稻壳发电可研报告.docx
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稻壳发电可研报告
辽宁中稻股分有限公司稻壳发电项目可行性研究报告
1概述
项目概况及编制依据
1.1.1项目概况
辽宁中稻股分有限公司位于辽宁省沈阳市沈北新区的农产品加工区，厂区南北长约850米，东西宽至南向北别离为250米，380米。
占地面积278700m2（418亩）。
该项目肯定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，项目达产后，年产精制大米40万吨，和米糠油、米淀粉、米蛋白、白炭黑等多种深加工产品。
辽宁中稻股分有限公司稻壳发电项目是利用稻谷加工的副产品-稻壳气化产生可燃气体，由燃气内燃机发电的项目。
项目总装机容量。
我院受辽宁中稻股分有限公司稻壳发电有限公司的委托，对该公司生物质能发电项目进行可行性研究报告的编制。
1.1.2编制依据
1）《辽宁中稻股分有限公司稻壳发电有限公司稻壳发电可行性研究报告》编制委托书；
2）《热电联产项目可行性研究技术规定》，国家进展计划委员会，国家经贸委、建设部[计基础2001（26）号]，2001年1月11日；
3）《中华人民共和国可再生能源法》2005年3月1日；
4）现行国家有关的规程、规范、规定。
研究范围
本可行性研究报告研究范围包括：
项目厂区总平面布置、机组选型、工艺系统、燃料供给系统、除灰渣系统、电气系统、供排水系统、化学水处置系统、热工自动化及环境保护、消防、安全等方面进行可行性研究的论证，并作出相应的投资估算和经济效益分析。
沈阳市概况
1.3.1概述
沈阳是辽宁省的省会，东北地域的经济、文化、交通和商贸中心，全国的工业重镇和历史文化名城。
沈阳现辖九区一市三县，总面积万平方千米，市区面积3495平方千米。
总人口万人，市区人口万人。
沈阳是著名遐迩的历史文化名城。
因地处古沈水（浑河支流）之北而得名。
沈阳地域蕴育了辽河流域的初期文化，是中华民族的发源地之一。
沈阳是建国初期国家重点建设起来的以装备制造业为主的全国重工业基地之一。
通过几十年的进展，沈阳的工业门类已达到142个，此刻规模以上工业企业3033家，地域生产总值2240多亿元。
最近几年来，沈阳市委、市政府以振兴沈阳老工业基地为主线，坚持改革开放和工业立市方略，国有经济战略性调整步伐加速，外资和民营经济迅速成长壮大；城市进展空间和产业布局取得拓展优化；汽车及零部件装备制造、电子信息、化工医药等产业初具规模，已成为全市经济快速进展的重要支撑；科技创新能力和企业研发能力不断提高，形成了一批具有较强竞争力的产品和企业；城市基础设施建设明显加速，软环境建设取得了进一步改善。
沈阳经济和社会长足进展，人民生活水平快速提升，沈阳经济和社会步入了快速进展的新时期。
在此同时，沈阳前后取得“国家环境保护模范城市”、“国家丛林城市”的称号，持续两年进入全国百强城市前十名，并跻身国内十大最具竞争力城市行列。
1.3.2气象条件
沈阳市位于北半球的暖温带地域，大陆性季风气候内，一年四季分明。
风：
全年平均2.9m／s，冬季平均风速3.7m／s，全年主导风向SSW，频率为16％：
降雨：
年降雨量727．5mm，全年降水集中在5—9月；积雪：
最大积雪深度28cm，最大冻土深度148cm；
气温:
年最低温度-30.60C,年最高温度38.3℃,年平均气温湿度：
相对湿度64％。
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
路和省级公路、乡镇公路，与沈山、沈哈、哈大国铁线路和即将
开通的1380千米的东边道铁线路一路，一路组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。
主要设计技术原则
按照国家能源政策，结合具体情形，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，肯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进展和改革委员会令》[2004第19号]的要求。
2）在拟定厂区总平面布置方案时，除知足工艺流程需要外，尚需考虑与周边环境的整体协调。
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）厂址区域地震大体烈度为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）尽力降低造价，提高经济效益。
10）严格遵循国家公布有关的规程、规范。
工作简要进程
2007年7月，我院同意辽宁中稻股分有限公司稻壳发电有限公司对“辽宁中稻股分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分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，在搜集和整理资料的基础上，按照《中华人民共和国国家进展和改革委员会令》[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
概述
随着社会、经济的不断进展和人口数量的不断增加，世界各国对于能源的消费和需求不断爬升，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”引发了发达国家对能源安全供给的关注，可再生能源技术的研发受到普遍重视，而且取了冲破性进展。
自上个世纪90年代始，发达国家提出减少CO2排放以应对全世界气候转变问题，进一步成为进展可再生能源的庞大驱动力，使可再生能源大规模产业化取得了迅速进展。
我国是世界上最大的进展中国家，也是目前经济进展最为迅速的国家，能源进展战略始终在我国的经济进展中占有重腹地位。
能源的相对欠缺和能源结构的不合理和在能源开发与利用进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进展的重要制约因素。
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办法列人“中国21世纪议程”和国民经济进展的“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进展报告”和“1996—2010年新能源和可再生能源进展纲要”。
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日起实施。
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进展列为科技进展与高技术产业进展的优先领域，纳入国家科技进展计划和高技术产业进展计划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化进展，增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本钱，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能够大大减少SO2的排放。
