23亿千瓦时，其发电负荷可在**地区完全消耗，局部缓解当地的电力紧张局面。
5.可有效改善农村经济结构，增加农民收入
目前，**县棉花秸秆未能有效利用，既污染了环境，又造成了很大浪费。
国能**生物质发电厂（供热）工程的建设，使得生物质资源变废为宝。
按有关测算，本项目年收购生物质资源费用约2400万元/年，极大增加了当地农民的收入，可为农村经济带来新的活力，一定程度上改善农村的经济结构。
6.是城市集中供热的具体需求
根据**经济开发区的规划思路，为保证开发区西区的生产用热，节约能源改善环境，计划在开发区建设集中供热热源。
本项目的实施，将在利用生物质资源、大力节约能源保护环境的同时，每年兼顾向开发区西区企业供热约52.14万吉焦，可有效保障区内工业企业的正常生产，为政府部门治理和保护环境提供支持。
1.5本期建设规模及规划的最终规模
本期工程安装1台130t/h燃烧棉秆的高温高压锅炉，1台25MW抽汽凝汽式汽轮机组，规划最终装机规模为50MW，扩建工程的实施将视本期工程投产后的发展情况确定。
1.6主要技术原则
本工程为新建工程，厂址位置、厂区布置等均应符合**经济开发区总体规划。
燃料采用厂址附近30km范围内产生的棉秆，主要采用公路及水路运输。
棉秆由收购站破碎，利用社会运输力量运送到厂，组织方式采用经济人或合约制。
考虑经济效益和节约能源，选择高参数热电联产机组。
电厂水源采用小洋河水，生活用水由**县自来水公司供给。
电力出线按照供电规划要求，电厂新建1回110kV线路接入振阳变220kV变电站110kV母线。
本期110kV电气主接线采用单母线接线方式，厂用电系统采用10kV和380/220V两级电压。
工程采用主控制方式，在主厂房A列外布置主控制楼。
灰渣综合利用，采用干式灰渣混除方式。
灰渣含钾、磷成分较高，可做肥料。
供水系统采用带自然通风冷却塔的二次循环供水系统。
化学水处理系统采用双室一级除盐加混床串联系统，出力50t/h。
热工控制采用机、炉集中控制方式。
1.7工作的主要经过
我单位受国能生物发电有限公司的委托进行国能**生物质发电厂（供热）工程项目的可行性研究报告编制工作。
2006年2月下旬，专家组成员分两批到项目建设地现场进行了本项目的调研收资。
在**县及**经济开发区有关领导和工作人员的支持下，收资工作进展顺利。
之后，我单位集中力量进行工作，按时完成了报告编制，对建厂必要性及外部条件和厂内技术方案进行了充分论证，本可研报告达到了预期的工作目标。
2电力系统（陈永东完成）
2.1**县电力系统概况
目前**县供电主电源来自3家发电企业，总装机容量为580MW，分别为**港火电厂（125+3×135）装机容量为530MW、统一能源（**）环保热电有限公司（2×15）装机容量为30MW、双灯热电厂装机容量为20MW（自备热电厂，尚未投产）。
**港火电厂为盐城市的主力电厂之一，目前分别以220kV和110kV两个电压等级上网，其中110kV主要满足**本地区用电负荷需求。
**县现有220kV变电站一座，即振阳变，主变1台，总容量120MVA，振阳变主供电源来自**港火电厂，振阳变位于**县城南面，于2004年4月投入运行；110kV变电站6座，主变9台，总容量292MVA；，35kV变电站17座，主变29台，总容量146.95MVA。
220kV线路4回，从**港火电厂出线穿过县域与盐城市主电网联结在一起；110kV网架已经初步形成，110kV变电站分布在县域北部、中部及南部，电能主要通过110kV和35kV分配；西部片电压等级为35kV。
县城城区目前110/35KV并存。
110kV线路11回，计205.77公里，35kV线路36回，计341.844公里。
**统一能源（**）环保热电有限公司厂址位于**县东开发区内，接入海通110kV变电站。
2.2电力负荷预测及电力平衡
2.2.1电力负荷预测
**县2000年用电电量为4.6344×108kW.h，2004年为7.2534×108kW.h，四年年平均增长11.85%。
随着**县大力调整产业结构，大力实施工业化、外向化、民营化、城镇化四大战略，**县电量和负荷将保持快速发展趋势，预计2007年全社会用电量为11.25×108kW.h，到2010年用电量可达16.17×108kW.h，增长率为15.11%。
**县2000年用电实际最大负荷92.17MW，2004年为144.00MW，四年年负荷平均增长11.80%。
预计到2007年为215.8MW。
经分析历年统计电量，计算出年平均增长率，然后预测出各目标年用电量的增长率，从而确定目标年用电量水平。
再根据每年的年用电小时数，确定负荷水平。
**地区分行业用电量和全市负荷预测详见表2-1和表2-2。
表2-1**县分行业用电量（×108kWh）
