国电长源荆州热电有限公司创新探究

国电长源荆州热电有限公司生物质气化-再燃发电项目环境影响报告书（简本）评价单位：中国电力工程顾问集团中南电力设计院编制日期：2013年5月21项目背景及项目建设的必要性生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质的种类很多，植物中最主要的有木材和农作物秸秆等。植物生物质能几乎不含硫、含氮很少，因此是一种清洁可再生能源。我国是一个农业大国，生物质资源相当丰富，但我国却是以化石燃料为主的能源结构，正在运行的电站中，以煤炭为主的火力发电占主导地位，随着煤炭等常规能源价格飞涨，原有燃煤电站锅炉燃烧方式显得越来越不经济，不但发电成本高，还排放大量的CO2、SO2、NOx、粉尘等污染物，造成了一系列的环境问题，而我国对火力电厂的环境指标要求越来越苛刻，为控制燃煤电站污染物排放水平，中国相继颁发了《火电厂污染物浓度排放标准》GB13223-1996、《中华人民共和国大气污染保护法》（2000年9月实施）、《火电厂大气污染排放标准》GB13223-2003等政策和标准，《火电厂大气污染排放标准》GB13223-2011已颁布，排放标准更加严格。先后要求电厂加装脱硫，脱硝设备。现在又对CO2的排放做出了要求，这将直接增加电厂的生产成本。为了节约常规能源、减少污染，生物质能的合理利用已经越来越受到重视。同时生物质燃烧过程具有CO2零排放的特点，这对于缓解日益严重的“温室效应”有着特殊意义。湖北省江汉平原有着丰富的秸秆资源，但由于得不到综合利用，每到夏收秋收时节，大量秸秆被焚烧在田间地头，造成了严重污染，也浪费了大量资源。如果发电企业能够利用秸秆发电，可以减少锅炉煤耗量，获得一定的经济效益，而由生物质燃气代替部分煤，可减少电厂化石燃料产生的污染物排放量。因此生物质能利用对保护环境和改善生态有重要作用；对提高当地农民生活水平、农业生产水平和解决就业也具有重要的社会效益。32项目概况及政策、规划相符性2.1项目概况国电长源荆州热电有限公司生物质气化—再燃发电项目，投资建设方为国电长源电力股份有限公司，总投资额1995万元，建设地点位于国电长源荆州热电有限公司厂内，布置在2#锅炉与长源中路北侧的二期扩建预留空地上。本项目采用高速循环流化床生物质气化效工艺，同步建设配套的生物质燃料储存设施、输送设施及燃料气输送设施。主体工程为1台燃气产生量为18105Nm3/h的循环流化床气化炉，生物质燃料处理量约8t/h。本工程产生的燃气经旋风除尘器除尘和换热器降温后，作为燃料送入荆州热电厂2×300MW机组的2#锅炉内燃烧，替代部分燃煤，利用2#机组进行再燃发电，生产燃料气折算发电容量为10.8MW，年运行5000h（与机组的年利用小时一致），燃烧后的废气通过2#锅炉的烟道、烟囱排出，气化炉采用干式出灰，产生的草木灰主要作为肥料综合利用。本工程的项目组成见表2.1-1。表2.1-1本工程项目组成序号装置名称主要功能及工艺技术规模A工艺生产装置1气化装置布置于2#锅炉及长源中路北侧空地，占地面积30×65m2，采用生物质高速循环流化床气化炉技术，采用秸秆及林业废弃物为气化原料，生产燃料气，送往2#锅炉掺烧，再燃发电。主体装置包括生物质高速循环流化床气化炉系统、热燃气净化输送系统、燃气与煤粉混烧系统、气力输灰系统和自动控制系统。生物质处理量8t/h，产气量18105Nm3/hB储运工程1生物质料棚布置于2#锅炉及长源中路北侧空地、气化炉东侧，厂区料棚占地面积36×63m2，堆料高度3~4米。总贮量998吨，储存5天燃料消耗量。2生物质输送装置1条皮带输送机，将生物质从生物质料棚中输送至气化炉前的缓冲仓内。装载车，1台；带式皮带机B=1000mmL=68mN=15kW，1台；移动皮带机B=1000mmL=20mN=7.5kW，1台；双瓣秸秆抓斗容积8m3，抓取能力2t，电机功率15kW，2台。设计输送量12t/h，额定带速1.25m/s。3灰仓1台，布置于气化装置东侧，生物质料棚西侧，长源中路路边，占地5×5m2，Ф5m，容积180m3。