生物质发电厂工程可行性研究报告.docx
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生物质发电厂工程可行性研究报告
生物质发电厂工程可行性研究报告
1概述
1.1项目背景
我国是一个人口众多的国家,但一次能源储量少,其中煤的储量占世界储量的1/10,石油储量占世界储量的1/40,天然气储量仅占世界储量的1/100,而我国人口占世界人口的1/4,相比之下,一次能源人均占有量相当低。
随着我国经济持续快速发展,对能源需求量日益增加,2005年,全国一次能源消费量已达到22.2亿吨标准煤,约占世界能源消费总量的15%,是世界第二大能源消费国。
到2006年底,我国发电装机容量达到6.2亿千瓦,社会用电量达2.25万亿度,其中火电约占82%,发电量约1.8万亿度,年消耗煤炭约9.5亿吨,据初步预测,到2020年,全国能源消费总量将超过30亿吨标煤。
根据环保局统计,2003年我国耗煤15.8亿吨,全国探明的煤炭可开采的储量为618亿吨,30年左右将被采完。
就世界储量而言,煤只能开采230年,石油只能开采44年,天然气只能开采62年。
综上所述,世界一次能源缺乏,而我国一次能源更紧缺,各国都在寻找开发可再生能源,如太阳能、风能、垃圾废料、生物质能等。
生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的能源。
目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。
在众多生物质中,一些农产品进行深加工产生的副产品(稻壳、棉壳、花生壳、棉秆等)有着特有的优势。
其中稻壳作为大米加工业的副产品大量存在于大米加工企业,是一种轻质、多灰、中等热值、天然粒度均一的燃料,来源相对稳定,适合作锅炉燃料。
利用生物质发电是我国迫切需要的,解决能源出路的途径之一。
为此,我国于2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《可再生能源法》,目的是为了加快可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展。
霍邱县农业生产过程中产生的生物质废料资源非常丰富,全市农作物种植面积常年在200多万亩,单就稻米加工产生的稻壳就达15-19万吨,大量的农作物秸秆如果被用于发电,其利用潜力巨大。
本项目就是按照这个原则提出进行建设的。
1.2公司简介
安徽霍邱生物质发电厂项目由颍上县XX绿色能源开发有限公司投资建设。
该公司系XXXX控股投资有限公司投资组建的项目公司。
XXXX控股投资有限公司是在党的十六大精神指引下诞生的高科技公司。
为迎接新世纪经济全球一体化和中国加入WTO后市场竞争日益激烈的挑战,公司在资本纽带和事业战略联盟的双重引力下搭建起“产品链、资金链、价值链”,从而全面提升企业的核心竞争力。
公司致力于用高新技术对资源的开发、分级使用及循环使用,用新技术不断提升资源的价值,使资源进入一种良性循环,从而达到循环经济的目的。
公司的事业发展领域包括:
◆垃圾发电、风能、生物质能(秸秆发电)和小水电等可再生能源;
◆生物质的资源化利用;
◆城市生活污水处理及工业废水处理;
◆工业粉尘治理;
◆工业废气治理。
1.2.1公司组成
公司拥有:
XXXX电力股份有限公司(国内上市);
XX东湖高新集团股份有限公司(国内上市);
XXXX水务有限公司(国外上市);
XXXX电力环保有限公司;
XXXX电力工程有限公司;
XXXX蓝天科技有限公司;
中盈长江国际信用担保有限公司;
XXXX研究院(国家级研究院)。
1.2.1.1XXXX电力股份有限公司(XX电力)
