軍川農(nóng)場3000kw生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電項(xiàng)目

1、黑龍江省軍川農(nóng)場是黑龍江畔的一顆璀璀璨明星3000kw生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電項(xiàng)目建議書 3000kw生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目意見書摘要：本文對3000kw生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)和原料供應(yīng)各方面進(jìn)行了探討，提出了具體、可行的建設(shè)方案和建設(shè)中的注意事項(xiàng)，具有一定的可操作性和實(shí)用性?？晒┯嘘P(guān)部門參考。2010宋廣才黑龍江軍川農(nóng)場2010-12-28目 錄0 引言··················&#

2、183;··························11 生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電技術(shù)·····················

3、·········11 生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電的原理及工藝流程·················11.2 生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電的原理及工藝流程···············21.3 生物質(zhì)熱解氣化

4、發(fā)電系統(tǒng)的組成······················21.4 擬建的3000kw發(fā)電機(jī)組簡介······················42 原料

5、3;·················································

6、3;42.1 生物質(zhì)原料秸桿的需求量···························42.2 我場秸桿產(chǎn)量··················&

7、#183;······················53 建廠方案··························

8、······················63.1 主要設(shè)備、用地與人員·························

9、83;········63.2 發(fā)、配電方案·······································

10、3;··63.3 技術(shù)指標(biāo)··············································7

11、3.4 建設(shè)周期··············································73.5 投資預(yù)算·&

12、#183;·································84 經(jīng)濟(jì)效益分析··············

13、3;·······················84.1 成本分析·························&

14、#183;·········84.2 產(chǎn)值及毛利·····························94.3 其它收益········

15、······································94.3.1 清潔發(fā)展機(jī)制(CDM) 項(xiàng)目收益分析········

16、;··············94.3.2 灰渣綜合利用效益分析································94.4 投

17、資回收期與收益率···································105 生態(tài)效益············&#

18、183;··································106 社會效益··············

19、································117 建設(shè)地點(diǎn)················

20、3;······························118 注意事項(xiàng)··················&#

21、183;····························118.1 注意環(huán)境污染問題···················

22、··················118.2 注意收購區(qū)域問題·····························

23、3;·······128.3 注意稅率問題········································

24、3;129 結(jié)論················································

25、3;··12參考文獻(xiàn)··············································

26、3;···1314黑龍江省軍川農(nóng)場3000kw生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)項(xiàng)目意見書 0 引言傳統(tǒng)化石能源供應(yīng)緊張和環(huán)保問題日益突出,已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。作為重要的替代補(bǔ)充能源,資源豐富、清潔環(huán)保的風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源的開發(fā)與利用,正是一條符合我國國情的節(jié)能減排之路。在可再生能源中我國生物質(zhì)資源豐富,生物質(zhì)發(fā)電具有綠色環(huán)保、電能質(zhì)量好、可靠性高、技術(shù)比較成熟、綜合效益較好的特點(diǎn),因此其產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要有熱解氣化發(fā)電、直接燃燒發(fā)電、混合燃燒發(fā)電和沼氣發(fā)電四類。利用生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電可以將熱效率提高到90 %以上

27、,規(guī)模大、效率高；同時環(huán)保效益突出,大大減輕CO2 、SO2 、NOx 等溫室氣體或有害氣體的排放；另外秸稈的收、運(yùn)、儲各環(huán)節(jié)還可以為農(nóng)村創(chuàng)造直接的經(jīng)濟(jì)效益,所以 發(fā)電既有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,又有良好的生態(tài)效益和社會效益。因此,無論生物質(zhì)資源開發(fā)潛力、發(fā)電技術(shù)水平,還是市場需求、政策導(dǎo)向,都將會促進(jìn)生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電的發(fā)展。1 生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電技術(shù)1.1 生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是生物質(zhì)能利用中有別于其他可再生能源的獨(dú)特方式，具有三個方面特點(diǎn)。一是技術(shù)有充分的靈活性。由于生物質(zhì)氣化發(fā)電可以采用內(nèi)燃機(jī)，也可以采用燃?xì)廨啓C(jī)，甚至結(jié)合余熱鍋爐和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，所以生物質(zhì)氣化發(fā)電可以根據(jù)規(guī)模

