10MW生物质稻壳发电站项目可行性研究报告.docx

1、10MW生物质稻壳发电站项目可行性研究报告10MW生物质（稻壳）发电站项目可行性研究报告第一章 总 论一、项目概况1、项目名称：某有限公司10MW生物质（稻壳）发电站项目2、项目建设性质：新建3、项目建设地点XX工业园区4、项目建设期限项目建设期限1年5、项目建设单位某有限公司法定代表人：XX二、编制依据1、国家、行业及地方的有关法律、法规和规程、规范2、建设单位提供的有关资料三、项目提出的背景及必要性（一）项目建设背景目前，世界能源与资源危机的出现，使得可再生资源的开发与利用成为炙手可热的话题。植物、农作物基可再生资源是目前国外特别是发达国家研究和利用的热点，它将成为未来非再生资源的补充和取

2、代物，改变当前对日益减少的非再生资源的依赖。几年前，可再生资源的研究已被列为国际24个前沿领域之一。美国能源部（DOE）计划到2020年来自植物可再生资源的基本化学结构材料要占10，到2050年要达到50。 我国作为一个发展中的农业大国，70年后将面临石油资源逐渐枯竭的威胁，重视可再生植物资源的研究、开发与利用刻不容缓。 稻壳属再生资源，开展稻壳能源、资源综合利用的研究和生产具有重要的战略意义。稻壳是农作物产生的秸秆和皮壳中最具有研究开发价值的可再生资源。我国每年生产稻谷4亿多吨，可产稻壳8000万多吨，占世界总产量的30%以上，居世界第一位，稻壳原料资源十分丰富。以往水稻磨成米后，稻壳往往被

3、扔到路边沟壕或埋掉，成为了“农业拉圾”。不仅如此，由于稻壳坚硬耐腐，即使是在被掩埋掉后，在土壤中也很难被降解，容易造成土地成分的不良变化。某县现有耕地160万亩，农作物年产量31万吨，其中水田68万亩，年产水稻27万吨左右，加上周边县市均为产粮大县，年产稻壳可达20万吨。是建设稻壳发电工程的理想资源地。然而，遗憾的是，这些宝贵的燃料资源，除少量被农民用来炊事和作饲料外，大量的只能堆放在田里焚烧掉，不仅是资源的浪费，而且也对大气造成严重污染。本项目的建设，可以充分利用当地丰富的稻壳资源，落实国家可再生能源政策，实现国家“十一五”发展规划目标，将先进的生物质发电技术和中国的环境保护相结合，增加当地

4、就业，增加人民经济收入，促进当地的经济发展，保护当地的生态环境，建设资源节约型社会、实现循环经济，是利国利民的事业。（二）项目建设的必要性1、是节约能源，缓解煤炭供应紧张的需要随着我国改革开放不断深化，加入WTO后经济发展速度强劲，能源消耗猛增，能源紧缺明显，这将成为我国经济增长的瓶颈。煤炭告急，供电紧张局面还将在一定阶段内长期存在。开源节流，保护环境已成为我国当今经济建设中的重点政策，缓解煤炭供应紧张是能源工作战线上科技工作者的重大任务和责任。根据国际能源结构的研究表明，稻壳是一种很好的清洁的可再生能源，其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量约达1%。欧洲著名能源研发企业的世界先进稻壳发电

5、技术，每年可燃烧农林废弃物20万吨，发电1.2亿千瓦时，每年可节约标准煤近万吨。曾长期依赖石油进口的丹麦，1974年以来GDP稳步增长，这一巨变的背后，是秸秆发电等可再生能源占了丹麦全国能源消费量的24%以上。我国作为一个非再生能源人均占有量极低且秸秆资源非常丰富的大国，丹麦的经验能为我们提供有益的借鉴。2、是综合利用、变废为宝的需要某县丰富的秸秆、稻壳资源，其中大约20%-30%主要用于农民的炊事或作饲料，属炉台直接燃烧方式，热利用率仅是5-8%，大量秸秆、稻壳被随意堆放在田间直接焚烧，造成公路乌烟瘴气影响交通，既浪费了宝贵的资源，又严重污染了环境。采用稻壳、秸秆发电技术，变废为宝，不仅可解

