稻壳发电可研报告Word文档下载推荐.docx
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1.3.3交通条件
以沈阳环城高速为纽带连接着沈大、沈丹、沈哈、沈京等高速公
路以及省级公路、乡镇公路，与沈山、沈哈、哈大国铁线路以及即将
开通的1380公里的东边道铁路线一起，共同构成厂四通八达的公路、
铁路交通运输网络。
为该项目提供了极好的交通运输条件。
1.4主要设计技术原则
根据国家能源政策，结合具体情况，为达到节约能源、改善环境，合理控制工程造价、提高经济效益的目的，确定以下技术设计原则：
1）可行性研究报告内容及深度符合《中华人民共和国国家发展和改革委员会令》[2004第19号]的要求。
2）在拟定厂区总平面布置方案时，除满足工艺流程需要外，尚需考虑与周边环境的总体协调。
3）工艺系统采用成熟、先进的技术设备。
4）控制系统采用DCS控制系统，控制设备国内采购。
5）厂址区域地震基本烈度为7度。
本工程按抗震设防烈度7度设计。
6）大件运输方案考虑以公路为主。
7）发电设备年利用小时数按6500小时。
8）为改善环境，减少污染，烟气排放按《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001的要求执行。
9）努力降低造价，提高经济效益。
10）严格遵循国家颁布有关的规程、规范。
1.5工作简要过程
2007年7月，我院接受辽宁中稻股份有限公司稻壳发电有限公司对“辽宁中稻股份有限公司稻壳发电工程可行性研究报告”进行编制的委托，开始进行本工程可行性研究报告的编制工作。
工程组设计人员踏勘了拟建的辽宁中稻股份有限公司稻壳发电有限公司现场，对项目所在地的生物质能资源、水资源和地形进行了详细认真的考查和统计，在收集和整理资料的基础上，根据《中华人民共和国国家发展和改革委员会令》[2004第19号]的要求，编制了本可行性研究报告。
2生物质能源的利用
2.1概述
随着社会、经济的不断发展和人口数量的不断增长，世界各国对于能源的消费和需求不断攀升，就世界煤、石油、天然气储量而言，煤只能用230年，石油只能用44年，天然气只能用62年。
“能源危机”引起了发达国家对能源安全供应的关注，可再生能源技术的研发受到广泛重视，并且取了突破性进展。
自上个世纪90年代始，发达国家提出减少CO2排放以应对全球气候变化问题，进一步成为发展可再生能源的巨大驱动力，使可再生能源大规模产业化得到了迅速发展。
我国是世界上最大的发展中国家，也是目前经济发展最为迅速的国家，能源发展战略始终在我国的经济发展中占有重要地位。
能源的相对短缺和能源结构的不合理以及在能源开发与利用过程中的低效率所造成的环境污染，正成为我国经济与社会可持续发展的重要制约因素。
我国政府一直关心、重视可再生能源的开发和利用，尤其是“八.五”计划以来，政府又把它作为一项重要的战略措施列人“中国21世纪议程”和国民经济发展的“九.五计划和远景目标纲要”。
1995年，我国政府批准了国家有关部门提出的“关于新能源和可再生能源发展报告”和“1996—2010年新能源和可再生能源发展纲要”。
2005年2月28日，第十届全国人大常委会第十四次会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》，并于2006年1月1日起施行。
该法第三章第十二条明确指出：
国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步，降低可再生能源产品的生产成本，提高产品质量。
我国SO2排放空间有限，由于SO2的污染，酸雨已危害30%的国土面积。
2003年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。