用户类型
2004年
2005年
2006年
2007年
2008年
2010年
工业
4.71
5.27
6.23
7.48
8.76
11.0
交通邮电
0.03
0.03
0.04
0.04
0.05
0.05
商业金融
0.09
0.11
0.15
0.20
0.28
0.43
其它部门
0.60
0.62
0.76
0.87
0.98
1.13
居民生活
1.81
1.97
2.26
2.65
3.00
3.56
随着经济的稳步发展及用电量增长，工业用电结构比重逐年增加；交通邮电产业用电平稳，生活用电结构比重不断上升，目前，随着居民生活条件的提高，居民用电呈快速增长之势，随着农网改造工程和城网改造的实施，居民生活用电水平将会有较大的提高。
表2-2**地区全县负荷预测表
项目
2004年
2006年
2007年
2010年
最大负荷（MW）
144
179.7
215.8
361.9
2.2.2**电网的电力电量平衡
表2-3电力平衡（用户自备电厂不参与平衡）（MW）
项目（110kV电压等级）
2006年
2007年
2008年
2010年
**网内最大负荷
179.7
215.8
252.1
316.9
**港火电厂可供出力
125
125
125
125
**统一能源可供出力
20
20
20
20
国能**生物质发电项目可供出力
-
22
22
22
电力盈亏（高峰）
-34.7
-48.8
-85.1
-149.9
从表中看出，**生物质发电厂投运后，其发电负荷可在**地区完全消耗，靠本地区电厂还不能满足负荷发展的需要。
2.3建设的必要性及建设规模
**地区是我国重要的粮棉主产区，丰富的农作物秸秆和棉花秸秆为生物质发电提供了燃料，新建燃烧秸秆供热机组，实施集中供热，有利于充分利用生物质能源，改善城市环境状况，符合国家能源产业政策，因此，机组的建设是十分必要的。
目前全县唯一的220kV振阳变已于2004年4月投运，现只有1台主变，若振阳变主变故障，将对**电网产生巨大的影响。
所以，建设国能**生物质发电项目，增加了一个电源点，可改善供电的可靠性。
国能**生物质发电项目规划装机规模为50MW，分二期建设,一期为1×25MW。
2.4接入系统方案
按照地区城网规划及电力部门的接入系统设计方案，考虑本期建设机组容量只有1×25MW，因此，电厂采用110kV并网比较合理，可以利用110kV电网就近供电。
本期机组接入系统初步考虑:
新建1回110kV线路接入振阳变220kV变电站110kV母线。
新建110kV线路1×8km，导线型号LGJ-185。
振阳变现已预留110kV线路间隔4个，可供电厂接入系统之用。
由于线路走廊沿城市道路，市区可以按同杆双回钢电杆建设。
2.5接入系统的配套项目
2.5.1系统一次部分
根据接入系统方案情况，该电厂的建设有以下配套项目。
新建到振阳220kV变电站的110kV线路1回，长约1×8km，导线型号LGJ-185，和新建振阳220kV变电站的110kV间隔1个。
2.5.2通信、保护和远动设施
通信调度设备、线路保护装置、远动和保护所需的信息传输等，已估算费用列入概算。
调度关系，通道组织则按电力部门的要求实施。
3燃料供应（李曙光完成）
3.1概述
**县地处苏北平原中部，处于暖温带与北亚热带的过渡地带，是典型的海洋气候，四季分明、光照充足、无霜期短，气候温和而湿润，有利于农作物的生长。
**县面积为2975km2，是江苏省土地面积最大的县，南北直线距离80余公里，东西直线距离60余公里。
本项目拟定厂址在县城经济开发区西区，是全县地理上的中心地带，半径30公里范围涵盖**县的绝大部分地区，半径50公里范围可延伸到周边的滨海县、阜宁县、建湖县、大丰县、盐城市的局部地区，周边县市的地理条件、气候条件和种植情况基本上与**县相同。
根据实地调研和相关统计资料，**县现有耕地面积180万亩，全年农作物总播种面积322万亩，农作物一年两熟，夏粮作物主要为小麦、大麦、油菜籽、蚕豌豆，种植面积119万亩，占耕地面积的66.1%；秋粮作物主要有稻谷、棉花、豆类、花生、芝麻、甘蔗，其中棉花种植面积90万亩，其它作物种植面积83万亩，占耕地面积的96.1%。
3.2生物质燃料的种类、可利用性和产量
3.2.1生物质燃料的种类和可利用性
**县生物质燃料种类很多，考虑到生物质发电厂生产的安全可靠性以及锅炉的燃料适应特性，本工程主要以棉花秸秆做为燃料，并对其它特性相近的树枝条、油菜等作物的秸秆做统计说明。
目前，**县已连续9年成为全国的棉花状元县，棉花的单产和总产量在全国一直处于第一位。
