黑龙江龙源宝泉岭生物质发电建设投资可行性研究报告.doc

国电龙源电力技术工程有限责任公司
龙源宝泉岭生物质发电项目
可行性研究报告

龙源宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告
说明书目录
1 工程概况 1
1.1 项目概况 1
1.2 编制依据 1
1.3 研究范围 2
1.4 农垦总局宝泉岭分局概况 2
1.5 项目建设的必要性 3
1.6 主要设计原则 5
2 热负荷 6
2.1供热现状 6
2.2本项目热负荷的确定原则 7
2.3设计热负荷 7
3 电力系统 9
3.1 农垦宝泉岭电网现状 9
3.2电力负荷预测及电力平衡。 9
3.3 接入系统方案 10
4 燃料来源及供应 12
4.1 燃料来源及特性 12
4.2 燃料供应 14
5 装机方案 17
5.1确定装机方案的原则 17
5.2 装机方案 17
5.3三大主机技术规范 18
5.4主要热经济技术指标 20
6 建厂条件 21
6.1 厂址选择 21
6.2 水文气象 22
6.3 交通运输 23
6.4 电厂水源 24
6.5 厂址工程地质条件 24
7 工程设想 25
7.1 厂区总平面布置 25
7.2 燃料输送系统 28
7.3 燃烧系统 29
7.4 热力系统 30
7.5 主厂房布置 31
7.6 除尘除灰系统 32
7.7水源、供排水系统 33
7.8化学水处理系统 36
7.9 电气部分 37
7.10 热工控制 44
7.11建筑结构部分 47
7.12采暖通风 55
8 环境保护 57
8.1环境保护设计依据 57
8.2工程概况 57
8.3环境质量现状 58
8.4烟气污染治理及环境空气质量影响 59
8.5 废水治理与水环境影响 60
8.6灰渣治理及综合利用 60
8.7噪声治理及环境影响 61
8.8厂区绿化 61
8.9环境保护管理及监测 61
8.10 综合评价 62
9 节约和合理利用能源 63
9.1 节能措施 63
9.2 节水措施 63
9.3 节约用地的措施 64
9.4节约原材料措施 64
10 消防、劳动安全与工业卫生 65
10.1编制依据 65
10.2消防 65
10.3劳动安全部分 66
10.4职业卫生部分 69
11 企业组织与劳动定员 72
11.1劳动组织及管理 72
11.2电厂人员编制 72
11.3人员培训 72
12 项目实施条件和建设轮廓进度 73
12.1电厂项目实施条件 73
12.2电厂项目轮廓进度 73
13 投资估算及经济评价 75
13.1投资估算 75
13.2经济评价 76
14 结论与建议 79
14.1主要技术经济指标 79
14.2结论 79
14.3存在问题及建议 80

vi
黑龙江省林业设计研究院热电规划设计院

编制人员名单
国电龙镇生物质发电项目
专业
岗位
姓名
职称
备注
热机
设计
潘瑞岩
工程师

校核
罗家力
研究员级高工
注册设备师
审核/审定
运国庆
高级工程师
注册设备师
上煤
除灰
设计
胡玉章
工程师

校核
王学成
高级工程师
注册设备师
审核/审定
陈晓文
高级工程师
注册设备师
电气
设计
宋凤娟
高级工程师

校核
赵玉香
高级工程师
注册设备师
审核/审定
崔健生
研究员级高工
注册电气师
自控
设计
赵春峰
工程师

校核
鲁 军
高级工程师

审核/审定
崔健生
研究员级高工
注册电气师
水工
设计
吴桂芹
高级工程师

校核
宋琦
工程师

审核/审定
运国庆
高级工程师
注册设备师
总图
设计
宋丽坤
工程师

校核
孙力伟
高级工程师

审核/审定
运国庆
高级工程师
注册设备师
建筑
结构
设计
孟繁家
工程师

校核
侯晓丰
高级工程师

审核/审定
王志华
高级工程师

技经
设计
曹 荣
工程师

校核
何秋明
工程师

审核/审定
高 峰
高级工程师

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
13 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

