生物质稻壳发电工程项目申请立项可行性分析研究论证报告.doc

生物质（稻壳）发电工程

可行性研究报告

2008年12月

目 录

1 概 述 6
1.1 项目法人概况及编制依据 6
1.2 研究范围 7
1.3 XXX市概况： 8
1.4 项目建设的必要性 9
1.5 主要设计原则 11
1.6 工作简要过程 11
2 热 负 荷 12
2.1 供热现状 12
2.2 热负荷 13
2.3 设计热负荷 17
3 电 力 系 统 19
3.1 电力系统概况 20
3.2 电力市场分析 20
3.3 电厂建设的必要性 21
3.4 电厂年利用小时数、供电范围、与系统连接方案设想 22
3.5 系统二次部分 22
4 燃 料 供 应 23
4.1 燃料来源及特性 24
4.2 燃料供应 25
4.3 燃料运输 26
4.4 燃料收购与储存 26
5 机组选型及供热方案 27
5.1 发电主要流程 27
5.2 装机方案 28
5.3 主要热经济技术指标 30
5.4 汽平衡 30
6 厂 址 条 件 31
6.1 厂址概述 32
6.2 交通运输 33
6.3 电厂水源 34
6.4 灰渣处理 34
6.5 工程地质与地震 35
7 工 程 设 想 38
7.1 全厂总体规划及厂区总平面规划布置 38
7.2 燃烧系统 40
7.3 热力系统 42
7.4 燃料运输 44
7.5 主厂房布置 46
7.6 除灰渣系统 48
7.7 供排水系统 51
7.8 化学水处理系统 57
7.9 电气部分 59
7.10 热工控制部分 62
7.11 建筑结构部分 64
7.12 采暖通风与空气调节 74
8 热 力 网 77
8.1 概 述 77
8.2 热负荷 77
8.3 工程方案 78
8.4 热力网运行调节方式 80
9 环 境 保 护 82
9.1 环境保护 82
9.2 水土保持 93
9.3 灰渣的综合利用 95
10 节约和合理利用能源 98
10.1 节能措施 99
10.2 节水措施 99
10.3 节约用地的措施 100
10.4 节约原材料措施 100
10.5 土地利用 100
11 劳动安全与工业卫生 102
11.1 防火防爆 102
11.2 防尘、防毒、防化学伤害 103
11.3 防电伤、防机械伤害和其他伤害 103
11.4 防暑、防寒、防潮 104
11.5 防噪声、防振动 105
11.6 其他安全和工业卫生措施 105
12.1 企业组织 106
12.2 劳动组织及管理 106
12.3 人员配备 106
12.4 人员培训 107
13 工程建设项目招标 108
13.1 招标范围及招标内容 108
13.2 招标初步安排 108
13.3 招标形式 108
13.4 招标方式 109
13.5 评标专家来源 109
13.6 招标程序 109
13.7招标基本情况表 110
14 项目实施的条件和建设轮廓进度 111
14.1 项目实施条件 111
14.2 项目轮廓进度 111
15.1 工程概况 114
15.2 主要工艺特征 114
15.3投资估算编制依据 115
15.4 经济评价 117
16 结论与建议 126
16.1 结 论 126
16.2 主要技术经济指标 128
16.3 存在问题及建议 132

5
1 概 述
1.1 项目法人概况及编制依据
1.1.1 项目申报单位概况　　　　　　　　　　　　　　　
xxxxxxxxxx有限公司下属子公司由xxx市三户农业产业化省级龙头企业、11户市级农业产业化龙头企业组成，公司与全国23个省、市建有产品销售网络，在xxx市周边地区建有40万亩水稻种植产业化基地。2005年7月公司与上海市联华、北京华联等大型超市建立了大量供货关系。目前，我公司在长三角地区及东南沿海建立了自已的销售网络，年加工、销售大米60万吨。xxxxxxxxxx有限公司于2007年初，通过大规模的资产重组，整合了14户制米企业，注册资金1亿元。
xxxxxxxxxx有限公司是一个加工、销售有机绿色食品的公司，向社会提供中等价位高质量的食品，大米是主营业务，我们的宗旨是在公司盈利的同时与顾客、员工、社区以及我们的环境保持良好和谐的伙伴关系。我们的目标是保持中等以上的发展速度和盈利水平，为股东和投资者带来相应的回报。我们的使命是依托资源优势和政府政策支持，实现农业产业化经营运作，双向延伸产业链，促进农业经济增长，满足城市居民对绿色食品大米的需求。我们的价值观是始终追求卓越的品质，遵循伦理和道德准则，在各个领域的创新活动，是我们达到和巩固领先地位的手段，实现人与自然、社会的协调发展。