6、决本地区缺少燃料和电力供应的问题，同时减少了化石等一次性燃料的消耗，使能源结构更为合理。利用丰富的可再生稻壳、秸秆资源发电，可有效解决农民增收、缓解能源短缺、改善生态环境的热点、难点问题，前景广阔。3、是改善环境质量，缓解电力供应紧张以及综合利用的需要稻壳作为生物质能源，具有无公害，可再生等优势，对环境保护非常有利。由于稻壳、秸秆为低碳燃料，且含硫量及含灰量均比大的火力发电厂使用的煤炭低得多，是一种较清洁的燃料。不需脱硫，只需采用造价低，系统简单的除尘设备，便可达标排放。此外，焚烧后的灰渣可作为复合肥的原料，供附近农民进行综合利用。因此，建设稻壳秸秆发电工程可以在一定程度上作为燃煤火力发电厂的

7、补充，由于稻壳秸秆资源是可再生能源，因此用来替代煤炭，其节能意义更加显著。本项目装机容量10MW，年发电量达6000万度，需用稻壳10.8万吨，每年可节约标准煤近5.4万吨，还可相应地减排燃煤所产生的SO2约167吨，减排温室效应气体SO2约13000吨等。因此，稻壳发电工程不仅可改善环境质量，而且对缓解电力供应紧张作出一定的贡献，应该认为这是稻壳规模化高效利用科学途径。与燃煤电厂相比，在电力市场中具有一定的竞争力，随着社会的进步，稻壳发电工程的经济和社会效益日益凸现。4、稻壳、秸秆的商品化，是改善农村的经济结构、增加农民收入的需要由于目前我国农村的生物质能源尚未商品化，有的农民用来直接炊事，

8、用不了的就随意在田间焚烧，影响了交通运输的安全。我国农业大省四川省省会成都市，就出现秸秆烟气严重干扰了航班正常运行的状况。因此，要解决稻壳秸秆浪费性的唯一出路在于商品化、规范化。我们认为，稻壳发电技术就是实现这个目标的最佳方案。这不仅可以为农村提供更多的电力，更有意义的是将使生物质能源的商品化成为可能。按照每吨稻壳100元的收购价测算，将带动农户增收500多万元。从而，可为农村经济带来新的活力，农民可通过出售稻壳增加收入。5、稻壳发电工程是产业规模化发展的需要我国是农业大国，农林废弃物可再生资源丰富，本项目引进、消化、吸收国外先进技术；嫁接商品化、集约化的管理经验；结合中国国情，利用城镇经济合

9、作组织牵头，产生加工行业经济人，实行产业联动、前延后伸形成链条化。水稻综合利用大米麸糠米糠油稻壳碳灰，因此，一个项目点还可带动二、三产业的综合发展。 大米水稻 油糠米糠油米糠粨 稻壳发电稻壳灰6、推广可再生清洁能源，实现21世纪可持续发展战略的需要随着经济的快速发展，人类正以前所未有的速度消耗着地球上极为有限的化石能源资源。然而，有限的一次能源储量，以及利用一次能源所带来的环境方面的问题，直接影响世界经济的可持续发展道路，明确经济的发展不应以牺牲后代生存环境、经济资源为代价，并研究制定和开始执行经济、社会和资源相互协调的科学发展战略。因此，充分利用广大农村的农林废弃物，为实现此战略目标做贡献，

10、因此本项目的实施就更显意义重大。综上所述，在某县建设一个稻壳气化发电厂符合国家的能源政策、产业政策和环保政策，项目的建设是可行的，也是非常必要的。第二章 市场预测一、产品市场现状稻壳发电是一种具有高科技，高节能，环保型项目，不但自身环保，更重要的是以废料易污染物稻壳作为原料发电，原料来源充分不用购买，发电量高，电价成本低每度电价0.12，具有一定的经济价值。国际上已有很多国家开发利用，近几年国内也正在积极研究开发。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤，约相当于全球一次能源消费总量的1/3，其中传统可再生能源约占85%，新的可再生能源约占15%。2002年底全球生物质能源发电装机超过

