河北省唐山市10X12MW生物质发电项目建议书2.doc
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1、河北省唐山市1012MW生物质发电项目建议书北京德胜电力工程咨询公司2007年3月设计总工程师: 刘新城主要编制人员: 刘新城 吴建勋 许 安 田志叶 寇立欣 卢芳芳 康云龙审 核: 刘新城 吴建勋 韩振学 栾景明 目录1概述51.1 项目申报单位概述51.2 拟建项目概况51.3 建设规模51.4 编制依据61.5 建设必要性61.6 主要技术设计原则72 燃料供应82.1 秸秆量82.2 秸秆成份分析92.3 秸秆收集102.4 锅炉点火燃料103 机组选型103.1 锅炉选型说明103.2 汽轮机选型说明113.3 主机技术条件114 投资估算及经济效益124.1 编制原则124.2 编
2、制依据124.3 工程投资估算144.4 财务评价145 环保工程设想及烟气污染防治措施155.1 烟气污染治理措施155.2 大气污染物的排放量、排放浓度及落地浓度165.3 烟气中的污染物对周围大气环境的影响175.4 大气污染物总量控制初步分析186 结论及建议186.1 主要结论186.2 建议191概述1.1 项目申报单位概述北京德胜电力工程咨询公司是隶属于河北省电力设计院的一家高新技术企业,现有员工100多人,其中研究人员15名,工程技术人员20多名,专业从事生物质能利用,节能技术产品开发与销售,主要产品有生物质气化炉、生物质气化发电装置、生物质气化集中供气装置、医疗垃圾焚烧炉及各
3、种节能设备,同时为各类型企业提供节能技术设计、咨询等服务。在公司的技术产品中兆瓦级循环流化床生物质气化发电系统荣获国家“九五”重点科技攻关重大科技成果奖,并申报8项国家专利。该技术属于国内首创,处于国际领先水平,受到国内外同行的高度评价,目前已在国内推广20多套,并出口到缅甸、柬埔寨、泰国、印度等东南亚。1.2 拟建项目概况为使河北省唐山市(市及市辖县)的生物质能源农作物秸秆得到充分利用,实现其资源化、减量化、无害化,减少秸秆堆放或焚烧对城区环境和大气质量的破坏,充分利用可再生能源的优势,逐步将生物质发电开发成为河北省能源结构的有益补充,北京德胜电力工程咨询公司拟在河北省唐山市区域内每个县建设
4、1座秸秆发电厂,总装机容量为120MW。该系列项目年处理秸秆(以单一电厂、玉米秸秆为燃料)7.48万吨,采用焚烧减量方式,余热用于发电,其灰渣含钾量较高,可直接还田使用。1.3 建设规模由唐山市及其所辖县(10个县)的秸秆资源量来看,能够满1012MW机组用量,综合考虑唐山市及其所辖县的秸秆资源量、秸秆运输条件,本着稳妥、可靠的原则,按照机炉匹配的要求,每一电厂的建设规模定为:112MW纯凝汽式汽轮发电机组配175t/h秸秆直燃循环流化床锅炉,考虑经济发展因素单一项目厂区规划按212MW纯凝汽式汽轮发电机组配275t/h秸秆直燃循环流化床锅炉考虑。那么在唐山市区域内生物质发电项目总装机容量为1
5、012MW,并按2012MW进行规划。1.4 编制依据1) 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;2) 国家发改委发布的可再生能源发电价格和费用分摊管理施行办法、可再生能源发电有关管理施行规定;3) 设计有关的法令、法规、标准及专业设计技术规程等。1.5 建设必要性1.5.1 符合国家新能源政策生物质是世界第四大能源,它们对全世界一次能源的贡献占14。在我国,生物质占一次能源消费总量的33,是仅次于煤炭的第二大能源。生物质发电厂的建设符合国家能源政策和国家中长期发展纲要。2006 年2月9日,国务院发布了“国家中长期科学和技术发展规划纲要”,纲要中明确提出,今后15
6、 年,科技工作的指导方针是:自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来。纲要中涉及能源行业的主要内容如下:坚持节能优先,降低能耗。重点研究主要高耗能领域的节能技术与装备,开发复杂环境与岩性地层类油气资源勘探技术,重点研究风能、太阳能、生物质能和地热能等可再生能源的开发利用。因此,本工程的建设符合国家新能源政策。1.5.2 生物质发电工程节约能源利于环保有关研究表明,秸秆是一种很好的清洁可再生能源,其平均含硫量只有3.8,而煤的平均含硫量约达1。拟建生物质发电厂每年可焚烧秸秆7.48万吨,同时还可以提供电力能源,与常规燃煤火电厂相比,不仅可节约煤炭还可减少二氧化硫和烟尘排放量。因此,从节约能源保护环