xxxxxxxxxx有限公司是由8名自然人和一个公司投资组成的股份制公司，该公司注册资金1亿元，该公司投股8个6-20万吨水稻加工能力企业，成员有xxx、xxx、xxx、xxx、xxx，xxx、xxx、xxx，及xxxxxxx等9家企业购成集团公司核心层，上述企业年产稻壳将达到35万吨，因此，解决稻壳污染问题迫在眉睫。
拟充分利用本企业的稻壳资源投资建设xxx市生物质（稻壳）发电厂，综合利用稻壳燃烧发电，以发电为主并兼顾城市供热。拟在黑龙江省xxx市建设一座24MW生物质发电厂，分两期建设，其中一期为4×3MW。首期工程装机规模为：即4×20t/h中温中压稻壳锅炉，4´3MW中温中压抽汽凝汽式汽轮机，4´3MW空冷发电机。该项目建成集团公司稻壳污染治理工作目标将如期实现。
1.1.2 设计依据
1.1.2.1 黑龙江省xxx市xxxxxx有限公司与我院签订的可行性研究设计合同。
1.1.2.2 《中华人民共和国可再生能源法》。
1.1.2.3 电力建设有关法规、规程、规定。
1.1.2.4 建设单位提供的设计输入资料。
1.2 研究范围
按照可行研究报告内容深度的规定，本阶段可行性研究工作的范围，主要论证xxx市生物质发电工程建设的可行性，并留有再扩建的可能性。重点研究建厂的外部条件：
(1) 电力接入系统的分析和论证；
(2) 燃料供应及外部运输问题；
(3) 供水系统的可靠性和水文条件；
(4) 电厂厂址及总平面规划；
(5) 灰渣综合利用分析；
(6) 环境影响的评价；
(7) 经济分析和评价；
(8) 工程建设周期、进度和条件。
可研阶段由建设单位外委项目有以下部分：
(1) 电力接入系统设计；
(2) 环境影响评价；
(3) 水土保持评价；
(4) 水资源论证。
1.3 xxx市概况：
xxx市位于黑龙江省东北部，地处小兴安岭向三江平原过渡的缓冲地带，面积1.5万平方公里，下辖xxx,xxx两个边境县和6个行政区，人口110万。 xxx是典型的资源型城市。域内的矿产资源和农林资源丰富，煤炭、木材、粮食是三大重要资源。煤田总面积252平方公里，煤炭地质储量19.5亿吨，可采储量9.5亿吨，年产稳定在2000万吨。煤层气总储量347亿立方米。林地面积65万公顷，活立木蓄积量4000万立方米，70%是天然林。耕地面积650万亩，粮食生产能力40亿斤，是黑龙江省水稻、大豆主产区；草地面积10万公顷，其中可利用草场5.3万公顷；水面11万公顷，其中养鱼水面3500公顷。此外，我市还有石墨、陶砾页岩等30余种非金属矿产资源，开发条件优良。
xxx是对俄开放的边境城市,与俄罗斯有235公里的边境线，萝北口岸是全省距哈尔滨最近的国家一类口岸，年吞吐能力43万吨；黑龙江"黄金水道"可运行5000吨级船舶，能以较近的距离到达日本和韩国。鹤伊、鹤佳、鹤萝三条出口公路全部是高等级路面，xxx距哈尔滨423公里，距萝北口岸80公里，距佳木斯机场仅60多公里。铁路运输可以直达哈尔滨、大连等。