龙源宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告
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（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。
国电龙源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。国电龙源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1×30MW生物质发电厂。工程装机规模为：1×130t/h高温高压燃秸秆锅炉+1×30MW抽凝式汽轮发电机组。
1.2 编制依据
1) 《中华人民共和国节约能源法》
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) 国电龙源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，主要论证龙源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、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129°25'－132°26'，北纬46°23'－47°54'；在黑龙江与松花江汇合处的三角地带，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。
1.5 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，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1×30MW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
1) 本期建设规模为1×130t/h高温高压燃秸秆锅炉+1×30MW抽凝式汽轮发电机组。
2) 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。
3) 厂区总平面布置本期按1炉1机设计，预留扩建条件。
4) 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。
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。
6) 锅炉尾部烟尘处理考虑采用布袋除尘器。
7) 供水采用地下水，采用机力通风冷却塔。
8) 化学水处理系统设计按两级除盐系统设计。
9) 电气主接线以2回出线接入110kV变电站。
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。

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黑龙江省林业设计研究院热电规划设计院
龙源宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告
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/单位名称
采暖建筑面积（万平方米）
一
兴汇供热站
56.6
1
宝泉岭农场
10
2
宝泉庄园
10
3
阳光小区
6
4
尚志庄园小区
5
5
公务员小区
7.2
6
秀园小区
5.4
7
园丁小区
5
8
中央商城
2
9
其他散楼
6
二
九三油脂供热站
22
1
丁香路小区
20
2
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
DHL20-2.5/400-AⅡ
20 t/h

生产、自发电、供暖
厂区内
SHXF20-2.5/400-AⅡ
20 t/h

生产、自发电、供暖
AZD20-2.5/400-AⅡ
20 t/h

生产、自发电、供暖
BG-35/39-M1
35 t/h

生产、自发电、供暖
2
兴汇热电
DHL35-3.82/450-AⅡ
35 t/h
2
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㎡
MW
GJ/h
MW
GJ/h
MW
GJ/h
75
41.25
148.50
12.79
46.04
27.55
99.20

2.3.4年供热量
经计算，年供热量为435674GJ。

龙源宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告
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2×18MVA，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110kV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
2000
2001
2002
2003
2004
年递增率（%）
宝泉岭
负荷
17.83
17.92
18.12
22.11
26.00
10.31
供电量
0.77
0.71
0.71
0.92
1.08
9.9

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
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2015
2020
宝泉岭
28.68
31.64
34.90
38.50
41.47
43.56
61.71
86.02

3.2.2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2008～2020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）

30
30
30
30
厂用电率按8%计算

2.4
2.4
2.4
2.4
宝泉岭生物质发电厂供电量

27.6
27.6
27.6
27.6
用电负荷
38.5
41.47
43.56
61.71
86.02
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：
1) 满足宝泉岭地区用电需求；
2) 可提高宝泉岭供电区110kV电网的供电可靠性；
3) 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。

龙源宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告
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、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
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
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
%
1.30

4.1.3秸秆消耗量
黑龙江省农垦总局宝泉岭分局建设一座1×30MW生物质发电厂，工程装机规模为：1×130t/h高温高压秸秆锅炉，1×30MW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，本项目燃料资源是充足的，完全可以保证本项目1×30MW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龙源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储存场地面积，一般为2万平方米。各农场储存点根据统一调度，将秸秆运至电厂。
3.2.5秸秆成本预测：
秸秆到电厂费用主要包含支付种植户费用、打包费用、储存保管费用和运输费用。
根据调查，当地收购价玉米和水稻秸秆为100元/吨；每吨秸秆的打包机械作业费是50元/吨；田间运至各农场储存点费用费用为20元/吨；各储存点的储存费用为20元/吨；按每吨每公里1元运费计算，以电厂为中心、半径为50公里的收购范围的平均运距按30公里计算，各储存点到电厂的平均运费为30元/吨。
经过测算，秸秆到电厂的费用为220元/吨。