7、境的角度讲,本工程的建设是非常必要的。1.5.3 生物质发电工程可产生良好的社会效益和经济效益唐山市是农业大市,农作物种植面积近71万亩,秸秆总量约40万吨。林地面积22.5万亩,年产树枝6.3万吨。目前,农民生活水平有了很大的提高,人民生活大部分采用沼气、煤及液化气。虽然有一部分秸秆用于还田和青储饲料,但大部分无法有效利用,到秋季后大部分玉米秸秆堆放于道路两旁,既不利于防火又不利于环境治理。建设生物质发电工程,不但可以消除因就地焚烧秸秆产生的烟气污染,且可将秸秆作为资源加以利用,还可增加农民收入。生物质发电厂的建设,不但可向当地供电,而且可把解决能源短缺、环境保护和农民增收三大问题很好地结合
8、起来,发电厂的建设是一件利国利民的大好事。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。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。综上所述,河北省唐山市生物质发电工程的建设是完全必要的。1.6 主要技术设计原则1.6.1每一秸秆电厂均按一炉配一机进行设计,并按预留再扩建一炉一机的建设条件进行整体规划,锅炉采用秸秆直燃循环流化床锅炉,额定蒸发量75t/h、过热蒸汽压力5.3MPa、过热蒸汽温度490、给水温度150,效率90%。汽轮机选用次高温次高压12MW纯凝汽式汽轮机,配套选用12MW汽轮发电机;1.6.2电力系统:发电机出线经主变升
9、压至35kV接入附近的变电所;1.6.3秸秆供应:秸秆按要求晾干、粉碎、压缩后用汽车运至厂内;1.6.4燃油供应:燃用0#轻柴油,采用汽车运输;1.6.5水源:生产用水采用污水处理厂的中水;电厂生活消防用水采用市政水。1.6.6秸秆仓库:容量按两台炉燃用5天设计;1.6.7灰渣:干灰采用气力输送方式,锅炉底渣采用机械输送方式;1.6.8机组控制:锅炉和汽机设集中控制室,控制方式为DCS,控制设备为国产中上等水平;1.6.9锅炉采用轻型封闭墙;1.6.10采用二次循环供水、自然通风塔冷却系统或机力通风冷却塔系统;1.6.11两台炉共用一座烟囱,烟囱高度暂按80米,根据出口流速确定烟囱出口内径;1
10、.5.12主厂房等建筑采用钢筋混凝土结构;1.6.13本工程机组年利用小时各专业均以5500小时叙述;1.6.14注册资本金为30%,其余为银行贷款。2 燃料供应2.1 秸秆量2.1.1 本工程秸秆用量本工程拟以农作物秸秆为设计燃料。每一秸秆电厂建设规模为175t/h秸秆直燃循环流化床锅炉配112MW汽轮发电机组并预留一炉一机的建设条件,其燃料消耗量见下列各表。以玉米秸秆为燃料时消耗量表小时用量(t)日用量(t)年用量(104t)一台锅炉13.62727.48注:日用量按20小时计,年用量小时按5500小时计。以小麦秸秆为燃料时消耗量表小时用量(t)日用量(t)年用量(104t)一台锅炉13.
11、82767.59注:日用量按20小时计,年用量小时按5500小时计。以棉花秆为燃料时消耗量表小时用量(t)日用量(t)年用量(104t)一台锅炉11.72346.44注:日用量按20小时计,年用量小时按5500小时计。以果木枝条为燃料时消耗量表小时用量(t)日用量(t)年用量(104t)一台锅炉12.92587.1注:日用量按20小时计,年用量小时按5500小时计。2.1.2秸秆资源产量农作物秸秆资源统计表项目品种主产品产量(万吨/万亩)主副产品比秸秆产量(万吨)棉 花0.251:1.360.34小 麦0.421:1.050.44玉 米0.481:1.70.82由上表看出,若在一区域内所种植农
12、作物产出的秸秆资源均能全部回收,那么要满足一台75t/h秸秆直燃循环流化床锅炉的燃料量,在这一区域内所种植的单一农作物的种植面积见下表。作物种类棉 花小 麦玉 米种植面积18.9万亩17.3万亩7.9万亩2.2 秸秆成份分析本工程采用的锅炉拟以燃用玉米秸秆为设计燃料,棉花秸秆及木枝条等木质燃料为校核燃料。秸秆成份分析及工业分析分析成果见下表:项 目符 号单 位玉 米小 麦棉 花果木枝条全水Mt%9.810.432.710.3水分Mad%8.348.149.006.97灰分Ad%8.148.905.602.10挥发份Vd%73.1672.0472.7879.85碳Cd%45.6044.5747.