11、5000万千瓦。国土面积只有山东省面积约1/4的丹麦，已建立了15家大型生物质直燃发电厂，年消耗农林废弃物约150万吨，提供了丹麦全国5电力供应。同时，丹麦还有100多台用于供热的生物质锅炉。近十几年来，丹麦新建的热电联产项目都是以生物质为燃料，并把过去许多燃煤供热厂改为燃烧生物质的热电联产项目。我国是世界第二大能源生产国和消费国，2005年能源消费总量达22.2亿吨标准煤，约占全球能源消费总量的14%左右。但是，人均能源消费仅为1.7吨标准煤，不到发达国家的四分之一。我国生物质能的资源量现在每年大约为8亿-10亿吨标准煤。据统计，仅秸秆直接燃烧发电一项，每年将使中国农民在基本没有新投入的情况

12、下增收人民币60多亿元；而且将是中国最大的环保项目，有效解决秸秆焚烧造成的大气污染，减少温室气体排放，仅秸秆直接燃烧发电一项，将减少二氧化碳排放2500万吨，节约标煤近1000万吨，新增绿电150亿千瓦时。二、产品市场预测上世纪两次石油危机给西方国家的经济带来沉重的打击，同时也大大促进了全球范围内可再生能源的发展。从20世纪70年代开始，尤其是近年来，可再生能源已逐渐成为常规化石燃料的一种替代能源，世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分：美国的加利福尼亚，2017年20%的电力将来自可再生能源（2002年已经达到12%）；欧盟，2010年22%的电力或整个能源的12%

13、将来自可再生能源（1999年可再生能源电力为14%，1997年占整个能源的6%）；德国，2020年20%的电力和2050年整个能源的50%将来自可再生能源（2002年电力占6.8%）；日本，2010年光伏发电要达到483万千瓦（2003年为88.7万千瓦）；拉丁美洲，2010年整个能源的10%要来自可再生能源。目前我国不可再生的能源日渐枯竭，国家的发展急需新的替代能源。而稻壳作为生物能源是数量庞大，产量稳定。尤其是近三年我国稻谷连年丰产，以全国每年产3000万吨稻壳计算，可以替代1500万吨日趋枯竭的矿物燃料，因此稻壳发电项目很具发展潜力。生物质发电方式多种多样。目前有一定显示度的发电方式主要

14、有蔗渣发电、稻壳发电、秸秆气化发电和垃圾发电，总计发电能力近100万千瓦。从发展趋势来看，今后有较大增长潜力的是垃圾发电、秸秆(含森林采伐和加工剩余物)发电(含气化发电)和沼气发电。随着城市环保要求的提高，预计秸秆发电将随着小城镇建设和农村小康建设的开展，以及生物质能优化利用、加工增值、促进经济发展的需要而大幅增加。假定每年增加40万-50万千瓦，预计2010年达到280万-350万千瓦，2020年达到680万-850万千瓦。三、产品市场竞争优势1、稻壳原料资源丰富，价格便宜；2、利用燃烧热量发电，实现物质材料能源的充分利用；3、解决农业垃圾稻壳对环境的污染；4、稻壳综合利用不仅利用了污染环境

15、的农业垃圾，而且给农民带来意外的经济效益。按200元/吨计，我国稻壳价值160亿元，即我国农民将额外创收160亿元。第三章 建设规模与产品方案一、建设规模（一）主厂房1、主厂房布置的具体要求及特点（1）主厂房采用三列式布置，即：气化炉、净化系统、燃汽发电机组房顺序布置。（2）燃气发电机组采用横向布置，发电机组头朝向冷却净化间，保证发电机转子抽出的方便。（3）气化炉采用半露天布置，局部采用防护措施。（4）符合总平面布置要求，合理设置进出管线和联系通道。（5）主厂房内设备布置能保证可靠、方便运行。（6）主厂房布置保证安装检修与运行维护方便。（7）保证运行人员有良好的劳动环境和条件。（8）门窗、楼梯

16、的布置均按安全消防规范要求。（二）主厂房各车间设备布置及主要尺寸（1）气化炉棚：4m4m正方型，气化炉顶标高12.5m。（2）燃气冷却净化间横向跨距为19m，纵向14个柱距84m。屋架下弦标高8.5m，发电机间横向跨距为14m，纵向14个柱距84m，0.00m平面布置20台发电机组，7.00m平面为高压配电室、低压配电室和机炉集中控制室，0.5m平面为电缆夹层。固定端设有办公室、值班室和空压机房等附属间，空压机房布置两台排气量10m3/nin的空压机，供气力输料、输灰用。（3）稻壳库面积为60m40m，计2400m2，屋架下弦标高6.0m，稻壳储量1150吨；输料棚面积为60m7m，计420m

