锅炉掺烧生物质燃料改造工程可行性研究报告.docx

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锅炉掺烧生物质燃料改造工程可行性研究报告

锅炉掺烧生物质燃料改造工程

可行性研究报告

1概述1

1.1项目概况及编制依据1

1.2研究范围2

1.3**区概况3

1.4技术改造的目的和必要性6

1.5主要设计原则7

1.6节能效果及主要技术经济指标8

2供热热负荷9

2.1供热现状9

2.2规划热负荷9

2.3设计热负荷10

2.4采暖热负荷延续曲线12

2.5生产用蒸汽热负荷12

3电力系统14

3.1电力系统现状14

3.2电力负荷预测15

3.3电力平衡15

3.4**公司接入系统15

4生物质燃料资源19

4.1燃料来源19

4.2电厂燃料消耗量19

4.3生物质燃料的来源20

4.4生物质燃料的收集与储存20

5机组选型及供热方案22

5.1装机方案概况22

5.2主机参数22

5.3主要经济技术指标24

6厂址条件26

6.1厂址概述26

6.2交通运输27

6.3电厂水源27

6.4电力出线27

6.5热网出线27

7工程设想28

7.1厂区总平面规划布置28

7.2燃料运输29

7.3燃烧系统改造32

7.4原热力系统40

7.5厂房布置42

7.6除灰渣系统43

7.7给排水系统45

7.8储灰场48

7.9化学水处理系统48

7.10电气部分51

8环境保护56

8.1环境现状56

8.2环境影响评述57

8.3污染防治措施62

8.4技术改造的环境效益65

8.5结论65

9劳动安全与工业卫生66

9.1可能产生的职业危害及造成危害的因素66

9.2编制依据66

9.3防火防爆66

9.4防尘、防毒、防化学伤害67

9.5防电伤、防机械伤害和其他伤害68

9.6防暑、防寒、防潮68

9.7防噪声、防振动69

9.8其他安全和工业卫生措施70

10节能和合理利用能源72

10.1编制依据72

10.2编制原则：

72

10.3节煤量计算73

10.4节约措施73

10.5节水措施74

10.6节约原材料措施75

10.7节电措施75

11企业组织与劳动定员78

11.1企业组织78

11.2劳动组织及管理78

11.3人员配备78

11.4人员培训79

12结论80

12.1主要技术经济指标80

12.2建议81

12.3结论81

13投资估算83

13.1概况83

13.2编制依据83

13.3投资分析84

13.4投资估算84

13.5说明84

14技术经济86

14.1资金来源86

14.2项目实施进度86

14.3流动资金86

14.4成本预测87

14.5销售收入87

14.6利润分配87

14.7评价指标计算88

14.8盈亏平衡分析88

14.9敏感性分析88

14.10评价结论88

1概述

1.1项目概况及编制依据

1.1.1项目概况

项目名称：

锅炉掺烧生物质燃料改造工程

建设单位：

**公司

建设地点：

某区

项目负责人：

**

可行性研究编制单位：

冶金设计规划院

单位资质：

项目负责人：

**

生产规模：

节约标准煤93800t/a

1.1.1.1项目法人概况

**是中港合资企业，于1994年由**市热电厂与某某集团有限公司合资设立。

公司注册资本为8500万人民币。

前身是**市热电厂，始建于1988年，现已建设成为一个拥有固定资产五个多亿，集发电、供热为主体，灰渣综合利用、多种经营共同发展的现代化地方热电联产企业。

公司主营范围：

发电、供热、水泥、水泥制品、复合肥料、增钙高效灰、增钙复合灰、增钙渣粉和复混肥料及煤炭生产、房地产等。

现有员工1329人，占地面积25万平方米。

总装机容量72兆瓦。

年发电量3.6亿千瓦时，供工业蒸汽25万吨，供暖面积410万平方米。

**包括**热电厂和**公司两部分。

本工程系**公司的2×75t/h循环流化床锅炉+2×35t/h链条炉的燃料供应系统及相关工艺系统，包括生物质造粒车间，储存中转运输系统，稻壳储存运输系统及相关的电气，土建施工设计改造项目。