生物质能发电产生的CO2，在农作物生长进程中通过光合作用又被农作物吸收，循环利用。
因此，利用生物质能发电CO2排放量为零，能够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。
此举既为本地经济进展提供了电力能源，又减轻了大气污染，更增加了农人收入，改善了城乡面貌，化害为利，一举多得。
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）稻壳气扮装置+燃气轮机发电机组+余热利用装置；
（3）稻壳气扮装置+燃气锅炉+汽轮发电机组；
（4）稻壳气扮装置+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
可靠
可靠
可靠
对原料要求
粒度<6mm
含水量<18%
粒度<6mm
含水量<18%
粒度<6mm
含水量<18%
粒度<6mm
含水量<18%
适用范围
大、中型发电企业
大、中型发电企业
中、小型发电企业
中、小型发电企业
操作复杂程度
较复杂
复杂
较复杂
简单
设备供应
全部国产
低热值燃气轮机需引进
全部国产
全部国产
由上表能够看出，方式2虽然热效率较高，但总投资例如式4大很多，且建设周期长，操作运行及保护工作复杂，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，操作保护简单，投资回收期短，故选用方式4。
稻壳成份分析
稻壳成份分析见表2-2
表2-2稻壳成份分析
项目
单位
数值
低位热值
KJ/kg
14000（3343kcal/kg）
工业分析
固定碳
%
挥发物
%
含灰量
%
含水量
%
元素分析
C
%
H
%
N
%
S
%
O
%
3拟建项目情形
建设规模
国家将可再生能源的开发利用列为能源进展的优先领域，通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应办法，推动可再生能源市场的成立和进展。
国家鼓励各类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报送备案的可再生能源发电企业签定并网协议，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、燃料的供给情形。
辽宁中稻股分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置稻壳6吨考虑。
工艺流程的肯定
辽宁中稻股分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知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
辽宁中稻股分有限公司蒸汽消耗量见表3-1。
表3-1蒸汽消耗量（t/h）
项目
采暖期
非采暖期
蒸汽参数
备注
压力（MPa）
温度（0C）
烘干
4
0
饱和
油厂
4
4
饱和
采暖
2
0
采暖介质：
热水950C/700C
生活热水
327kW
总计
●3.2.2工艺流程
稻壳由4个稻壳仓用气力别离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，通过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份热能后由烟囱排出。
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（,饱和温度）。
工艺流程见“工艺流程图”。
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、稳固的前提下，充分利用工艺进程的余热，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，要求机组长期稳固运行，故应选用新的靠得住产品，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，大体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，物料在炉内大体上是按层次进行气化反映，固定床气化炉的炉内反映速度较慢。
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、气化反映呈“沸腾”状态，与固定床相较具有气化反映速度快，生产能力大，燃气收得率高，燃气中焦油含量少的长处，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（处置后）
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）（滞后）
冷却方式：
强制水冷、换热器换热
启动方式：
紧缩空气启动
进气压力：
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，为回收这部份余热，设余热回收系统—尾气余热锅炉，设置蒸发器及省煤器。
省煤器入口水温：
<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h；蒸汽压力：
；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，二者相较，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，考虑到运行的稳固性，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：
额定蒸气温度：
193OC
给水温度：
60OC
设计效率：
77%
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
项目
单位
数值
冬季
夏季
1
装机容量
MW
（运行）
2
稻壳产气率
Nm3/kg
3
气化效率
%
4
稻壳低热值
kJ/kg
5
燃气低热值
kJ/m3
6
稻壳收购价
元/吨
7
内燃机效率
%
8
内燃机热耗
MJ/
9
燃气耗率
Nm3/
10
秸杆耗率
kg/
11
燃气耗量
Nm3/h
4343
6514
12
稻壳耗量
t/h
13
年运行小时
h
3500
3500
14
内燃机年发电量
+06
+06
15
余热锅炉蒸发量
t/h
17
厂用电率
%
18
年总发电量
+07
19
年供电量
+07
20
年秸杆耗量
吨/年
37022
21
全厂热效率
%
22
年节标煤量
吨
5200
4电力系统
概述
辽宁中稻股分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。
与电网的联接