17、2，屋架下弦标高6.0m，稻壳储量200吨。（4）稻壳灰库面积为45m150m，计6750m2，屋架下弦标高6.0m，稻壳灰储存量4000吨；储灰罐直径5m，高7.5m，储量16吨，共两个。二、产品方案哈尔滨兴盛生物科技开发有限公司稻壳电站装机容量10MW（规模为20500kV电压等级接入当地的配电系统。依据省电力公司批复，具体接入方案如下：一次部分：1、新建1回发电厂至某变电所10 千伏线路，线路长度为3.5千米，导线型号选择JKLYJ-300。2、某变电所利用现有位置新增1个10千伏出线间隔及其设备。3、发电厂20500MW发电机组通过10台1.25兆伏安升压器接入10千伏母线，10千伏母

18、线采用单位母线主接线。二次部分：1、本期工程发电厂则需配置低压过流解列装置。2、利用兴盛生物电厂到某变电所10千伏线路架设普通12芯光缆，长度3.5千米，某变再经现有通信电路到某县调和哈尔滨市调。3、兴盛生物电厂则安装一部电话，本期工程兴盛电厂和某供电分公司各配置1套SDH155M光传输设备。远动计量：兴盛发电厂投运后由某县调调度指挥，电厂远动信息直送某县调，哈尔滨地调和省调所需信息由某县调转发。1、本期工程某变电所10千伏线路入口侧作为关口计量点，兴盛电厂10千伏线路出口侧作为考核计量点。2、本期工程为黑龙江电网电力交易中心列电力市场支持系统调试费5万元，黑龙江省列接口费3万元，为哈尔滨地调

19、列接口费5万元，为某县调列接口费3万元。第四章 场址选择一、地理位置某县工业园区位于某镇城西，铁通路西侧，南起蚂蚁河北岸堤防，北到五七水库，全长3公里，东西用地范围以铁通路上的县标为界，县标以西700米，县标以东800米，全宽约1500米。园区由工业区和居住区两块用地组成，铁通路以北为同福工业区，铁通路以南为居住区。同福工业区用地范围南起铁通路，北到五七水库泄洪渠，南北长约1041米；西到县标以西300米，东到县标以东390米，东西宽约720米。同福工业区占地面积75公顷。本项目选址在工业园区内。本工程厂址区内沿无探明的重要矿产资源和保护文物，附近也无机场及重要的通讯设施和军事设施。厂址内无深

20、、大断裂带通过，区域构造基本稳定。厂址区地基土主要由粉质粘土组成。二、场址建设条件1、地形、地貌某县位于黑龙江省中南部，张广才岭西麓，隶属哈尔滨市，距哈尔滨市区160公里。全县幅员面积3149平方公里，耕地160万亩，森林230万亩。地貌结构为“五山半水四分田、半分道路和草原”，距301国道42公里，有升级铁通公路出口。2、气候条件某县地处黑龙江省中南部，属于中温带大陆性季风气候，受季风环流系统影响，具有明显的季风特征。某县气候的特点是四季分明，冬季漫长而寒冷，夏季短暂而炎热，而春、秋季气温升降变化快，属于过渡季节，时间较短。受地理环境、海陆气团和季风的交替影响，各季气候差异显著，变化很大。最

21、大年降水量921.2，最小年降水量374.7，平均年降水量592.9，日最大降水量91.4，最高温度37，最低温度-38，年平均气温2.9，无霜期130天，适合农作物生长。3、社会环境条件2008年1-6月份，全县GDP完成8.3亿元，同比增长14.4%,增速比去年同期增速快3.6个百分点,高于全市的经济增长水平。经济结构进一步优化，一、二、三产业比重为9.7：36.6：53.7。第二产业比重继续提高，比今年一季度提高7.6个百分点；GDP总量增长速度排全市第4位。全县工业总产值完成12.85亿元，同比增长28.9%；地方财政一般预算收入完成6496万元，同比增长38.7%；城镇居民人均可支配