1.1.2编制依据

1）**公司与我院签订的可行性研究设计合同;

2）关于**公司锅炉掺烧生物质燃料改造项目建议书；

3）GB50049-94《小型火力发电厂设计规范》；

4）国家发展改革委员会关于印发《可再生能源发电有关管理规定》的通知，发改能源〔2006〕13号；

5）**热电厂设计资料。

1.2研究范围

按照可行性研究报告内容深度的规定，本阶段可行性研究工作的范围：

1）燃料供应系统；

2）厂址总平面布置；

3）项目投资估算及经济分析；

不属于本可研范围的有关的项目

1）锅炉燃烧系统改造；

2）燃料收集站设计；

3）燃料改变后环境影响评价；

1.3**区概况

1.3.1地理位置

**区位于**省南部，处在**市区东南28.4公里处。

地址坐标为东经126°24′00″~127°39′00″北纬45°12′00″东北以蜚克图河、舍利河为界，与宾县相邻，东南与尚志市接壤，西南与五常市比邻，西与双城市为邻，西北与**市区连接，北至松花江南沿，与呼兰区隔江相望。

阿什河由南而北纵贯**区中部，滨绥铁路从西北向东南方向斜穿境内，301国道、哈同（同江）、哈五（五常）等数条国道和省级干道穿境而过。

**区人民政府位于**区中部、阿什河西岸的**市区。

**区基本地貌为“六山一水三分田”，东部山区峰峦叠嶂，西部平原坦荡如砥。

全区幅员面积2814平方公里，其中市区面积56.54平方公里。

下辖5乡11镇，5个街道办事处，总人口65.2万，其中非农业人口是24.6万。

**区，是一座有着悠久历史和丰富文化底蕴的名城。

公元1115年，女真人杰出首领完颜阿骨打在这里建立了声威显赫的大金帝国，历经4帝38年，史称金上京会宁府。

**区交通发达。

301国道、哈同、哈五等数条国道和省级干道穿

境而过。

滨绥铁路横贯东西，构成了**经济发展的动脉。

**区是国家500个商品粮大县之一。

**地处张广才岭与松花江平原的缓冲地带，土质肥沃，物产富饶。

近年来，**相继荣获“中国大米之乡”、“中国大蒜之乡”等称号。

农业步入了小农户、大基地、小品种、大产业、小商品、大市场、小投入、大产出的特色效益型良性发展的轨道。

**区工业基础雄厚，是**省的工业重镇。

市内有亚洲最大的自动继电保护装置生产企业，被誉为“中国继电保护发祥地和摇篮”；有国家大型化纤联合生产企业，有国内啤酒行业的龙头企业青岛啤酒集团（**）有限公司；有东北地区白酒行业排头兵企业玉泉酒业集团、龙江龙股份有限公司；有**省最大的冶金生产联合企业西林钢铁集团**钢铁有限公司；有全国优秀外商投资企业、**创人均利税最高的工业企业中英合资马利酵母有限公司。

建材工业是**的又一支柱产业，现已探明金属、非金属、稀有元素矿产共25个矿种，地质储量达25亿立方米以上，建筑石、石灰石、大理石、水泥产量在全省名列前茅，是**的建材工业基地。

