国能封丘生物发电项目可行性研究报告.docx
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国能封丘生物发电项目可行性研究报告
国能封丘生物发电项目
可行性研究报告
第一章总论
1.1项目名称与承办单位
1.1.1项目名称
项目名称：
国能封丘生物发电项目
1.1.2项目承办单位
项目承办单位：
国能生物发电有限公司
项目负责人：
1.1.3项目建设地址
项目建设地址：
河南省封丘县
1.2编制依据及编制单位
1.2.1编制依据
1、《中华人民共和国可再生能源法》
2、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》
3、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》
4、《小型火力发电厂设计规范》
5、《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》
6、设计有关的法令、法规、标准及专业设计技术规程等
7、项目可行性研究报告编制委托书
8、委托方提供的秸秆分布、产量等原始资料
1.2.2编制单位
核工业第五研究设计院
资格证书号：
工咨乙2030721001
1.3编制范围
本可行性研究报告主要编制范围包括：
本项目建设的必要性论证；
电力负荷分析及市场前景；
热力负荷分析及热网规划；
建厂条件及厂址选择；
装机方案及工程方案初步设想；
环保安全节能；
企业组织定员及项目进度设想；
投资估算及经济评价；
项目建设必要性和可行性结论性意见。
1.4承办单位及封丘县概况
1、承办单位概况
承办单位国能生物发电有限公司位于北京市建国门内大街18号，是由深圳国电科技发展有限公司与龙基电力有限公司发起成立，公司注册资本金5亿元，其中深圳国电科技发展有限公司投资2.75亿元，占55%股份；龙基电力有限公司投资2.25亿，占45%股份。
国能生物发电有限公司成立于2005年7月7日，在北京市工商行政管理局登记注册的国有控股公司。
公司主要从事生物质能发电厂的投资、建设、运营；生产、加工生物质能燃料；对生物质燃烧废料进行综合加工、利用等。
公司按照规范起步、快速推进、健康发展的原则，在建设示范工程的基础上，依靠企业自身管理和资金优势，积极争取当地政府的支持，优先在生物质能资源丰富的地区投资办厂，力争在最短的时间内把公司建设发展成为全国乃至世界的生物发电龙头企业。
计划在3年内装机容量达到150×104kw。
目前公司正在建设和运作的项目有6个：
国能单县生物发电有限公司，国能鹿邑生物发电公司，国能浚县生物发电有限公司，国能寿县生物发电有限公司，国能海安生物发电有限公司，国能庆安生物发电有限公司等。
2006年国能生物发电有限公司将核准25个生物发电项目；同时，国能的“三大基地、四大中心”也在积极推进之中，其中，“三大基地”是：
能源植物发展基地，生物质燃料加工基地，生物发电项目科研培训基地”。
“四大中心”是：
国际CDM交易中心，国家级生物质检测中心，清洁燃料国际贸易与全国调运中心，国际绿色能源科研与中试中心。
生物质能发电是一个新兴的朝阳产业，是一项利国利民的伟大事业，对于增加农民收入、改善环境和实现能源的持续开发都具有重要的意义，已经被列为国家能源发展的优先领域，国家为此出台了一系列的支持和优惠政策。
国能生物发电有限公司正在加快生物发电项目的开发力度，为促进地方经济发展、加强环境保护、实现能源可持续开发、建设和谐社会等方面做出贡献。
2、封丘县概况
封丘县是国家级扶贫开发重点县，位于河南省东北部，新乡市东南隅，黄河下游大转弯处，西界原阳县、延津县，北部与滑县为邻，东与长垣县接壤，南与开封市隔河相望。
地处北纬34°53'—35°14'、东经114°14'—114°46'之间，县境南北长38.2km，东西宽48.7km，县域总面积1220.5km2，耕地面积130万亩，辖5个镇14个乡，606个村民委员会，人口73万。
封丘县地处黄河故道，沙岗、平原、洼地兼有，黄河大堤以南滩地较高，其余地势低洼。
地势由西南向东北倾斜，海拔65—72.5m。
属暖温带半湿润季风气候，1月平均气温−1.0℃，7月份平均气温27.2℃，年平均气温13.9℃，年平均降水量615.1mm，无霜期214d。
封丘县属典型的农业大县，是著名的优质小麦、优质水稻生产基地和“国家级绿色肉羊、肉牛养殖科技示范区”，又是金银花原产地，金银花种植面积己达30万亩，在全国享有种植面积、单位产量、栽培技术、质量品质、出口创汇等“五个第一”，且具有丰富的秸秆资源。