22、收入实现3317元，同比增加291元，增长9.6%。4、交通运输条件境内有高等级公路与哈牡、哈同高速公路相连，处于哈尔滨、牡丹江、佳木斯、七台河、双鸭山、鸡西、鹤岗等市的2小时经济圈内，地理位置优越，交通十分便利。5、公共设施社会依托条件某县工业园区2008年5月23日正式批准为省级开发区，享受省级开发区的优惠政策。几年来，园区的基础设施建设已投资近1.4亿元，总征地面积为213.52万平方米。园区道路硬化面积达到了11.7万平方米，绿化面积1.2万平方米。铺设给水管线3235延长米，污水管线5194 延长米，供电线路6公里。进一步提高了园区整体水平，提高了可持续发展能力。6、工程地质工程地表

23、以下10米浓度范围内，除地表有少量的耕土外，主要以粉土为主。现将场地地层岩性按自上而下的顺序描述如下：耕土：以粉土为主，黄色含有植物根系。土的性质较差，层厚0.5米。 粉土：黄褐色、褐色，局部灰色，湿，中密。切面无光泽反映，摇震反映迅速，干强度低，韧性低。盖层厚度一般为6.30m-11.6m。第五章 技术方案、设备方案和工程方案一、技术方案（一）系统技术特点稻壳循环流化床气化内燃机发电系统主要由进料机构、燃气发生装置、除尘装置、燃气净化装置、燃气发电机组、电气控制装置及废水和灰渣处理装置等几部分组成，其流程如附图所示。项目系统工作框图进料系统：稻壳通过高压空气吹送到气化炉进料仓，料仓设置排气口

24、，采用螺旋给料机进料，螺旋给料机便于连续均匀进料，且能有效地将气化炉同外部隔绝密封起来，使气化所需要的空气经鼓风机送进气化炉。动力设备是电磁调速电机，电磁调速电机可任意控制燃料流入量。燃气发生装置：气化装置采用流化床气化炉，主要由鼓风机、气化炉和排渣螺旋构成。稻壳在气化炉中经高温热解气化生成可燃气体，气化后剩余的灰分则由排渣螺旋及时排出炉外。燃气净化装置：燃气只有通过冷却净化后才能供给内燃机进行发电。燃气净化系统包括除尘、除灰和除焦油等过程，主要装置包括旋风除尘器、管式除尘器、高温过滤器、间接冷却器、喷淋塔、泡沫塔和文丘里等。系统采用多阶段除尘工艺。第一阶段是除尘效率为70%的旋风除尘器；第二

25、阶段是除尘效率为60%的管式除尘器；第三阶段是喷淋塔、泡沫塔，除尘效率为80%；第四阶段是文丘里除尘器，除尘效率为98%。经过四个阶段的除尘后，燃气中只是有很少的固体颗粒和粉尘。焦油通过冷凝和水洗除去，主要设备是间接冷却器和喷淋塔。燃气发电装置：采用20台500kW的低热值燃气内燃机发电机组，并联组成10MW的发电系统配套的500kW低热值燃气内燃机发电机组，其主要特点是采用符合燃气性能要求的低压缩比，采用机外单体盼混合器结构。简单可靠的电点火系统和燃气防爆措施。来保证燃气内燃机的正常安全运行。控制与管理系统装置：用于气化炉控制炉温提高产气量。发电机组满负荷安全运行的自动化和安全设置的系统操作

26、装置。废水处理装置：通过过滤吸附、曝气、沉淀、生化处理等方法处理废水，处理后的废水可再循环使用。灰渣处理装置：灰渣主要来自气化炉及除尘净化装置系统。气化炉底部渣采用排渣螺旋机械排出炉外后，采用干式出渣方式进行出渣，用气力输送系统输送到储灰罐。除尘净化装置的灰也通过气力输送系统输送到储灰罐。部分冷却水池内的湿灰，经多级沉渣过滤后，沉淀后的水溢流到清水池，再进行循环利用，捞出的灰潭也送往灰场。（二）运行温度和气体成分本装置用空气做氧化介质，运行温度控制在730-830，生物质气化后的可燃气中包括N2、O2、H2、CO2、CO、CH4和CnHm等成分，气体热值在5016-6152kJ/Nm3之间。下