能源工业是**的新兴产业，以**为龙头，企业自备电厂为依托，实现了热电联供，产生了巨大的经济效益和社会效益。

目前**已有4户上市企业，在**中小城市中绝无仅有。

**区气候属寒温带大陆性气候，有关气象资料如下：

年平均温度

3.4℃

极端最低气温

-40℃

极端最高气温

36.5℃

采暖日平均温度

-9.5℃

采暖天数

179天

全年主导风向

西北风

年平均降水量

518.5mm

最大年降水量

754.8mm

最小年降水量

383.5mm

无霜期

135～140天

最大冻结深度

1.85m

地震烈度

6度

**区是全国粮食生产主产区之一，全区生物质燃料总量为86.03万吨，主要包括秸秆、枝条、稻壳等生物质燃料。

在拟建发电厂为中心的30公里半径内，生物质产量为40万吨。

随着农民经济收入的增加，生活质量的提高，居民生活用生物质燃料量明显下降。

**区政府高度重视粮食产业，并会在“十一五”期间，引进大型水稻、大豆等农副产品加工企业，围绕畜牧用粮和工业用粮，规划建设优质粮食生产基地，进一步扩大粮食生产规模，引导农民增加优质水稻等粮食作物面积，从而带动全市稻草、稻壳产量的快速增长。

综上所述**区燃料总量在今后不断的发展过程中会有一定量的增长幅度，可以供应热电厂使用。

1.4技术改造的目的和必要性

**公司是某区的第二热源。

主要负责城区东部的供热及附近各企业的工业用汽。

现有2台75t/h循环流化床锅炉和2台35t/h链条锅炉，对其进行燃烧生物质改造，其必要性有如下几方面

1）我国不可再生资源主要以石化燃料为主，随着国民经济快速发展，能源消耗迅速增长，资源日益耗尽。

利用可再生资源已是国民经济可持续发展的重大课题。

2）农作物秸秆、稻壳、枝条等生物质都是可再生资源，其发热量相当于标煤的1/3，我省是农业大省，**是农业区，生物质资源量丰富，可收集量可满足金京热电公司四台锅炉掺燃生物质的需要量。

3）掺烧生物质燃料可减少污染物排放量，根据有关资料介绍各种能源燃料燃烧污染物排放量见下表：

能源种类

CO2（mg/m3）

SO2（mg/m3）

NOX（mg/m3）

农作物

17～27

0.07～0.16

1.1～2.5

煤炭

955

11.8

4.3

石油

8.8

14.4

40

天然气

430

0.5

本工程掺烧生物质可减少SO2、排放量629吨/年可减轻电厂排放物对环境的污染，改善居民的生活环境。

4）农业秸秆除一部分还田做饭取暖用途外，剩余部分就是焚烧，造成严重空气污染，降低空气能见度，影响航空及高速公路通行。

充

分利用秸秆稻壳，还可以增加农民收入。

稻壳到厂价按160元/t计算，生物质散料按240元/t计算，每年可增加当地农民收入2560.55万元。

5）电力工业是国民经济发展的重要基础，电力项目建设对自然燃料资源开发与生态环境的影响重大，抓好节约资源，保护环境，是社会经济持续发展的必要条件。

综上所述，充分利用**区丰富的生物质资源，实现生物质资源化、无害化，是对现有能源结构的有益调整和补充，**金京分公司锅炉掺烧生物质燃料改造项目是集环保、节能、经济效益和社会效益为一体的节能减排工程。

对促进当地循环经济建设，创建资源节约、环境改善，增加广大农民收入，推动**地方经济发展，都具有十分重要的意义。

因此，该项改造工程是可行的也是必要的。

1.5主要设计原则

1.5.1本工程对2台35t/h链条锅炉、2台75t/h循环流化床锅炉燃料供应系统掺燃生物质进行改造。

1.5.2电厂利用生物质能发电、供热，机组带基本负荷。

机组年利用小时数5143小时。

1.5.3按原厂区总平面布置增设封闭式生物质散料储料场、稻壳储存仓及造粒车间设计。

1.5.4生物质燃料采用公路运输，燃料系统按2台35t/h锅炉和2台75t/h锅炉最大消耗量45t/h设计。

1.5.5物料输送系统控制接原有燃煤输送控制系统。

1.6节能效果及主要技术经济指标

本工程对2台35t/h链条锅炉、2台75t/h循环流化床锅炉燃料供应系统掺燃生物质进行改造。

并配备一整套制造生物质颗粒的生产线、料仓和输送系统，保证锅炉的燃料供应。

项目总投资为2293万元，其中建设投资2206万元，流动资金87万元。

年均节约标准煤为93800t。

项目年均销售税金及附加26.42万元，年均增值税264.18万元，年均息税前利润（EBIT）1350.32万元，年均利润总额1350.32万元，年均所得税337.58万元，年均净利润1012.74万元，投资回收期2.94年。

