秸秆发电项目建设可行性研究报告.docx

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秸秆发电项目建设可行性研究报告

秸秆发电项目建设可行性研究报告

说明书目录

1工程概况1

1.1项目概况1

1.2编制依据1

1.3研究范围2

1.4农垦总局宝泉岭分局概况2

1.5项目建设的必要性3

1.6主要设计原则5

2热负荷6

2.1供热现状6

2.2本项目热负荷的确定原则7

2.3设计热负荷7

3电力系统9

3.1农垦宝泉岭电网现状9

3.2电力负荷预测及电力平衡。

9

3.3接入系统方案10

4燃料来源及供应12

4.1燃料来源及特性12

4.2燃料供应14

5装机方案17

5.1确定装机方案的原则17

5.2装机方案17

5.3三大主机技术规范18

5.4主要热经济技术指标20

6建厂条件21

6.1厂址选择21

6.2水文气象22

6.3交通运输23

6.4电厂水源24

6.5厂址工程地质条件24

7工程设想25

7.1厂区总平面布置25

7.2燃料输送系统28

7.3燃烧系统29

7.4热力系统30

7.5主厂房布置31

7.6除尘除灰系统32

7.7水源、供排水系统33

7.8化学水处理系统36

7.9电气部分37

7.10热工控制44

7.11建筑结构部分47

7.12采暖通风55

8环境保护57

8.1环境保护设计依据57

8.2工程概况57

8.3环境质量现状58

8.4烟气污染治理及环境空气质量影响59

8.5废水治理与水环境影响60

8.6灰渣治理及综合利用60

8.7噪声治理及环境影响61

8.8厂区绿化61

8.9环境保护管理及监测61

8.10综合评价62

9节约和合理利用能源63

9.1节能措施63

9.2节水措施63

9.3节约用地的措施64

9.4节约原材料措施64

10消防、劳动安全与工业卫生65

10.1编制依据65

10.2消防65

10.3劳动安全部分66

10.4职业卫生部分69

11企业组织与劳动定员72

11.1劳动组织及管理72

11.2电厂人员编制72

11.3人员培训72

12项目实施条件和建设轮廓进度73

12.1电厂项目实施条件73

12.2电厂项目轮廓进度73

13投资估算及经济评价75

13.1投资估算75

13.2经济评价76

14结论与建议79

14.1主要技术经济指标79

14.2结论79

14.3存在问题及建议80

附图：

序号图号图名

1K-Z-01厂址地理位置图

2K-Z-02厂区总平面布置图（方案一）

3K-Z-03厂区总平面布置图（方案二）

4K-J-01原则性热力系统图

5K-J-02燃烧系统图

6K-J-03主厂房0.00m层平面设备布置图

7K-J-04主厂房7.00m层平面设备布置图

8K-J-05主厂房剖面图

9K-L-01原则性输料系统图

10K-L-02输料系统平面布置图

11K-H-01原则性除灰系统图

12K-H-02除灰系统平面布置图

13K-H-03除灰系统剖面图

14K-D-01电气主接线图（方案一）

15K-D-02电气主接线图（方案二）

16K-S-01化学水处理系统图

17K-S-02水量平衡图

18K-W-10热负荷延续曲线图

1工程概况

1.1项目概况

中国某集团公司是在原国家电力公司部分企事业单位基础上组建的国有企业，是电力体制改革后国务院批准成立的五大全国性发电企业集团之一，是经国务院同意进行国家授权投资的机构和国家控股公司试点企业，注册资本金120亿元人民币。

中国某集团公司拥有3个全资企业、29个内部核算单位、54个控股企业和12个参股企业，可控装机容量为2930.39万千瓦，在全国21个省（自治区、直辖市）中拥有电源点，加上规划电源点，则在全国25个省（自治区、直辖市）拥有电源点。