13、1649.64氢Hd%2.122.132.182.49氮Nd%1.030.691.050.49氧Od%42.9043.4843.7145.22全硫St,d%0.220.230.290.05发热量Qnet,arMJ/kg15.6815.4718.2716.59固定碳FCad%17.1417.5019.6716.80真密度TRD1.611.611.661.58氟FPPM16610916663氯Cl%0.5771.2560.2260.018灰熔点DT1080760660650ST1130780820670FT1160790830790二氧化硅SiO2%56.6852.8715.7624.69三氧化二
14、铝Al2O3%7.403.534.005.41三氧化二铁Fe2O3%2.651.411.572.11氧化钙CaO%8.106.5518.9239.82氧化镁MgO%5.413.618.005.48氧化钠Na2O%2.272.445.820.98氧化钾K2O%13.8426.0531.7613.03二氧化钛TiO2%0.440.220.180.24三氧化硫SO3%2.745.065.462.96五氧化二磷P2O5%1.301.303.783.242.3 秸秆收集建设生物质发电厂工程,秸秆收集是一个需要重视的问题。根据现阶段农村的具体情况,农户多,户均耕地少,秸秆收集期短,又值农忙季节,为此,需要
15、建立一套行之有效的秸秆收集办法。根据我国已建成秸秆电厂的实际运行经验,其秸秆收集都是在以电厂为中心20公里为半径的区域内进行收集,但存在的问题主要是,在这一区域内所产秸秆的保证利用率只能按30%计算。本项目欲开辟一个新的秸秆收集供应体系。本项目欲采用租用耕地由电厂自行耕种和管理的模式,以保证秸秆供应的可靠性,可据所燃燃料租用相应的耕地面积。当然这一设想需得到政府部门的大力支持。2.4 锅炉点火燃料锅炉点火及低负荷助燃用油量较小,可从市场上采购,用汽车运至厂内。锅炉点火用燃油采用#0轻柴油,燃油从石油公司购买,由专用运油汽车运至厂内并卸入厂区内的储油罐内。3 机组选型3.1 锅炉选型说明国外秸秆
16、锅炉有成功的运行实例,但进口秸秆锅炉价格较高,比国产秸秆锅炉价格高2倍左右。近几年来国内无锡华光锅炉厂、济南锅炉厂、江西锅炉厂等锅炉制造商在引进吸收国外秸秆锅炉燃烧技术的基础上,已成功开发出75t/h中温中压秸秆燃烧炉排锅炉,已有几台国产秸秆燃烧炉排锅炉陆续投产,但在运行中存在着秸秆收集和输送难的现实问题。2007年初,中科院热能所与鞍山锅炉厂也已成功开发出75t/h秸秆直燃循环流化床锅炉,该炉型以压缩成型后秸秆为燃料,解决了秸秆输送难的问题。综合考虑,为节省资金,并保证电厂的安全稳定运行,本工程暂选用国产75t/h次高温次高压秸秆直燃循环流化床锅炉。3.2 汽轮机选型说明采用N12-4.90
17、型次高温次高压纯凝汽式汽轮机。3.3 主机技术条件3.3.1 秸秆锅炉参数锅炉型式:循环流化床炉、全钢结构、平衡通风、自然循环汽包炉主要技术数据序号项 目 名 称单位数 据1额定蒸发量t/h752过热器出口蒸汽压力MPa5.33过热器出口蒸汽温度4904给水温度1505排烟温度1406锅炉效率%903.3.2汽轮机参数型式:次高温次高压参数、纯凝汽式型号:N12-4.90转速:3000r/min汽轮机主要技术规范见下表。汽轮机主要技术规范序号项 目单位数值1发电功率MW122主蒸汽压力MPa4.903主蒸汽温度4853.3.3发电机型式:水、空冷式型号:QF2-12-2主要技术规范序号项 目
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