用于暂存草木灰。C公用工程1生活用水本项目新增定员15人，按用水量100L/人•d计，生活用水量1.5m3/d，依托电厂现有供水系统。1.5m3/d2除盐水燃气换热器用水，用于燃气冷却，依托2#锅炉现有除盐水系统。175t/h3排水系统工艺装置不新增排污水，新增定员生活污水处理依托电厂已有污水处理系统。1.05m3/d4循环冷却水气化炉冷灰器、泵等设备冷却用水，依托2#锅炉现有冷却水系统。25.18m3/h5供汽返料器所用蒸汽为连续使用，依托电厂现有辅助蒸汽系统。233kg/h6供电气化系统自用电依托电厂现有供电系统。用电量负荷594kw。4序号装置名称主要功能及工艺技术规模7仪表空气气化炉系统所需的仪用压缩空气，依托电厂现有压缩空气系统，从通过厂区的压缩空气母管就近引接，用于仪表用气、检修用气及声波吹灰器用气。8油气化炉点火用0#轻柴油，依托电厂现有供油系统。30kg/次间断D辅助工程1消防消防水利用已有电厂消防水系统。消防队依托电厂配备的消防队。2通讯依托电厂现有通讯系统。E环保工程1废气处理本装置产生燃料气送往2#锅炉燃烧后，产生烟气均由2#锅炉烟气处理装置处理。双室4电场静电除尘、石灰石-石膏湿法脱硫、低氮燃烧+SCR脱硝装置脱硝。2废水处理本项目无工业废水排放，生活污水处理依托电厂已建污水处理装置，处理后回用3固废处理草木灰产生量440kg/h，作为肥料外卖。440kg/h2.2政策、规划相符性本项目属生物质热解、气化，属于《产业结构调整指导目录（2011年本）》鼓励类，符合国家产业政策。本项目建设单位为电力企业，利用生物质为燃料气化后进行发电，项目符合《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源产业发展指导目录》和《可再生能源发电有关管理规定》的规定。本项目位于荆州热电厂现有厂区内，气化炉本体及生物质料仓布置在2#锅炉及长源中路的北侧二期扩建预留空地。根据国务院办公厅国办函[2011]45号文批复的《荆州市城市总体规划（2007-2020）》，本项目所在的厂址地块规划为工业用地，本项目用地符合荆州市城市规划。《荆州市“十二五”环境保护规划纲要》中明确，到2015年，主要污染物排放得到控制，全市的化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物排放量明显减少，“十二五”期间全面完成国家下达的化学需氧量、二氧化硫排放分别减少8%，氨氮、氮氧化物排放分别减少10%的减排任务；环境管理总量控制指标为：COD排放总量≤5.04×104t、氨氮排放总量≤0.61×104t、SO2排放总量≤3.73×104t、NOx排放总量≤3.379×104t。本项目使用秸秆等农业废弃物进行气化并替代燃煤发电，废气污染物依托荆州热电厂已有废气治理措施有效治理，废水依托电厂已有废水处理设施处理后回用，所有草木灰均外卖作为肥料，一方面可减少项目所在地区农业废弃物的处理量，另一方面可减少燃煤消耗、减少污染物的排放量，与荆州市“十二五”环境保护规划纲要的要求相符。53工程分析及污染源分析3.1工程分析本项目主体工程主要包括生物质厂内储存及输送系统及气化系统。（1）储存及输送系统：厂区料棚占地面积36×63m2，堆料高度3~4米，总贮量为998吨，可满足气化炉5天左右的燃料消耗量。料棚内设置装载车，用于堆料。设置堆料皮带机向受料斗送料，也可采用双瓣抓斗直接抓取物料送入受料斗，生物质物料进入受料斗后，落入输送皮带，送至气化炉炉前料仓。当气化炉进行生产时，干料棚内的原料上料到受料斗，在受料斗设置筛网，通过分配螺旋来进行均匀给料。原料由一条皮带输送机输送至气化炉炉前料仓。原料运输采用带式输送机，保证气化炉装置连续正常生产，原料贮运系统最大能力为10t/h，贮运系统每天生产24小时。皮带输送机采用变频调节，设计出力为12t/h（按50mm秸秆散料设计）（原料密度按100kg/m3）；带宽1000mm，额定带速1.25m/s。