淮安市楚州秸稈發(fā)電項目工程項目立項申請報告（可編輯）

1、淮安市楚州秸稈發(fā)電項目工程項目立項申請報告 1概述11項目概況及編制依據(jù)111項目概況1項目名稱淮安市楚州秸稈發(fā)電項目2建設單位江蘇省國信集團控股 并委托江蘇淮陰發(fā)電有限責任公司開展前期工作3建設規(guī)模275th燃秸稈鍋爐15mw汽輪發(fā)電機組留有再擴建一臺鍋爐的條件4廠址淮安楚州經濟開發(fā)區(qū) 112編制依據(jù)本可行性研究報告主要根據(jù)下列文件和資料進行編制的1 淮安市農業(yè)區(qū)劃辦公室局淮安市農作物秸桿資源報告2國家發(fā)展改革委可再生能源發(fā)電有關管理規(guī)定國家發(fā)展改革委可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法發(fā)展改革委 1 通過對建廠條件工程實施以及對社會影響等方面的研究評價項目實施的可行性 2 提出秸稈的采

2、購貯運的組織經營管理等運行機制和保障措施 3 本可行性研究的工作范圍包括工程規(guī)模的確定機組選型建設條件廠區(qū)布置工程設想環(huán)境保護生產組織和勞動定員實施輪廓進度投資估算和經濟評價等內容13楚州區(qū)概況楚州區(qū)地處京杭大運河與蘇北灌溉總渠交匯處楚州區(qū)即原縣級淮安市2001年2月行政區(qū)劃調整原淮陰市更名為淮安市原淮安市撤市建區(qū)為楚州區(qū)屬轄現(xiàn)淮安市楚州北距亞歐大陸東橋頭堡連云港市120km南距江蘇省會南京市200km楚州區(qū)位于江蘇省蘇北中部東鄰鹽城市阜寧建湖兩縣西與洪澤縣和淮安市清河清浦兩區(qū)接壤南接揚州市寶應縣北與淮安市漣水縣交界全區(qū)東西長64km南北寬43km總面積1510多km2人口123萬2005年實

3、現(xiàn)國內生產總值8556億元境內地勢平坦氣候溫和四季分明楚州區(qū)交通便利行政區(qū)內有新長鐵路京滬高速公路寧連高速公路黑龍江省同江市至海南省三亞市的同三高速公路和在建的徐淮鹽高速公路等交通干線均穿境而過14 投資方江蘇省國信資產管理集團簡況江蘇省國信資產管理集團有限公司成立于2002年2月22日注冊資本 56億元經營范圍為江蘇省政府授權范圍內的國有資產經營管理轉讓投資企業(yè)托管資產重組以及經批準的其它業(yè)務目前公司控股的電廠已達到5家公司參股的發(fā)電企業(yè)有十多家截至2005年底集團總資產為638億元凈資產為156億元2005年實現(xiàn)利潤23億元公司資信優(yōu)良為中國銀行江蘇省分行aaa級重點客戶15建設必要性1我

4、國秸稈資源生物質是僅次于煤炭石油天然氣的第四大能源在世界能源總消費量中占14我國是一個農業(yè)大國秸稈資源十分豐富有約150被用來直接還田造肥有約250被作為飼料有約90被用作工業(yè)原料其中有5的農作物秸稈在民用爐灶內直接燃燒用來炊事和取暖除此之外有約5作為能源用途則被廢棄在田間地頭或在田間直接焚燒掉不僅浪費了資源也嚴重地污染了環(huán)境農作物全國產量草谷比秸稈量比率江蘇產量秸稈量比率稻谷06212320 218514046871 3330小麥110973 19466087609 2327玉米1519943 35371973296 1132豆類153001 532953143 547薯類051802 32

5、074337 142其它糧食11485 2631697170 649花生22377 422516103 395油菜21660 2941457291 1114芝蔴2131 023194 015其它油料2459 081031 002棉花31350 23929187 334麻類150 009051 002甘蔗01838 1493373 013合計56390 1002615 1002有利于增加就業(yè)是當?shù)乜色@取的秸稈和薪柴利用這些燃料不僅勞累而且熱效率低其煙氣對人體健康傷害較大秸稈發(fā)電項目初步定員人全部定員除少部分技術和管理人員外大多數(shù)職工將從當?shù)卣惺崭鶕?jù)項目定員及燃料采集方案保守估計項目直接帶來就業(yè)人

6、數(shù)將達000人緩解人口就業(yè)壓力問題如按每噸秸稈元測算農作物秸稈是一種重要的生物資源不恰當?shù)奶幹貌粌H造成資源的浪費更是對環(huán)境的極大破壞秸稈是一種很好的清潔可再生能源其含硫量只有而煤的平均含硫量約達1秸稈發(fā)電走充分利用可再生資源的道路傳統(tǒng)的資源產品污染排放單向線性經濟變?yōu)橘Y源產品再生資源的循環(huán)經濟被廢棄在田間地頭或在田間直接焚燒掉裝機方案5km半徑范圍內目前僅有部分小型工業(yè)熱用戶尚沒有穩(wěn)定的較大的工業(yè)熱用戶從發(fā)展的角度和有利于楚州經濟開發(fā)區(qū)招商引資方面分析主機選型按預留供熱條件考慮根據(jù)本地區(qū)可商品化秸稈的數(shù)量和業(yè)主的要求選擇的裝機方案5th燃秸稈固定振動爐排中溫中壓鍋爐留有擴建一臺鍋爐的條件裝設一

7、臺額定功率為15mw的中溫中壓凝汽式汽輪發(fā)電機組和一臺額定功率為15mw的中溫中壓抽汽凝汽式汽輪發(fā)電機組裝設額定功率15 mw和18 mw發(fā)電機各一臺3電氣系統(tǒng)采用發(fā)-變-線路組接線不設置起備變電廠以回110kv電壓等級的線路接入系統(tǒng)110kv季橋變電所7環(huán)保及工業(yè)衛(wèi)生除塵設備采用高效率的布袋除塵器設污水排放處理設施采用有效的噪音控制措施8土建工程主廠房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構秸稈倉庫采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱鋼屋架形成的排架結構9年利用小時數(shù)本項目機組年利用小時取6000小時17 工作過程受江蘇淮陰發(fā)電有限責任公司委托江蘇省電力設計院編制可行性研究報告21 電力系統(tǒng)現(xiàn)狀淮安電網的供電范圍包括淮安市區(qū)

