热电联产发电项目建议书可行性实施报告.docx
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热电联产发电项目建议书可行性实施报告
5000KW生物质(农林废弃物:
秸秆、稻壳、竹木加工下脚料等)气化发电综合利用项目
项目建议书
工程设计证书:
####
工程勘察证书:
####
工程咨询资格证书:
####
2014年7月
本项目利用####竹地板生产过程中产生的剩余物(竹屑、竹尾等)进行综合利用,同时收购当地农林剩余物,是循环、节能、环保型生物质电厂,符合国家能源政策,同时该项目产生的余热可以代替锅炉用于竹地板或原材料烘干使用,而降低竹地板生产成本,并更有利于环境的保护。
本项目完成后,年利用生物质约49000t/a,每年可代替标煤15000t/a,减排二氧化硫360t/a,减排氮氧化物110t/a,减排二氧化碳36000t,同时得到生物质炭12000t,生物质活性提取液4900t。
主要技术经济指标:
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
名称
5000KW生物质(农林废弃物:
秸秆、稻壳、竹木加工下脚料等)气化发电综合利用项目工程
2
建设规模
GWh/a
36
3
占地面积
厂区
×104m2
5.889
单位容量占地
m2/kW
11.778
厂区建构筑物
m2
25260
4
年生产时间
天
300
5
产品方案
5×1000KW气化炉+10×500KW燃发电机组
秸秆(棉秆、稻秆、玉米杆)气化炉
台
2
稻壳气化炉
台
1
竹屑气化炉
台
1
竹秆气化炉
台
1
6
燃料消耗
秸秆(棉秆、稻秆、玉米杆)
t/a
20160
稻壳
t/a
10800
竹屑
t/a
8640
竹秆
t/a
9360
7
公用工程及动力消耗
供水
万t/a
21.6
电力
GWh/a
1.44
8
劳动定员
人
40
9
工程总投资
万元
13461
10
项目资本金部收益率
%
22.02
11
投资回收年限
年
4.5
12
投资收益率
%
23.08
13
资本金净利润率
%
35.80
14
年平均税金及附加
万元
605
15
上网电价(含税)
元/MWh
750
1电力系统
发电厂机组分别接入电厂新建的0.4kV配电装置,经双绕组变压器升压至10kV,通过1回10kV线路接入工业园区110kV变电站10kV配电装置,线路长度约5km。
最终接入系统方案以批复的接入系统方案为准。
2燃料供应
2.1燃料来源
2.1.1资源评价原则
(1)保守原则。
该原则适用于农林生物质发电项目资源调查评价的全过程,旨在最大限度地降低投资风险。
在整个生物质能物化联产综合利用项目资源调查、测算与评价工作中,必须坚持保守、谨慎原则,既不高估资源总量,也不低估资源现有利用量及损失量。
(2)承认现有用途合理性原则。
除其他生物质电厂收购外(属同行竞争,由价格决定),承认调查区域农林生物质资源目前所有其他用途的合理性,不与农村经济发展、农牧业生产和农民生活争资源。
(3)符合市场经济规律原则。
承认农林生物质资源是有价值的资源,资源调查评价既包括资源的种类和数量,也包括资源的供求关系,主要是收储运各环节的成本、费用和价格等。
农林生物质发电项目的资源可供应量,是指一定价格下项目所在地周边50公里半径围,可用于发电的农林生物质资源量。
(4)资源共享原则。
在生物质资源调查时,如果项目所在地50公里半径围,存在与周边已建或在建生物质发电项目所在地50公里半径围相重合的部分,依据资源共享原则,重合区域或者重合面积对应的生物质资源可获得量,属于几个(n个)重合项目共同享用,即每个项目只能拥有该部分区域生物质资源可获得量的1/n。