近年来工业发展较快，已形成粮油加工、畜产品加工、金银花系列产品开发、起重设备、机械制造、建筑建材、造纸毛毯、酿酒等八大支柱产业。
封丘县交通便利，区位优势明显。
县城至郑州市90km，至新乡市62km，至开封市30km，至濮阳市80km。
封丘县名胜古迹众多，诸如春秋时期的黄池会盟台、楚汉之争时刘邦遇翟母赠饭处、北宋开国之君赵匡胤“陈桥兵变”黄袍加身处、“在天愿做比翼鸟，在地愿为连理枝”佳话的出处青陵台遗址等。
水面面积达4000多亩的青龙湖、千鸟翔集的黄河故道国家级湿地鸟类自然保护区、景致优美的万亩石榴园、一望无际的金银花生产基地已成为都市人群休闲娱乐的理想去处。
1.5项目实施的意义
1、落实国家对可再生能源发电项目的政策具有重要意义
2006年1月1日《中华人民共和国可再生能源法》正式颁布实施，提供了国家扶持可再生能源产业发展的法律依据，其中把支持可再生能源发电作为重要内容之一。
《可再生能源法》中第十四和第十六条的规定：
“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质能燃料，鼓励发展能源作物”，“全额收购电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量”。
同时2006年1月4日《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》也正式配套实施。
而作为可再生能源的生物质能，是世界第四大能源，它们对全世界一次能源的贡献占14%。
我国是农业大国，作为农业生产的副产品，农作物秸秆是生物质能的重要组成部分。
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。
2、利用可再生能源--秸秆发电是解决能源短缺的有效途径
世界一次能源缺乏，我国一次能源更是非常紧缺，各国都在寻找开发可再生能源，如太阳能、风能、水能、垃圾废料、生物质能等。
利用生物质能-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。
我省是农业大省，有着丰富的秸秆资源，利用秸秆发电潜力巨大。
3、生物质能发电是节约煤炭资源并直接解决燃煤SO2对大气严重污染的有效途径
我国目前每年发电用煤量达8.5×108t，SO2的排放量达到1200×104t（煤的含硫量按0.8%计），粉尘排放490×104t。
根据国家环保总局计算，我国每年燃煤7×108t，SO2对大气污染已经到了上限，而我国目前煤炭消耗量已达16×108t，大气污染已经到了不可承受的地步。
由于SO2污染，产生酸雨已危害30%国土面积。
2003年统计，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。
利用生物-秸秆（玉米、小麦、棉花、豆类、油类秆等）发电可以大量减少SO2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6.4%测算，生物质能发电装机容量将达4500×104KW左右，其发展前途广阔，同时可大大减少SO2的排放量。
目前我国多数地区秸秆利用率低，农民以焚烧方式处理积存秸秆，造成烟气污染空气、公路和机场，酿成不少交通事故，也发生过机场关闭等事件。
利用秸秆发电，既可减少燃煤发电带来SO2对大气的污染，又减少粉煤灰、粉尘的排放，也不致随地焚烧秸秆造成交通事故，是变废为宝利国利民的大好事。
可有效节约煤炭资源并减少CO2、SO2的排放，对改善环境有立竿见影的效果。
体现了循环经济对建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。
4、对保护环境发展循环经济有明显作用
秸秆是一种很好的清洁可再生能源，根据有关单位对秸秆成份分析及工业分析，含硫量只有1.1‰左右，而煤的平均含硫量达1%。
与燃煤火电厂相比，节约大量煤炭、减少二氧化硫排放量。
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。
但目前我国绝大部分这类资源被白白焚烧或低值利用。
秸秆野外焚烧产生的烟雾不仅污染环境，还影响交通，酿成事故。
秸秆热电厂锅炉燃烧排出的草木灰是优质的农家肥，含钾量较高，可以返还给农民用于还田。
5、对农民增收、新农村建设具有促进作用
封丘县农业生产条件较好。
2005年，全县实现农业增加值80022万元。
主产优质小麦、玉米、大豆、花生、棉花、蔬菜、果品等农产品，剩余秸秆和树枝条的处理已成为当地政府的一大难题，秸秆燃烧将造成严重的空气污染和能源浪费。