由于生物质中硫的含量仅是煤的1/10左右，故利用生物质能发电可以大大减少SO2的排放。
生物质能发电产生的CO2，在农作物生长过程中通过光合作用又被农作物吸收，循环使用。
因此，利用生物质能发电CO2排放量为零，可以大量地减少温室气体CO2对环境的影响。
拟在沈阳市建设的生物质能发电厂，清洁、高效地利用被废弃的稻壳进行发电，是实现稻壳工业化方式综合利用的有效途径。
此举既为当地经济发展提供了电力能源，又减轻了大气污染，更增加了农民收入，改善了城乡面貌，化害为利，一举多得。
2.2农作物稻壳的利用方式
对农作物稻壳的利用，目前主要有以下四种方式：
（1）稻壳焚烧锅炉+汽轮发电机组；
（2）稻壳气化装置+燃气轮机发电机组+余热利用装置；
（3）稻壳气化装置+燃气锅炉+汽轮发电机组；
（4）稻壳气化装置+内燃发电机组+余热利用装置；
四种方式技术经济比较见表2-1：
表2-1农作物秸秆利用方式比较表
项目
方式1
方式2
方式3
方式4
热效率
~29%
~31-34%
~20%
~22%
投资
12000元/kw
20000元/kw
9000元/kw
8000元/kw
运行可靠性
可靠
对原料要求
粒度<
6mm
含水量<
18%
适用范围
大、中型发电企业
中、小型发电企业
操作复杂程度
较复杂
复杂
简单
设备供应
全部国产
低热值燃气轮机需引进
由上表可以看出，方式2虽然热效率较高，但总投资比方式4大很多，且建设周期长，操作运行及维护工作复杂，投资回收期也较长，且需从国外引进设备。
方式1适用于大、中型发电企业，对中、小规模发电厂，由于锅炉、汽机容量小，参数低，造成热效率大大降低。
方式3热效率低、投资大，方式4投资最低，操作维护简单，投资回收期短，故选用方式4。
2.3稻壳成分分析
稻壳成分分析见表2-2
表2-2稻壳成分分析
项目
单位
数值
低位热值
KJ/kg
14000（3343kcal/kg）
工业分析
固定碳
%
15.92
挥发物
63.37
含灰量
16.67
含水量
4.04
元素分析
C
39.71
H
4.94
N
0.49
S
0.08
O
34.07
3拟建项目情况
3.1建设规模
国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施，推动可再生能源市场的建立和发展。
国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用，依法保护可再生能源开发利用者的合法权益。
《中华人民共和国可再生能源法》规定：
电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务。
”
因此可再生能源项目的建设规模主要取决于原、燃料的供应情况。
辽宁中稻股份有限公司的建设目标为国内最大的稻谷加工企业，年深加工稻谷的能力为60万吨，年产生稻壳12万吨，一期规模时年产生稻壳6万吨。
本项目的设计规模按每小时处理稻壳6吨考虑。
3.2工艺流程的确定
辽宁中稻股份有限公司在生产流程中需要大量蒸汽，因此，本项目的设计原则是在满足生产用蒸汽的前提下，采用先进、成熟的工艺流程，获取最大的经济效益。
3.2.1热负荷
辽宁中稻股份有限公司蒸汽消耗量见表3-1。
表3-1蒸汽消耗量（t/h）
采暖期
非采暖期
蒸汽参数
备注
压力（MPa）
温度（0C）
烘干
4
0.6
饱和
油厂
0.8
采暖
2
1136.26Kw,采暖介质：
热水950C/700C
生活热水
327kW
总计
10.6
4.6
●3.2.2工艺流程
稻壳由4个稻壳仓用气力分别输送到锅炉房和气化炉的的炉前料仓，气化炉炉前料仓中的秸秆经下部螺旋输送机送入气化炉，现全厂需配3台气化炉，单炉容量800kW。
产生的燃气通过旋风分离器去除烟尘，经过2级文式管和喷淋装置去除燃气中的焦油并进一步除尘，最后经电捕焦油器使燃气中的焦油含量<