**县有种植棉花的传统，土壤条件和气候非常适合棉花生长。
经调查，目前只有少数农户将棉花秸秆作为燃料进行利用，利用率不足25%，其余棉花秸秆均在田间焚烧或堆积在河边田边等自然腐烂，严重影响了环境、农村水利设施和航运安全。
同时，根据当地习惯，由于棉花秸秆腐烂时间长，棉秆还田后，会影响正在生长的农作物的产量，因此，无法利用棉花秸秆还田实现综合利用。
3.2.2棉花秸秆资源总量
1.棉花秸秆产量的实地调查
2006年2月份，我单位在**县大兴镇对当地农户进行了棉花秸秆亩产的实地调查，调查地块为1亩，实际种植3700株，每株秸秆平均重量0.142kg。
经详细的分析计算，亩产棉花秸秆525kg，以此计算全县棉花秸秆产量47.25万吨。
实地调查后与**县农林局技术人员进行了座谈，了解到2005年**县遭受到30年一遇的洪涝灾害，在7-8月份3次遭到台风和天文大潮的共同影响，棉花在没有减少种植面积的情况下，皮棉产量为5万多吨，较正常年份减产50%，棉花秸秆产量减少32.5%。
2.厂址半径30km范围内及**县全县棉花秸秆产量及可收集量
根据**县行政区划，除**县北部淮海农场和南部新洋农场不在厂址半径30km范围内，其它乡镇全部在厂址30km范围内，新洋农场不种植棉花，淮海农场仅种植棉花8000亩，因此厂址半径30km范围内的棉花种植可近似认为等同于**县的棉花种植量。
**县统计口径内的棉花种植面积90万亩，正常年份一般年产皮棉10万吨（最高产量年份年产皮棉11万吨），平均亩产111公斤。
按皮棉产量占籽棉产量的重量比率，以及籽棉产量与棉花秸秆产量的重量比率，计算分析得到正常年份棉花秸秆产量约为70万吨左右。
以最不利年份年产棉花秸秆47.25万吨，计算可用于电厂燃料供应量：
（1）农户自用（根据实地调研，按总量的25％计算）
47.25万吨×25%=11.81万吨
（2）自然损失（根据实地调研，按总量的5％计算）
47.25万吨×5%=2.36万吨
因此，经计算，得到全年可用于电厂燃料的棉花秸秆量33.08万吨。
3.厂址半径50km范围内棉花秸秆可收集量
根据**县农林局提供资料，厂址半径50km范围内的棉花种植面积230万亩。
计算得到厂址半径50km范围内可用于电厂燃料的棉花秸秆量为84.54万吨。
4.棉花的不同品种对产量的影响
**县棉花种植主要有两类品种：
一种是抗虫杂交棉，每亩种植2500株，棉花秸秆粗壮高大，现在全县种植45万亩；一种是传统常规棉，每亩种植3500-4000株，棉花秸秆矮小，现在全县种植45万亩。
根据**县农林局技术人员介绍，这两类品种的棉花产量和棉花秸秆产量差距不明显，实际测算中，可通过统一的比率对籽棉产量和秸秆产量进行测算分析。
3.2.3生物质发电厂拟定装机方案的棉花秸秆资源保证
本期生物质发电厂工程建成后，锅炉蒸发量130t/h，汽轮发电机功率25MW，并富余一定量的外供汽能力，单炉棉花秸秆用量21.88t/h，年燃用棉花秸秆量12.034万吨；2台10t/h启动备用锅炉年燃棉花秸秆2759t/h，合计年燃棉花秸秆12.31万吨。
按可获得的棉花秸秆量33.08万吨计算，燃料保证率为2.69倍，因此可以保证电厂需要。
所以，从棉花秸秆总量上分析，本期工程建设1×130t/h锅炉和1×25MW汽轮发电机组，并富余一定量的外供蒸汽能力，从燃料保障的角度分析是可行的。
3.2.4其它可被本工程锅炉燃烧的生物质资源量
经调研并收集相关资料，了解了当地其它可被本工程锅炉燃用的生物质燃料情况，具体为夏粮中的油菜杆，秋粮中的玉米秆、芝麻秆等，以及林地剪枝加工的剩余物等。
具体见表3-1。
表3-1**县棉秆之外可供本工程利用的生物质资源
序号
名称
种植面积（万亩）
亩产（公斤）
总产（万吨）
秸秆产量（万吨）
备注
1
油菜籽
21
19.5
4
4.4
夏粮
2
玉米
8.5
400
3.75
3.75
秋粮
3
芝麻
0.89
180
0.16
0.16
秋粮
4
树木枝条
775.5
5
实际产量为5—10万吨
8
合计
13.31
综上，**县每年除可用于生物质发电的33.05万吨棉花秸秆外，还有13.31万吨其它秸秆，并且是可被本工程利用的生物质资源。
考虑其70％的可收集性，则可被本工程收集的其它秸秆资源量为9.32万吨。
这些生物质资源，可用于灾害年份棉花秸秆资源的补充。
因此，从生物质资源量上分析，这些资源为未来本工程的安全运行和燃料供应进一步提供了保障。
3.3棉花秸秆的燃料特性
3.3.1棉花秸秆燃料特性
参照其它生物质发电工程燃料分析报告，棉花秸秆的工业分析数据见表3-2。
表3-2棉花秸秆的工业分析数据
符号
名称
数值
全水份
Mar
1.14%
灰份
Aar
2.94%
挥发份
Va
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