8、淮陰區(qū)楚州區(qū)和漣水縣金湖縣盱眙縣及洪澤縣等七個區(qū)縣2004年全社會用電量為4929億時全社會最大負荷為902mw有統(tǒng)調裝機容量955mw其中華能淮陰電廠770mw淮陰電廠185mw另有非統(tǒng)調裝機容量184mw有500kv上河變電所1座主變壓器1臺容量750mva220kv變電所8座主變壓器14臺總容量1550mva其中用戶變電所1座主變壓器3臺總容量230mva500kv線路7條總長度2112km220kv線路25條總長度58446km其中用戶5條10656km212 電廠附近地區(qū)變電所情況110kv季橋變電所位于電廠南側100m以內 一路之隔 電壓等級為11010kv主變容量140mva11

9、0kv進線一回由220kv朱橋變接入預留了一臺主變位置和進線間隔遠景規(guī)劃單母線分段接線由變電所東側進線22 電廠接入系統(tǒng)方案設想本工程電廠機組以一回110kv線路接入110kv季橋變電所在110kv季橋變擴建兩個110kv間隔增加相應的繼電保護遠動通訊設備此方案對系統(tǒng)影響較小23 系統(tǒng)對電廠的要求系統(tǒng)要求電廠服從電網統(tǒng)一運行需要并參與系統(tǒng)無功電壓調節(jié)1 楚州區(qū)秸稈資源統(tǒng)計表品種種植面積糧食產量糧食畝產秸桿谷草比秸稈總產量單位萬畝萬tt萬t小麥725250345 100 25大麥828035115 243水稻9644690487162931玉米67190284 067284合計183676659

10、583112 可獲得量1秸稈資源的減量因素減量比率楚州區(qū)秸桿在未來收購過程中的主要減量因素有雨季損耗因收獲期陰雨天氣在秸稈收集過程中造成的損失或因未及時回收出現(xiàn)淋融等現(xiàn)象使秸稈斷裂破碎的損耗收運損失在收割運輸和田間到農舍的倒垛過程中因秸稈打散遺漏和拋撒造成的損失堆放損耗在堆放過程中因表層的霉變和底層的漚爛所造成的秸稈損失參考有關資料確定在未來收購過程中本地區(qū)主要秸稈的減量比率按15考慮考慮減量因素后的秸稈資源量見表32表32 楚州區(qū)秸稈資源量考慮減量因素后品 種稻稈麥稈玉米稈合計秸稈資源總量 萬t293127432845958減量比率15減量后秸稈資源量 萬t2491233224150642秸

11、稈資源近期可獲得量根據(jù)淮安市農業(yè)區(qū)劃辦公室二00六年八月編寫的淮安市農作物秸桿資源報告楚州區(qū)主要農作物秸稈的利用現(xiàn)狀見表33表33 楚州區(qū)秸稈利用現(xiàn)狀品 種直接還田造肥用作工業(yè)原料農民直接燃燒用來炊事和取暖玉米稈1000按上表中剩余量作為近期的秸稈商品率可出售比例估算出楚州區(qū)主要農作物秸稈資源近期可獲得量見表34表34 楚州區(qū)秸稈資源近期可獲得量品 種稻稈麥稈玉米稈合計減量后秸稈資源量 萬t23872332241496秸稈商品率 93250秸稈資源近期可獲得量 萬t23258029根據(jù)表34數(shù)據(jù)本項目的年秸桿消耗量以近期不超過29萬噸為宜未考慮臨近縣市的秸桿資源量312 秸稈消耗量 本項目21

12、5mw機組配兩臺國產鍋爐中溫中壓秸稈消耗量詳見表35表35 本工程秸稈消耗量 鍋爐容量小時耗量th日耗量td年耗量104ta275th3322730841993鍋爐日利用小時按22h計年利用小時按6000h計本項目的秸稈消耗量約占楚州區(qū)秸稈資源總量的34占近期可獲得量的84因此楚州區(qū)的秸桿資源量能滿足本項目的要求 32 秸稈價格分析 秸稈到廠成本由三部分組成收購成本機器打捆及人工成本和運輸成本1收購成本根據(jù)楚州區(qū)農業(yè)機械管理局對本地區(qū)部分農戶抽樣調查資料本地區(qū)農戶對主要秸稈麥稈稻稈的期望售價見表36表36 秸 稈 收 購 成 本 表品 種近期可獲得量 萬噸年 該品種占近期可獲得量比例 農戶期望

13、售價 元噸 麥 稈582084稻 草23280117根椐表3數(shù)據(jù)用加權平均法可計算出秸稈收購成本為110元噸2機器打捆及人工成本打捆裝卸本項目秸稈原料需由打捆機統(tǒng)一打捆打捆單重為400450kg密實度為025tm3左右估算人工及機器打捆成本約為22元噸3 運輸倉儲成本由于區(qū)域范圍內的秸稈是布點收購分點存儲統(tǒng)一調度本項目秸桿的采集半徑基本上處于25km范圍內經測算運輸?shù)木C合成本約為40元噸倉儲成本含租用大棚架倉庫的成本取44元噸綜上所述秸稈到廠綜合成本為99224044 216 元噸根據(jù)秸桿成份數(shù)據(jù)可計算出本項目的秸稈到廠綜合成本標煤價為478元噸33 秸稈成份為保證發(fā)電廠的經濟效益除了可供發(fā)電

14、廠秸稈的數(shù)量外更重要的是秸稈的質量特別是秸稈的發(fā)熱值特性為此江蘇淮安秸稈熱電廠項目籌建處收取本市的麥稈稻稈和菜籽稈樣本送交電力工業(yè)發(fā)電用煤質量監(jiān)督檢驗中心化驗秸稈成分和特性見表37表37 秸 稈 成 分 和 特 性項 目符號單位稻草稈麥秸稈油菜稈全水分mt15913145空氣干燥基水分mad594795762收到基灰分aar87576491干燥無灰基揮發(fā)分vdaf799179437921收到基碳car36340013946收到基氫har474507497收到基氮nar057035059收到基氧oar336435563526全硫star015025031收到基高位發(fā)熱量qgrarmjkg1401