50mg/m3.净化后的燃气送至燃气内燃机发电。
内燃机排出的高温尾气经余热锅炉回收大部分热能后由烟囱排出。
目前国内生产的低热值燃气内燃机最大功率为400kw,全厂需配7台燃气内燃机（其中一台备用）。
锅炉炉炉前料仓中的秸秆经下部螺旋输送机送入燃秸秆锅炉，产生工艺生产所需的蒸汽（1.3MPa,饱和温度）。
工艺流程见“工艺流程图”。
3.3机组选型
3.3.1机组选型的原则
（1）在保证主要工艺流程安全、稳定的前提下，充分利用工艺过程的余热，提高全厂热效率。
（2）因本项目属可再生能源利用，效益较好，所以，要求机组长期稳定运行，故应选用新的可靠产品，以保证其收益。
3.3.2稻壳气化炉的选型
稻壳气化是生物质热化学转换的一种技术，基本原理是在不完全燃烧条件下将生物质原料加热，使较高分子量的有机化合物链裂解，变成较低分子量的CO、H2、CH4等可燃气体。
常见的气化炉可分为固定床和流化床两类。
固定床气化炉是将切碎的生物质原料由炉子顶部加料口投入炉中，物料在炉内基本上是按层次进行气化反应，固定床气化炉的炉内反应速度较慢。
流化床气化炉的工作特点是将切碎的生物质原料投入炉中，气化剂由鼓风机从炉栅底部向上吹入炉内，物料的燃烧、气化反应呈“沸腾”状态，与固定床相比具有气化反应速度快，生产能力大，燃气收得率高，燃气中焦油含量少的优点，故本项目选用流化床气化炉。
气化炉主要技术参数如下：
产气能力：
2600Nm3/h
气化效率;
64%
燃气热值：
5000KJ/Nm3
运行温度：
750-8500C
焦油含量：
<
50mg/Nm3（处理后）
自耗功率：
100kw
3.3.3发电设备的选型
目前国内技术成熟的燃气内燃机的容量最大为400kW，所以本工程选用10台400KW燃气内燃机。
燃气内燃机主要技术参数如下：
发动机型号：
8300RQ
气缸数与排列：
8缸、直列、4冲程、火花塞点火
额定转速：
500r/min
额定功率：
440Kw
额定电压：
400V
额定频率：
50Hz
额定因数：
（cosΦ）0.8（滞后）
冷却方式：
强制水冷、换热器换热
启动方式：
压缩空气启动
进气压力：
0.2MPa
排气温度：
560OC
3.3.4余热锅炉的选型
由燃气内燃机排出的尾气温度为560OC左右，为回收这部分余热，设余热回收系统—尾气余热锅炉，设置蒸发器及省煤器。
省煤器进口水温：
<
600C，出口水温：
1600C，排烟温度180OC。
由省煤器出来的给水被送往蒸发器。
余热锅炉产汽量为2.2t/h；
蒸汽压力：
1.3MPa；
蒸汽温度：
饱和。
3.3.5稻壳直燃锅炉的选型
目前，国产稻壳直燃锅炉分为炉排锅炉和流化床锅炉两种，两者相比，流化床锅炉的热效率略高于炉排炉，但负荷的调节性能差，对操作的要求高，考虑到运行的稳定性，选用炉排炉。
锅炉的技术参数如下：
额定蒸发量：
6t/h
额定蒸气压力：
1.25MPa
额定蒸气温度：
193OC
给水温度：
60OC
设计效率：
77%
3.4稻壳气化发电主要热经济指标
主要热经济指标见表3-3
表3-3稻壳气化发电主要热经济指标
序号
冬季
夏季
1
装机容量
MW
2.4（运行1.6）
2.4
稻壳产气率
Nm3/kg
1.8
3
气化效率
64.0
稻壳低热值
kJ/kg
14000.0
5
燃气低热值
kJ/m3
5000.0
6
稻壳收购价
元/吨
100.0
7
内燃机效率
22.0
8
内燃机热耗
MJ/kw.h
16.36
9
燃气耗率
Nm3/kw.h
3.3
10
秸杆耗率
kg/kw.h
11
燃气耗量
Nm3/h
4343
6514
12
稻壳耗量
t/h
2.29
3.43
13
年运行小时
h
3500
14
内燃机年发电量
kw.h
5.60E+06
8.4E+06
15
余热锅炉蒸发量
1.4
2.2
17
厂用电率
7.0
18
年总发电量
