宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告.docx

1、宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告国电#电力技术工程有限责任公司#宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告#设计研究院二九年三月 哈尔滨附图：序号 图 号 图 名1 K-Z-01 厂址地理位置图2 K-Z-02 厂区总平面布置图（方案一）3 K-Z-03 厂区总平面布置图（方案二）4 K-J-01原则性热力系统图5 K-J-02燃烧系统图6 K-J-03主厂房0.00m层平面设备布置图7 K-J-04主厂房7.00m层平面设备布置图8 K-J-05主厂房剖面图9 K-L-01原则性输料系统图10 K-L-02输料系统平面布置图11 K-H-01原则性除灰系统图12 K-H-02 除灰系统平面布置图1

2、3 K-H-03 除灰系统剖面图14 K-D-01 电气主接线图（方案一）15 K-D-02 电气主接线图（方案二）16 K-S-01 化学水处理系统图17 K-S-02 水量平衡图18 K-W-10 热负荷延续曲线图1 工程概况1.1 项目概况中国国电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。中国国电集团公司拥有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

3、（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，国电集团公司资产总额1007亿元。国电#电力技术工程有限责任公司为中国国电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。国电#电力技术工程有限责任公司拟充分利用黑龙江省丰富的秸秆资源投资建设秸秆发电厂，拟在黑龙江省农垦总局宝泉岭分局建设一座130MW生物质发电厂。工程装机规模为：1130t/h高温高压燃秸秆锅炉+130MW抽凝式汽轮发电机组。1.2 编制依据1) 中华人民共

4、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) 国电#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) 黑龙江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#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

5、、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黑龙江省农垦总局宝泉岭分局（所在地为宝泉岭农垦城），位于东经1292513226，北纬46234754；在黑龙江与松花江汇合处的三

6、角地带，北邻黑龙江与俄罗斯隔江相望，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，水路有黑龙江、松花江，可由江海联运直达日本及我国沿海，交通十分便利；是黑龙江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

7、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，拥有省级开发区黑龙江宝泉岭经济开发区。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.

8、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

9、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

10、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2550%。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

11、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。在黑龙江省农垦总局宝泉岭分局建设一座130MW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

12、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13) 本期建设规模为1130t/h高温高压燃秸秆锅炉+130MW抽凝式汽轮发电机组。14

13、) 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。15) 厂区总平面布置本期按1炉1机设计，预留扩建条件。16) 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。17) 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。18) 锅炉尾部烟尘处理考虑采用布袋除尘器。19) 供水采用地下水，采用机力通风冷却塔。20) 化学水处理系统设计按两级除盐系统设计。21) 电气主接线以2回出线接入110kV变电站。22) 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

14、送、除灰渣系统监控点。2 热负荷2.1供热现状黑龙江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，黑龙江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

15、位名称采暖建筑面积（万平方米）一兴汇供热站56.61宝泉岭农场102宝泉庄园103阳光小区64尚志庄园小区55公务员小区7.26秀园小区5.47园丁小区58中央商城29其他散楼6二九三油脂供热站221丁香路小区202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。黑龙江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

16、-2.5/400-A20 t/h生产、自发电、供暖厂区内SHXF20-2.5/400-A20 t/h生产、自发电、供暖AZD20-2.5/400-A20 t/h生产、自发电、供暖BG-35/39-M135 t/h生产、自发电、供暖2兴汇热电DHL35-3.82/450-A35 t/h2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

17、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。根据黑龙江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

18、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MWGJ/hMWGJ/hMWGJ/h7541.25148.5012.7946.0427.5599.202.3.4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黑龙江省电网的东北部，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

19、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218MVA，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1

20、10kV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20002001200220032004年递增率（%）宝泉岭负荷 17.83 17.92

21、 18.12 22.11 26.00 10.31供电量0.770.710.710.921.089.9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20052006200720082009201020152020宝泉岭28.6831.6434.9038.5041.4743.5661.7186.023.2.2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20082020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）30303030厂用电率按8%计算2.4

22、2.42.42.4宝泉岭生物质发电厂供电量27.627.627.627.6用电负荷38.541.4743.5661.7186.02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：23) 满足宝泉岭地区用电需求；24) 可提高宝泉岭供电区110kV电网的供电可靠性；25) 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

23、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。黑龙江省农垦总局宝泉岭分局是全国商品粮生产基地，是黑龙江省重

24、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。在黑龙江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秸秆资源依据黑龙江省农垦总局宝泉岭分局秸秆资源调查报告，通过对黑龙江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

25、、梧桐河农场、新华农场5个农场和鹤北林业局，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个农场和鹤北林业局，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

26、附表1宝泉岭分局2008年秸秆产量预计情况表，以及黑龙江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黑龙江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MtMadAarVdafCarHarNarOarSt.arOnet.ar(kJ/kg)DT()ST()FT()设计燃料%9.88.34

27、7.3379.6441.131.910.9338.700.2014280108011301160校核燃料%211.413.6169.5136.234.131.6933.250.0913140108011301160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)二氧化硅SiO2%56.68三氧化二铝AL2O3%7.4三氧化二铁Fe2O3%2.65氧化钙CaO%8.1氧化镁MgO%5.41氧化钠Na2O%2.27氧化钾K2O%13.84二氧化钛TiO2%0.44三氧化硫SO3%2.74五氧化二磷P2O5%1.304.1.3秸秆消耗量黑龙江省农垦总局宝泉岭分

28、局建设一座130MW生物质发电厂，工程装机规模为：1130t/h高温高压秸秆锅炉，130MW高温高压抽汽凝汽式汽轮机。按玉米秸秆计算，一台130t/h锅炉每小时消耗量秸秆为25.69吨，机组年利用小时数按6000h计，每年玉米秸秆耗量为15.42万吨。以电厂为中心，半径为30公里的范围内，可用于发电的总秸秆量为69.34万吨，燃料保证率为270%；以电厂为中心，半径为50公里的范围内，可用于发电的总秸秆量为123.81万吨，燃料保证率为482%。根据已经运行的以玉米秸秆为燃料的生物质发电厂的运行情况，秸秆收集的最大半径达100公里，合理的秸秆收集半径应在30至50公里。由此可见，本项目燃料资源

29、是充足的，完全可以保证本项目130MW生物质发电厂的燃料需要量。4.2 燃料供应4.2.1秸秆的收集方式目前，生物质发电厂采用的秸秆的收集方式主要有两种，一种是将秸秆打包，另一种是将秸秆压块。经过初步论证，本项目燃料主要为玉米和水道，结合锅炉为水冷振动炉排炉型，本项目采用秸秆打包收集方式。4.2.2秸秆的供应方式电厂设立秸秆燃料公司，每年代表电厂同各农场秸秆燃料公司签订秸秆燃料购销合同，明确收购价格、收购量、运输方式、结算办法等相关事宜，电厂燃料公司与各农场秸秆燃料公司是相互配合、紧密合作的平等法人关系。3.2.3打包机械配备本项目的主要燃料为玉米和水稻秸秆，根据作物不同的收获期和不影响农场秋整地起垅作业的要求，分别确定玉米和水稻秸秆的打包作业期。完成各农场打捆任务，需要凯斯.纽荷兰BD960A型打捆机79台，法国产GA7301搂草机20台，叉车20辆。建议打包机械设备全部由国电#电力技术工程有限责任公司投资采购和管理。运输车辆建议采用社会运力。3.2.4秸秆调运和储存方式秸秆调运和储存采取由电厂燃料公司统一调度，分散储存的方式。电厂设一处中心储存点，各农场各设一处中心储存点。各农场储存点根据各自的秸秆储存量确定