15、15531517收到基低位發(fā)熱量qnetarmjkg126714191381氯clar082711860774灰中二氧化硅sio2480328951553灰中三氧化二鋁al2o3439107518灰中三氧化二鐵fe2o3076549177灰中氧化鈣cao84719283053灰中氧化鎂mgo403302204灰中氧化鈉na2o7394641186灰中氧化鉀k2o731224506灰中二氧化鈦tio2168109156灰中三氧化硫so32396091414灰中二氧化錳mno20610009028灰中五氧化二磷p2o51427779110734 秸稈采集系統(tǒng)建設設想1建設秸稈電廠秸稈收集及運輸是一

16、個需要重視的問題根據(jù)現(xiàn)階段農村的具體情況農戶多戶均耕地少秸稈收集期短由農戶或電廠自行組織收購并進行打捆儲存運輸有一定的難度為此需要楚州區(qū)政府對本工程給予大力支持組織建立一套行之有效的機構通過合理可行的市場化運作向本電廠提供滿足要求的秸稈針對本項目成立秸稈發(fā)電項目秸稈供應有限公司各相關鄉(xiāng)鎮(zhèn)成立分公司鎮(zhèn)村落實專人負責形成供應網絡具體運作方式可采取電廠公司經紀人農戶或電廠政府公司經紀人農戶的形式由經紀人與農戶簽訂長期供應秸稈協(xié)議確保為企業(yè)長期不間斷供應秸稈資源政府將通過政策鼓勵協(xié)調資金等方式扶持經紀人隊伍并出臺有關規(guī)定區(qū)政府必須禁止秸稈焚燒要動用宣傳工具廣泛宣傳秸稈焚燒的危害性同時責成各級干部切實制

17、止農戶在田間焚燒秸稈的行為這樣秸稈供應應該是有保證的秸稈供應的具體流程為農戶小型收集點晾曬干燥加工儲存點進行打捆儲存運輸秸稈電廠2秸稈的采集將采用以工代購的方式即收獲季節(jié)可利用市農業(yè)局組織的收割小分隊在為農民提供服務的同時收集秸稈此方式也很受廣大農民歡迎3成立秸稈供銷公司本部設置人秘處管理處計財處經營處質檢處安全處每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均設置收購站即淮城鎮(zhèn)收購站車橋鎮(zhèn)收購站平橋鎮(zhèn)收購站上河鎮(zhèn)收購站建淮鄉(xiāng)收購站馬甸鄉(xiāng)收購站施河鄉(xiāng)收購站流均鎮(zhèn)收購站博里鄉(xiāng)收購站涇口鄉(xiāng)收購站朱橋鎮(zhèn)收購站溪河鎮(zhèn)收購站各站均培養(yǎng)站屬農民經紀人隊伍4完善合同收購保障體系每年度公司總經理室與經營處經營處與各收購站逐級簽訂承包責任狀各收購站

18、與農民經紀人各農民經紀人與農戶簽訂收購合同5秸稈采集方式以工代購季節(jié)性收購以公司或協(xié)會與農戶簽訂合同形式為保障確保秸稈供應量90以上用合同固定下來10調節(jié)性收購作為補充同時利用區(qū)農業(yè)局組織的收割小分隊在為農民提供服務的同時收集秸稈以工代購農民經紀人經營由農民經紀人租賃打包機組織人員分點打包向農戶收購再送運至收購站出售送運集結運送集積以公路運輸為主如淮城車橋上河建淮馬甸朱橋等以陸路運輸為主通過四通八達的村鎮(zhèn)柏油公路利用農用車船集結分點儲存秸稈倉儲每個收購站建設10000平方米左右 5米高儲量約08萬噸的秸桿儲存場地調度根據(jù)各點各品種的秸稈儲備量和發(fā)電廠日耗量科學制定調度計劃按調度計劃中轉運達電廠

19、驗收運用電子儀器對秸稈濕度雜物進行檢測計量驗收安全保護秸稈儲存中轉運輸均采取防潮防霉防火措施確保秸稈采集工作安全可靠35 燃油供應鍋爐點火及低負荷助燃用油量較小可從市場采購用汽車運至廠內鍋爐點火及助燃用燃油采用0輕柴油燃油從石油公司購買由專用運油汽車運至廠內并卸入廠區(qū)內的儲油罐內0輕柴油特性見下表表35 0輕柴油特性恩氏粘度120時12167 0e運動粘度20時080 厘沱灰份 0025 水份痕跡硫份 02 機械雜質無凝固點不高于 0 閉口閃點不低于65 低位發(fā)熱值4103141870 mjkg4 機組選型41 國內外生物質能源發(fā)電技術情況生物質能源發(fā)電技術主要于二十世紀七十年代末起源于歐洲丹

20、麥芬蘭荷蘭英國比利時等一些農作物主要為小麥大麥玉米等以及森林加工業(yè)造紙業(yè)發(fā)達的國家越來越嚴格的環(huán)保要求以及大量的秸桿木屑生物垃圾的處理要求促使政府和科研機構開始投入大量資金開展生物質發(fā)電技術的研究并在隨后逐漸取得的良好的應用成果411 國外主要生物質發(fā)電技術發(fā)展情況目前國外利用生物質燃料發(fā)電技術較為成熟的有以下公司和研究機構其采用的技術也不同4111 丹麥bwe公司丹麥bwe公司是世界上較早利用農作物秸桿作為發(fā)電機組燃料的鍋爐供應商早在1973年就開始研究利用秸桿作為發(fā)電燃料其第一座秸桿燃燒發(fā)電廠于1989年投入運行haslev5mwe此后bwe公司在西歐設計并建造了大量的生物發(fā)電廠其中最大的