2供热热负荷

2.1供热现状

**区现有热电厂两座，一座为**，安装五台75t/h旋风炉，配三台15MW及一台6MW汽轮发电机组。

另一座为**公司，**公司原为**糖厂自备电站，原**糖厂自备电站于1997年改建为**区的第二热源，1999年由**兼并，更名为“**公司”。

目前**公司对外供暖面积为123.8万平方米。

**公司运行的主设备现状为2台35t/h中温中压参数（正转炉排）链条锅炉，2台75t/h中温中压循环流化床锅炉；1台6MW中压参数背压式汽轮发电机组和1台15MW中压参数双抽式汽轮发电机组。

目前，**公司在采暖期2台机组全部运行，非采暖期只运行1台15MW机组，另一台6MW机组停运。

2.2规划热负荷

根据现在的热负荷调查材料表明，原由**公司提供生产用汽的两家热用户：

**马利酵母有限公司、**酿酒总厂**粮食深加工厂，

其中**酿酒总厂**粮食深加工厂已停供。

**公司只负责向**马利酵母有限公司供汽。

2.3设计热负荷

此次锅炉上料系统改造，保持锅炉的热工性能参数不变，由此，并不影响汽机的性能、参数，因此**公司供热范围及规模仍维持原规划，**公司原规划集中供热负荷见表2-1。

**公司原规划集中供热负荷表表2-1

年份

热用户

2008

2009

2010

2011～2020

供暖面积（万平方米）

123.8

144.9

166

190

庆云站用汽量（t/h）

30

30

30

30

**马利酵母有限公司（t/h）

70

70

132

132

2.3.1综合采暖热指标

根据**公司已有集中供热区域供暖的实际情况，依据生物质热电厂供热范围内的各类建筑物面积所占比例和《城市热力网设计规范》（CJJ34－2002）中推荐的采暖热指标，选择其采暖热指标，详见表2-2。