28、的大小選用合適的發(fā)電設(shè)備，保證在任何規(guī)模下都有合理的發(fā)電效率。這一技術(shù)的靈活性很好地滿足生物質(zhì)分散利用的特點(diǎn)。二是具有很好的潔凈性。生物質(zhì)本身屬可再生能源，可以有效地減少二氧化碳和二氧化硫等有害氣體的排放。而氣化過程一般溫度在700900，在此溫度下NOX的生成量也很少。三是具有經(jīng)濟(jì)性。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的靈活性，可以保證該技術(shù)在中小規(guī)模下有較好的經(jīng)濟(jì)性，同時燃?xì)獍l(fā)電過程簡單，設(shè)備緊湊，使生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)比其他可再生能源發(fā)電技術(shù)投資小。所以總的來說，生物質(zhì)氣化技術(shù)是所有可再生能源技術(shù)中最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù)。1.2 生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電的原理及工藝流程將農(nóng)林生物質(zhì)送往生物質(zhì)氣化發(fā)生爐，生物質(zhì)在爐內(nèi)通

29、過缺氧狀態(tài)下的燃燒反應(yīng)，完成了能量從固態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)換，秸桿的大部分能量轉(zhuǎn)化到氣體中，這就是氣化過程。產(chǎn)生的氣體再經(jīng)過凈化,去除焦油、碳黑和灰分等雜質(zhì)，進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)組進(jìn)行發(fā)電。有些工藝為了增加發(fā)電效率，可加設(shè)余熱鍋爐和蒸汽鍋爐?？傆嫹譃槿齻€步驟：氣化、凈化和發(fā)電。工藝流程為：原料處理氣化爐氣化氣凈化系統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)自用或并網(wǎng) （煙） 廢水處理系統(tǒng) 1.3 生物質(zhì)熱解氣化發(fā)電系統(tǒng)的組成主要由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、燃?xì)獍l(fā)生裝置、燃?xì)鈨艋b置、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、控制裝置及廢水處理系統(tǒng)等六部分組成。進(jìn)料機(jī)構(gòu)由螺旋加料機(jī)和電磁調(diào)速電機(jī)組成。起勻速可調(diào)加料和密封爐膛作用。燃?xì)獍l(fā)生裝置：主要由燃?xì)鉅t組成，它分固定床式和流化床式

30、兩種，流化床式更適宜于連續(xù)式生產(chǎn)。工作原理是:不斷進(jìn)入爐內(nèi)頂層的經(jīng)粉碎的生物質(zhì)在低層化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高溫條件下，在不斷通入空氣和水蒸汽組成的氣化劑的作用下，被氣化成含一氧化碳、氫氣和甲烷等可燃?xì)怏w的混合氣體。燃?xì)鈨艋b置：包括除塵、除灰和除焦等功能。采用多次除塵器可有效的除去氣體中的固體顆粒。除焦采用催化裂解的方法，使90%的焦油裂解成永久性氣體，之后進(jìn)入水洗塔，通過洗滌和吸附的作用，去除焦油。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組：因生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂档?、雜質(zhì)含量高，使國家定型產(chǎn)品天然氣發(fā)電機(jī)組不能直接用于生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電。目前，我國已開發(fā)出200kw機(jī)組，其它型號尚未定型?？刂蒲b置：由電控柜、熱電偶及溫度顯示表、壓力表和

31、風(fēng)量控制閥等組成。還可增設(shè)用于自動化操作的電腦控制系統(tǒng)（PLC）。廢水處理系統(tǒng)：水洗塔排出的污水中含有焦油、NOx、NH3、SO2等100多種各類有機(jī)成分，其含量非常高。所以如何處理污水是項(xiàng)目建設(shè)成敗的關(guān)鍵。擬采用的污水處理工藝如下：過濾吸附采用稻殼灰為吸附劑，吸附后COD的含量可下降1/31/4。曝氣是關(guān)鍵的一步，經(jīng)充分曝氣后，污水中的COD含量進(jìn)一步降低，污水的顏色從黃褐色變成了黑色，便于使用生物處理方法。沉淀污水進(jìn)入沉淀池。在這里，灰渣等雜質(zhì)得到靜置沉淀分離，并有進(jìn)一步曝氣作用。生化處理是利用好氧細(xì)菌的分解作用，使污水中的COD含量達(dá)到150200mg/m3以下，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。處理后