21、發(fā)電廠是英國的elyan發(fā)電廠裝機容量為38 mwe鍋爐效率達90以上bwe公司主要采用專門為秸桿燃燒發(fā)電廠而開發(fā)的水冷式振動爐排鍋爐作為燃燒設備采用多重燃燒技術和獨特的受熱面設計來保證較高的鍋爐效率目前該技術處領先地位4112 芬蘭福斯特威勒 fw 公司芬蘭是世界上利用林業(yè)廢料造紙廢棄物等生物質發(fā)電最成功的國家之一其技術與設備為國際領先水平福斯特威勒公司是芬蘭最大的能源公司也是制造具有世界先進水平的燃燒生物質的循環(huán)流化床鍋爐公司該公司可提供的生物質發(fā)電機組的功率為347mw該公司生產的發(fā)電設備主要利用木材加工業(yè)造紙業(yè)的廢棄物為燃料廢棄物的最高含水量可達60排煙溫度為140熱效率達884113

22、 荷蘭btg公司特溫特大學技術開發(fā)公司該公司成立于1984年從事生物質能技術經濟評估可行性及立法等問題的研究該公司成功地開展了潔凈煤生物油氣化除焦油沼氣技術生物化學品超臨界氣化等技術的示范生物質壓塊成型主要制造民用炭厭氧消化生物油以砂子作熱載體裂解溫度為400600在588mpa壓力下1秒鐘內完成裂解過程每1000kg生物質可產600kg油等技術和設備已經達到了商業(yè)化4114 比利時布魯塞爾溫克能源技術公司有100年的歷史的布魯塞爾溫克能源技術公司是生物質熱電聯(lián)產專用鍋爐的生產企業(yè)早在上世紀2030年代該公司就開始了燒麻稈鍋爐的制造它也是世界上最早采用生物質為燃料的鍋爐制造公司之一鍋爐的燃料主

23、要是木材廢棄物建筑木質廢棄物造紙廢棄物及城市垃圾等與芬蘭丹麥荷蘭的技術不同該公司的產品采用的是傾斜式液壓移動式爐排其熱效率可達85比較適用于20mw以下的生物質發(fā)電412 我國利用生物質能源發(fā)電的情況我國于二十世紀八十年代末開始關注生物質發(fā)電技術的研究工作一開始主要應用在一些糖廠廢渣生活垃圾木材加工廠的廢料處理上研究機構主要以國內一些中小型鍋爐制造廠科研院所為主主要技術有4121 流化床燃燒技術流化床燃燒技術主要是利用在國內相對較成熟的中小型循環(huán)流化床鍋爐中摻燒秸桿果枝條木屑等來達到利用部分生物質燃料發(fā)電的目的其實現(xiàn)較為簡單技術較為可靠但具有大型化困難灰渣等產物難以利用等缺點4122 流化床氣

24、化技術流化床氣化技術最初由中科院開發(fā)主要利用快速流態(tài)化技術和生物質熱解氣化技術將麥桿木屑谷殼等原料磨成細粉后經高溫熱化學反應轉變成高品位的氣體燃料 木煤氣 作為鍋爐用燃氣也可用于燃氣輪機發(fā)電和居民生活用煤氣目前該裝置在全國已建成十余臺氣化爐最長運行經驗已達78年其主要缺點是難以大型化日處理量小 最大日處理量僅為4050噸 以及可靠性低4123 沼氣發(fā)電技術沼氣發(fā)電技術主要是利用生物質原料發(fā)酵后產生的可燃氣體進行發(fā)電從技術角度上講比較容易實現(xiàn)但由于其存在大型化困難生產組織難以集中等缺點難以成為主流技術目前我國最大的利用沼氣發(fā)電的電站在河北已成功投運容量為3000kw4124 水冷爐排鍋爐燃燒發(fā)電

25、技術水冷爐排鍋爐燃燒發(fā)電技術主要是國內多數(shù)鍋爐制造廠利用其在普通爐排爐上的成功經驗最初主要針對用來處理蔗糖廠的甘蔗渣廢料而設計的通過受熱面布置改變一二次風配比增加吹灰等措施來防止生物質燃料的腐蝕和結焦問題目前130th等級燃用甘蔗渣的鍋爐已具有1年以上成功運行經驗因此可以說國內目前利用生物質能源發(fā)電技術也達到了一定水平42 秸桿原料發(fā)電的主要技術難點秸桿發(fā)電項目的燃料主要為當?shù)厣a的小麥桿稻草玉米桿棉花桿以及蘆葦?shù)冉諚U材料利用該種燃料進行發(fā)電主要有兩大難點一是秸桿的收集和運輸包含廠外運輸和廠內輸送和給料二是秸桿本身的化學物理特性對鍋爐設計和運行的影響此處主要論述第二個問題我們知道就秸桿作為燃料

26、本身來說其具有下列特點 1 含碳量低熱值較低燃燼時間短 2 揮發(fā)份含量較高著火溫度低 3 含氧量大燃燒時可適當降低風煤燃料比 4 氯離子含量高對受熱面腐蝕性加大 5 灰熔點低增加了結焦和積灰的可能性因此針對上述特點在設計鍋爐時要注意和解決下列問題421 燃燒方式的影響應針對秸桿等生物質燃料的燃燒機理做好受熱面的布置和空氣供應的分級供給圖4-1 生物質燃料的燃燒過程圖4-1為生物質燃料 秸桿 的燃燒過程示意圖它可分作預熱干燥 水分蒸發(fā) 揮發(fā)分析出和焦碳 固定碳 燃燒等過程燃料送入燃燒室后在高溫熱量作用下燃料被加熱和析出水分隨后燃料由于溫度的繼續(xù)增高約250左右熱分解開始析出揮發(fā)分并形成焦碳氣態(tài)的

27、揮發(fā)分和周圍高溫空氣摻混首先被引燃而燃燒一般情況下焦碳被揮發(fā)分包圍著燃燒室中氧氣不易滲透到焦碳表面只有當揮發(fā)分的燃燒快要終了時焦碳及其周圍溫度已很高空氣中的氧氣才有可能接觸到焦碳表面焦碳開始燃燒并不斷產生灰燼從上述說明可以看出產生火焰的燃燒過程為兩個階級即揮發(fā)分析出燃燒和焦碳燃燒前者約占燃燒時間的10后者則占90同時也可看出生物質燃料在燃燒過程中有以下一些特點1422 灰渣的特性的影響應針對秸桿等生物質燃料灰渣的特性做好受熱面的吹掃和清灰工作秸桿等生物質原料灰的熔點因燃料不同差異較大例如小麥秸桿的灰熔點為800950玉米秸桿的灰熔點為10501100而棉花桿的灰熔點卻 1400因此如要求鍋爐同