(5)前瞻性原则。
关注与生物质能源综合利用项目投资风险相关的主要影响因素的变化趋势,研究这些因素对项目未来投资效益的影响。
在资源调查评价中,要根据当地农林牧业的发展规划、生物质资源利用技术发展趋势、社会、经济以及其他竞争性用途的变化,测算评价未来可用于生物质发电的生物质资源量。
2.1.2原料供应数量
####位于####西北部,东联安义、南接高安、西南毗宜丰、西北邻修水,北靠靖安,县城冯川镇距省会60千米。
县境东西最长约78.3千米,南北最宽约32.3千米,总面积1642平方千米。
县境三面环山,地势西高东低,西部中低山地、中部多丘陵、东部低丘河谷平原,属典型的丘陵山区地形地貌。
属中亚热带湿润气候,年平均气温为17.3℃,年平均降雨量为1612毫米,年相对湿度平均为79%,无霜期年平均为260天左右,年日照时数达1803小时。
####有宜耕面积75万亩,现已开垦利用42万亩,年产粮食24万多吨。
林地面积105731公顷,占全县总面积的64.4%;森林99222公顷,占93.8%;疏林地326公顷,占0.3%;灌木林地2595公顷,占2.4%;未成林造林地3053公顷,占28.9%;无立木林地323公顷,占0.3%。
全县活立木蓄积量528万立方米,尤其是毛竹资源得天独厚,占全县林地面积的41.1%,立竹蓄积7621.4万株,主要分布在县境十个山区乡镇。
####属“中国竹子之乡”,竹林面积居全省第三位,全国第五位。
竹材以“径大、节直、肉厚、质优”著称,全县立竹年采伐计划为425万根,年采伐商品竹最高达800余万株。
生物质气化发电联产项目奉新原材料资源来源分析:
原材料名称
可供应数量
(吨/天)
备注
稻壳
80
奉新年产24万吨粮食,按50%即12万吨稻谷计,每吨产稻壳0.2吨,全年300天计。
干竹屑
33.3
本公司年产干竹屑:
1000吨,全县竹地板成品厂年产约10000吨。
湿竹屑
52.5
本公司年产湿竹屑:
1300吨。
按全县最低日消耗毛竹15000支计,每支毛竹产湿竹屑3.5KG。
竹尾、竹头
30
竹地板坯板加工毛竹剩余物,按每支毛竹有2KG计,
小尺径毛竹及小山竹
50
小尺径毛竹为8寸以下毛竹
毛竹竹枝
90
按每支毛竹产6KG竹枝,每天15000支毛竹计(不含小尺径毛竹)
稻秆
67
县有42万亩水稻,按10万亩面积计,每亩产稻秆0.2吨,年产稻秆20000吨。
按300天计
棉花秆
82
奉新及周边150公里半径,棉花种植面积55万亩,按亩产棉花秆450KG计,年产棉花秆247500吨,按每年300天计,每天产棉花秆825吨,按10%计,每天产82.5吨棉秆。
大豆秆
22
奉新大豆种植面积22000亩,每亩产秆0.3吨,年产秸秆6600吨
花生秆
60
奉新花生种植面积90000亩,每亩产秆0.2吨,年产秸秆18000吨
玉米秆
6
奉新玉米种植面积4500亩,每亩产秆0.4吨,年产秸秆1800吨
油菜秆
47.5
奉新油菜种植面积95000亩,每亩产秆0.15吨,年产秸秆14250吨
2.2燃料品质
2.2.1稻壳成份分析
稻壳成分分析见表3.2-1。
表3.2-1稻壳成分分析
序号
项目
单位
收到基
1
全水(收到基)
%
9.60
2
灰分(收到基)
%
1.58
3
挥发分(收到基)
%
73.56
4
固定碳(收到基)
%
15.06
5
高位发热量Qar,net
MJ/kg
17.79
6
低位发热量Qar,gr
MJ/kg
16.55
7
碳Car
%
44.32
8
氢Har
%
5.56
9
氧Oar
%
39.01
10
氮Nar
%
0.32
11
硫Sar
%
0.06
棉秆、稻秆、玉米杆、竹头、竹尾生物质燃料成分分析见表3.2-2。