1.4 项目建设的必要性
1.4.1 利用可再生能源－稻壳发电是解决能源短缺的有效途径之一。
我国人口众多，一次能源储量少，其中煤的储量为世界的1/10，石油储量为世界的1/40，天然气储量仅为世界的1/100。而我国人口占世界的1/4，相比之下，一次能源人均占有量相当低。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%，发电年消耗煤炭8.5亿吨以上。2004年我国耗煤炭19亿吨。全国探明的煤炭可开采的储量为900亿吨，不到50年将被开采完；石油可开采储量23亿吨，仅可开采14年；天然气可开采储量6310亿立方米，仅可开采32年。
由此可见，我国一次能源非常紧缺，目前世界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。利用生物能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。
1.4.2 生物质能发电是解决燃煤中SO2对大气严重污染的需要
我国目前每年发电用煤量达8.5亿吨，SO2的排放量达1200万吨(煤的含硫量按0.8%计)，粉尘排放490万吨。根据国家环保总局计算，我国每年燃煤7亿吨，SO2对大气污染已经到了上限，而我国目前煤炭消耗量己达19亿吨，大气污染己经到了不可承受的地步。由于SO2污染，产生酸雨己危害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。
利用生物质能－稻壳(玉米、小麦、棉花、豆类、油类秆等)发电可以大量减少SO2的排放，稻壳中硫的含量为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%测算，生物质能发电装机容量将达3000万千瓦左右，其发展前途广阔，同时可大大减少SO2的排放量。
目前我国多数地区稻壳利用率低，大米加工厂以焚烧或丢弃方式处理积存稻壳，造成烟气污染空气、占据土地。
利用稻壳发电，可减少燃煤电厂带来的SO2对大气污染，减少粉煤灰、粉尘的排放，也不致随地焚烧稻壳造成交通事故。变废为宝是利国利民的大好事。
1.4.3 本工程为热电联产项目，可取代自备小锅炉
自备锅炉容量小、效率低，不仅供热质量低，还造成大量的能源浪费和严重的空气污染，实现热电联产有利于节能、环保，符合国家综合利用的产业政策。
1.4.4 稻壳发电是增加企业收入，保持国民经济可持续发展的需要
在黑龙江省xxx市建设一座24MW稻壳发电厂，年燃烧稻壳量约30万吨，价格按每吨150元计，加工企业可增加收入约4500万元。
1.4.5 有利于满足当地电力负荷快速增长的需要
xxx市生物质发电有限公司位于xxx市境内，建成后每年发电量0.72亿度，有利于满足当地电负荷快速增长的需求。
目前，国家高度重视社会主义新农村建设，增加农民收入，解决能源紧缺，改善生态环境，使国民经济和人民生活水平走上可持续发展的良性循环道路，这些问题也是当前的热点、焦点和难点。按科学发展观要求，利用可再生能源－生物质能(稻壳)发电作为一个产业来发展，尽快推动稻壳发电规模化、市场化和产业化是当务之急。
综上所述，xxx市生物质发电有限公司的建设是十分必要的，对当地国民经济持续快速健康发展具有十分重要的意义。
1.5 主要设计原则
1.5.1 本期建设规模为：4台20t/h中温中压稻壳特种锅炉，4台3MW抽汽凝汽式汽轮机，4台3MW空冷发电机，预留扩建条件。
1.5.2 电厂性质是综合利用稻壳发电，以发电为主并兼顾热电联产，机组带基本负荷。机组年利用小时数暂定为6000小时。
1.5.3 厂区总平面布置本期按4炉4机设计，预留扩建条件。
1.5.4 稻壳燃料采用公路运输，燃料系统容量按4台20t/h锅炉最大消耗量设计。
1.5.5 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。
1.5.6 锅炉尾部烟尘处理考虑采用布袋除尘器。
1.5.7 供水系统采用闭式水系统，冷却塔采用机力通风冷却塔。循环水补水采用地下水。
1.5.8 化学水处理系统设计按两级除盐系统设计。
1.5.9 电气主接线以2回出线接入10kV变电站。
1.5.10 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、物料输送、除灰渣系统监控点。
1.6 工作简要过程
根据2007年8月2日黑龙江省xxxxxx集团有限公司与我院签订的委托书，按照委托方的要求“关于开展xxx市生物质热电项目可行性研究”的要求开展本工程可行性研究工作。
2007年8月20日~8月4日我院组织相关专业人员对现场进行了踏勘及资料搜集，热负荷的调查与落实，资源的调查与核实等工作。在现场踏勘、资料收集工作中。2007年10月25日我院提交可行性研究报告初稿，征求建设方意见，经修改完善，2008年1月10日正式提交业主。

