军川农场3000kw生物质热解气化发电项目

黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书03000kw生物质热解气化发电项目——建设项目意见书摘要：本文对3000kw生物质发电项目的建设从技术、经济、环境保护和原料供应各方面进行了探讨，提出了具体、可行的建设方案和建设中的注意事项，具有一定的可操作性和实用性。可供有关部门参考。2010宋广才黑龙江军川农场2010-12-28黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书1目录0引言·············································11生物质热解气化发电技术······························11生物质热解气化发电的原理及工艺流程·················11.2生物质热解气化发电的原理及工艺流程···············21.3生物质热解气化发电系统的组成······················21.4拟建的3000kw发电机组简介······················42原料···················································42.1生物质原料——秸杆的需求量···························42.2我场秸杆产量·········································53建厂方案················································63.1主要设备、用地与人员··································63.2发、配电方案··········································63.3技术指标··············································73.4建设周期··············································73.5投资预算···································84经济效益分析······································84.1成本分析···································84.2产值及毛利·····························94.3其它收益··············································94.3.1清洁发展机制(CDM)项目收益分析······················94.3.2灰渣综合利用效益分析································9黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书24.4投资回收期与收益率···································105生态效益···············································106社会效益··············································117建设地点···············································118注意事项···············································118.1注意环境污染问题·····································118.2注意收购区域问题·····································128.3注意税率问题·········································129结论···················································12参考文献··················································13黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书1黑龙江省军川农场3000kw生物质热解气化发电项目——建设项目意见书——0引言传统化石能源供应紧张和环保问题日益突出,已经成为制约我国经济社会可持续发展的主要瓶颈。作为重要的替代补充能源,资源丰富、清洁环保的风能、太阳能、生物质能等可再生能源的开发与利用,正是一条符合我国国情的节能减排之路。在可再生能源中我国生物质资源丰富,生物质发电具有绿色环保、电能质量好、可靠性高、技术比较成熟、综合效益较好的特点,因此其产业化前景广阔。生物质发电技术主要有热解气化发电、直接燃烧发电、混合燃烧发电和沼气发电四类。利用生物质热解气化发电可以将热效率提高到90%以上,规模大、效率高；同时环保效益突出,大大减轻CO2、SO2、NOx等温室气体或有害气体的排放；另外秸秆的收、运、储各环节还可以为农村创造直接的经济效益,所以发电既有显著的经济效益,又有良好的生态效益和社会效益。因此,无论生物质资源开发潜力、发电技术水平,还是市场需求、政策导向,都将会促进生物质热解气化发电的发展。1生物质热解气化发电技术1.1生物质发电技术的特点生物质气化发电技术是生物质能利用中有别于其他可再生能源的独特方式，具有三个方面特点。一是技术有充分的灵活性。由于生物黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书2质气化发电可以采用内燃机，也可以采用燃气轮机，甚至结合余热锅炉和蒸汽发电系统，所以生物质气化发电可以根据规模的大小选用合适的发电设备，保证在任何规模下都有合理的发电效率。这一技术的灵活性很好地满足生物质分散利用的特点。二是具有很好的洁净性。