XXXX电力股份有限公司在中国深圳证券交易所上市(000939,SZ),主要致力于资源的高效利用和循环利用,重点投资高含硫煤和劣质煤发电、城市垃圾发电、秸秆发电、小水电、风能等可再生环保型能源的投资与建设,以及生物质的资源化利用。
目前已投资建设的项目有:
◆河南叶县蓝光环保电厂(2×135MW),该项目已投入商业运行;
◆河南义马环保发电厂(2×155MW)。
1.2.1.2XX东湖高新集团股份有限公司(东湖高新)
XX东湖高新集团股份有限公司是一家从事投资经营城市垃圾发电、秸秆生物质发电和科技工业园区开发建设的国内知名上市公司(600133,SH)。
目前投资建设和运营的项目有:
已投入商业运行的XX关山热电厂(2×25MW),XX市东湖新技术开发区的关东工业园和关东工业园。
1.2.1.3中盈长江国际信用担保有限公司(中盈长江)
中盈长江国际担保有限公司是XXXX电力股份有限公司与XX东湖高新集团股份有限公司、英国伦敦亚洲基金公司三方作为发起人,并联合其它有金融和能源、环保行业背景的投资者,共同出资在中国成立一家非银行金融性投资担保公司。
公司注册资本金为人民币10亿元。
中盈长江将通过与国内外一流的金融机构建立战略合作伙伴关系,致力于能源、环保领域的投资及相关的融资、租赁、担保和财务顾问等金融服务。
1.2.1.4XXXX水务有限公司(XX水务)
XXXX水务有限公司主要从事市政污水、市政自来水、工业水和废水处理的技术研发、技术服务、工程设计、设备成套及工程总承包业务,并以灵活多样的模式承接城市污水项目的工程项目管理、工程总承包及污水项目的运营管理。
主要业务领域包括:
◆城市市政污水处理:
目前正在实施的项目有沌口污水处理项目和汉西污水处理项目;
◆电站凝结水精处理:
XXXX水务有限公司在600MW机组国内水处理市场占有率达100%,在300MW机组达80%以上;
◆工业水膜处理系统:
工业水膜处理系统工艺包括:
微滤(MF)、超滤UF)、纳滤(NF)等装置和反渗透系统(RO)、电去离子(EDI)系统;
◆海水淡化:
海水淡化处理系统为SWRO和低温多效工艺;
◆工业过程自动控制:
工业过程自动控制的业务范围包括:
电站水处理、除灰、灰渣、输煤、烟气脱硫、城市污水处理等自动化控制系统。
1.2.1.5XXXX蓝天科技有限公司(XX蓝天)
XXXX蓝天科技有限公司主要致力于脱硫除尘一体化技术研发、设备制造和工程总承包,电除尘器、袋除尘器等环保设备的开发、设计、制造、系统集成、安装服务,环保技术咨询和服务,目前已开发研制出20多个系列近200个品种规格的电、袋除尘器产品,负责参与制订20多项国家和行业技术标准,产品出口到40多个国家和地区。
主要技术及产品:
◆脱硫除尘一体化技术(NID);
◆LEK型电除尘器;
◆JPC型袋除尘器。
1.2.1.6XXXX电力环保有限公司(XX环保)
XXXX电力环保有限公司主要从事大型火力发电厂烟气脱硫、脱氮及粉尘治理工程的技术研发和工程总承包,拥有同时实施20个以上烟气脱硫总承包项目的能力。
在国内烟气脱硫领域技术研发实力第一、工程实施能力第一、人力资源储备第一、市场占有率第一,在国内同行业中具有显著的领先优势。
目前,承接大型火力发电厂烟气脱硫项目近30项。
主要核心技术为:
◆石灰石-石膏湿法脱硫技术;
◆RCFB干法脱硫技术;
◆已承接工程项目概要:
◇目前国内烟气脱硫市场占有率排名第一;
◇投入商业运行的项目数排名第一;
◇机组系列最完整,承接了从135MW机组到600MW机组项目;
◇国内在运行单塔处理烟气量最大的脱硫塔(四川广安电厂项目);
◇国内最早的600MW级脱硫塔(华润电力(常熟)有限公司一期项目);
◇目前国内处理烟气含硫量最高的脱硫装置(华能重庆珞璜发电有限责任公司三期项目);
1.2.1.7XXXX电力工程有限公司(XX工程)
XXXX电力工程有限公司主要从事电厂建设工程总承包,包括电厂设计、设备采购、工程施工、安装调试及商业运行等。