2 热 负 荷
2.1 供热现状
厂区所在城区拥有各类建筑面积总计340万平方米，采用分散小锅炉房供热的有170万平方米，其余都采用土锅炉、火墙或其它方式采暖。没有区城集中供热热源或热电厂。
2.1.1 采暖锅炉现状
现有分散小锅炉房151座。均为2.8MW以下小锅炉，总容量为320MW，年耗煤量约5.5万吨，近50％的设备己超过使用年限，热效率只有35－50％。
分散采暖小锅炉房大多存在“大马拉小车”的情况，锅炉效率低、耗能高，不能达到设计出力要求，极大地浪费煤炭资源。
分散采暖小锅炉多数没有除尘设备，烟气低空排放或除尘设备因落后陈旧不能达到环保要求，对环境造成极大污染。冬季采暖期间，空气中总悬浮物、氮氧化物、二氧化硫等有害物质浓度超标，总悬浮微粒物超过国家Ⅱ级标准可达100天。
2.1.2 工业锅炉现状
城区内现有几十余处大型工业，总蒸发量136t/h，用汽参数0.2-0.81MPa之间，年耗煤量19万吨。工业用汽全部为企业自备热源。
2.2 热负荷
2.2.1 生产热负荷
由于工业用汽单位比较分散，用汽负荷也较小，且用汽参数不一致，建设集中工业用汽热源及管网造价高，回收期长，不经济。同时由于我国生物质发电尚在起步阶段，生物质锅炉尚不可靠，无成熟运行经验，供工业生产用热风险较大，所以根据城市总体规划，近期规划暂不考虑工业用汽集中热源，企业工业用汽仍利用企业自备锅炉。
2.2.2 采暖热负荷
2.2.2.1 采暖面积
（1）依据《黑江省xxx市东山区城市总体规划》（2002～2020）人口发展预测，结合城区建设发展实际状况，规划近、远期采暖热负荷。
（2）近期（2006～2010年）规划人口8.6万人,规划建筑面积185×104 m2；人均占有建筑面积21.5 m2。规划集中供热面积88.2×104 m2，其中原有分散小锅炉房供热面积76.2×104 m2；2006～2010年增加供热面积12×104 m2（年均增加3×104m2）,集中供热普及率47.6%。
（3） 远期（2011～2020年）规划人口10.5万人, 规划建筑面积242×104m2；人均拥有建筑面积23.0 m2；规划集中供热面积138.2×104m2，其中原有供热面积88.2×104m2；2011～2020年增加供热面积50×104m2（年均增加5×104m2）,集中供热普及率57.1%。
2.2.2.2 采暖热指标
依据中华人民共和国《节约能源法》，新建建筑要采取节能措施，近期节能建筑要达到50～60%。新行业标准《城市热力网设计规范》（CJJ34—2002）对采暖热指标标准推荐值，按建筑物类型分为，一类为“未采取节能措施”建筑物，另一类为“采取节能措施”建筑物。两类建筑物采暖热指标不同，采取节能措施的建筑物热指标比为采取节能措施的建筑物低10～19W/m2（见表2.2.2-1）。

表2.2.2-1 采暖热指标推荐值 he（w/m2 ）
建筑物
类型
住宅
居住区综合
学校
办公
医院
托幼
旅馆
商店
食堂
餐厅
影剧院
展览馆
大礼堂
体育馆
未采取节能措施
58-64
60-67
65-80
65-80
60-70
65-80
115-140
95-115
115-165
采取节能措施
40-45
45-55
50-70
55-70
50-60
55-70
100-130
80-105
100-150
注：1 表中数值适用于我国东北、华北、西北地区；
2 热指标已包括约5%的管网热损失。
1)现有建筑采暖热指标
本工程供热范围内现有供热面积76.2×104 m2，现有采暖建筑物按使用功能分类：民用住宅、办公楼、商服、学校、影剧院及工厂等。
现有各类建筑热指标取值如下：
住宅建筑（占65％）： 60W/m2
办公、商服、教学楼类建筑（占30％）：70W/m2
其它（占5％）: 105W/m2
现有建筑采暖综合热指标： 65W/m2。
2)近期规划采暖热指标
近期规划新建建筑均为节能建筑，综合热指标取55 W/m2。
近期规划供热总面积为88.2×104 m2。其中原有供热面积为76.2×104 m2，采暖综合热指标65W/m2；规划发展的节能建筑面积为12×104 m2，采暖综合热指标55W/m2。
3)远期规划采暖热指标
远期规划新建建筑均为节能建筑，综合热指标取55W/m2。
远期规划供热总面积为138.2×104 m2，其中原有供热面积为88.2×104 m2，规划发展的节能建筑面积为50×104 m2。远期规划的采暖综合热指标确定为60W/m2。
2.2.2.3 采暖热负荷
根据2006年本区建筑现状，规划近期、远期建筑面积和热指标，计算出集中供热采暖热负荷。（见表2.2.2-2）
表2.2.2-2 实现集中供热采暖热负荷规划表
年限
现状（2006年）
近期（2010年）
远期（2020年）
项目
建筑
总面
积
(万m2)
分散供热面积
(万m2)
集中供热普及率
(%)
集中
供热
热负
荷
(MW )
建筑
总面
积
(万m2)
集中
供热
面积(万m2)
集中
供热
普及
率
(%)
集中
供热
热负
荷
(MW)
建筑
总面积(万m2)
集中供热面积
(万m2)
集中供热普及率(%)
集中
供热
热负
荷
(MW)
数据
173
76.2
0
0
185
88.2
47.6
56.13
242
138.2
57.1
82.92
2.2.2.4 年采暖耗热量及热负荷曲线
（1） 采暖热负荷延续曲线
采暖期为183天，采暖4392小时，采暖期室外计算温度-26℃，采暖期室外计算平均温度-10.2℃,采暖期室内计算温度18℃。
采用国家有关部门颁布的《小型节能热电项目可行性研究技术规定》中推荐的计算公式，计算不同室外气温tw下的延续时间n：