生物质本身属可再生能源，可以有效地减少二氧化碳和二氧化硫等有害气体的排放。而气化过程一般温度在700～900℃，在此温度下NOX的生成量也很少。三是具有经济性。生物质气化发电技术的灵活性，可以保证该技术在中小规模下有较好的经济性，同时燃气发电过程简单，设备紧凑，使生物质气化发电技术比其他可再生能源发电技术投资小。所以总的来说，生物质气化技术是所有可再生能源技术中最经济的发电技术。1.2生物质热解气化发电的原理及工艺流程将农林生物质送往生物质气化发生炉，生物质在炉内通过缺氧状态下的燃烧反应，完成了能量从固态到气态的转换，秸杆的大部分能量转化到气体中，这就是气化过程。产生的气体再经过净化,去除焦油、碳黑和灰分等杂质，进入燃气机组进行发电。有些工艺为了增加发电效率，可加设余热锅炉和蒸汽锅炉。总计分为三个步骤：气化、净化和发电。工艺流程为：原料处理→气化炉→气化气净化系统→燃气发电系统→自用或并网→（烟）→废水处理系统1.3生物质热解气化发电系统的组成黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书3主要由进料机构、燃气发生装置、燃气净化装置、燃气发电机组、控制装置及废水处理系统等六部分组成。进料机构由螺旋加料机和电磁调速电机组成。起匀速可调加料和密封炉膛作用。燃气发生装置：主要由燃气炉组成，它分固定床式和流化床式两种，流化床式更适宜于连续式生产。工作原理是:不断进入炉内顶层的经粉碎的生物质在低层化学反应产生的高温条件下，在不断通入空气和水蒸汽组成的气化剂的作用下，被气化成含一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体的混合气体。燃气净化装置：包括除尘、除灰和除焦等功能。采用多次除尘器可有效的除去气体中的固体颗粒。除焦采用催化裂解的方法，使90%的焦油裂解成永久性气体，之后进入水洗塔，通过洗涤和吸附的作用，去除焦油。燃气发电机组：因生物质燃气的热值低、杂质含量高，使国家定型产品——天然气发电机组不能直接用于生物质燃气发电。目前，我国已开发出200kw机组，其它型号尚未定型。控制装置：由电控柜、热电偶及温度显示表、压力表和风量控制阀等组成。还可增设用于自动化操作的电脑控制系统（PLC）。废水处理系统：水洗塔排出的污水中含有焦油、NOx、NH3、SO2等100多种各类有机成分，其含量非常高。所以如何处理污水是项目建设成败的关键。拟采用的污水处理工艺如下：黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书4过滤吸附——采用稻壳灰为吸附剂，吸附后COD的含量可下降1/3～1/4。曝气——是关键的一步，经充分曝气后，污水中的COD含量进一步降低，污水的颜色从黄褐色变成了黑色，便于使用生物处理方法。沉淀——污水进入沉淀池。在这里，灰渣等杂质得到静置沉淀分离，并有进一步曝气作用。生化处理——是利用好氧细菌的分解作用，使污水中的COD含量达到150～200mg/m3以下，达到国家排放标准。处理后的污水可循环使用或排放。1.4拟建的3000kw发电机组简介系统出力定为3000kw。经测算，可满足场直地区10个一般规模工业企业和个体工商户及居民的全部用电。气化炉采用流化床形式，以便于连续生产。净化系统采用催化裂解的方法，使裂解气得到有效利用。发电设备为内燃机组，投资少，故障率低。该系统总效率为15%～20%，发电各种参数均达到相应国家工业标准。工作方式为连续。示意图图一：额定出力3000kw发电机组工作原理图。2原料2.1生物质原料——秸杆的需求量根据总效率和秸杆热值，经计算每1000kw发电厂每天需秸杆或稻壳120吨，则拟建的3000kw电厂年需求量为35,000吨（120t/d×25d/m黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书5×12m-15d,具体说明见4.2节）。图一：额定出力3000kw发电机组工作原理图2.2我场秸杆产量由于秸秆产量未列入国家有关部门的统计范围，直接测量农作物秸秆单位面积的产量也比较困难，因而秸秆的产量通常依据农作物的产量计算而得，即采用“秸秆系数”法估测秸秆产量。秸秆系数是秸秆产量与谷物籽实产量的比值，其值为水稻1.0、玉米2.0、大豆1.5。利用秸秆系数乘以籽实产量可以估算出农作物秸秆的资源量。我场现有种植面积60万亩，其粮豆产量按2011年种植计划和近几年粮食平均单产计算。2011年计划种植水稻45万亩，应产水稻27万吨；计划种植玉米10万亩，应产玉米6万吨；计划种植大豆5万亩，应产大豆1万吨。预计粮豆总产为34万吨。由此可计算出我场秸杆总量为40.5万吨。我场所产秸杆现除用于还田和烧火做饭外，大部分焚烧掉了，这样即浪费了资源，又污染了环境。据调查，焚烧量大约占黑龙江省军川农场是黑龙江畔的一颗璀璀璨明星3000kw生物质热解气化发电项目建议书6秸杆总量的75%，为30.4万吨。这部分秸杆完全可以用来发电或它用。每度电的原料消耗为农作物秸杆或谷壳1.7～1.8kg,则每天约需120t，每年需求量为3.5万吨，占我场秸杆总产量40.5万吨的9%，可利用量30.4万吨的11%。故原材料供应充足。在我们开发利用秸秆资源的同时，应充分重视秸秆还田，以增加土壤有机肥含量，改善土壤的物理性质，保护土壤生态环境，发展可持续农业。而另一方面，随着农场城镇化建设的不断深入，居民点的集中，居住条件的改善，秸杆的家庭燃料作用将会消失，因而会为生物质加工利用提供更多的原料。3建厂方案3.1主要设备、用地与人员主要设备拟定为：粉碎机、气化炉、燃气净化系统、风机、储气罐、燃气发电机组、污水处理池、机组循环冷却水池、加料与送料设备等。电厂的占地：主厂房300㎡，碎料棚150㎡，场地1400，水池900㎡等，总共约6000㎡（不包括原料存贮地）。电厂的运行按3班制。每班人员编制如下：气化炉1～2人，发电2～3人，配电1～2人，临时工2～4人，勤杂人员1人。整个电厂的管理人员4人。其他人员，如机修等用人，在需要的时间向外有偿借用。因此，生物质电厂的固定人