到2004年底，某集团公司资产总额1007亿元。

****电力技术工程有限责任公司为中国某集团公司的下属公司。

为推动生物质发电技术的发展，国家颁布了《可再生能源法》，并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策，从而使生物质发电，特别是秸秆发电迅速发展。

****电力技术工程有限责任公司拟充分利用****省丰富的秸秆资源投资建设秸秆发电厂，拟在****省农垦总局宝泉岭分局建设一座1×30MW生物质发电厂。

工程装机规模为：

1×130t/h高温高压燃秸秆锅炉+1×30MW抽凝式汽轮发电机组。

1.2编制依据

1）《中华人民共和国节约能源法》

2）《中华人民共和国可再生能源法》

3）《可再生能源产业发展指导目录》

4）《可再生能源发电有关管理规定》

5）《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》

6）《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》

7）《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划要点》

8）****电力技术工程有限责任公司与我院签订的设计委托书和可行性研究设计合同。

9）《宝泉岭农垦城总体规划》

10）《****省农垦总局宝泉岭分局秸秆资源调查报告》

11）电力建设有关法规、规程、规定。

12）建设单位提供的设计输入资料。

1.3研究范围

本可行性研究工作的范围，主要论证龙源宝泉岭生物质发电项目建设的可行性，重点研究秸杆发电的外部条件、建设方案和经济效益，并考虑为远期供热预留条件。

研究范围主要包括：

燃料运输与供应、装机方案、厂址选址、工程设想、厂区规划、热力系统、电气系统、除灰渣系统、热工自动控制系统、化学水处理系统、供排水系统、采暖通风系统、建筑与结构、工程实施条件及轮廓进度、投资估算与经济效益分析等。

对上述各系统和设施进行研究论证，提出推荐方案。

可研阶段由建设单位另外委托的项目有：

电力接入系统设计；环境影响评价；水土保持评价；水资源论证；秸秆资源调研专题报告等。

1.4农垦总局宝泉岭分局概况

****省农垦总局宝泉岭分局（所在地为宝泉岭农垦城），位于东经129°25'－132°26'，北纬46°23'－47°54'；在****与松花江汇合处的三角地带，北邻****与俄罗斯隔江相望，南下松花江与省内地市相连；地跨哈尔滨、佳木斯、鹤岗三市的绥滨、萝北、汤原、依兰四县；距佳木斯市75公里，鹤岗市28公里；有公路哈萝国道，铁路佳鹤线相连，水路有****、松花江，可由江海联运直达日本及我国沿海，交通十分便利；是****省农垦总局九大分局之一，下辖二九○、绥滨、江滨、军川、名山、延军、共青、宝泉岭、新华、普阳、梧桐河、汤原、依兰13个国有农场，总面积6115平方公里，耕地面积30万公顷，总人口22万余人，职工7.4万人。