采暖综合热指标选择表表2-2

建筑物性质

所占比例（%）

热指标选择（W/m2）

住宅

69.82

56

办公、学校

18.3

70

商服

9.45

68

医院及幼托

1.2

70

工厂及影院

1.23

90

依据上述原则，将表2-2加权平均后，确定采暖的综合热指标为60.28W/㎡。

根据国家“十一五”对节能建筑的要求，在建、拟建节能建筑物综合热指标为53W/㎡。

但规划的供热建筑大部分为现有建筑，而且新增建筑中节能型建筑比例较少，故采暖热指标按60W/㎡选取。

2.3.2设计采暖热负荷

**区冬季采暖期180天，4320小时；室外计算温度-26℃；室内计算温度18℃；采暖期室外平均温度：

-9.5℃。

由此可计算出**公司在规划各时期内的设计采暖热负荷。

2.3.3.1近期规划采暖热负荷

**公司近期（2008年～2010年）规划采暖总建筑面积为166万平方米，采暖热指标60W/㎡，其设计热负荷为：

最大采暖热负荷：

99.6MW

平均采暖热负荷：

62.3MW

最小采暖热负荷：

29.4MW

全年采暖热负荷为：

1500000GJ/a

2.3.3.2远期规划采暖热负荷

**公司远期（2011年～2020年）规划采暖总建筑面积为190万平方米，采暖热指标60W/㎡，其设计热负荷为：

最大采暖热负荷：

114.0MW

平均采暖热负荷：

71.25MW

最小采暖热负荷：

33.63MW

全年采暖热负荷为：

1950000GJ/a

2.4采暖热负荷延续曲线

2.4.1热负荷延续时间按《热电联产项目可行性研究技术规定》推荐的近似公式计算，计算结果见表2-3。

不同室外气温下的延续时间表表2-3

室外温度℃

-26

-22

-19

-16

-13

-10

-7

-4

-1

2

+5

延续时间h

120

560

934

1331

1727

2139

2559

2985

3417

3854

4296

2.4.2在近期、远期规划采暖供热中，**公司在不同室外气温下所需提供的采暖热负荷见表2-4、2-5

近期规划采暖热负荷延续表表2-4

室外温度℃

-26

-22

-19

-16

-13

-10

-7

-4

-1

2

+5

热负荷MW

99.6

90.6

83.8

77.0

70.2

63.4

56.6

49.8

43.0

36.2

29.4

延续时间h

120

560

934

1331

1727

2139

2559

2985

3417

3854

4296

远期规划采暖热负荷延续表表2-5

室外温度℃

-26

-22

-19

-16

-13

-10

-7

-4

-1

2

+5

热负荷MW

114.0

103.6

95.9

88.1

80.3

72.6

64.8

57.0

49.2

41.5

33.6

延续时间h

120

560

934

1331

1727

2139

2559

2985

3417

3854

4296

2.5生产用蒸汽热负荷

原规划期生产用汽热负荷表2-6

用汽单位

用汽参数

小时最大用汽量（吨/小时）

小时最小用汽量（吨/小时）

小时平均用汽量（吨/小时）

绝对压力（兆帕）

温度

（摄氏度）

马利酵母公司

0.8～1.0

180

132

70

101

根据用汽参数和用汽量，考虑7％的管道热损失与泄漏损失，则供汽量为：

1）原规划期年供汽量60.5万吨/年～114.05万吨/年

2）原规划期蒸汽年供热量170.97万吉焦/年～323.58万吉焦/年

3电力系统

3.1电力系统现状

3.1.1**电网

**电网是**电网的组成部分之一。

现运行220kV变电所二座，即阿南变电所及**一次变。

**一次变主变容量153（63+90）MVA，其220KV出线两回，由阿南变电所两回LGJ-400/12千米供电，66kV出线6回，分别为阿钢线（两回），阿铜线，阿涤线及阿前线（两回）。

阿南变主变容量，由220kV哈东变供电，阿南变电所“II“入五哈线运行。

五哈线全长120.6kM，导线型号ACSR-200。

阿南变电所66kV出线9回，分别为阿背线，阿尚线，阿小线，阿南-城南线（两回），阿南-城西线（两回），阿南-岁宝线及阿南-阿钢线。

3.1.2**公司

**公司隶属**，**公司现有装机一台6MW和一台15MW发电机组，发电机出口电压均为6KV，两台机通过一台20000kVA6.3/66kV升压变压器升压为66kV后，电厂通过66kVLGJ-240/3.5千米一回线接入岁宝热电厂66kV新设间隔，接入阿南一次变。

**与国家电力系统接入系统方式有两种，一种是电站双回10kV电缆接入220kV**一次变（其中电站甲线YJLV22-3X240，电站乙线YJLV22-2X240，线路长约700米），另一种是电站一回66kVLGJ-400/8千米接入220kV阿南变电所。

3.2电力负荷预测

**公司在做两台35t/h锅炉和两台75t/h锅炉的改造过程中，对电力负荷已经进行了预测，此处从略。

3.3电力平衡

根据电力负荷预测，有关单位已经进行了电力平衡统计，此处从略。

3.4**公司接入系统

3.4.1**公司现有规模

由于**区城市集中供热的需要，**公司已完成6MW机组一台和15MW机组一台的改建任务，同时预留再扩建一台15MW机组的条件，**公司现有6MW机组一台和15MW机组一台为总装机容量21MW。