28、時適用上述多種不同性質的生物質燃料爐膛煙氣溫度的選擇不能太高以避免大面積的結焦和結渣同時應優(yōu)化吹灰器的形式和布置方式加強吹灰以保證爐膛水冷壁過熱器以及省煤器的清潔和換熱效果423 氯離子腐蝕的影響從秸桿等生物質燃料的元素分析來看氯離子含量平均值為041最大可達119是常規(guī)煤粉鍋爐氯離子含量數(shù)十倍至數(shù)百倍是垃圾鍋爐氯離子含量的510倍氯離子含量太高易造成鍋爐高溫受熱面金屬腐蝕同時也容易對鍋爐尾部低溫受熱面空預器等造成比較嚴重的低溫腐蝕在高氯離子含量的情況下金屬壁溫越高對受熱面帶來的金屬腐蝕程度越大圖4-2為氯離子含量和金屬壁溫對金屬腐蝕程度影響的示意圖圖4-2 金屬腐蝕程度示意圖從圖中可以看出由

29、于秸桿灰中氯離子的含量相對較高當金屬壁溫超過450時煙氣腐蝕性急劇加大因此在受熱面尤其是高溫受熱面選材時要特別注意在煙氣迎合面應采用高cr抗氯離子的材料同時由于煙氣中氯離子含量較大在低溫時易形成酸結露加大對空預器等受熱面的低溫腐蝕因此在空預器的密封和選材上也要引起特別注意可采用管式空預器和使用抗腐蝕材料根據(jù)bwe公司提供資料該公司在秸桿鍋爐上不推薦采用煙氣式空氣預熱器而改由回熱系統(tǒng)中來的溫度相對較高的凝結水來吸收鍋爐尾部煙氣余熱提高鍋爐效率空氣的預熱則采用鍋爐自身的低溫蒸汽43 秸桿鍋爐燃燒技術431 國內外秸桿鍋爐技術簡介從41中的論述可以看出國內外利用秸桿等生物質能源發(fā)電的技術較為紛雜水平

30、也不一致本節(jié)著重選擇具有代表性的丹麥bwe公司的秸桿燃燒技術和國內主要生物質鍋爐供應商無錫華光鍋爐股份有限公司以及濟南鍋爐集團有限公司采用的技術進行對比和經濟性分析提出推薦意見4311 國外技術丹麥bwe公司根據(jù)北京龍基電力有限公司提供的資料丹麥bwe公司其爐型主要有振動爐排直接燃燒爐和噴粉室燃爐對于小型秸稈燃燒鍋爐一般采用爐排直接燃燒爐爐排為水冷式振動爐排對于大型高參數(shù)秸稈燃燒鍋爐則采用噴粉室燃爐與噴粉室燃爐相比爐排直接燃燒秸稈爐系統(tǒng)簡單輔助系統(tǒng)較少運行控制容易掌握投資相對較低比較適合本工程具體情況bwe公司的水冷式振動爐排秸桿鍋爐燃燒方式上具有一定的先進性其主要采用一種分級燃燒技術秸桿通過

31、立式和水平螺旋給料裝置進入水冷爐排在高溫空氣約250條件下發(fā)生熱解反應析出揮發(fā)分類似于干餾留下的焦碳繼續(xù)與空氣發(fā)生氧化還原反應繼續(xù)生成co等可燃氣體需控制水冷爐排上的空氣量以保持該區(qū)域的還原性氣氛這種技術基本上吸收了生物質氣化技術的一些特點當可燃性氣體等揮發(fā)出后再通過分級送風等措施控制其停留時間燃燒時間以及燃燒區(qū)域以控制爐膛的溫度和燃燒強度從而間接控制受熱面的金屬壁溫防止出現(xiàn)超溫降低出現(xiàn)金屬腐蝕的可能性而分布較為均勻的爐膛截面熱強度又為提高鍋爐效率和減少受熱面的結焦提供了保證由于在水冷爐排上空氣供給速率相應較低不易造成灰渣的飛揚85的灰可以通過爐底出灰裝置排出從而大大降低飛灰的含量相應降低了受

32、熱面積灰和結渣的可能性間接提高了鍋爐的運行可靠性另外飛灰含量的降低也降低了煙氣布袋除塵器的進口含塵濃度延長了布袋除塵器壓縮空氣反吹清灰的時間相應延長了布袋除塵器的壽命并且bwe公司還采取了蒸汽式空氣預熱器尾部煙氣冷卻器冷卻介質為凝結水等措施來降低了低溫腐蝕的危險同時降低了排煙溫度來保證鍋爐的熱效率bwe公司提出的保證效率可達到914312 國內技術國內技術基本上主要有以下兩種1播料風管及點火油槍等設備組成秸稈通過設置在前墻的播料口并配以播料風和調節(jié)擋扳可使破碎后的秸稈均勻地進入爐膛由于一次風二次風的作用秸稈在行進途中受到高溫煙氣的加熱不斷析出水分得到干燥大部分秸稈開始燃燒少部分較重的秸稈落到爐

33、排上繼續(xù)燃燒直至燃燼在爐膛下部分別布置了三排不同高度的二次風管二次風以高速噴入爐膛使之與懸浮的秸稈充分擾動混合并補充燃燒所面的必要的氧量延長燃料在爐內的停留時間提高燃燒效率 鍋爐布風由三部分組成一次風在二側墻各分三個風管送入風室再經過爐排進入爐膛風室中有隔板分隔成三個獨立的風室進風管上設有調節(jié)擋板可根據(jù)燃燒情況進行調節(jié)播料風從設置在前墻的播料口中噴入爐膛可根據(jù)播料分布情況進行調節(jié)二次風分三層布置在爐排的上方其中有一層布置在播料機上方爐膛喉口處可使煙氣充分混合并延長煙氣在爐膛內的停留時間為增加燃料在爐膛內的停留時間加強其燃燼改善煙氣在爐內的充滿度在爐膛前墻中部設置前拱在爐膛后墻上部設置折焰角為避