2007年全局国内生产总值52亿元，进出口总额5284万美元，粮食总产204万吨，商品粮生产率达到85%以上。

畜牧业逢勃发展，生猪存栏60万头，出栏150万头，奶牛存栏6万头，2007年被国家授予“全国生猪高出大县”。

宝泉岭分局环境优美、景色宜人，2002年宝泉岭分局被批准为国家生态示范区，日本、欧盟有机认证面积达48万亩。

宝泉岭分局产业门类齐全，已经建成了八大产业链，即：

宝泉岭肉业、宝泉岭乳业、有机农产品出口加工业、油脂饲料业、玉米生物质产业、生物制药业、食用菌产业、对俄森林采伐及种植业。

宝泉岭分局硬件完善，资源丰富，拥有省级开发区——****宝泉岭经济开发区。

开发区内基础设施功能完善。

拥有完善的水、电、热、路、通讯等基础设施，实现了“七通一平”。

特别是种植的200万亩玉米，更为宝泉岭分局发展提供了强大的不可替代的资源优势。

1.5项目建设的必要性

1.5.1利用可再生能源解决能源短缺的需要

我国是一个农业大国，生物质资源十分丰富，各种农作物每年产生秸秆6亿多吨，其中可以作为能源使用的约4亿吨。

如加以有效利用，开发潜力将十分巨大。

但是目前，我国广大农村地区，这些宝贵的生物质资源并没有被很好地利用，每年都有大量的秸秆被废弃或就地焚烧，不仅浪费了宝贵的能源资源，还污染了环境。

随着我国经济迅速发展，对能源需求量日益增加，到目前为止，我国发电装机容量达到5亿千瓦，其中火电占82%，年消耗煤炭8.5亿吨以上。

根据环保局统计，2004年我国耗煤炭19亿吨，全国探明的煤炭可开采的储量为618亿吨，不到35年将被开采完。

由此可见，我国一次能源非常紧缺，开发可再生能源，如太阳能、风能、水能、垃圾废料、生物质能等，利用生物能－秸秆发电是我国能源利用的迫切需要，也是解决能源出路的有效途径之一。

根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标，未来将建设生物质发电550万千瓦装机容量，已公布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。

截至2007年底，国家和各省发改委已核准生物质发电项目87个，总装机规模220万千瓦。

全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个，在建项目30多个。

1.5.2改善环境的需要

矿物能源的无节制的使用，引起了日益严重的环境问题，如导致全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈碳平衡、释放有害物质、引起酸雨等自然灾害。

矿物能源的消费产生大量的CO，SO2，CO2和NOx污染物，是大气污染的主要污染源之一。

利用生物质能源——秸秆作为燃料发电、供热，可以大量减少SO2的排放，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%测算，生物质能发电装机容量将达3000万千瓦左右，可大大减少SO2的排放量。

利用秸秆发电，可减少燃煤电厂带来的SO2对大气污染，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。

变废为宝是利国利民的大好事。

利用可再生能源——秸秆发电、供热是解决能源短缺和改善环境的有效途径。

1.5.3增加农民收入的需要

近年来，国家通过采取提高粮价等措施，千方百计增加农民收入，保护农民种粮积极性。

推广秸秆发电是鼓励农民种粮增加农民收入的一项重要举措。

农民把粮食等主产品出售后，还可把秸秆卖给电厂，增加收入。

同时，秸秆燃烧后的底灰、炭灰是一种优质有机肥料，含有丰富的钾、镁、磷和钙元素，将底灰、炭灰返还到农田，又可降低农民施肥成本。

在****省农垦总局宝泉岭分局建设一座1×30MW生物质发电厂，年燃烧秸秆量约15万吨，秸秆收购价格按每吨120元计，农民可增加收入约1800万元，可大大提高农民的生活水平。

