生物质气化发电联产燃气示范工程可行性报告.docx
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生物质气化发电联产燃气示范工程可行性报告
生物质气化发电联产燃气示范工程
可行性报告
第一章总论7
1.1项目名称与承办单位7
1.2编制依据及编制单位7
1.3编制范围8
1.4承办单位及**市概况8
1.5项目实施的意义8
1.6技术来源11
1.8主要技术设计原则14
1.9项目建设进度14
1.10投资估算及资金筹措15
1.11主要技术经济指标15
第二章电力系统17
2.1电网现状17
2.2电力负荷预测及电力平衡17
2.3项目建设的必要性20
2.4电厂接入系统方案初步拟定22
2.5电力系统继电保护及安全自动装置22
第三章秸秆资源25
3.1秸秆资源状况25
3.2秸秆收、储、运输管理32
第四章装机方案36
4.1主要流程36
4.2装机方案36
4.3主机技术规范41
4.4主要经济技术指标43
第五章厂址条件45
5.1厂址概况45
5.2气象条件47
5.3水文条件48
5.4工程地质49
5.5电厂水源52
5.6灰渣处理53
第六章工程设想54
6.1全厂总体规划54
6.2厂区总平面布置方案55
6.3原料的贮存及运输57
6.4气化发电系统装置构成58
6.5气化合成系统装置构成60
6.6主厂房布置61
6.7除灰渣系统62
6.8供排水系统63
6.9化学水处理系统65
6.10电气主接线68
6.11热力控制69
6.12主厂房及主要建（构）筑物结构70
6.13采暖通风与空气调节71
第七章环境保护73
7.1厂址地区环境现状73
7.2三废排放及其治理73
7.3环境影响分析结论75
第八章劳动安全及工业卫生77
8.1电厂在生产过程中主要的安全和卫生问题77
8.2设计原则及拟采取的措施77
8.3劳动安全部分结论78
第九章节约和合理利用能源79
9.1概述79
9.2节约和合理利用能源措施79
第十章生产组织和定员81
10.1劳动组织及管理81
10.2人员配置81
第十一章工程实施条件和轮廓进度83
11.1工程项目实施的条件83
11.2工程建设的轮廓进度84
第十二章投资估算85
12.1投资估算85
12.2资金使用计划89
第十三章资金来源和融资方案91
13.1资金筹措方案91
13.2资本金的落实91
13.3融资方案分析91
第十四章财务评价95
14.1分析与评价的依据95
14.2销售收入及税金96
14.3成本估算96
14.4利润总额及分配97
14.5财务盈利能力分析98
14.6清偿能力分析99
14.7不确定性分析100
14.8财务评价结论101
第十五章结论及存在的问题102
15.1结论102
15.2问题及建议104
第一章总论
1.1项目名称与承办单位
1.1.1项目名称
项目名称：
某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：
*****
1.1.3项目建设地址
项目建设地址：
1.2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
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**市概况
1、建议单位概况
项目投资方和建议方：
XXXX公司：
2、某县概况
1.5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─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**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8.5×108t，SO2的排放量达到1200×104t（煤的含硫量按0.8%计），粉尘排放490×104t。
根据国家环保总局计算，我国每年燃煤7×108t，SO2对大气污染已经到了上限，而我国目前煤炭消耗量已达16×108t，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25～50%。
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4500×104KW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，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950－1000万吨，假设DME替代50%的进口LPG，则需要燃料级DME约400－500万吨。
因此，二甲醚作为民用燃料的替代品发展前景十分光明。
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8.15×104t，发电0.54×108kwh，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，是利国利民的一件大好事，因此项目建设意义重大。
1.6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200kW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，各国已形成各具特色的反应工艺。
如：
美国AirProductsandChemicalsInc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=1，3.0～7.0MPa、250～280℃，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**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200～250kg/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。
综合考虑某的秸秆资源量、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15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
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
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
主要技术经济指标表
序号
项目
单位
数据
备注
1
建设规模
MW
8.5
气化发电
2
年耗秸秆量
104t
8.15
3
年发电量
108kwh
0.5376
4
年供电量
108kwh
0.4838
2
联产DME量
103t
5
联产副产品
7
围墙内占地面积
m2
25000
8
相当年节约煤
104t
5.44
9
定员
人
90
10
总投资
万元
9037.8
建设投资
万元
8475.0
11
建设期利息
万元
411.1
12
铺底流动资金
万元
151.1
13
达产年平均成本
万元
4570.1
14
达产年平均销售收入
万元
6739.8
15
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
第二章电力系统
2.1电网现状
2.1.1**市电网现状
**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**市电网有装机容量76MW的热电厂一座，220KV变电站一座（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6.5×108kwh，最大负荷130MW。
2004年项城供电区全社会用电量4.8×108kwh，最大负荷107MW。
2005年项城供电区全社会用电量5.55×108kwh，最大负荷122MW。
变电站一览表见2.1-1；35—110KV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电力负荷预测及电力平衡
由于**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**市进行电力平衡。
2.2.1电力电量预测
**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%。
2001——2005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**市最大负荷变化的历史，结合**市“十一五”期间的发展规划，以及**市近几年用电负荷的发展趋势，确定**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4.6%。
预测**市2006年～2010年负荷分别为16MW，142MW，156MW，163MW，172MW。
**市用电量2005年为5.55×108KWh，2006年5.1×108KWh，2007年7.13×108KWh，2008年7.7×108KWh，2009年7.99×108KWh，2010年9.91×108KWh。
“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
**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，2.5MW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**市电力电量预测和**市生物质发电厂的装机情况，进行**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：
1.8—2.1。
由上表可知，“十一五”、“十二五”期间**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**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，**市供电区负荷为172MW，需110KV公用变电站网供负荷为137MW，所需110KV变电容量246.4~287.7MVA，与现状相比，需新增110KV变电容量103.4~144.7MVA。
“十二五”期末，**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387~451.5MVA，与现状相比，需新增变电容量244~308.5MVA。
2.2.3敏感性分析
**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。
**市供电区电力平衡敏感性分析表
表2-2-2单位：
MWMVA
年份
内容
2005年
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
2015
味精用电负荷
42
47.6
47.6
51.1
51.1
51.1
51.1
其它负荷
62
68
74
83
91
99
142
供电区总负荷
104
115.6
121.6
134.1
142.1
150.1
193.1
热电厂出力
40
38
35
35
35
35
0
需110KV网供负荷
64
77.6
86.6
99.1
107.1
115.1
193.1
需110KV变电容量
115.2~
134.4
139.68~
112.96
155.88~
181.86
178.38~
208.11
192.28~
224.91
207.18~
241.71
347.58~
405.51
由上表可知，在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207.18~241.71MVA，与2004年现状相比，需新增110KV变电容量64.189~98.17MVA。
“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347.58~405.51MVA，与现状相比，需新增变电容量204.58~262.51MVA。
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**市供电区仍需要进行电源点的建设。
本电厂的建设，对满足**市电力负荷的需求是必要的。
2.3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，**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**市电力负荷增长的需要
随着**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，有必要建设**市生物质发电厂，以满足**市电力负荷增长的需要。
**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**市的**市生物质热电厂所发电力可以就近在**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
根据《**市“十一五”电网规划》，对发
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