龙源宝泉岭生物质发电项目可行性研究报告
5 装机方案
5.1确定装机方案的原则
5.1.1生物质发电的特点
1) 秸秆发电与燃煤发电有许多相似之处，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收集、储存、输送处理系统、锅炉本体和燃烧系统的不同。
2) 秸秆发电在国内刚刚兴起，从秸秆收集到锅炉产出蒸汽的过程中，相关的技术和设备不成熟，正处在不断优化、探索和改进之中。面临的主要课题是如何保证秸秆的收集问题、如何保证秸秆储存和输送中的霉变问题、如何保证电厂燃料输送系统的可靠性问题、如何保证和提高秸秆锅炉的燃烧效率等问题。
3) 目前，秸秆发电项目尚未形成成熟的、普遍认可的主机和辅机建设模式，相关配套产业的设备研发滞后，制约着秸秆发电事业的发展。
5.1.2确定装机方案的原则
1) 充分利用国家鼓励生物质发电的政策，充分利用当地秸秆资源，尽可能多发电，提高发电效益。
2) 结合当地供热实际情况，近期保持现有热电联产集中供热格局不变，本电厂暂时不供热，预留供热条件；远期新增供热负荷由本电厂供热，不再扩大现有供热企业的供热规模。
5.2 装机方案
5.2.1主机参数的选择
为了充分利用国家鼓励生物质发电的政策，充分利用当地秸秆资源，提高能源综合利用率，因此，提高生物质发电项目的主蒸汽参数，从而提高发电量和发电效益，就成为了生物质发电项目的必然选择。目前，国内已经有采用高温高压参数的生物质发电项目。国内已经有130t/h高温高压秸秆锅炉和与之配套的汽轮发电机产品。
本项目的秸秆锅炉和汽轮机采用高温高压参数。
5.2.2机、炉容量的选择
根据当地秸秆资源情况，考虑秸秆供应市场需要一个引导和成熟的过程，为了提高秸秆供应的保证率，电厂规模不宜过大，电厂年燃用秸秆量控制在20万吨以内为宜。拟定两个装机方案如下：
方案一：1×130t/h国外引进高温高压水冷振动炉排秸秆锅炉+1×30MW抽凝式汽轮发电机组。
方案二：2×75t/h国产高温高压循环流化床秸秆锅炉+2×18MW抽凝式汽轮发电机组。
5.2.3方案比较
目前，国内已经有与130t/h和75t/h高温高压秸秆锅炉配套的汽轮发电机产品，汽轮机进汽量最大限度地与锅炉蒸发量匹配，满足生物质发电项目多发电的要求，并且汽轮机制造技术十分成熟，汽轮机单机容量的选择不是影响装机方案选择的主要因素。影响装机方案选择的主要因素是锅炉容量的选择。
考虑秸秆供应市场不够成熟，单台130t/h秸秆锅炉运行的可靠性不高，再建一台130t/h秸秆锅炉又会加大秸秆供应的压力。从这个方面看，建设2台75t/h秸秆锅炉较为适宜。但是，从另一方面看，国内开发制造的秸秆锅炉只有2至3年的运行经验，未达到完全成熟，国外引进的秸秆锅炉仅有130t/h的，没有75t/h的。
综合考虑上述因素，借鉴已经运行的秸秆发电项目的经验，本项目推荐采用方案一：1×130t/h高温高压燃秸秆锅炉+1×30MW抽凝式汽轮发电机组。建议锅炉采用丹麦BWE公司生产的130t/h高温高压、水冷振动炉排的燃秸秆锅炉；汽轮机采用国内厂家产品。
5.3三大主机技术规范
5.3.1锅炉
台 数： 1台
型 式： 高温高压水冷振动炉排秸秆锅炉
额定出力： 130t/h
额定蒸汽压力： 9.8MPa
额定蒸汽温度： 540℃
给水温度： 220℃
空气温度： 40℃
排烟温度： 130℃
锅炉效率： ≮92%
5.3.2汽轮机
台 数： 1台
型 式： 高温高压抽汽凝汽式汽轮机
型 号： C30-8.82/0.49
额定进汽压力： 8.82MPa
额定进汽温度： 535℃
额定功率： 30MW
经济功率： 30MW
最大功率： 30MW
额定进汽量： 130t/h
最大进汽量： 130t/h
纯凝进汽量： 118t/h
额定转速： 3000r/min
额定抽汽压力： 0.49MPa
额定抽汽温度： 217℃
额定抽汽量： 30t/h
最大抽汽量： 50t/h
冷却水温： 20℃
回热级数： 2JG+CY+3JD
给水温度： 220℃
额定排汽压力： 0.005MPa
5.3.3发电机
台 数： 1台
型 号： QF-30-2
额定功率： 30MW
转 速： 3000r/min
额定电压： 6300V
额定电流： 3437A
频 率： 50Hz
功率因数： 0.8
冷却方式： 空冷
励磁方式： 静止励磁
5.4主要热经济技术指标
本项目近期纯凝汽发电，主要热经济技术指标见表4.4-1。
主要热经济技术指标表 表4.4-1
序号
项目
单位
参数
1
锅炉蒸发量
t/h
118.6
2
汽机进汽量
t/h
118
3
发电功率
MW
30
4
发电标准煤耗率
g/kWh
381.3
5
发电厂用电率
%
12.0
6
供电标准煤耗率
g/kWh
433.3
7
发电设备利用小时
h
6000
8
年发电量
GWh/a
180
9
年供电量
GWh/a
158.4
10
年耗标煤量
t/a
68637
11
全厂热效率
%
32.3

我院曾经对生物质发电项目