如果按照每年燃烧秸秆5.47×104t，发电0.72×108kwh，每吨秸秆240元的收购价测算，将带动农民及相关行业增收1300多万元。
综上所述，本电厂的建设是一个很好的资源综合利用项目，是循环经济的具体实践，完全符合我国能源产业政策，并且是国家大力提倡、具有很好发展前途的可再生能源项目。
它不但可以补充向本地供电，还可以部分解决封丘县的集中供热问题，把解决能源短缺、环保和农民增收的问题很好地结合起来，是利国利民的一件大好事，因此项目建设意义重大。
1.6任务来源及工作过程
2006年4月，国能生物发电有限公司委托我单位开展国能封丘生物质发电项目可行性研究工作。
2006年4月28日，我单位项目工作组与承办单位及当地有关人员一同对拟选厂址、电网接入系统、秸秆资源量、建设规模等进行了实地初步踏勘，并听取了情况介绍，同时收集了有关资料。
国内一些锅炉厂已设计制造过以糖厂甘蔗渣、糠醛厂废渣等为燃料的锅炉，但目前尚无秸秆直接燃烧锅炉的运行业绩。
为使该项目尽早开工建设，进行了大量深入的调研工作。
在调研中了解到，为满足国内建设秸秆电厂的需要，国内多家锅炉厂已就秸秆直接燃烧锅炉的设计制造进行了较为充分的国外考察和技术准备工作，有的锅炉厂已根据市场调研完成了秸秆直接燃烧锅炉的方案设计，也有锅炉厂已接单生产，也用个别引进技术锅炉投入运行。
在此基础上，经与委托方协商，在听取论证会专家意见的基础上本工程拟重点推荐引进技术1×48t/h级高温高压秸秆锅炉配1×12MW凝汽式供热机组。
在可研编制过程中，项目工作组与项目承办方进行了多次交流，对专家意见进行了认真研究，在厂址选择、建设规模、技术方案、资金来源等重大问题进行了及时沟通，取得了一致意见，保证了可行性研究工作的顺利进行。
1.7建设规模
秸秆资源量、秸秆运输条件是制约本工程建设规模的基本条件。
从这两个条件分析，秸秆电厂建设规模应该小型化。
尤其是目前国内尚无同类电厂成功运行经验，从稳妥可靠的原则出发，规模不宜太大。
从封丘县的秸秆资源量来看，能够满足1×12MW机组用量。
但是，秸秆比重小（打捆后约500kg/m3）、体积大，运输条件相对较差，称重、卸料及检测工作量也相当大。
综合考虑封丘县的秸秆资源量、秸秆运输条件以及供热的需要，并充分考虑本工程的实际情况及专家意见，本着稳妥、可靠的原则，按照机炉匹配的要求和引进技术情况，本项目的建设规模定为：
1×12MW凝汽式供热机组配1×48t/h级秸秆燃烧锅炉。
1.8主要技术设计原则
1、从提高全厂运行可靠性角度考虑，按1炉配1机进行整体规划。
2、电力系统：
发电机出线电压6.3KV经主变升压至110kV接入附近的变电站。
3、秸秆供应：
秸秆由收购站按要求打包、晾干用汽车运至厂内，在厂内破碎。
4、秸秆仓库：
容量按1台炉燃用15d设计。
5、灰渣：
干灰采用人工输送方式，锅炉底渣采用机械输送方式，集中外运。
6、秸秆破碎处理：
在厂外设收购站，在厂内设破碎设备，将秸秆破碎成满足入炉要求的碎段。
7、机组控制：
锅炉和汽机设集中控制室，控制方式为DCS，控制设备为国产先进水平。
8、采用二次循环供水、自然通风塔冷却系统。
9、采用1座烟囱，烟囱高度暂按80m。
10、主厂房等建筑采用钢筋混凝土结构。
1.9项目建设进度
本项目建设工期，根据资金来源情况，场地准备、土建施工、设备订货及安装、材料准备等综合因素并结合同类工程建设经验，拟定建设期为1年。
1.10投资估算及资金筹措
项目发电工程静态投资11364.31万元，单位静态投资9470.26元/KW，建设期利息310.93万元，发电工程动态投资11675.24万元，单位动态投资9729.36元/KW，铺底流动资金49.82万元，计划总投资11725.05万元，单位投资9770.88元/KW。
项目资本金比例20%，计2335.05万元，建设投资差额部分向银行申请固定资产贷款解决，铺底流动资金占流动资金的30％，计49.82万元，全部由企业自筹，流动资金差额部分申请银行短期贷款解决。
1.11主要技术经济指标
主要技术经济指标表
序号
项目
单位
数据
备注
1
建设规模
t/h
1×12MW+1×48t/h
秸秆燃料锅炉
2
年耗秸秆量
104t
5.47
3
相当年节约煤
104t
2.91
4
定员
人
70
5
计划总投资
万元
11725.05
9770.88元/KW
6
静态投资
万元
11364.31
9470.26元/KW
7
铺底流动资金
万元
49.82
8
动态投资
万元
11675.24
9729.36元/KW
9
达产年平均成本
万元
2439.09
10
达产年平均销售收入
万元
3015.54
11
全部投资内部收益率
%
10.29
12
投资回收期
年