式中nz 为采暖小时数 nz =4392
twˊ为采暖室外计算温度
twˊ=-26℃

tp 为采暖期室外日平均温度
tp =-10.2℃
则

于是

根据上述公式和有关气象资料得出汤原县汤原镇不同室外气温下的延续时间（见表2.2.2-3）。

表2.2.2-3 不同室外气温下延续时数
To(℃)
-26
-23
-20
-17
-14
-10.2
-7
-4
-1
2
5
时间(h)
120
531
944
1357
1771
2294
2736
3150
3564
3978
4392
（2）规划热负荷采暖期、非采暖期最大、平均、最小热负荷（见表2.2.2-4）。
规划期
项目
采暖期
最大
平均
最小
近期2006～2010年
工业热负荷
0
0
0
采暖热负荷
56.13
35.97
16.58
合计
56.13
35.97
16.58
远期2011～2020年
工业热负荷
0
0
0
采暖热负荷
82.92
52.38
24.51
合计
82.92
52.38
24.51
表2.2.2-4 规划期最大、平均、最小热负荷 单位：MW
（3）根据表2.2.2-4计算出：
近期规划（2008～2010年）年采暖供热量为56.87×104GJ
远期规划（2011～2020年）年采暖供热量为82.83×104GJ
(4)采暖热负荷延续曲线

近、远期规划热负荷延续曲线图

2.2.3 其它热负荷
（1）生活热水负荷
根据黑龙江省及本区现实生活水平并考虑今后发展趋势，近、远期规划不实现供应生活用热水。
（2）制冷负荷
本区地处中纬度，夏季凉爽且短暂，故本规划不考虑制冷负荷。
2.3 设计热负荷
根据近期规划采暖面积和采暖热指标确定本区最大采暖负荷为：
最大热负荷为：
即换算为202.7 GJ/h，折至电厂机组抽汽口(0.49MPa，235℃，2930kJ/kg)处用汽量为(供热回水80℃，335kJ/kg)：
最大供热负荷（蒸汽量）为：
则平均供热负荷（蒸汽量）为：
最小供热负荷（蒸汽量）为：
将采暖热负荷折算至电厂出口(0.49MPa，235℃)，采暖负荷考虑100%回水。则可得到对应热电厂出口的设计热负荷，见表2.3-1所列：

表2.3-1 设计热负荷汇总表（蒸汽量） 单位：t/h
项 目
采 暖 期
最 大
平 均
最 小
采暖热负荷
77.87
49.9
23.01
采暖热负荷回水
77.87
49.9
23.01