目前已承建的项目有:
河南叶县蓝光环保电厂工程(2×135MW)、山西运城关铝热发电厂工程(2×200MW)、河南义马环保发电厂工程(2×155MW)和山西永济发电厂1×410T/H循环流化床锅炉。
1.2.2荣誉及资质
◆环境工程设计甲级资质
◆环境保护设施运营资质证书(工业废水、生活污水)
◆环境工程咨询甲级资质
◆环境管理体系认证证书
◆职业健康安全管理体系认证证书
◆质量管理体系认证证书
◆荣获国家优秀高新技术企业荣誉称号。
◆2003年度中国环保骨干企业。
◆湖北省企业技术中心。
◆AAA级资信证书
◆湖北省十佳成长型民营企业
◆电力工程(火力发电厂)乙级设计资质
◆国家级“守合同重信用”企业
1.3编制依据
1)《中华人民共和国可再生能源法》(2005.2.28);
2)小型火力发电厂设计技术规范(GB50049—94);
3)《火力发电厂设计规范》DL5000-2000;
4)霍邱县提供的有关文件、资料等;
5)各专业有关火电厂设计技术规定的有效版本;
6)XXXX电力工程有限公司的体系运行文件。
7)安徽省发改委2008年6月30日“关于同意霍邱县生物质发电项目开展前期工作的函”
1.4项目概况
生物质能又称“绿色能源”,包括树木、青草、农作物、稻壳等,利用生物质再生能源发电是解决能源短缺的途径之一,开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。
安徽省霍邱县位于六安市西部,东邻寿县,南接六安、金寨,西毗河南固始,北连阜阳。
霍邱县共有32个乡镇,682个行政村。
总面积3802.86平方公里。
耕地200万亩。
2005年,全县人口154.36万人,农业人口131.2万人。
年平均气温16.2摄式度,年总降水量1329.4毫米,光照充足,雨量充沛,适宜各种农作物生长。
盛产水稻、小麦等粮食作物和棉花、油菜、红麻、花生等经济作物。
伴生的农业生物质废料非常丰富,尤其是稻壳和秸秆数量较大。
霍邱2×25MW生物质发电项目利用当地丰富的稻壳、秸秆等“绿色能源”作为燃料发电,厂址位于霍邱县城工业区西北部,霍邱工业园区位于县城北部,于2006年正式成立。
霍邱XX生物质能发电厂(4×12MW)建成后可改善开发区内的基础设施条件;电厂所排灰渣全部进行综合利用,可生产工业紧缺原料白炭黑,也可提供给邻近的钾肥厂作生产农业肥料的原料,形成生物质-电-化工循环经济产业链,属国家发改委令第40号《产业结构调整指导目录(2005年本)》中鼓励项目,并符合《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》(国发【2005】22号)的要求。
该发电项目利用生物质燃料作为清洁能源,可大大减少当地对农业废料处理产生的环境污染。
稻壳、秸秆等生物质燃料含硫均少于0.1%,采用生物质燃料发电,可减少燃煤电厂带来的二氧化硫对大气的污染,同时减少了粉煤灰、粉尘的排放。
电厂工业污水进行综合处理后循环使用,基本达到零排放。
该项目符合《国务院关于落实科学发展观,加强环境保护的决定》(国发【2005】39号)的要求。
安徽霍邱XX生物质发电厂工程规划容量为2×25MW,一次规划,分期建设。
1.5项目建设的必要性
1.5.1利用再生能源发电是解决能源短缺的途径之一
如前所述,世界一次能源缺乏,而我国一次能源更是紧缺,各国都在寻找开发可再生能源,如太阳能、风能、垃圾废料、生物质能等。
利用生物质发电是我国迫切需要的,是解决能源出路的途径之一。
1.5.2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约9.5亿吨,SO2的排放量达1350万吨(按煤的含硫量0.8%计),粉尘排放550万吨。