表3.2-2生物质燃料成分分析
项目
名称
单位
综合燃料
工业分析
固定碳FCaf
%
挥发份Var
%
81.37
灰分Aar
%
7.3
水分Mar
%
28.69
发热量
Qar,net
MJ/kg
10.69
发热量
Qar,net
Kcal/kg
2554
元素分析
碳Car
%
30.23
氢Har
%
4.29
氧Oar
%
28.8
氮Nar
%
0.636
硫Sar
%
0.052
2.3燃料耗量
根据本工程燃料品种,本工程气化炉燃料耗量见表3.3-1。
表3.3-1燃料消耗量一览表
燃料
消耗量
气化炉
单位
小时消耗量
日消耗量
年消耗量
秸秆(棉秆、稻秆、玉米杆等)气化炉
1×1000KW
t
1.4
33.6
10080
2×1000KW
t
2.8
67.2
20160
稻壳气化炉
1×1000KW
t
1.5
36
10800
竹屑气化炉
1×1000KW
t
1.2
28.8
8640
竹秆气化炉
1×1000KW
t
1.3
31.2
9360
注:
表中日利用小时按24h计,年利用小时按7200h计,按气化炉额定工况计算。
本工程气化炉生物质炭量见表4.2-3
本工程气化炉生物质炭量见表4.2-3
燃料
气化炉
单位
小时生成量
日生成量
年生成量
秸秆(棉秆、稻秆、玉米杆)气化炉
1×1000KW
t
0.28
6.72
2016
2×1000KW
t
0.56
13.44
4032
稻壳气化炉
1×1000KW
t
0.45
10.8
3240
竹屑气化炉
1×1000KW
t
0.216
5.184
1555.2
竹秆气化炉
1×1000KW
t
0.325
7.8
2340
注:
表中日利用小时按24h计,年利用小时按7200h计,按气化炉额定工况计算。
3厂址条件
3.1厂址概述
####5000KW生物质(农林废弃物:
秸秆、稻壳、竹木加工下脚料等)气化发电综合利用项目工程位于市####工业园区,园区位于####城东南部,毗邻昌铜高速公路,距省会城市40公里、距港口160公里,境有省级公路干大线通过。
根据工程组现场踏勘,结合####总体规划及####生产车间位置,拟选定市####工业园区为本项目厂址。
3.1.1厂址地理位置
####位于市####工业园区东南方向,工厂西靠园区十路,南靠富达路,东临电力通道,北依广源路。
####位于####西北部,东连安义县、南接高安县、西南毗宜丰县、西北邻修水县,北靠靖安县,潦河水流贯境西东。
县城距省会仅60公里,到昌北机场68公里,离港口城市170公里。
3.1.2厂址自然条件
3.1.2.1厂址区域地形地貌
厂址在####工业园区,拟建场地为工业园区规划的工业用地。
少部分场地需平整外其余场地平坦,可不再进行场地平整。
水、电、路、通讯等设施均较齐全,能满足施工及运行的要求。
3.1.2.2厂址区域特征
厂址区域属中亚热带湿润气候,四季分明,气候温暖,雨量充沛,日照充足,无霜期长。
随着地形变化,气温由东到西递减,降雨量由东到西逐增,东西干湿明显,南北温差较小,受较为复杂的地形影响,自然灾害频繁,旱涝、风雹时有发生。
####年平均气温为17.3°C。
其中,一月份最冷,平均气温4.7°C,历史上极端最低气温为零下15.1°C,七月份最热,平均气温29°C,极端最高温曾在8月初出现达40.4°C。
全年平均降雨量为1612毫米,最多年份达2264毫米,最少年份只有1237毫米,降雨量集中在4-6月份,占全年的54%,7-9月雨量减少,不到全年的28%。
年相对湿度平均为79%,无霜期年平均为260天左右,年日照时数达1803小时。
3.1.2.3地下矿藏及文物
该项目系在工业园区建设,按照园区的土地规划现状图及现场踏勘情况,厂区围未发现矿藏及文物.