为保证进入气化炉的秸秆不含铁屑等杂质，在主输送皮带前部设置除铁装置。（2）气化系统：生物质气化装置每小时产生燃气为18105Nm3，原料为含水率15%的生物质，每小时消耗8t。气化系统可分为给料系统、气化系统、油点火系统及除灰系统。1）给料系统气化炉设一个炉前原料仓，仓的容积为30m3。由输送系统送来的生物质首先进入炉前料仓，随后被送入气化炉提升管，在提升管内实现流化并发生气化。2）气化系统气化炉采用循环流化床气化方式、绝热式旋风分离器，燃气显热采用换热器回收，尾部采用高温燃气风机直接接入锅炉防止焦油冷凝。生物质原料在气化炉内被床料推动进行高速流化，经历热解和气化过程，生成可燃气体。燃气进入旋风分离器，将燃气中的残炭分离下来后，重新返回炉膛进一步反应，实现生物质的高效气化。从气化炉提升管顶部排出的燃气与颗粒的气固混合物经旋风分离器分离后，高温燃气在尾部依次通过燃气冷却系统、高温引风机后进入煤粉锅炉。高温燃气在2#煤粉锅炉中燃烧后产生废气，与1#、2#锅炉烟气一并进入烟囱排放。63）油点火系统气化炉有一台点火燃烧器布置在风室前端的一次风道内，以供气化炉启动点火之用，点火使用燃料为0#轻柴油，气化炉启动点火用油量约200kg/h。本工程利用电厂已有点火油系统，可满足本工程锅炉点火用油。4）除灰系统气化炉产生的燃气采用旋风除尘器进行除尘，收集下来的草木灰暂存于灰斗，通过仓泵输送到灰仓，可作为肥料外卖综合利用。设置钢结构灰仓一台，布置在气化炉主体东侧、生物质料棚西侧、长源中路路边，用于暂存草木灰，占地5m×5m，容积180m3。（3）公用工程及环保工程本项目所需公用工程主要为冷却水、除盐水、电、蒸汽及新增定员所需生活用水，环保工程主要为锅炉尾气处理设施、灰渣、脱硫石膏处理设施及生活垃圾处置设施，均依托荆州热电厂已建工程。3.2污染源分析（1）废气污染物G1-料仓无组织排放：料仓无组织排放主要污染物为粉尘与恶臭物质，类比类似项目可知，料仓无组织排放粉尘排放量为0.057kg/h，由本次环评的类比监测可反推出料仓的的排放量为NH30.012kg/h、H2S0.001kg/h。G2-燃料气燃烧烟气：本湿燃气产生量为18105Nm3/h，在2#锅炉内完全燃烧后产生废气量为30540Nm3/h，该废气中污染物初始量为SO224.58kg/h（805mg/Nm3）、烟尘8296kg/h（3143mg/Nm3）、NOX8.31kg/h（272mg/Nm3），经2#锅炉的烟气处理设施处理后排放，经处理后废气中污染物排放量为SO21.22kg/h（40mg/Nm3）、烟尘0.144kg/h（4.72mg/Nm3）、NOX4.15kg/h（136mg/Nm3）。燃料气燃烧烟气与1#、2#锅炉烟气混合后总烟气量为1738004Nm3/h，各污染物排放情况为SO2269.22kg/h（155mg/Nm3）、烟尘59.123kg/h（34mg/Nm3）、NOx572.15kg/h（329mg/Nm3）。G3-灰仓排放气灰仓顶端排气口设置布袋除尘器，除尘效率为99.9%，排放气中粉尘排放量为0.05kg/h。7（2）废水污染物W1-生活污水：本项目主体工程无废水排放，由于新增了15人的定员，产生生活污水1.05m3/d，排入已建生活污水处理设施处理，采用生化处理，达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准后复用。（3）固体废物S1-草木灰：草木灰量为440kg/h，送往灰仓暂存，最终作为肥料外卖综合利用。S2-气化炉锅炉除尘器飞灰：经锅炉除尘器收集下来的气化飞灰为95.86kg/h，此飞灰与锅炉飞灰混合，外卖综合利用。S3-气化炉烟气脱硫石膏本项目燃料气燃烧后烟气经锅炉脱硫产生脱硫石膏量为70.92kg/h。此脱硫石膏与荆州电厂已建工程脱硫石膏混合，外卖综合利用。S4-生活垃圾本项目定员15人，日产生活垃圾10.5kg/d，年运行时间208d，则年生活垃圾新增产生量为2184kg/a，