1.40E+07
19
年供电量
1.30E+07
20
年秸杆耗量
吨/年
37022
21
全厂热效率
44.87
22
年节标煤量
吨
5200
4电力系统
4.1概述
辽宁中稻股份有限公司稻壳发电项目是一座利用生物质能发电自备电厂，电厂装机规模为7×
400kW内燃发电机组。
4.2与电网的联接
辽宁中稻股份有限公司稻壳发电项目规划装机容量为7×
400kW，考虑本工程装机容量和附近接入点的情况，电厂以一回10kV的电压等级接入公司降压站的10kV母线。
电厂解列点为10kV联络开关，设微机型低周低压解裂及10kV线路保护。
并列点设在发电机出口开关处。
4.3电力平衡
随辽宁中稻股份有限公司的发展，电厂所发电量全部在公司内用完，不上网。
5建设用地及其他建厂条件
5.1建厂外部条件
（1）原材料、燃料供应及设备运输：
因本项目全部燃用农作物稻壳，厂址位于沈阳市沈北新区农产品加工产业园中稻股份有限公司厂区内，燃料为本公司大米加工的副产品,采用气力输送，送至发电厂的稻壳仓。
厂区北靠平望路，南临规划大道，西靠蒲河支流，东与新区铁路专用线毗邻。
建厂所需材料和设备均可通过公路或铁路运输，运输条件十分便利。
（2）电厂水源
电厂的西边有一条河，但为季节性河流，经常干枯无水，不宜作为电厂地表水取水河流；
当地地下深井水资源亦相当匮乏，并受地方政府政策开采限制；
根据业主意见，可利用的水源拟采用市政自来水，公司拟委托有资质的水利勘察单位进行水资源报告论证，确认电厂水源取用水量，并办理用水许可证。
本工程从节水考虑，电厂工业用水采用闭式循环冷却系统。
生活水用水量根据电厂定员30人计为7m3/d（最大日）。
电厂设计的总补给水量为60m3/h，工业及生活用水总量为86.7m3/h，回收的工业水量为26.7m3/h。
根据现阶段初步考虑和当地实际用水情况，本工程拟采用自来水作为生活用水及工业补充水的水源。
（3）厂区土层分布尚稳定，工程地质条件较好，场地稳定性尚好，无液化土层分布，为不液化地。
厂区地震设防烈度为7度。
（4）厂区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
5.2建设用地
本项目是辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工项目的子项，本项目用地面积15882m2,已包括在全厂的用地范围之内。
6工程设想
6.1发电厂厂址及厂区总平面布置
6.1.1总平面布置原则
1）按《小型火力发电厂设计规范》（GB50049-94）、《工业锅炉房设计规范》、《火力发电厂设计技术规程》（DL5000-2000）、《火力发电厂总图运输设计技术规程》（DL/T5032-2005）、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）和国家有关规定、规程进行设计。
2）按生产流程合理布局，功能分区明确，生产运行管理方便，布置相对集中紧凑，节约用地。
3）满足安全卫生、防火和运输等方面的要求。
4）鉴于本工程位于辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站），相应的公用设施由辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，在满足工艺要求的前提下，尽可能使整体布局美观、整齐，并布置绿化带以美化环境，符合现代化企业人文环境的要求。
6.1.2总平面方案概述
辽宁中稻股份有限公司稻壳发电项目位于辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站），根据厂址的自然条件和总平面布置原则，本工程总平面布置方案如下：