3.1.3厂址周围环境
####位于市####工业园区东南方向,厂区西面为天德龙管业公司;南面为奉新砂轮厂及永旭丰泰公司,东侧为电力通道及低洼水塘,北侧为华邦竹业及沣兆用地。
厂址位于####东南侧,南潦岸,周围都是工业园区企业。
3.2交通运输
####工业园区位于####东南侧4.5km,####地处####赣西北地区,行政上属市管辖。
境有昌铜高速、省道222及省道308穿过。
县城距省会60公里,到昌北机场68公里,离港口城市170公里,交通便捷,通讯方便。
项目建设所需的设备、材料可通过公路运至厂区,根据####目前的公路运输条件,本项目大件设备运输可以满足要求。
3.3水源
5000KW生物质(农林废弃物:
秸秆、稻壳、竹木加工下脚料等)气化发电综合利用项目工程位于########工业园区,电厂所需水源为市政自来水。
本项目新建5×1000kW生物质能物化联产综合利用项目,供水系统采用带机械通风冷却塔的二次循环供水方案,电厂补水量约30m3/h。
3.4贮渣场
本工程配备2×1000KW秸秆气化炉、1×1000KW稻壳气化炉、1×1000KW竹屑气化炉和1×1000KW竹秆气化炉,气化炉生物质炭量见表4.4-1
表4.4-1本工程气化炉生物质炭量
燃料
锅炉
单位
小时生成量
日生成量
年生成量
秸秆(棉秆、稻秆、玉米杆)气化炉
1×1000KW
t
0.28
6.72
2016
2×1000KW
t
0.56
13.44
4032
稻壳气化炉
1×1000KW
t
0.45
10.8
3240
竹屑气化炉
1×1000KW
t
0.216
5.184
1555.2
竹秆气化炉
1×1000KW
t
0.325
7.8
2340
注:
表中日利用小时按24h计,年利用小时按7200h计,按气化炉额定工况计算。
本工程5×1000kW机组运行时,日稻壳、秸秆等生物质炭容量为53m3,年稻壳、秸秆等碳化物容量为15935m3(碳化物的干密度以0.7t/m3计),本工程的生物质炭按全部综合利用考虑。
3.5地震、地质及岩土工程
从区域构造条件和地震活动情况分析,拟建场地处于相对稳定地区,场地稳定性较好,无不良地质作用的存在,适合本项目建设。
根据《中国地震动参数区划图》,拟建场址地震动峰值加速度为0.05g,对应的地震基本烈度为Ⅵ度。
4工程设想
4.1全厂总体规划及厂区总平面规划
4.1.1全厂总体规划
本工程为生物质综合利用工程,计划建设5套1000kW气化炉+10套500kW燃气燃发电机组。
4.1.1.1厂址场地地形条件及相邻关系
本工程为5×1000KW生物质(农林废弃物:
秸秆、稻壳、竹木加工下脚料等)气化发电综合利用项目工程,位于####工业园区,拟建场地为园区规划工业用地,用地围区域东西约320m,南北宽约341m,用地面积为10.8hm2(约162.0亩)。
厂址场地平坦,其它设施齐全,除局部平整外,其他用地不需作五通一平即可进行施工。
厂址西面为天德龙管业公司;南面为奉新砂轮厂及永旭丰泰公司,东侧为电力通道及低洼水塘,北侧为华邦竹业及沣兆用地。
4.1.1.2厂址交通运输
本项目区域与园区主干道相连,并形成环形通道,燃料及灰、渣等的运输出入方便。
4.1.1.3厂址供水水源
本工程位于########工业园区,电厂所需水源为市政自来水。
4.1.1.4工程燃料来源
本工程为5000KW生物质(农林废弃物:
秸秆、稻壳、竹木加工下脚料等)气化发电综合利用项目工程,位于奉新工业园。
气化炉所需生物质燃料运输方式为公路运输,从当地40公里围运至本工程燃料堆放处。
4.1.1.5贮灰渣场
本工程的灰渣按全部综合利用考虑。