32、的污水可循環(huán)使用或排放。1. 4 擬建的3000kw發(fā)電機(jī)組簡介系統(tǒng)出力定為3000kw。經(jīng)測算，可滿足場直地區(qū)10個一般規(guī)模工業(yè)企業(yè)和個體工商戶及居民的全部用電。氣化爐采用流化床形式，以便于連續(xù)生產(chǎn)。凈化系統(tǒng)采用催化裂解的方法，使裂解氣得到有效利用。發(fā)電設(shè)備為內(nèi)燃機(jī)組，投資少，故障率低。該系統(tǒng)總效率為15%20%，發(fā)電各種參數(shù)均達(dá)到相應(yīng)國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。工作方式為連續(xù)。示意圖圖一：額定出力3000kw發(fā)電機(jī)組工作原理圖。2 原料2.1 生物質(zhì)原料秸桿的需求量根據(jù)總效率和秸桿熱值，經(jīng)計算每1000kw發(fā)電廠每天需秸桿或稻殼120噸，則擬建的3000kw電廠年需求量為35,000噸（120t/d&#

33、215;25d/m×12m-15d,具體說明見4.2節(jié)）。圖一：額定出力3000kw發(fā)電機(jī)組工作原理圖2.2 我場秸桿產(chǎn)量 由于秸稈產(chǎn)量未列入國家有關(guān)部門的統(tǒng)計范圍，直接測量農(nóng)作物秸稈單位面積的產(chǎn)量也比較困難，因而秸稈的產(chǎn)量通常依據(jù)農(nóng)作物的產(chǎn)量計算而得，即采用“秸稈系數(shù)”法估測秸稈產(chǎn)量。秸稈系數(shù)是秸稈產(chǎn)量與谷物籽實(shí)產(chǎn)量的比值，其值為水稻1.0、玉米2.0、大 豆1.5。利用秸稈系數(shù)乘以籽實(shí)產(chǎn)量可以估算出農(nóng)作物秸稈的資源量。我場現(xiàn)有種植面積60萬畝，其糧豆產(chǎn)量按2011年種植計劃和近幾年糧食平均單產(chǎn)計算。2011年計劃種植水稻45萬畝，應(yīng)產(chǎn)水稻27萬噸；計劃種植玉米10萬畝，應(yīng)產(chǎn)玉米6

34、萬噸；計劃種植大豆5萬畝，應(yīng)產(chǎn)大豆1萬噸。預(yù)計糧豆總產(chǎn)為34萬噸。由此可計算出我場秸桿總量為40.5萬噸。我場所產(chǎn)秸桿現(xiàn)除用于還田和燒火做飯外，大部分焚燒掉了，這樣即浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境。據(jù)調(diào)查，焚燒量大約占秸桿總量的75%，為30.4萬噸。這部分秸桿完全可以用來發(fā)電或它用。每度電的原料消耗為農(nóng)作物秸桿或谷殼1.71.8kg,則每天約需120t，每年需求量為3.5萬噸，占我場秸桿總產(chǎn)量40.5萬噸的9%，可利用量30.4萬噸的11%。故原材料供應(yīng)充足。在我們開發(fā)利用秸稈資源的同時，應(yīng)充分重視秸稈還田，以增加土壤有機(jī)肥含量，改善土壤的物理性質(zhì)，保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境，發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)。而另一方面，隨

35、著農(nóng)場城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷深入，居民點(diǎn)的集中，居住條件的改善，秸桿的家庭燃料作用將會消失，因而會為生物質(zhì)加工利用提供更多的原料。3 建廠方案3.1 主要設(shè)備、用地與人員主要設(shè)備擬定為：粉碎機(jī)、氣化爐、燃?xì)鈨艋到y(tǒng)、風(fēng)機(jī)、儲氣罐、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、污水處理池、機(jī)組循環(huán)冷卻水池、加料與送料設(shè)備等。電廠的占地：主廠房300，碎料棚150，場地1400，水池900等，總共約6000（不包括原料存貯地）。電廠的運(yùn)行按3班制。每班人員編制如下：氣化爐12人，發(fā)電23人，配電12人，臨時工24人，勤雜人員1人。整個電廠的管理人員4人。其他人員，如機(jī)修等用人，在需要的時間向外有償借用。因此，生物質(zhì)電廠的固定人員共約2