表2.3-2 设计热负荷汇总表 单位：GJ/h
项 目
采 暖 期
最 大
平 均
最 小
采暖热负荷
202.07
129.49
59.71
采暖热负荷回水
26.09
16.72
7.71
由于本期工程生物质电厂的建设为了满足东山区各企事业、居民生活采暖供热，结合工程的实际情况，根据年热负荷曲线，本期工程机组全年供热量为56.87万GJ，换算至对应机组供热年利用小时数4392h的平均设计热负荷为49.9t/h。
整个镇区域集中供热可考虑分两期实施，本期工程考虑近期88.2万m2采暖供热，拟上4台抽汽式汽轮发电机组，配4台20t/h中温中压稻壳蒸汽锅炉。二期工程考虑远期增加50万m2采暖供热，可根据工程实际情况扩建1台75t/h中温中压稻壳蒸汽锅炉或4台20t/h锅炉，实现整个区域的集中供热，本期工程建设预留二期工程扩建的条件。

3 电 力 系 统
3.1 电力系统概况
3.1.1 xxx市市供电区供电现状
xxx市是黑龙江省下辖的一个地级市，地处中国东北边陲的松花江、黑龙江的夹角地带，隔黑龙江与俄罗斯相望，。现辖2个县(市)、5个区。xxx市市供电区担负着xxx市、伊春市和周边县、镇，xxx市统配煤矿以及宝泉岭国营农场分局所属各农场的工农业生产和人民生活的供电任务。供电面积5.34万平方公里，营业用户32万余户。截至2004年底。电网目前已形成以500kV为主网，220kV为骨干网架的安全、可靠、功能完善的现代化电网格局。
3.1.2 本区电力系统现况
本区2005年最大电负荷为40MW，年用电量2.9亿kWh，目前已形成了以110kV变电站为中心向四周辐射的配电网络，目前有主变2台，容量均为20MVA，电压等级110/35/10kV。
3.2 电力市场分析
3.2.1 负荷预测
东山区自然资源，特别是煤炭和页岩十分丰富，工农业生产潜力很大。自从改革开放以来，以经济建设为中心，全面实施“三业突破”发展战略，使国民经济与社会事业稳定、健康、快速发展。
工业目前已经形成采煤、化工、机械、电力、建材、木制品、饲料、粮食加工等八大支柱产业，经济增长迅速，农业方面，由于坚持以市场经济为导向，调整农业产业结构，大力发展“两高一优”农业，农村经济全面健康快速发展。经济的快速增长带动了电力负荷的发展，预计“十一五”期间汤原县的负荷年均增长率将达到14%。
由于本区110kV以下电网无直接接入电厂，需由主网供电。110kV变电站1台主变检修时，“十一五”期间电力将略有缺额，到“十一五”末期缺额将达到24MW，因此，xxx市生物质发电有限公司能在“十一五”期间建成投产，将能很好的满足用电需求。
3.3 电厂建设的必要性
(1) 满足电力负荷及热负荷增长的需要
随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，其用电负荷也在逐年上升，而目前110kV变电站2台主变容量仅有40MVA，满足不了本地区经济发展需要，因此，有必要建设xxx市生物质发电有限公司4×3MW汽轮发电机组，以满足工农业生产、人民生活用电及供热的需要。
(2) 可充分利用生物质能发电，具有良好的经济效益
我国是一个能源相对贫乏的国家，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。xxx市周边各县及农场是黑龙江省农作物高产区，也是水稻、玉米、豆类的主产区。xxx市生物质热电厂利用稻壳发电，可充分利用地区资源，变废为宝，具有良好的经济效益。
(3) 可提高热源利用率，保护环境
目前所在区企业、居民供暖均采用分散自供方式，这种方式热效率低、煤耗大、不仅造成能源浪费，而且还造成环境污染。为改变这种状况，实现能源梯级开发利用，提高热源利用率，改善城市环境，提高居民生活质量，建设xxx市生物质发电有限公司以热电联产方式集中供热十分必要。这对于节约能源，实现该地区可持续发展意义重大。
3.4 电厂年利用小时数、供电范围、与系统连接方案设想
3.4.1 电厂年利用小时数
考虑到本电厂性质是综合利用稻壳发电，以发电为主兼顾城市供热，电厂年利用小时应在6000小时以上，设计建议本电厂机组年利用小时数按6000小时考虑。
3.4.2 电厂供电范围
由当地电力平衡结果分析，xxx市生物质热电厂应主供当地负荷，4×3MW电力可完全在当地消纳。
3.4.3 电厂与系统连接方案设想
根据前述电厂供电范围及110kV及以下电网网架情况，暂考虑接入系统方案：
4×3MW机组分别以发电机－变压器－线路组单元接线方式接入110kV变电站10kV侧母线，线路长度约4km。
具体接入系统方案、导线截面及线路长度在接入系统报告中进行详细论证。
3.5 系统二次部分
3.5.1 系统继电保护及安全自动装置
xxx市生物质发电有限公司本期规模为4×3MW中压抽汽凝汽式汽轮发电机组，采用发电机－变压器－线路组单元接线方式，以2回10kV出线接入110kV变电站10kV母线。
电厂至变电站距离约4km，每回线配置一套光纤纵联差动保护作为主保护，并带有后备保护、重合闸功能，保护屏内还应配置三相操作箱。光纤差动保护采用专用光纤芯。
电厂配置一台微机型故障录波器，用于记录110kV线路的电流、电压及有关的开关量。应兼有故障测距、GPS对时及远传功能。
3.5.2 调度自动化
根据有关调度管理原则，汽轮发电机组建成后，应属xxx市市电业局地调管理；电厂应将反映热电厂的实时运行状态的远动信息传送到电业局地调端。
远动信息内容应满足有关规程规定，电厂配置一套单独RTU，并通过专用通道传至各调度端。
本期新增10kV线路两侧以及电厂起备变高压侧为计量关口点。关口点装设主、备两块双向(起备变单向)关口电能表(0.2S级有功、2.0级无功)。所有关口电度表均以RS485接口和电能表处理器相连。电厂考虑配置一套电能表处理器，电能表处理器具有“一发多收”功能，以电话拨号方式将电能量信息送至xxx市地调。