冬季**公司直配最大负荷约6.2MW，最小负荷约4.5MW（含换热首站1.0MW及电厂厂用电2MW）左右，剩余电力电量需要上网。

3.4.2**公司接入系统方案

3.4.2.1并网方案

6MW和15MW发电机出口电压均选用6kV，电厂两台发电机上网电量均经一台新建20000kVA6.3/66kV升压变压器升压为66kV后，经一回66kV线路至岁宝热电厂66kV配电段。

66kV导线截面选用LGJ-240，线路送入阿南一次变。

3.4.3接入系统二次部分

3.4.3.1系统继电保护及自动装置

1）概况

**公司#1机组6MW，#2机组15MW均经升压以66kV线路接入**岁宝热电股份公司与系统联网。

66kV联网线路导线型号LGJ-240，亘长3.5km。

2）继电保护及自动装置的配置

继电保护及自动装置根据国家和部颁“规程”，“规范”，“导则”的有关规定，结合**公司接入系统具体情况，继电保护及自动装置配置如下：

66kV联网线

66kV联网线配置全线速动的光纤保护（包括三段距离，四段过电流保护后备，三相一次重合闸，操作回路及交流电压切换回路），作为线路的主保护及后备保护。

采用检查同期或线路无压方式的三相一次重合闸方式。

发电机组

#1和#2机组配置一套低周低压解列装置。

3）主设备材料

光纤保护屏2套

解列装置1套

光缆3.5千米

3.4.3.2调度自动化

1）调度关系

**公司由哈地调统一调度。

2）调度自动化现状

哈地调主站运行南京电力自动化研究所生产PEN-2000系统。

**公司运行由沈阳长白计算机集团生产交流采样及远传装置，功能满足调度自动化要求。

3）远动信息配置

遥测：

（1）发电机组的有功功率，无功功率、电流，有功电度；

（2）主变高压侧有功功率，无功功率、电流，有功电度；

（3）66kV线路有功功率，无功功率、电流，有功电度；

（4）66kV母线电压。

遥信：

断路器位置信号

计费关口点：

发电机出口

4）远动设备配置

（1）远动机；

（2）设置二块关口表及一套数据采集装置；

（3）哈地调软件。

3.4.3.3系统通信

1）调度关系

**公司接受地调的指挥。

2）通信现状

目前，**公司至**一次变电所有音频电缆（20对）。

3）通道组织

**公司对地调的通道原有的音频电缆经阿一变转接至哈地调。

现有通道满足调度要求。

3.4.3.4其它

通信设备均放在主控制室，不设专用通信机房。

4生物质燃料资源

4.1燃料来源

针对我国当前能源较紧缺的现状，小火力电厂推行能源多样化。

积极开发可再生能源，符合我国能源开发利用政策，是一件利国利民的大好事。

计划改造的岁宝热电金京分公司地处某区，该区及周边各县，是**省农作物高产区之一，是水稻、玉米主产区。

有丰富的生物质资源。

因此，本工程拟改变电厂单一燃煤的燃烧方式，实现以燃烧生物质颗粒、稻壳为主，燃煤为辅的综合利用型生物质发电厂。

本改造工程完工后，可减少能源消耗，减少煤烟对周边环境的污染，对增强企业的活力，促进**区的经济发展具有十分重要的意义。

4.2电厂燃料消耗量

本工程改造项目为2台35t/h链条炉和2台75t/h循环流化床锅炉。

改造前，4台锅炉每年耗煤达16.5万吨。

经改造后，每年可消耗生物质燃料18.98万吨。

本改造工程完工后，燃料供应系统最大供应量可满足4台锅炉满负荷正常运行。

即每小时应输送稻壳6.7吨，生物质颗粒16.7吨，原煤3.3吨。

日供应量约为稻壳160吨，生物质颗粒400吨。

4.3生物质燃料的来源

经考察，**区及附近的双城、宾县、五常等市县为我省主要粮食产区之一，每年可产生大量的生物质燃料。

随着城区产业结构的不断优化以及农民生活水平