根据环保局计算,我国排放空间有限,如果全国每年燃煤7亿万吨,排放的SO2对大气污染就己到达到上限,而我国目前煤炭消耗量己达16亿万吨以上,大气污染己经到了不能承受的地步。
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(玉米秆、稻草、麦秆、稻壳等)发电可以大量减少SO2的排放,秸秆、稻壳中硫的含量低于0.1%,相当于燃煤含量的1/10。
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6.4%测算,生物质能发电装机容量将达4500万千瓦左右,其发展前途广阔,同时可减少SO2的排放量。
目前我国多数地区秸秆、稻壳利用率低,农民以焚烧方式处理积存秸秆、稻壳,造成烟气污染空气、公路和机场,增加了不少交通事故,也引起过机场关闭。
利用再生能源发电,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、稻壳造成交通事故。
变废为宝是利国利民的大好事。
1.5.3再生能源发电可增加农民收入,是我国可持续发展道路的需要
我国年产秸秆6亿吨左右,造肥还田、家庭燃用消耗约35%,剩余4亿吨左右的秸秆没有利用。
按秸秆发热量计算,4亿吨秸秆发热量相当于2亿吨煤的发热量,秸秆如按每吨180元卖给电厂,农民可增加收入720亿元。
我国稻谷产量每年约1.8亿吨,稻壳量每年可达3600万吨,稻壳除少量地方自行燃烧使用外,大部分废弃未加利用。
如将稻壳作为电厂的燃料后,按使用率80%计算,可利用的稻壳约2900万吨,按每吨180元计算,农民可增加收入52亿元,对提高农民生活水平大有好处。
在霍邱县建设一座2×25MW生物质发电厂,年燃烧秸秆、稻壳约36万吨,秸秆、稻壳价格均价按每吨195元计,农民可增加收入约7020万元。
1.5.4有利于满足当地电力负荷快速增长的需要
霍邱县生物质发电厂位于安徽省霍邱县境内,2×25MW机组投产运行后每年增加电量3.0192亿千瓦时(一期工程建设1×25MW机组年发电量为1.5096亿千瓦时)有利于满足当地工农业发展所需电力快速增长的需求。
国家经济发展,人民生活水平的提高,能源紧缺的解决,都必须走可持续发展的道路。
生物质发电正是解决这些问题的方案之一。
总之,建设生物质发电厂能够增加农民的收入,改善能源紧缺,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---生物质能发电作为一个产业来发展,尽快推动生物质发电规模化、市场化和产业化是当务之急。
1.6研究范围
本期研究范围:
2×25MW+2×130t/h。
按照《火力发电厂可行性研究技术规定》深度要求,主要研究内容是:
1)电厂接入电网;
2)燃料供应及外部运输;
3)水文气象条件及供水可靠性;
4)工程地质条件;
5)投资估算和财务评价;
6)工程建设周期进度和条件;
7)环境保护;
8)机组选型与工程设想(电厂组成);
1.7主要设计原则和指导思想
1.7.1主要技术设计原则
1.7.1.1电厂规划容量按2×25MW机组+2×130t/h循环流化床锅炉,一次规划,分期建设。
一期工程建设1×25MW机组+1×130t/h循环流化床锅炉。
1.7.1.2发电厂的性质为生物质发电厂,可行性研究报告的重点是突出可再生能源的综合利用;
1.7.1.3燃料为可再生能源——稻壳和秸秆;燃料的收购、运输、存储及供应由地方燃料供应公司负责;
1.7.1.4选两个厂址进行比较,确定推荐厂址;
1.7.1.5可行性研究报告按照《火力发电厂可行性研究技术规定》的要求编制。
图纸文字准确、简洁;
1.7.1.6发电厂年运小时数为6000小时;
1.7.1.7发电厂出线电压暂按110kV;
1.7.1.8发电厂灰渣考虑全部综合利用,不设贮灰场。
1.7.2设计指导思想