13.46
13
投资利润率
%
4.69
14
投资利税率
%
7.78
第二章电力系统
2.1电力系统现状
2.1.1封丘县电网状况
封丘县电网地处河南省东部，东、东北与兰考县、长垣县接壤，南与开封市和开封县毗邻，西、西北与原阳县和延津县相连，北与滑县交界。
2004年封丘县电网年最大负荷6.2×104kw，比2003年的最大负荷5.7×104kw增加了0.5×104kw，增幅高达8.88%；2004年用电量2.79×108kwh，比2003年的1.9×108kwh增加了0.89×108kwh，增长率为46.8%。
2004年底，全县共有35KV及以上变电站11座（企业自备变电站1座），主变27台，主变容量为347.9MVA（含企业自备18MVA）。
其中，220KV变电站1座，主变容量180MVA，110KV变电站1座，主变容量71.50MVA，35KV变电站9座，主变容量96.40MVA。
封丘县电网共有35KV及以上输电线路11条（企业自备1条），总长度为111.285km（含企业自备2km）。
其中220KV输电线路1条，110KV输电线路2条，总长27.08km，35KV输电线路9条，总长84.201km。
截止2004年底，封丘县电网无500KW及以上火（水）力发电厂。
2.1.2封丘县电网存在的问题
封丘县电网是一个比较薄弱的末端电网，近年来电网随着城市农村电网改造建设有了明显改善，但由于工农业生产和城乡居民生活用电增长较快，而供电区电网又地处电网末端，且又无电源支撑，电网供电质量不高，电网损耗大，并存在供电卡口，拉闸限电的现象。
其主要问题如下：
1、电网建设虽已加快，但110KV骨干网架未形成，存在着供电卡口现象。
电网建设发展依然滞后于供电区国民经济发展和人民生活对用电的需求，供电区电网内不同程度的存在主变和线路的供电卡问题。
2、供电区电网缺乏适当容量电源支撑，电力供应质量和安全可靠性差。
供电区电网没有适当容量的发电厂作为电源支撑，只能依靠外区及远方电源输入电力，网内无功平衡、经济运行困难，安全可靠性差。
3、网架结构依然薄弱，供电可靠性不高，达不到“N-1”的稳定要求。
新建的220KV孔雀变电站和区内35KV变电站多属单电源放射形供电，县电网长期靠一座110KV变电站供电，设备故障或检修时，就会发生大面积限电或停电。
同时，跨县区的110KV联络线运行年限长、导线截面小，正常供电可靠性差。
4、110KV、35KV设备老化，安全供电形势急待改善。
电网仅一座110KV变电站，35KV网络是70、80年代投产运行的，运行年限长，设备老化情况严重。
2.2电力负荷预测及电力平衡
2.2.1负荷预测
“十五”前四年，即2000—2003年，全社会用电量年均增长24.89%。
2003年供电区最大负荷为5.7×104kw，2000-2003年均最大负荷增长率为17.68%。
近几年来供电区电网电力电量增长情况表2.2-1。
2000年-2003年封丘县电网全社会用电量、最大负荷统计表
电量表（104kwh）
2.2-1
指标名称
2000年
2001年
2002年
2003年
三年年均
增长（%）
一、农村牧渔水利业合计
2887.01
1559.45
1345.5
1146.86
-24.82
二、工业合计
3167.04
3819.88
5585.6
10594.9
52.18
三、地质普查和勘探业
四、建筑业
44.9
80.18
78.5
67.0
20.6
五、交通运输邮电通讯业
243.5
371.7
510.5
654.0
38.78
六、商业饮食物资供销仓储业
91.3
119.22
155.0
196.0
29.01
七、其它事业
235.6
258.55
295.0
346.06
27.86
居民生活用电
3031.07
4782.86
5100.5
5619.41
24.87
全社会用电量
9700.42
10991.84
12970.6
18615.23
24.89
最大负荷（万千瓦）
3.5
4.2
4.8
5.7
17.68
最大负荷利用小时（t）
2771
2617
2702
3266
6.19
从上可以看出，封丘县电网供电区工业用电负荷所占比重较大，用电量占全县用电量的38%以上，农业用电量在全社会用电量中所占比重呈下降趋势，预计规划期内农业用电的增长速度较慢。
居民生活用电在全社会用电量中占的比重已在30%以上，对全社会用电量增长的影响越来越大，随着城网、农网改造的实施和家用电器的进一步普及，居民生活用电在近几年仍有可能维持快速增长。
通过数据分析可以看出，工业用电的比重，随工业生产形式变化而变化，年均递增在50%以上；城乡居民生活用电增长迅速，占全社会用电的比重逐年加大，年均增长速度在24%以上。