36、332人。3.2 發(fā)、配電方案為了充分發(fā)揮設(shè)備的固有能力，擬將氣化發(fā)電的電力分配按以下原則進(jìn)行：（1）把整個場直地區(qū)電力供應(yīng)系統(tǒng)，連同本項(xiàng)目的發(fā)電廠一起，劃為一個獨(dú)立的電力網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電廠總線安裝為可替代負(fù)荷，裝上雙向開關(guān)，即可以向本獨(dú)立電網(wǎng)供電，也可以在停止發(fā)電時，向當(dāng)?shù)仉娏Σ块T電網(wǎng)購電。（2）把場直地區(qū)工業(yè)部門電力供應(yīng)系統(tǒng)，連同本項(xiàng)目的發(fā)電廠一起，劃為一個獨(dú)立的電力網(wǎng)絡(luò)。這樣，所發(fā)電力輸出分兩部分，一部分直接供給工業(yè)園區(qū)及各工業(yè)企業(yè)，解決企業(yè)電價過高的現(xiàn)實(shí)問題，以提高工業(yè)園區(qū)的入住率和吸收外來企業(yè)落戶。另一部分為所發(fā)電的富余部分，賣給當(dāng)場電力部門，輸入其電網(wǎng)，供居民、辦公室、個體工商業(yè)和公共場

37、所使用。（3）發(fā)電廠獨(dú)立設(shè)置，除內(nèi)用電力外，全部賣給當(dāng)?shù)仉娏Σ块T。3.3 技術(shù)指標(biāo)根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行技術(shù)水平和所選工藝及設(shè)備特點(diǎn)，本電廠可達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下：（1） 設(shè)計出力為3000kw；（2） 長期運(yùn)行平均負(fù)荷為設(shè)計容量的90%；（3） 系統(tǒng)故障率小于16%；（4） 每度電的原料消耗為農(nóng)作物秸桿或谷殼1.71.8kg,每天需120t，每年需3.5萬噸。3.4 建設(shè)周期 預(yù)計建設(shè)周期為八個月。其中設(shè)計時間占一個月，土建與設(shè)備采購、加工時間需三個月，設(shè)備安裝用時二個月，調(diào)試兩個月。3.5 投資預(yù)算本項(xiàng)目預(yù)算的投資范圍包括土建、設(shè)備和工程配套等部分。設(shè)備預(yù)計投入950萬元。安裝材料及配件預(yù)計投入40萬

38、元。建筑和基礎(chǔ)（土地等）投入預(yù)計200萬元。設(shè)備安裝與調(diào)試50萬元。其它（設(shè)計、運(yùn)費(fèi)、考察等）費(fèi)用40萬元。投資預(yù)算總計為1280萬元。4 經(jīng)濟(jì)效益分析4.1 成本分析總成本為819萬元。總成本包括二個方面：（1）原料成本585萬元。包括農(nóng)作物秸桿在內(nèi)的生物質(zhì)的購買、收集和運(yùn)輸，是成本構(gòu)成的主要部分。秸桿成本按190元/噸計，每年費(fèi)用為585萬元（120t/d×90%×285d×190元/t）(注：120t/d為滿負(fù)荷時每天原料消耗， 90%為運(yùn)行負(fù)荷，285d是由4.2節(jié)計算得來的每年運(yùn)行天數(shù)，190元/t為稻草或玉米秸桿到廠收購價)。（2）運(yùn)行成本（包括工人工

39、資、設(shè)備維修和運(yùn)行耗材費(fèi)用、管理費(fèi)等）234萬元/年。工人工資。按管理人員年薪3萬元，操作工人年薪2萬元，其它人員1.2萬元計。共需70萬元/年。設(shè)備維修和運(yùn)行耗材費(fèi)用。80萬元/年。管理費(fèi)。按每個管理人員年需3萬元計，共計12萬元/年。自用電費(fèi)。按裝機(jī)容量240kw、50%的滿載率、每天工作24h、每年工作285d、電價0.88元計算，年需電費(fèi)72萬元。4.2 產(chǎn)值及毛利一般每年大修一次，用時15天左右，按每個月運(yùn)行25天計，每年運(yùn)行285天。運(yùn)行負(fù)荷90%計，該電廠的設(shè)計年發(fā)電量可達(dá)1847萬度（24h×3000kw×285d×90%）。目前，工業(yè)及個體工商戶