4 燃 料 供 应
4.1 燃料来源及特性
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。汤原县及周边各县，是黑龙江省农作物高产区，也是玉米、水稻、大豆、杂粮的主产区，有丰富的稻谷资源。建设综合利用稻壳燃烧发电的资源综合利用发电厂对当地的发展具有十分重要的意义。
4.1.1 稻壳的来源
xxx市现有大米加工企业130余户,水稻加工规模为300多万吨，是我省加工能力最大的米业集散地，xxx市已形成黑龙江省米业加工中心，xxx市做为“米城”形象已深入全国各地大米经销商的心中，由于xxx市米业加工企业集中，每年大米加工量在150万吨左右，年产稻壳45万吨。
4.1.2 稻壳利用现状
目前稻壳除冬季少部分用于锅炉燃烧及饲料和其它用途外，大部分白白烧掉或丢弃。
每年40万吨稻壳可供电厂用作燃料。
建设4´3MW抽汽供热发电机组，配置4´20t/h燃用稻壳的特种锅炉，机组年利用小时数按6000h计，4台20t/h锅炉燃用稻壳时，每小时消耗量为19.60吨，每年玉米稻壳耗量为11.58万吨；
xxx市有近40万吨各类稻壳可供xxx市生物质发电有限公司使用，考虑到运输成本和不确定性，为稳妥起见，设计考虑1/2的稻壳(20万吨)可以收集到电厂，远大于电厂锅炉年燃料用量(11.58万吨)，则本期热电厂的稻壳供应是充足的，有保证的。
4.1.3 燃料分析资料
本工程以稻壳作为设计燃料和校核燃料。根据黑龙江省电力监督监测中心提供的成分分析资料，稻壳的元素分析、灰份、水份、挥发份、灰熔点、发热量等详见表4.1-2。
表4.1-2 设计燃料 校核燃料元素分析
项目
单位
Mt
Mad
Aar
Vdaf
Car
Har
Nar
Oar
St.ar
Onet.ar
(kJ/kg)
DT
(℃)
ST
(℃)
FT
(℃)
设计燃料
%
9.8
8.34
7.33
79.64
41.13
1.91
0.93
38.70
0.20
14280
1080
1130
1160
校核燃料
%
21
1.41
3.61
69.51
36.23
4.13
1.69
33.25
0.09
13140
1080
1130
1160