农业用电有所下降，但仍将随农业产值的同步增长而回升。
根据以上数据，对供电区采用数学方法进行负荷预测，并综合比较分析，预测结果见表2.2-2。
预测结果表
表2.2-2单位：
104kwh
项目
预测水平
2000年
2005年
2000-2005
2010年
2005-2010
（实际）
年均增长（%）
年均增长（%）
全社会用电量
9700.42
29000.00
24.5
42610.51
8
最大负荷
3.5
7.5
17.68
11.02
8
最大负荷利用小时Tmax
3400
3500
综合分析，我们推荐规划年的全社会用电量取值为：
2005年29000万千瓦时，2010年42610.51万千瓦时，最高用电负荷为：
2005年7.5万千瓦，2010年11.02万千瓦。
2.2.2电源建设
为了合理开发利用可再生能源，保护环境和发展经济，在封丘供电区内增加适当容量的电源支撑，以提高电力供应的安全可靠性，规划建设国能封丘生物质能热电厂工程项目，装机容量1×12MW。
2.2.3电网规划
为满足封丘县电网东部和西南部工农业发展的用电需求，加强110KV电网网架和35KV供电网络。
“十一五”期建设：
110KV娄堤变电站，主变容量2×40MVA；110KV潘店变电站，主变容量2×31.5MVA；35KV变电站4座，主变容量34.45MVA；110KV线路2条，线路长约30km，35KV线路9条，长约76km。
2.2.4电力电量平衡
1、电力平衡
电力平衡计算条件：
（1）电力平衡水平年限2006-2010年，逐年平衡；
（2）电力平衡区域为封丘县电网；
（3）根据电厂的建设进度，考虑封丘县秸秆电厂参与2007年平衡。
平衡结果见表2.2-3。
封丘县电网2006—2010年电力平衡表
表2.2-3单位：
万千瓦
项目
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
一、所需容量
8.1
8.75
9.45
10.2
11.2
其中：
1、最大负荷
2、备用负荷
二、装机容量
其中：
1、水电装机
2、火电装机
0
2.4
2.4
2.4
2.4
三、可利用容量
0
2.4
2.4
2.4
2.4
四、电网电力盈（+）亏（-）
-7.5
-6.35
-7.05
-7.8
-8.62
根据平衡结果，国能封丘生物质能热电厂投产前，封丘县电网电力短缺情况较严重。
由于其没有电源支撑，电力缺口将随着负荷增长而不断增大，2006年缺电达7.5万千瓦。
国能封丘生物质能热电厂投产后，将成为县主力电源，封丘县电力短缺的形势有所缓解。
2、电量平衡
电量平衡计算条件：
国能封丘生物质能热电厂年利用小时按5000小时考虑。
计算结果表2.2-4。
封丘县电网2006-2010年电量平衡表
表2.2-4单位：
万千瓦时
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
全社会需电量
2006年
2007年
2008年
2009年
2010年
发电量
31320
33825
36531.6
39454.2
42610.5
其中：
火电发电量
0
10560
10560
10560
10560
水电发电量
10560
10560
10560
10560
电力平衡
-31320
-23265
-25971.5
-28894.2
-32050.5
根据电量平衡计算结果，封丘县电网由于没有主力电源，一直需要省网提供电量，2006年达31320万千瓦时。
国能封丘生物质能热电厂建成后，省网提供电量将有所减少，缓解了封丘县电网电量不足的问题。
2.3电厂建设的必要性
封丘县生物质能热电厂的建设必要性有以下几点：
1、满足封丘县电力负荷增长的要求
从封丘县电力平衡表不难看出，由于封丘县供电区内缺乏主力电源，“十一五”期间，随着负荷不断增长，封丘县电网用电缺口不断增大，所缺电力需由河南省主网供电。
可见，建设1×12MW国能封丘生物质能热电厂，可以缓解本县电力短缺局面。
2、提高受电端电网负荷中心的电压支撑能力和运行可靠性、灵活性
封丘县电网是河南省电网东部（末端）的受电端电网。
为了提高受电端电网的可靠性和灵活性，应该有足够容量的电厂。
但长期以来封丘县供电区内缺乏适当支撑电源，只能依靠省网提供电力，电压水平随河南省电网运行方式变化，难以调控，且长距离输送电网损失加大很不经济。
国能封丘生物质能热电厂建设投产，对本县电网的安全、可靠、灵活
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