辽宁中稻股分有限公司稻壳发电项目计划装机容量为7×400kW，考虑本工程装机容量和周围接入点的情形，电厂以一回10kV的电压品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。
电力平衡
随辽宁中稻股分有限公司的进展，电厂所发电量全数在公司内用完，不上网。
5建设用地及其他建厂条件
建厂外部条件
（1）原材料、燃料供给及设备运输：
因本项目全数燃用农作物稻壳，厂址位于沈阳市沈北新区农产品加工产业园中稻股分有限公司厂区内，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，南临计划大道，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都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，常常干枯无水，不宜作为电厂地表水取水河流；本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；按照业主意见，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探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。
生活水用水量按照电厂定员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h，回收的工业水量为m3/h。
按照现阶段初步考虑和本地实际用水情形，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）厂区土层散布尚稳固，工程地质条件较好，场地稳固性尚好，无液化土层散布，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侵蚀性，对钢结构有弱侵蚀性。
建设用地
本项目是辽宁中稻股分有限公司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工程假想
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）知足安全卫生、防火和运输等方面的要求。
4）鉴于本工程位于辽宁中稻股分有限公司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分有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂统一考虑，在知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
辽宁中稻股分有限公司稻壳发电项目位于辽宁中稻股分有限公司60万吨/年稻谷综合加工厂稻壳发电区（热电站），按照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分有限公司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置区域，在此区域的南侧布置了临时渣场。
6.1.3竖向布置
辽宁中稻股分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分有限公司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米。
室外地坪标高为米。
6.1.4道路布置
辽宁中稻股分有限公司稻壳发电项目区域周围也由辽宁中稻股分有限公司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
厂区各类工艺管线，按不同介质的输送特点及要求，别离采用架空（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厂区绿化计划
利用厂区可绿化的场地广植草皮，尽可能减少袒露地面，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，并适宜于本地生长。
本工程总平面布置方案见附图，主要技术经济指标别离见表6-1
表6-1厂区主要技术经济指标：
序号
名称
单位
数量
备注
1
厂区用地面积
m2
15882
2
厂区内建（构）筑物用地面积
m2
3558
3
建筑系数
%
4
厂区内场地利用面积
m2
9560
5
场地利用系数
%
6
绿化用地面积
m2
4744
7
绿地率
%
燃料供给系统
6.2.1概述
一、辽宁中稻股分有限公司稻壳发电项目燃料为稻壳，其主要成份和特性见表2-2。
二、稻壳消耗量
表6-2稻壳消耗量
项目
3×6t/h
直燃锅炉
3×气化炉
小时耗量（t/h）
日耗量（t/d）
注：
日耗量按24小时计算；
6.2.2稻壳的搜集与贮存
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贮存。
稻壳库共有4座，每座有效容积约为2000m3，可知足本期项目约80h的燃料消耗量。
（稻壳的堆比重约为m3）
6.2.3厂内燃料输送系统
一、本期项目燃料部份的设计范围：
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。
二、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×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%。
工艺流程
见3.2.2节。
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置间，产生的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h。
余热锅炉的给水由锅炉房提供，所产饱和蒸汽并入厂区蒸汽管网。
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内燃发电机室布置
内燃发电机室长39m.跨度24m,屋架下弦高度6m.为封锁建筑，以降低环境噪声。
7台燃气内燃机为双排布置。
厂房内设有15t电动桥式起重机一台。
在厂房的固定端为办公室及配电间。
办公室安装有隔音门窗（见附图）。
●6.5.3锅炉间布置
锅炉间长31.5米，跨度18米，屋架下弦高9米。
锅炉间距7.5米。
炉后露天布置布袋除尘器和引风机。
三台锅炉共用一座烟囱，烟囱上口直径1.0米，高45米。
在锅炉房的固定端布置办公室、控制室及水处置间（见附图）。
除灰系统
6.6.1灰、渣量
表直燃锅炉灰、渣量统计表
单位
小时灰渣量（t/h）
日灰渣量（t/d）
年灰渣量（Kt/a）
项目
灰
渣
灰
渣
灰
渣
1×6t/h
2×6t/h
3×6t/h
表气化炉灰量统计表
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