34、免結焦積灰的情況在爐排面爐膛受熱面水平煙道和尾部豎井煙道中布置了大量蒸汽式吹灰器和燃氣脈沖式吹灰器為降低低溫腐蝕程度空預器出口排煙溫度設計值為150鍋爐計算熱效率為89232 國內外技術的初步比較經初步分析國內外技術對比情況基本如下1從燃燒機理和燃燒技術上來看無論采用國內外技術均能滿足燃用秸桿等生物質燃料的要求無論使用進口設備還是國產設備均可滿足電廠安全穩(wěn)定可靠運行的要求國外技術由于有了長期的燃用秸桿的經驗在受熱面布置和材料選擇上有獨特的技術和見解這些技術尚未被國內制造商所掌握而國內燃用生物質原料起步晚運行經驗相對較短且尚未有成功的秸桿使用經驗雖從原理上看不存在能否燃燒的問題但如何保證鍋爐長期

35、穩(wěn)定高效運行問題以及如何解決防氯離子腐蝕等細節(jié)問題仍值得進一步研究和探討2從國內外鍋爐制造商提供的鍋爐保證效率來看還是具有一定的差距國外技術由于采用分級燃燒技術和并充分利用了煙氣余熱降低了排煙溫度有效保證了鍋爐效率而國內技術主要是在傳統(tǒng)的爐排爐和循環(huán)流化床鍋爐技術上發(fā)展而來且為避免低溫腐蝕采用了相對來說比較高的排煙溫度鍋爐熱效率要相對低于進口技術3從燃燒機理和送風機理上看國內外技術的廠用電水平不同丹麥bwe公司采用的是分級送風的空氣供給系統(tǒng)爐膛容積較大爐內呈負壓狀態(tài)因此相應送風機壓頭較低功耗小無錫華光鍋爐股份有限公司提出的方案中分別設置了一次風機和二次風機物料的輸送由二次風機供給一次風從爐膛底

36、部風室經爐排進入爐膛與爐排上的物料進行深度反應二次風風壓較高在爐膛入口處風壓還有6000pa高速進入爐膛與燃料充分混合以達到充分燃燒的目的一二次風比例約為5050這樣就要求風機壓頭較高電耗較大而濟南鍋爐集團股份有限公司的循環(huán)流化床鍋爐由于其要保證較高的流化速度和物料的正常循環(huán)同樣要分別設置一二次風機一次風壓頭超過20000pa要遠高于上述兩種爐型電機功率較大同時由于引風機需額外增加克服旋風分離器帶來的煙氣阻力其電機耗功也要高于上述兩種爐型因此不同的燃燒技術帶來廠用電水平高低不同后續(xù)運行成本也不同4設備的運行可靠性和維護成本不同根據(jù)歐盟向中國轉移生物質發(fā)電技術計劃考察報告以及河北省發(fā)改委赴歐考察

37、報告采用bwe公司技術成功燃用秸桿發(fā)電的機組已有數(shù)十臺且許多機組具有長時間連續(xù)運行的經驗大修間隔時間一般可達34年以上從與國內鍋爐制造商商討的情況看采用國產設備安全可靠運行不成問題但相應的運行維護工作可能要大于進口設備大修間隔時間也相對短一些但進口設備的維修成本要遠高于國產設備5從燃料適應性上看國產技術似乎適應性更廣根據(jù)丹麥bwe公司資料根據(jù)秸桿燃料設計的鍋爐可穩(wěn)定可靠的燃用小麥桿玉米桿棉花桿等秸桿類燃料而對于桑枝條果枝條或木屑等則需進行摻燒且摻燒比例不能太大一般不能超過30這主要由于其燃燒方式所決定桑枝條果枝條的干燥氣化不如秸桿等燃料容易在溫度不高和還原性氣氛下燃燼時間較長摻燒比例太高的話會

38、對鍋爐燃燒和吸熱過程產生影響而對于國內的兩種技術來看均不存在上述問題甚至燃料范圍可更廣因此如采用進口技術要在燃料組織和調配上采取措施嚴格控制桑枝條果枝條等燃料比例增加了生產組織和運行的難度 國內外秸桿鍋爐技術的性能對比見下表項 目保證效率電耗系統(tǒng)復雜程度業(yè)績可靠性及可用率燃料適應性進口技術91低復雜多高較廣國內技術水冷爐排89 計算 中簡單少較高廣循環(huán)流化床87高較復雜少較高廣44 裝機方案考慮到供熱需求采用1臺15mw純凝機和一臺15mw抽凝機相應配置一臺15mw發(fā)電機和一臺18mw發(fā)電機在近期熱負荷比較小的情況下配兩臺75th中溫中壓鍋爐將來熱負荷較大時可再擴建一臺爐秸稈鍋爐為本工程的關鍵

39、設備國內一些鍋爐制造商從設備的可靠性以及防止氯離子含量高引起的高溫腐蝕的角度出發(fā)建議采用中溫中壓參數(shù)或中溫次高壓參數(shù)對于小型秸稈燃燒鍋爐一般采用爐排直接燃燒爐爐排為水冷式振動爐排爐排直接燃燒秸稈爐系統(tǒng)簡單輔助系統(tǒng)較少運行控制容易掌握投資相對較低比較適合本工程具體情況 因此本工程采用爐排直接燃燒秸稈爐爐排直接燃燒秸稈爐及其附屬系統(tǒng)示意圖見圖4-3鍋爐為水冷壁汽包鍋爐采用自然循環(huán)水和蒸汽在鍋爐頂部的汽包內分離蒸汽進入過熱器過熱器分兩級布置在煙道中尾部煙道布置省煤器和空氣預熱器圖4-3 爐排直接燃燒秸稈爐及其附屬系統(tǒng)示意圖45 主機技術條件451 秸稈鍋爐參數(shù)鍋爐型式中溫中壓參數(shù)振動爐排全鋼結構平衡