总之，我国人口众多，人均能源资源紧缺，环境承载能力较弱，沿袭高投入、高能耗、高排放、低效率的粗放型增长方式发展下去，资源难以为继，环境难以承受，付出的代价过高。

生物质发电可以变废为宝，化害为利，有效增加能源供应，治理环境污染，同时，还可以有效延长农业产业链，增加农民收入和就业机会，是功在当代，利在千秋的伟大事业。

因此，大力发展生物质发电，对促进资源节约型、环境友好型社会建设，实现全面建设小康社会的目标具有重要作用，是生态文明建设的重要途径和措施。

1.6主要设计原则

1）本期建设规模为1×130t/h高温高压燃秸秆锅炉+1×30MW抽凝式汽轮发电机组。

2）电厂性质是利用秸秆发电项目，以发电为主兼顾供热，预留远期供热条件。

机组年利用小时数暂定为6000小时。

3）厂区总平面布置本期按1炉1机设计，预留扩建条件。

4）秸秆燃料采用公路运输，燃料系统容量按1台130t/h锅炉最大消耗量设计。

5）除灰渣系统按干除灰渣系统设计，灰渣为高含钾肥料，全部综合利用。

6）锅炉尾部烟尘处理考虑采用布袋除尘器。

7）供水采用地下水，采用机力通风冷却塔。

8）化学水处理系统设计按两级除盐系统设计。

9）电气主接线以2回出线接入110kV变电站。

10）热工控制系统采用DCS系统，实行机、炉集中控制。

全厂辅助公用系统采用PLC程控，设置化水、物料输送、除灰渣系统监控点。

2热负荷

2.1供热现状

****省农垦总局宝泉岭分局所在地——宝泉岭农垦城规划区分为两类城镇规划建设控制区：

城镇建设重点发展区、城镇建设控制发展区。

城镇建设重点发展区为：

宝泉岭农垦城规划建成区范围，规划区域10.08平方公里。

城镇建设控制发展区范围为：

东侧到东山脚下,南至环城林,北到北山公园以北1000米以内,西至铁路用地边界。

宝泉岭农垦城现有集中供热面积78.6万平方米，共由两家供热企业供热。

其中，萝北兴汇热电有限公司宝泉岭分公司供热面积为56.6万平方米，****省九三油脂有限责任公司宝泉岭分公司供热面积为22万平方米。

详见表2.1-1。

现状热负荷表表2.1-1

序号

小区/单位名称

采暖建筑面积（万平方米）

一

兴汇供热站

56.6

1

宝泉岭农场

10

2

宝泉庄园

10

3

阳光小区

6

4

尚志庄园小区

5

5

公务员小区

7.2

6

秀园小区

5.4

7

园丁小区

5

8

中央商城

2

9

其他散楼

6

二

九三油脂供热站

22

1

丁香路小区

20

2

糖厂家属区（平房）

2

三

合计

78.6

萝北兴汇热电有限公司宝泉岭分公司为热电联产供热，装机为一台C6-3.43/0.98型汽轮机，配2台35t/h链条锅炉。

****省九三油脂有限责任公司宝泉岭分公司，除供自己工业用汽外，剩余供热能力供丁香小区和糖厂小区采暖。

供热锅炉情况见表2.1-2。

供热锅炉情况表表2.1-2

序号

单位名称

锅炉型号

锅炉出力

锅炉台数

主要用途

锅炉安装地点

1

九三油脂

DHL20-2.5/400-AⅡ

20t/h

生产、自发电、供暖

厂区内

SHXF20-2.5/400-AⅡ

20t/h

生产、自发电、供暖

AZD20-2.5/400-AⅡ

20t/h

生产、自发电、供暖

BG-35/39-M1

35t/h

生产、自发电、供暖

2

兴汇热电

DHL35-3.82/450-AⅡ

35t/h

2

供暖、发电

厂区内

2.2本项目热负荷的确定原则

从宝泉岭农垦城供热的实际情况出发，结合《宝泉岭农垦城总体规划》，经过与宝泉岭分局充分分析论证，确定近期本生物质发电项目暂时不供热，利用现有供热企业的供热能力满足近期热负荷的需求；远期，当现有供热企业的供热能力不足时，本项目开始供热，供远期新增的采暖热负荷。