表4.1-3 灰的成分分析
项 目
符号
单位
设计燃料

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
%
1.30

4.2 燃料供应
4.2.1 收集
电厂位置在东山区北部，距哈萝公路约1公里。在3公里半径内有10家米厂，另有5家米厂将落户工业园内。
电厂在其仓库内存储3个月左右热电厂的燃用量。以保证稻壳供应的连续可靠性。
4.2.2 稻壳收、储、运管理设想
1.电厂与各米厂签定稻壳收购长期合同。
2.随时拉运。
3. 储存库建成防雨棚。四周设排水沟，并设防火灾设施，设有百米左右的安全距离。
4.由板车运输，板车可由拖拉机拖运，也可由汽车改装而成。
4.3 燃料运输
一辆稻壳运输车运力2．5吨/车，一天运输20车，需要配备20辆平板车。每天可以运输500吨稻壳到电厂。
4.4 燃料收购与储存
稻壳燃料由于其堆积密度小，为保证电厂全年运行要求，因此，燃料储存需要时间长、面积大；考虑冬季情况，将采取自己储备和委托米厂代储结合的方式．以解决电厂燃用之需。

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5 机组选型及供热方案
5.1 发电主要流程
稻壳发电与燃煤发电在工艺流程上有许多相似之处，其汽水系统，水处理系统，供排水系统，电气与控制系统与常规燃煤电厂是相同的，主要区别在于燃料的储存、输送处理系统、锅炉本体和燃烧系统的不同。
5.1.1 稻壳的收集、储存、运输与输送
本工程稻壳经过人工半自动化收集运输进电厂，一般采用汽车运输，在厂内设置干储料场，经过风机将稻壳送入锅炉炉膛燃烧。
5.1.2 稻壳的燃烧
由于稻壳灰熔点低，容易产生结焦，由于灰中碱金属的含量相对较高，烟气在高温时具有较强的腐蚀性，针对这些问题，锅炉本体设计必须很好地解决。目前，锅炉主要采用炉排锅炉。
5.1.3 灰渣和烟气处理
燃烧后产生的底渣从锅炉炉膛下的排渣口排出，由刮板输送机、斗式提升机送到储渣仓暂时储存，再由运渣车运送到厂外返农田使用。燃烧产生的飞灰为草木灰，为优质钾肥，飞灰经布袋除尘器收集后经仓泵送入储灰仓，然后装袋返农田利用。稻壳含硫量很低，无需脱硫处理；稻壳灰含量少，锅炉燃烧产生的烟气经过布袋除尘器处理后直接由烟囱排入大气。
本工程稻壳发电工艺流程如下：
稻壳收集→汽车进厂 → 　　自动卸料 　　　料堆场
锅炉储料仓→螺旋给料机→锅炉炉膛→布袋除尘器→引风机→烟囱
↓灰
渣 仓泵→灰库→打包机→汽车→农田
锅炉排渣口→ 碎渣机 → 冷渣器→炉底刮板输送机→ 斗式提升机→ 渣仓→打包机→汽车→农田
5.2 装机方案
5.2.1 装机方案确定
考虑到本电厂的性质是综合利用稻壳发电，以发电为主并兼顾城市集中供热，装机方案的选择应充分利用可再生能源的政策，在兼顾供热的前提下尽可能多发电，以实现电厂效益最大化。
本工程供热主要考虑城市采暖负荷，有季节性的特点，为此采用抽汽供热机组，同时由于采用热水采暖，可采用较低抽汽参数，这样有利于机组经济性。
从机组的可靠性来分析，由于国产稻壳锅炉尚不十分成熟，锅炉存在高温腐蚀，尽管中温中压参数比高温高压参数经济性差，但为了稳妥起见本期工程锅炉仍采用中温中压。
由于稻壳发电经验的不完善性，从发电及供热的可靠性来分析，采用４台３MW单抽汽供热机组比1台１２MW单抽汽供热机组的可靠性高，灵活性好。因此，本工程采用４台３MW中温中压抽汽供热机组。同时为了保证供热的可靠性，机组设置1台80t/h减温减压器用于汽机停运时向外供热，以保障电厂有较高的供热可靠性。
5.2.2.3 锅炉选型
本工程相对燃料比较单一，为了稳妥起见，选用炉排锅炉方案，相对而言其系统比较简单，运行方便，稳定可靠。为了节省投资和推进稻壳锅炉国产化，本工程设计考虑采用国产锅炉。
目前，国内几家锅炉厂如：济南锅炉厂、杭州锅炉厂、无锡锅炉厂等都在开发各自的锅炉产品，且均有自己独到之处。其中济南锅炉厂既有自主开发的锅炉产品，也有引进丹麦BWE公司技术的产品，山东单县生物质发电厂1´135t/h高温高压振动炉排锅炉采用济南锅炉厂引进丹麦BWE公司技术的产品即将投产。河北晋州生物质