27、表以1MW谷壳气化发电装置为例，气化炉点火成功后，发电系统进入运行状态，同其它生物质相比，谷壳的灰份高达15%以上，当温度超过850时，谷壳灰便会发生熔融结渣现象，封住炉内排渣口，影响气化炉的正常运行，因此，炉内温度的控制十分关键。正常情况下，气化炉的反应温度应稳定在730-830左右。技术参数见下表：气化炉在不同操作温度下的气体质量（谷壳）表操作温度（） 730 730 750 760 760 790 820 820 830CO2 15.4 16.2 16.0 15.5 15.3 15.7 14.6 15.3 15.1气 CO 19.0 18.6 17.4 18.7 15.4 15.9 15

28、.8 16.5 16.5体 CH4 6.8 7.3 7.99 7.3 8.78 6.8 5.01 6.71 7.54成 CnHm 1.7 1.6 1.6 1.6 1.5 1.5 1.4 1.3 1.5份 H2 3.7 1.39 1.63 1.39 0.44 2.3 7.12 3.17 2.51% N2 51.7 53.5 54.5 54.3 56.9 56.5 54.5 56.3 55.6 O2 1.7 1.4 1.1 1.2 1.7 1.3 1.6 2.0 1.2气体热值 （kJNm3） 6152 6113 6234 6235 6083 4669 5449 5667 5991注明：其它原料的

29、每度电耗量大约为：秸秆或稻草1.6-1.8kg/kWh；木屑1.3-1.5kg/kWh。（三）燃气净化稻壳气化后产生的燃气含有较高浓度的粉尘，因此必须除法、除灰和除焦油，必须采取有效的处理措施，使之达到国家排放标准后排放。（1）原始数据锅炉：TYL4000型流化床气化炉10台锅炉稻壳资料Ay=9.2% Sy=0.08%锅炉耗稻壳质量：1.8t/h台锅炉排灰量：0.306t/h台锅炉排燃气量：4000Nm3/h台（2）为使烟尘排放满足国家排放标准，必须采用高效除尘器净化燃气。本设计采用四级除尘设备，处理后燃气燃烧的烟气排放浓度为27.65mg3/Nm3（最大），满足国家排放标准。（3）国家排放标

30、准与排放有害物含量见下表：稻壳含硫分（%）平均/最大0.08/1.48稻壳含灰分（%）平均/最大6.26/12.8稻壳耗量1.8t/h烟尘（平均/最大）排放浓度13.121/27.65mg/Nm3国标50mg/Nm3SO2（平均/最大）排放浓度208/357mg/Nm3国标400mg/Nm3从上表可看出烟尘与SO2排放均小于国家排放标准。（四）余热利用内燃机烟气出口温度高达450，为了节约能源，每台内燃机组配套一台余热锅炉，一台机组能够产生0.5吨150的蒸气，20台机组能够产生10吨蒸汽，供给场内的米糠油生产线及办公楼厂房的冬季供暖。经过余热锅炉的烟气温度降至200,再通过总的排烟管道引至滚

31、筒式烘干机，这时烟气的温度降至150，经过烟囱排空。（五）除灰、渣部分1、灰、渣量稻壳发电站主要燃料为稻壳，产生的最大类渣量统计见下表：稻壳灰、渣量统计表（一台炉）气化炉小时灰渣量(t/h)日灰渣量(t/d)年灰渣量(t/a)灰渣灰渣灰渣0.3060.17.3442.41836720注：年运行时间按6000小时计算2、除灰系统（1）输送系统工艺流程如下： 除尘器灰斗飞灰插板门出灰阀灰管储灰罐稻壳灰库（2）工程设两个储灰罐，具体位置见总平面布置图。每个灰罐顶设一台袋式过滤器，用于对排气过滤，防治污染空气。3、除渣系统从气化炉出来的渣与灰相同，故与除灰系统相同，一并磅入灰罐后运去。（六）循环水系统1、冷却净化设备的循环冷却水系统（1）每套净化系统需45t/h的循环冷却水，10套净化系统共需450t/h的循环冷却水。本工程设两台流量Q=250m3的高温差浊流型玻