本项目在技术经济可行的前提下，尽可能多预留供热能力。

2.3设计热负荷

2.3.1规划发展热负荷

本项目所供热负荷全部为发展热负荷。

根据****省农垦总局宝泉岭分局预测，每年新增采暖面积15万平方米。

本项目暂按5年计算，设计采暖面积为75万平方米。

2.3.2采暖热指标的选取

考虑发展热负荷全部为节能建筑，采暖综合热指标取55w/m2。

2.3.3设计热负荷

根据《采暖通风及空气调节设计规范》，参照鹤岗市的气象资料，采暖期为183天，采暖室外计算温度为-24℃，采暖期平均温度为-9.4℃，采暖室内计算温度18℃。

热负荷计算公式：

Q=qF（tn-tw）/（tn-twj）

q—采暖热指标；

F—采暖面积，m2；

tw—室外空气温度，℃；

twj—采暖室外空气计算温度，-24℃；

tn—采暖室内空气计算温度，18℃；

最大热负荷时室外温度，-24℃

平均热负荷时室外温度，-9.4℃

最小热负荷时室外温度，5℃

由以上条件经计算而确定的采暖设计热负荷见表2.3-1。

采暖设计热负荷表2.3-1

采暖面积

最大热负荷

最小热负荷

平均热负荷

万㎡

MW

GJ/h

MW

GJ/h

MW

GJ/h

75

41.25

148.50

12.79

46.04

27.55

99.20

2.3.4年供热量

经计算，年供热量为435674GJ。

3电力系统

3.1农垦宝泉岭电网现状

宝泉岭供电区电网位于****省电网的东北部，是鹤岗供电区110kV电网的重要组成部分，宝泉岭110kV电网西接鹤岗电网，东接绥滨县电网，不仅担负着和萝北县的环网和绥滨县电网的功率交换任务，同时，承担着宝泉岭供电区东部8个大中型国营农场的供电任务。

宝泉岭供电区现有110kV输电线路5条，总长度173kM，110kV变电所5座，总容量40.6MVA。

35kV输变电线路13条，总长度233kM，35kV变电所14座，总容量23MVA，10kV配电线路68条，总长1700kM。

110kV宝泉岭变电所（属鹤岗电业局），主变容量2×18MVA，110kV出线2条，35kV出线3条，10kV出线8条。

电源通过110kV东宝甲线，东宝乙线接入鹤岗市的220kV东郊变（距东郊变19kM），110kV宝泉岭变电所的2条110kV出线；一条110kV宝北线，供萝北县110kV变电所电源，一条110kV宝军线供宝泉岭分局东北部的110kV军川变电所电源。

3.2电力负荷预测及电力平衡。

3.2.1电力负荷预测

近年来宝泉岭分局国民经济和城镇建设取得了快速发展：

九三油脂厂、北大荒肉业公司、兴汇集团公司等一大批大工业项目的投产；大片住宅小区的完工；商贸、餐饮、娱乐等现代化公用设施的建设；居民生活水平的提高，消费层次的改变，大功率家用电器走入家庭等诸多因素，均导致宝泉岭分局电力负荷增长较快。

历年负荷及供电量历史数据统计情况见下表：

历年负荷及供电量统计表单位：

MW、亿kWh

供电区

项目

2000

2001

2002

2003

2004

年递增率（%）

宝泉岭

负荷

17.83

17.92

18.12

22.11

26.00

10.31

供电量

0.77

0.71

0.71

0.92

1.08

9.9

根据负荷的历史数据及规划，至2020年负荷预测如下：

负荷预测表单位：

MW

年度

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2015

2020

宝泉岭

28.68

31.64

34.90

38.50

41.47

43.56

61.71

86.02

3.2.2电力平衡

根据前述负荷预测水平，对宝泉岭供电区110kV电网进行2008～2020年电力平衡，结果见下表：

宝泉岭供电区电力平衡表单位：

MW

年份

2008年

2009年

2010年

2015年

2020年

装机容量（宝泉岭生物质发电厂）

30

30

30

30

厂用电率按8%计算

2.4

2.4

2.4

2.4

宝泉岭生物质发电厂供电量

27.6

27.6

27.6

27.6

用电负荷

38.5

41.47

43.56

61.71

86.02

电力盈亏

-38.5

-13.87

-15.96

-34.11

-58.42

由电力平衡结果可见，宝泉岭生物质发电厂建成投产后，能基本满足宝泉岭地区的用电需求,减少电网长距离送电的线路损耗。

同时宝泉岭生物质发电厂的建设大大提高了宝泉岭供电区110kV电网的供电可靠性。

从电力需求角度，建设项目主要起到以下作用：

1）满足宝泉岭地区用电需求；

2）可提高宝泉岭供电区110kV电网的供电可靠性；

3）秸秆发电厂为能源综合利用，可以充分利用当地的农作物秸秆，节省煤炭资源，加强和改善基础设施，降低空气污染，有效改善环境质量，提高居民生活水平，促进当地经济发展符合国家产业政策。