40、用電電價為1.18元/度，取權(quán)重為0.85；居民用電電價為0.52元/度，取權(quán)重為0.15，則平均電價為1.08元/度。因此，該項(xiàng)目所發(fā)電的平均售價可降低0.2元，按0.88元/（kw.h）計，其產(chǎn)值為1625萬元。毛利為806萬元（產(chǎn)值1625萬元-成本819萬元）。4.3 其它收益4.3.1 清潔發(fā)展機(jī)制(CDM) 項(xiàng)目收益分析溫室氣體減排量可以作為金融單位在國際市場上流通交易,排放權(quán)交易項(xiàng)目的收益提高了生物質(zhì)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。生物質(zhì)二氧化碳的排放和吸收構(gòu)成自然界碳循環(huán),其能源利用可實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放,生物質(zhì)發(fā)電是減排CO2 的重要途徑。通過CMD 項(xiàng)目出售核定減排量的收入,能在很大程度上提

41、高生物質(zhì)發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。對于3000kW的生物質(zhì)氣化發(fā)電廠,年可處理農(nóng)林廢棄物3.5萬噸，與同類型火電機(jī)組相比,年可替代標(biāo)準(zhǔn)煤1.6萬噸,減少二氧化碳排放約1.8萬噸。以目前國際市場交易價格1015 美元/噸二氧化碳 (參考價) 計算,年可直接獲得收益122183萬元。4.3.2 灰渣綜合利用效益分析生物質(zhì)電廠的灰渣可以進(jìn)行綜合利用形成經(jīng)濟(jì)效益,每年的生物質(zhì)燃燒后可以產(chǎn)生約6000 噸的灰渣,灰渣中含有白炭黑和5 %的鉀元素,合理的綜合利用可以變廢為寶?？梢杂糜谥瞥赡突鸨夭牧?還可以生產(chǎn)工業(yè)緊缺原料白炭黑或提供給肥料廠作為生產(chǎn)農(nóng)業(yè)化肥的原料。若建立鉀肥廠將電廠灰渣充分利用,灰渣成本則可以忽

42、略不計,生產(chǎn)每噸鉀肥的生產(chǎn)成本約為每噸115 元?？梢砸缘陀谑袌錾贤燃墑e的鉀肥價格80 到100 元出售。按照年產(chǎn)1000 噸鉀肥計算,可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值30 萬元,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益20萬元。從而完成生物質(zhì)電廠灰渣由污染環(huán)境廢料向綠色商品的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)其價值升值,創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)末端經(jīng)濟(jì)效益。4.4 投資回收期與收益率該3000kw電廠項(xiàng)目項(xiàng)目投資回收期約為2年，以設(shè)備壽命為15年，建設(shè)周期8個月計算，投資收益大約為710倍。5 生態(tài)效益(1) 每年可以處理約3.5萬噸秸稈等農(nóng)作物廢棄物,避免了家庭農(nóng)場在田間地頭焚燒所造成的大氣污染,減少了對地面、水面的腐蝕質(zhì)污染。(2) 大量減少CO2 和SO2 的排放。3

43、000kW的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組,與同功率火電機(jī)組相比,每年可減少二氧化碳排放約1.8 萬噸,有利于降低溫室效應(yīng)的影響。而且與煤相比,生物質(zhì)幾乎不含硫,秸稈的平均含硫量只有0. 38 % ,遠(yuǎn)低于電廠用煤的平均含硫量1 % ,無需配備昂貴的脫硫裝置。(3) 生物質(zhì)電廠的灰渣含有豐富的鉀、氮、磷、鈣等元素,是優(yōu)質(zhì)肥料,有利于增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。6 社會效益(1) 3000kw 生物質(zhì)電廠每年消耗秸稈等生物質(zhì)3.5 萬噸,可替代1.6萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。生物質(zhì)電廠每年可向用電單位或電力系統(tǒng)輸出遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場電價的1847萬kWh 電,能有效的降低場內(nèi)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)成本，大幅度地減少居民的生活支出，并可緩解社會電力短缺問題。(2) 單純在秸稈收購這一方面,每