40、通風自然循環(huán)汽包爐主要技術數(shù)據(jù)序號項 目 名 稱單位數(shù) 據(jù)1燃用秸稈量th16612額定蒸發(fā)量th753過熱器出口蒸汽壓力mpa3824過熱器出口蒸汽溫度4505給水溫度1506排煙溫度1537鍋爐效率898秸稈熱值收到基低位發(fā)熱量kjkg13260說明燃料性質按混合燃料計算452 汽輪機參數(shù)1凝汽式汽輪機機組型式中溫中壓凝汽式額定功率15 mw額定進汽量70 th額定進汽壓力343 mpa a 額定進汽溫度435 排汽壓力00066mpa給水溫度150 加熱器級數(shù)高加除氧器低加113000 rpm旋轉方向從汽機端向發(fā)電機端看為順時針2抽汽凝汽式汽輪機機組型式中溫中壓抽汽凝汽式額定功率15 m

41、w額定進汽量最大進汽量1081435 th額定進汽壓力343 mpa a 額定進汽溫度435 額定抽汽量最大抽汽量5080 th額定抽汽壓力098 mpa a 額定抽汽溫度305 排汽壓力00066 mpa給水溫度150 加熱器級數(shù)高加除氧器低加1113000 rpm旋轉方向從汽機端向發(fā)電機端看為順時針453 發(fā)電機型式空冷式主要技術規(guī)范額定功率15 18 mw額定功率因數(shù)08 滯后 額定電壓63 kv額定頻率50 hz額定轉速3000 rmin旋轉方向從汽機端向發(fā)電機端看為順時針相數(shù)3極數(shù)2定子繞組接法y效率 97發(fā)電機定轉子線圈絕緣材料f級 溫升按b級 短路比 055 廠址條件51廠址概述

42、511 地理位置和周邊概況見廠地理位置圖工程擬建于江蘇省淮安市楚州區(qū)的淮安市原名淮陰市地處淮河下游的蘇北平原中心地區(qū)東連鹽城市西接宿遷市北鄰連云港市南與揚州市及安徽省滁州市接壤淮安下轄清河清浦淮陰楚州4區(qū)及漣水洪澤盱眙金湖4縣其范圍為東經1181211939北緯32433405淮安南距江蘇省省會南京市185km北距連云港市135km淮安是蘇北地區(qū)重要的水陸交通樞紐全市公路總長9020km寧連京滬寧宿等3條高速公路在境內構成快速通道宿淮鹽高速公路寧淮高速公路均在建設中即將通車新長新沂至長興鐵路使淮安成為中國東部沿海鐵路干線上的重要節(jié)點水運以京杭大運河為大動脈全市航道里程1356km主要內河港口6

43、處年吞吐量1420萬噸新開辟的淮河入海水道兼有航運之利公路鐵路水路航運四通八達基本形成了一個以高等級公路為主骨架水陸并舉的交通網絡淮安屬北亞熱帶與暖溫帶過渡區(qū)蘇北灌溉總渠南北分屬北亞熱帶次濕潤季風氣候和暖溫帶次濕潤季風氣候四季分明光熱降水資源較豐富年際降水氣溫變化幅度較大無霜期210225天楚州區(qū)原為縣級淮安市2001年2月改市設區(qū)是全國歷史文化名城也是淮安市的城市副中心全區(qū)現(xiàn)轄27個鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積1510km2人口120萬200年生產總值億元元楚州地下巖鹽資源非常豐富已探明貯量2500億噸居世界前列且單層厚度大礦藏淺品位高具有重要的開采價值目前楚州區(qū)制鹽能力已達60萬噸 km2規(guī)劃分為abcd四

44、個區(qū)塊累計進駐項目已達200個a區(qū)為啟動區(qū)已按規(guī)劃基本建設完成目前正在建設b區(qū)和c區(qū)本工程廠址即位于b區(qū)的西北角512廠址自然條件和周邊概況本工程廠址位于楚州經濟開發(fā)區(qū)b區(qū)的西北角東側為開發(fā)區(qū)的經十八路南側為開發(fā)區(qū)干道緯二路與110kv季橋變電所隔路相望西側為農田北側為城東磚瓦三廠和楚茭公路淮安茭陵縣道廠址南距新長鐵路500m西距京滬高速公路650m廠址東面為臺商工業(yè)園和日用化學園日用化學園內有即將建設的供水中心廠址土地性質為工業(yè)建設用地場地自然地面高程為762785m1956年黃海高程系下同廠址為農田部分已種植水稻513地質條件詳見巖土工程勘察報告廠址位于黃泛沖積平原區(qū)地勢較平坦廠址所基本穩(wěn)

45、定廠址區(qū)不存在壓礦采空區(qū)及具有保護價值的文物等m地下水對混凝土結構無腐蝕性對鋼筋混凝土結構中鋼筋在干濕交替情況下具弱腐蝕性在長期浸水情況下無腐蝕性對鋼結構具弱腐蝕性地下水位以上土層對混凝土結構鋼結構均不具腐蝕性對鋼筋混凝土結構中鋼筋不具腐蝕性514水文氣象詳見53水文氣象52交通運輸521鐵路江蘇省地方鐵路新長鐵路貫穿淮安市鐵路線在市區(qū)東北端通過主要設有北站和城東客運站本工程的件設備均采用鐵路22水路淮安全市境內河川交錯水網密布內河航運的主干線京杭大運河流經于此淮沭新河蘇北灌溉總渠淮河入江水道淮河干流廢黃河里運河淮沭河鹽河河流在境內縱橫交錯 本工程的件設備采用路23公路淮安市處于京滬高速公路寧

46、連一級公路104和205國道的交匯點上境內公路網絡發(fā)達可連通高等級公路主干網宿淮鹽寧淮高速公路均在建設中近年即將通車并與京滬高速公路共同形成環(huán)繞淮安城區(qū)的高速公路環(huán)線實一環(huán)六射的高速公路網境內還有南北向的s236s237和東西向的s325s326s327s328s329等多條省道公路交通運輸十分方便廠址對外交通聯(lián)系方便設備材料也可由公路運524其它淮安市尚無機場根據(jù)淮安市城市總體規(guī)劃20012020年綱要規(guī)劃與鹽城市共建機場發(fā)揮徐淮鹽高速公路的作用距城中心直線距離約km電廠北側為紅橋分干渠從紅橋分干渠取水水源從京杭大運河里運河段經過烏沙洞流入烏沙干渠后再流入紅橋分干渠區(qū)域地貌均為淮平原水系發(fā)育