3.3接入系统方案

因电厂接入系统报告尚未完成，根据前述电厂供电范围及宝泉岭供电区110kV电网网架情况，电厂接入系统工作按建设单位提供的相关资料暂考虑为通过两回110kV电厂甲，乙联网线接入110kV宝泉岭变电所110kV侧母线，线路长度约5千米。

接入系统一次，二次及远动相关部分设计以电力部门接入系统设计为准。

4燃料来源及供应

我国是一个能源贫乏的国家，推行能源多样化，积极开发生物质能、太阳能、风能等可再生能源，符合我国能源开发利用政策。

****省农垦总局宝泉岭分局是全国商品粮生产基地，是****省重要的玉米、水稻主产区之一。

主要盛产玉米、大豆、水稻等粮食作物，有丰富的秸秆资源。

在****省农垦总局宝泉岭分局建设生物质发电项目，具有得天独厚的燃料资源条件。

4.1燃料来源及特性

4.1.1秸秆资源

依据《****省农垦总局宝泉岭分局秸秆资源调查报告》，通过对****省农垦总局宝泉岭分局13个农场及周边市、县的拉网式调查，2008年，全分局玉米、大豆、水稻实际种植面积分别为180万亩、82万亩和180万亩；周边市、县（包括鹤岗市东山区和萝北县的团结乡）玉米、大豆、水稻年实际种植面积分别为25万亩、20万亩和15万亩。

以拟建电厂为中心，半径为30公里的范围内，覆盖了宝泉岭分局的名山农场、宝泉岭农场、共青农场、梧桐河农场、新华农场5个农场和鹤北****局，玉米、大豆、水稻年实际种植面积分别为78.7万亩、40.85万亩和58.4万亩，预计可用于发电的秸秆量分别为36.05万吨、4.09万吨和29.2万吨，合计69.34万吨。

以拟建电厂为中心，半径为50公里的范围内，覆盖了宝泉岭分局的名山农场、宝泉岭农场、共青农场、梧桐河农场、新华农场、军川农场、延军农场、江滨农场8个农场和鹤北****局，还覆盖了鹤岗市东山区和萝北县的团结乡，玉米、大豆、水稻年实际种植面积分别为148.2万亩、78.65万亩和84.2万亩，预计可用于发电的秸秆量分别为66.16万吨、7.20万吨和50.45万吨，合计123.81万吨。

详见附表1——宝泉岭分局2008年秸秆产量预计情况表，以及《****省农垦总局宝泉岭分局秸秆资源调查报告》。

4.1.2秸秆特性

目前，在宝泉岭分局及周边市、县，秸秆的利用率普遍较低，玉米、大豆和水稻秸秆除小部份作为饲料加以利用外，大部分堆置户外，其主要消耗方式就是秸秆焚烧还田。

特别是玉米秸秆利用率最低，剩余量最大。

因此，本项目以玉米秸秆作为设计燃料,以水稻作为校核燃料，根据西安热工研究所和****省电力监督监测中心提供的秸秆成分分析资料，秸秆的燃料特性详见表4.1-2。

项目

单位

Mt

Mad

Aar

Vdaf

Car

Har

Nar

Oar

St.ar

Onet.ar

（kJ/kg）

DT

（℃）

ST

（℃）

FT

（℃）

设计燃料

%

9.8

8.34

7.33

79.64

41.13

1.91

0.93

38.70

0.20

14280

1080

1130

1160

校核燃料

%

21

1.41

3.61

69.51

36.23

4.13

1.69

33.25

0.09

13140

1080

1130

1160

秸秆燃料分析表4.1-2

灰的成分分析表4.1-3

项目

符号

单位

设计燃料（玉米秸秆1）

二氧