4.1.1.6厂区出入口
厂区共设置两处出入口,厂区西面为货运入口,厂区东面为人流入口,做到人货分流。
4.1.1.7出线
新建1回10kV线路接入工业园区110kV变电站,全线采用电缆,电缆拟选为3×(ZRC-YJV22-8.7/15-1×240),长度约5km(三相米)。
4.1.2厂区总平面方案布置
结总平面布置是根据工艺流程和使用要求,结合自然条件和现场实际情况,在满足防火、卫生、环保、交通运输等条件的前提下,力求减少占地面积,节约投资,经济合理,有利生产,方便生活。
整个厂区布置在用地围南侧,北侧为####公司竹地板加工规划用地,其中生物质电厂围墙占地面积为5.89hm2(约88.3亩)。
本工程设计了一个方案。
本方案由西向东依次布置:
水处理设施区—主厂房区—原料堆场。
主厂房区位于厂区的西南侧位置,由西向东依次为:
燃机房—锅炉气化系统—原料仓库等,其中集控室、高压配电间、综合泵房紧靠燃机房布置,布置在其北侧,消防水池布置其南侧。
电气向西电缆出线,其北侧布置了提取液循环池及生物质炭仓库。
本方案布置了1个原料仓(部一分为四,分别储存四种生物质燃料),在整个厂区的东南侧,面积为16200m2,可以满足电厂储料的需要。
汽车衡布置在提取液循环池的北侧,靠近货运出入口,便于原料运输车辆称重检验。
厂区共设置两处出入口,厂区西面为货运入口,厂区东面为人流入口,做到人货分流。
4.1.3厂区竖向布置
拟建项目址位于规划的奉新工业园围,五通一平工作基本完成,地势平坦开阔。
本工程竖向拟采用平坡式布置,厂区设计标高拟采用与园区场地标高相适应,建筑物室外高差为300mm,新建道路中心标高比整平标高低200mm。
厂区场地排水,按照建筑物室外散水→室外场地→厂区道路的顺序,通过设在道路侧旁的雨水(篦)口集中后排入雨水检查井,最后排入雨水排水系统。
厂区室外场地竖向一般按建筑物室外散水与周边道路路缘石顶面标高的连线考虑。
厂区场地排水坡度一般控制在3‰~2%之间。
4.1.4厂区道路布置
厂区道路引接工业园区的道路网。
厂区新建道路除生物质电厂与竹地板加工厂分界的东西向主道路采用20.0m宽外,其余按10.0m宽考虑。
厂区道路为混凝土路面,道路路面形式为城市型,除车间引道转弯半径为9.0m,其余转弯半径一般按12.0m考虑。
4.1.5厂区地下设施布置
厂区各种管道及管沟采用地下及架空管架相结合的敷设方式。
地下无压力排水管、工业及消防水管道、生活上水管道等均环道路两侧布置,燃油管道、输灰管道等采用架空敷设。
厂区沟道主要有电缆沟、工业沟。
管道竖向布置原则为:
有压力的让自流的,小管径让大管径,柔性的让刚性的,工程量小的让工程量大的。
厂区排水采用分流制,排水系统分为雨水排水系统、生活污水排水系统、生产废水排水系统。
生活污水由管道汇流后流至生活污水调节池,经升压后排至化工厂废水处理系统。
含油污水收集后进入含油污水处理站,处理达到排放标准后回收利用。
含煤废水经过沉淀后回用。
厂区雨水经各雨水口汇集,流入雨水管道,通过厂外排水管,最终排入厂外河道。
4.1.6厂区绿化布置
绿化设计是为了美化厂容、净化空气,改善卫生条件,为职工创造良好的生产和生活环境,利于电厂的文明生产和安全运行。
(1)厂区绿化以厂区总平面图为基础,不能为绿化而增加厂区用地面积,只能利用房前屋后,道路两侧,围墙侧,边角地带,见缝插针,进行厂区绿化工作。
(2)厂区绿化以不影响生产,不妨碍交通和采光通风为原则。
(3)厂区绿化要因地制宜
厂区绿化的树种要选择适于当地生长的抗病力强的速生树种,以提高成活率。
(4)厂区绿化中要按各功能分区的不同特点进行绿化