47、交通條件較便利本工程16萬km2流域的來水自從開辟淮河入海水道以來洪澤湖的防洪標準已經達到100年一遇蘇北灌溉總渠于1952年挖成西起洪澤湖邊高良澗進水閘東至扁擔港入海全長168km其中運東閘以上河段河底高程5920m堤距250m南堤堤頂高程135m堤頂寬10m運東閘設計行洪流量800m3s設計洪水位108m校核水位112m歷史最大流量848m3s1965年8月10日歷史最高水位1051m1961年6月10日里運河京杭大運河淮安至揚州段稱里運河淮安市區(qū)段西起淮陰船閘南至淮安船閘長277km現(xiàn)狀河底高程53m左右河口寬120150m正常水位90m水深35m東堤高程12m堤頂寬23m古運河為原來里

48、運河開挖后的古河道北起里運河鹽河閘下向東穿過淮安市區(qū)轉向東南經楚州區(qū)再流入里運河古運河現(xiàn)狀河底高程55m河口寬80120m正常水位90m水深35m堤頂高程12m茭陵引河西起古運河向東北方向至茭陵流入北窯頭河烏沙干渠是人工開挖的一條灌溉渠道該渠西起古運河烏紗洞向東平行茭陵引河至衡河附近轉向東南止于入海水道北側該渠為楚州北部重要灌溉渠道它還有三條支渠分別為南支河老一支渠紅橋分干渠新一支渠烏沙干渠設計流量30m3s實際流量25m3s紅橋分干渠渠底高程約為60m渠底寬80m邊坡12堤頂高程90m左右設計流量約6m3s詳見附圖電廠附近水系示意圖532 廠址洪水 1 洪水情況電廠位于里運河以東淮河入海水道

49、以北廢黃河以南的平原地區(qū)由于洪澤湖已達到百年一遇防洪標準在其防洪調度原則中均確保里運河與淮河入海水道的大堤安全因此當本地發(fā)生50年一遇洪水時洪水不會影響到廠址地區(qū)故廠址處水情主要受本地區(qū)暴雨影響據(jù)調查了解本地區(qū)于2000年8月30日發(fā)生特大暴雨其強度之大來勢之猛為當?shù)貧v史上所罕見僅8月30日當天渠北片就降雨2645mm廠址所在的城東鄉(xiāng)最大日降雨量為240mm當?shù)貋聿患芭潘毡檠退斐衫镞\河烏紗干渠渠首段嚴重塌陷在下游南支河季橋發(fā)生710m的最高水位據(jù)調查本次暴雨是當?shù)貜?932年由氣象資料以來最大的一次降雨 2 設計洪澇水位本地區(qū)屬黃泛沖積平原地勢呈西北高東南低的自然坡地地面高程有81m向41

50、m過渡具有良好的自排條件自從蘇北灌溉總渠開挖后原有的排水出路被切斷為了抗洪排澇確保部分洼地的社會發(fā)展建成七個圩區(qū)洪水通過排澇站排入淮河入海水道廢黃河由于廠址附近沒有河流地面徑流有西往東自然流走所以廠址處主要是在暴雨期間形成積水2000年8月30日特大暴雨期間廠址處最大積水深約為0304m由于本地區(qū)農田水利設計排澇標準約為10年一遇根據(jù)楚州區(qū)城市新區(qū)之工業(yè)園區(qū)20032010年排澇規(guī)劃到2010年本區(qū)排澇標準將達到20年一遇根據(jù)火力發(fā)電廠設計規(guī)范規(guī)定本次機組在25mw以內防洪標準為50年一遇設計水位經過初步分析可采用81m533 工程氣象條件楚州氣象站位于楚州城東北距廠址約2km區(qū)間地勢平坦因此

51、電廠設計可直接采用該站氣象資料根據(jù)楚州站19572004年的觀測資料統(tǒng)計各氣象要素特征值如下1 氣溫 累年年平均氣溫141累年極端最高氣溫376 1959082119940821累年極端最低氣溫-204 19690206 累年最熱月各日最高氣溫平均338 19670830年一遇最低氣溫為 -1512 氣壓 pa 累年平均氣壓1016303 相對濕度 累年平均相對濕度79累年最小相對濕度3 19710324 4 絕對濕度 pa 累年平均絕對濕度1510累年最大絕對濕度4390 19630714 累年最小絕對濕度50 19880123 5 降水量 mm 累年年平均降水量9258累年最大年降水量14

52、672 2003 累年最大月降水量5827 200307 累年最大一日降水量1975 20000831 累年最大一小時降水量878 19980630 累年最長一次降水量 357419650706226 蒸發(fā)量 mm 累年年平均蒸發(fā)量13686累年最大年蒸發(fā)量17501 1962 7 日照累年年平均日照時數(shù)22598h累年平均日照百分率518 雷暴 d 累年年平均雷暴日數(shù)318累年年最多雷暴日數(shù)45 1969 9 風速 ms 累年平均風速31實測10分鐘平均最大風速180 1974061750年一遇10m高10min平均最大風速為25810 積雪 cm 累年最大積雪深度34 19891223 1

53、1 風向累年全年主導風向ne 9 累年夏季主導風向se 11 累年冬季主導風向ne 11 詳見附圖楚州風向玫瑰圖12濕球溫度根據(jù)淮安氣象站2001-2005年夏季逐日平均濕球溫度計算頻率為10的濕球溫度為270其相應出現(xiàn)的日期及氣象條件如下表日期相對濕度干球溫度 平均氣壓 pa 平均風速 ms 2001736432510036020200183902831011602320027318529010070025200286912819992018200373089285100210352004728783041005302313累年各月平均氣壓氣溫相對濕度絕對濕度風速降雨量如下表月 份一二三四五六七八九十十一十二月平均氣壓 pa 102680102460102060101460101020100550100350100590101320101970102420102680極端最高氣壓 pa 104730104010103850103500102230101600101100101640102590103270104230104490極端最低氣壓 pa 1006701003909944099580995509934099080993609969010048010101