1.7.2.1认真贯彻“设计质量第一,为生产服务的思想,坚持设计的科学性,正确掌握设计标准,精心设计,为用户服务”的原则。
1.7.2.2认真做好调查研究,吸取国内、外的同类型机组及主要设备的先进经验,注意质量信息的收集和应用,虚心听取各方面的意见,搞好工程设计。
1.7.2.3积极慎重、因地制宜地采用新材料、新设备、新工艺、新布置、新结构,努力提高自动化、机械化水平,改善工作条件,为提高电厂的可靠性、经济性创造良好的基础。
1.8工作简要过程
根据XX总公司“关于开展霍邱生物质发电厂工程可行性研究”的要求,XX工程公司组织了有关技术人员对现场进行了踏勘及资料搜集等工作。
现场踏勘、资料收集工作,得到了当地政府的大力支持和帮助,借此向当地政府的有关领导和部门表示感谢。
电厂接入电力系统、电厂环境影响评价、水资源论证、勘测等工作另行委托其它有关单位进行。
2电力系统
2.1霍邱县电力系统概况
霍邱县位于安徽省六安市西部,东邻寿县,南接金寨,北连阜阳,西毗河南固始。
霍邱电网属六安电网管辖。
截止2005年底,霍邱电网拥有110千伏变电站三座—霍邱变、长集变和高塘变,变电容量分别为2×40兆伏安、1×40+1×20兆伏安和1×40兆伏安,五条110千伏线路长231.79公里。
全县有十座35千伏变电站,主变18台,主变容量81.5兆伏安,其中,八座为单电源供电。
城北变、临淮变、三流变、左王变、孟集变由110千伏霍邱变电站供电,周集变、分水闸变由110千伏高塘变变电站供电,户胡变由110千伏长集变电站供电,姚李变由220千伏挥手变电站与110千伏长集变变电站供电,马店变由110千伏长集变电站与110千伏高塘变电站供电。
110KV变电站及线路具体见下表:
110千伏变电站统计表
序号
变电站名称
变电规模(台×兆伏安)
1
霍邱变
2×40
2
长集变
1×40+1×20
3
高塘变
1×40
合计
180
110千伏线路统计表
序号
线路名称编号
起止地点
导线规格
长度(公里)
1
西霍199线
西山变-霍邱变
LGJ-150
69.30
2
六长197线
六安变-长集变
LGJ-150
57.67
3
霍长627线
霍邱变-长集变
LGJ-150
31.50
4
长高628线
长集变-高塘变
LGJX-240
40.55
5
挥长629线
挥手变-长集变
LGJX-240
32.77
合计
231.79
霍邱县电力能源供应全部由系统送入,全县无水电站或火电厂。
2.2霍邱电网存在的问题
2.2.1霍邱电网网架结构薄弱,电力供应的安全可靠性差,达不到“N-1”的稳定要求
目前霍邱电网共有110KV变电所3座,电网外接110KV电源点两个,分别来自220KV挥手变和淮南西山变,目前没有形成供电环网。
霍邱当地无任何电厂来支撑电网供电,达不到“N-1”的稳定要求。
霍邱电网网架结构薄弱,致使电力供应的安全可靠性差,电能质量不高。
2.2.2社会经济增长与电网建设不协调,用电趋于紧张、出现了能源供应瓶颈
近几年霍邱经济的高速发展拉动了地区用电需求的快速增长,电网供电出现卡口现象。
而全县始终无发电厂,所有电力能源完全依靠从电网输入,使得霍邱电网用电趋于紧张。
从“十五”初期开始,霍邱电力供应已成为经济发展的重要约束因素。
2.2.3配网改造不彻底,自动化水平殛待提高。
2.3电力负荷预测、电源建设和电网规划
2.3.1电力负荷预测
早在“十五”期间,霍邱年用电量增长率就保持在12%的水平。
近年来,随着霍邱经济的发展,霍邱县总电量也在快速增加,特别是因霍邱铁矿的陆续开采,民营资金大量介入工业,霍邱工业用电增加较快,工业电量的比重逐步增加。
根据霍邱“十五”期间经济发展情况及“十一五”发展规划,拟定高、低两个方案。
“十一五”期间及“十二五”初期,霍邱铁矿会扩大生产规模。
综合考虑霍邱的经济发展和远景目标,2008年至2012年用电增长率按17%和15%分别预测霍邱的整体电量,具体见下表:
霍邱县整体电量预测表(单位:
万千瓦时)
年份
2008
2009
2010
2011
2012
高方案
增长率
17%
17%
17%
17%
17%
电量
62572
73209
85655
100218
117254
低方案
增长率
15%
15%
15%
15%
15%
电量
59418
68330
78519
90297
103841
霍邱在“十一五”期间和“十二五”初期国民生产总值增长率按17%估算,确定规划期内当地负荷高、低方案增长率为17%和15%,具体预测见下表:
霍邱县整体需电量预测表(单位:
万千瓦)
年份
2008
2009
2010
2011
2012
低方案
增长率
15%
最大负荷
15.51
17.84
20.52
23.59
27.14
高方案
增长率
17%
最大负荷
16.76
19.78
23.34
27.31
31.95
2.3.2霍邱电源建设
“十一五”期间,霍邱电网暂无电源规划项目。
2.3.3霍邱电网规划
根据《霍邱县“十一五”电网发展规划》内容,在“十一五”期间,霍邱电网将在电网布局和网络结构上进行优化。
结合110千伏及以上电网规划,在负荷预测的基础上,对35千伏电网进行合理分区,做好35千伏变电站的布点和规划,达到提高供电能力,提高供电可靠性,提高电能质量,节能降损的目的。
具体为:
1、霍邱电网将建设一座220千伏安东变电站及一座110KV冯井变电站,来加强电网的稳定性。
2、80%的35千伏变电站将建成为双电源供电,逐步形成环网。
3、合理增加35千伏变电站布点,逐步将10千伏线路供电半径控制在15公里内。
4、合理增加35千伏线路截面,使35千伏线路满足经济运行的要求,而且有转移负荷的能力。
按照上述电网规划方案,霍邱县在“十一五”期间的电力需求将可以得到满足。
2.4电厂建设的必要性和建设规模
2.4.1安徽霍邱XX生物质能发电厂工程建设的必要性
(1)满足霍邱县电力负荷增长的要求
近几年霍邱县经济的高速发展拉动用电需求的快速增长,而同期却没有新增电源容量,使得霍邱电网用电趋于紧张。
从“十五”初期开始,电力供应持续紧张,成为经济发展重要约束因素。
目前霍邱电网供电电源全部来自地区电网,本地无发电厂,电力供应的安全可靠性相对较差。
新建霍邱XX生物质能发电厂工程,本期规模1×25MW,终期规模2X25MW,所发电量将完全可以在霍邱县城区消化,同时也会极大地缓解霍邱电网内电量需求的问题。
(2)安徽霍邱XX生物质能发电厂利用当地丰富的谷壳资源作为燃料,同时为霍邱城区集中供电,具有良好的社会和环保效益,符合当前建设社会主义新农村和循环经济园区的精神。
2.4.2安徽霍邱XX生物质能发电厂工程的建设规模
电厂规划容量为2×25MW,一期工程建设规模为1×25MW。
锅炉采用节能、环保效益显著的循环流化床锅炉,燃料采用可再生能源-谷壳,汽机采用高效的次高压单抽凝汽式汽轮发电机组。
2.5电厂接入系统方案
2.5.1电厂供电范围、接入系统地点及接入电压等级
一期工程建成后霍邱县新增发电容量1×25MW,供电范围主要是霍邱城区。
根据电厂出线方式的综合比较,认为电厂的出线接入距电厂约6公里南向偏东的110KV霍邱变110KV母线较好。
根据本厂供电范围、装机容量、单机容量、厂址位置、送电距离和送电容量分析,暂按本厂以1回出线以110kV电压等级接入110kV霍邱变110kV配电装置。
2.5.2接入系统方案
根据霍邱电网的现况及发展规划,暂按本期安徽霍邱XX生物质能发电厂工程接入系统初选方案如下:
在电厂设一段发电机母线和一台主变。
主变容量31500KVA,变比121±2×2.5/%。
新建1回110kV线路接入霍邱变电站,线路长度大约6公里。
电厂
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