厂道路两侧的行道树选择高大、清洁、树观整齐枝叶繁茂的速生树种,以尽快形成林荫。
不要大量种植常绿树种,其生长慢,冬天遮挡阳光使路面冰雪不易溶化。
厂区周围防护林带及生产区与生活附属区之间的隔离带同样应选择和行道树相同的植物。
在屋外配电装置区域除设备基础和电缆沟道外均可种植草皮,在较深的沟道如:
循环水管沟上复土较厚地段可选种灌木。
总之,绿化工作要坚持长年不断,一次规划分期实施,因地制宜才能取得理想的绿化效果。
4.1.7总平面技术经济指标
总平面布置技术经济指标详见表5.1-1。
表5.1-1主要技术经济指标
序号
项目
单位
指标
备注
1
厂区规划用地面积
1x104m2
10.803
2
生物质发电厂区用地面积
1x104m2
5.889
3
单位容量用地面积
1x104m2
11.778
4
厂区建构筑物用地面积
m2
25260
5
建筑系数
%
49.68
6
场地利用面积
1x104m2
3.874
7
场地利用系数
%
65.78
8
厂区绿化面积
m2
10600
9
绿化系数
%
18.0
10
道路及广场面积
m2
13480
11
厂区土厂方工程量
挖方
1x104m3
/
由工业园平整
填方
1x104m3
/
12
站区围墙
m
1250
4.2气化系统
气化系统是制取生物质燃气的主要系统,由燃气发生装置、燃气净化装置和燃气储存设备等组成。
4.2.1燃气发生装置
燃气发生装置采用上吸式固定床气化炉,稻壳、秸秆、竹屑、竹秆由气化炉顶料仓进入气化炉。
气化炉为负压,气化所需空气由气化炉上部吸入,反应生产的燃气由下部进入后部的燃气净化装置。
本项目采用的气化炉炉温度为约820℃,气化效率为75%。
本装置的小时燃气发生量为3000Nm3/h。
4.2.2燃气净化装置
燃气离开气化炉后,进入燃气净化装置,燃气净化装置由旋风分离器、气液分离器、喷淋装置等组成。
燃气在旋风分离器中经初步除尘后,进入气液分离器,在气液分离器中经冷却水冷却(冷却水来自循环冷却系统)。
生物质提取液被冷凝成液体。
在气液分离器中与燃气分离,分离出来的提取液的量为0.25t/h,(机组按日运行24h、年运行7200h计)。
生物质提取液排入生物质提取液池集中收集后进一步利用。
净化后的燃气进入喷淋装置,进一步净化,喷淋装置净化后的燃气经风机进入储气罐储存。
经净化装置处理后,燃气的粉尘含量为30~50mg/Nm3,焦油含量为10~15mg/Nm3,能够满足燃气燃机对生物质燃气的品质要求。
4.2.3燃气储存设备
本项目设5台100m3的气柜作为燃气的储存装置,净化后的燃气经风机送入气柜。
4.2.4燃气主要特性
制气工艺以空气作为气化剂,因此产出的燃气中氮气比例较高,热值偏低,燃气中的可燃成分主要为CO、H2及CH4。
燃气的成分及热值见下表:
气的成分、热值和气化效率(标况)
气体成分%
气体热值
kJ/Nm3
气化效率
%
CO2
CO
CH4
CnHm
H2
N2
O2
16.3
16.5
6.71
1.3
4.17
55.3
1.0
6.86
75
经净化处理后,燃气的粉尘含量为30~50mg/Nm3,焦油含量为10~15mg/Nm3,能够满足燃气燃机对生物质燃气的品质要求。
4.3燃气发电系统
4.3.1燃气用量
本工程建设规模为10x500kW燃气燃机。
根据燃机额定工况下的热耗量及生物质燃气的发热量。
一台500kW燃气燃机燃气的消耗量见下表:
序号
项目
小时用气量(Nm3/h)
日用气量(N
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