发电间、气化炉间、锅炉房至左向右布置在辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站）内，在发电间相对北侧布置了水工区域，其中包括机力通风冷却塔、循泵房和加药间；
在气化炉间相对的北侧布置了煤气柜；
在锅炉房的相对南侧布置了四座稻壳仓，同时在锅炉房的东侧预留污水处理区域，在此区域的南侧布置了临时渣场。
6.1.3竖向布置
辽宁中稻股份有限公司稻壳发电项目室外设计标高及高程系统由辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，锅炉房、发电间及气化炉间等主要建筑物的室内地坪设计标高为65.20米。
室外地坪标高为64.90米。
6.1.4道路布置
辽宁中稻股份有限公司稻壳发电项目区域周围也由辽宁中稻股份有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，在发电间区域和气化炉间区域布置一6米道路。
6.1.5管线布置
厂区各种工艺管线，按不同介质的输送特点及要求，分别采用架空（蒸汽管道、除灰管道等）、直埋（循环水供排水管、生产生活上水管、雨水排水管、生活污水排水管等）、沟道（室外电缆等）三种不同敷设方式。
6.1.6厂区绿化规划
利用厂区可绿化的场地广植草皮，尽量减少裸露地面，沿道路种植行道树和绿篱。
绿化品种的选择和配植，要求结合电厂的生产工艺特点，并适宜于当地生长。
本工程总平面布置方案见附图，主要技术经济指标分别见表6-1
表6-1厂区主要技术经济指标：
名称
数量
厂区用地面积
m2
15882
厂区内建（构）筑物用地面积
3558
建筑系数
22.4
厂区内场地利用面积
9560
场地利用系数
60.20
绿化用地面积
4744
绿地率
29.87
6.2燃料供应系统
6.2.1概述
1、辽宁中稻股份有限公司稻壳发电项目燃料为稻壳，其主要成分和特性见表2-2。
2、稻壳消耗量
表6-2稻壳消耗量
3×
6t/h
直燃锅炉
0.8MW气化炉
小时耗量（t/h）
5.1
4.8
日耗量（t/d）
122.4
115.2
注：
日耗量按24小时计算；
6.2.2稻壳的收集与储存
稻壳来源于中稻公司的粮食加工厂，与发电厂相邻，通过气力输送的方式送到发电厂内的稻壳库中储存。
稻壳库共有4座，每座有效容积约为2000m3，可满足本期项目约80h的燃料消耗量。
（稻壳的堆比重约为0.1t/m3）
6.2.3厂内燃料输送系统
1、本期项目燃料部分的设计范围：
稻壳库的出料口到锅炉炉前及气化炉炉前料仓之间的物料输送设备及管道的布置、安装。
2、厂区燃料输送系统采用气力输送方式，气源设备采用罗茨风机，其工艺流程如下：
稻壳库→管螺旋输送机→发送器→输送管道→炉前料仓。
4座稻壳库中的2座供3×
6t/h直燃锅炉用，另外2座供3×
0.8MW气化炉用，每座稻壳库下设置一套气力输送装置，每套为3台炉供料，系统出力为锅炉消耗量的120%。
6.3工艺流程
见3.2.2节。
6.4热力系统
为保证全公司生产及采暖用汽，厂内建一座3×
6t/h燃稻壳锅炉房，锅炉给水来自锅炉房水处理间，产生的1.3MPa饱和蒸汽并入厂区蒸汽管网。
锅炉房内设有换热站，内设2MW板式汽-水换热机组，在采暖期供全公司采暖用热水，供水温度950C；
回水温度700C。
循环水量：
40t/h。
产生的凝结水返回软水箱。
全厂设1套余热锅炉,产气量2.2t/h。
余热锅炉的给水由锅炉房提供，所产1.3MPa饱和蒸汽并入厂区蒸汽管网。
6.5主要车间布置
●6.5.1气化炉车间布置
气化炉设备为露天布置，清洗及电捕焦设施为室内布置，为减少厂房内的噪音，罗茨鼓风机布置于单独的房间内，气化炉的仪表控制室位于气化炉车间的东侧，并设有隔音门窗（见附图）。
●6.5.2内燃发电机室
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