一、工程概况
黑龙江省安达县拟新建一座生物质电厂,电厂建设规模为2×75t/h中温中压循环流化床蒸汽锅炉,配备2×12MW抽凝式汽轮机、2×15MW发电机组。
安达市农业资源丰富,当地农业以种植业和畜牧业为主。生物质资源十分丰富,本工程采用生物质(秸秆和牛粪)发电,不仅是我国能源利用的迫切需要,也是解决能源出路的有效途径之一。
二、生物质资源量与利用现状
1、资源总量
本工程为一座生物质电厂,由于燃料资源的有限性而导致生物质电厂的建设具有排它性。安达市周边目前无已批复建设的其它生物质电厂,且无其他以生物质资源为原料的加工企业,因而本工程的建设在当地不会导致相关资源紧张情况,也不会出现收集资源竞争的问题。本工程燃料来源以安达市市域内为主,暂不考虑安达市周边其它县市的生物质资源。
安达市当地生物质资源主要为农作物秸秆、牛粪。其中秸秆总量按草谷比进行计算,农作物产量按2011年数据,主要农作物草谷比如下:
地肉牛与奶牛总存栏数为30.8万头,其中一头牛日排鲜牛粪按20kg计算,鲜牛粪的含水量约为70%,经烘干处理后可使水份降至10%以下。
安达当地牛粪总量计算见下表:
经计算安达当地生物质资源主要为秸秆和牛粪,其中每年秸秆资源总量为1741518.9t/a,每年牛粪资源(烘干后)总量为899360t/a,合计安达当地每年生物质资源总量为264.1×104t/a。当地生物质资源较丰富。
2、生物质资源利用现状
2.1 秸秆资源利用现状
当地农业秸秆主要利用方式分别为:秸秆还田、农民生活自用、牲畜饲料、田地焚烧等。
当地无其它较集中利用秸秆方式,但存在少量的利用秸秆作为保温覆盖物、草绳原料等,因而考虑其它分散利用秸秆量占总量的5%。
其它未利用的秸秆基本在收割后,直接在田间焚烧,或堆放在闲散空地处任期自然氧化腐烂。当地秸秆现状有效利用率约为59.7%。
2.2 牛粪资源利用现状
安达市当地牛粪资料丰富,但有效利用手段少,目前主要利用方式为作为农家肥施用,另有极少量的干牛粪作为土锅炉燃料。未被利用的牛粪堆积在养牛户集中的村庄周围自然风干,因而造成严重的环境污染,并威胁当地居民的卫生安全。农家肥施用的牛粪约占当地总量的15%,作为土锅炉燃料的干牛粪使用率较低,约为牛粪总量的5%。因而当地目前牛粪有效利用率为20%。
三、设计燃料确定与特性
根据安达市当地2011年实际农作物播种情况,当地主要农作物位玉米,其播种面积占面积的92.9%,秸秆总量占当地资源量的98.8%。因而本工程设计使用秸秆燃料确定为。当地牛粪资源丰富,且可利用方式较少,因而确定玉米秸秆和牛粪做为本工程设计燃用燃料,燃用比例为50%和50%。
安达市当地玉米秸秆可利用总量为69.34×104t/a,燃料收集损失按10%计算,则本电厂可有效收集的玉米秸秆总量为62.41×104t/a
烘干后牛粪可利用总量为71.95×104t/a,考虑到鲜牛粪收集运输难度,部分分散养牛户的牛粪收集有一定的困难,本电厂可有效收集牛粪率按50%考虑,则电厂可有效收集的干牛粪总量为35.98×104t/a
合计生物质电厂可利用燃料资源总量为98.39×104t/a,完全可以满足本工程建成后的对燃料供应的需求。
四、燃料收集、加工与运输
安达市当地耕种土地地块较分散,不利于机械收割,因而当地主要采用人工收割方式,因而无法采用机械收割打包一体式的联合机械作业收集秸秆燃料。本工程计划单独购置打包机,采用打包机现场作业,将秸秆就地打包后采用汽车将燃料运至电厂内料场或其它储料点内。秸秆经过破碎、打包后可将运输密度提高到250kg/m3,缓解实际运行期间的运输和贮存的压力。实际进行秸秆燃料加工与收购时可设置收购组,每组配备秸秆破碎机2台,打包机2台,柴油发电机2台,移动式皮带机4台。运输车辆若干。运输车辆主要利用社会运力解决。本工程计划暂设置4个收购组。
鲜牛粪由于含水率高,一般达到70%,给运输和燃烧利用均不利。因而本工程计划在养牛相对集中的几个村镇建设牛粪烘干加工点,就近将牛粪烘干至含水率为10%以下,烘干后牛粪自然密度松散密度为400kg/m3,如装卸时采用人工压实的话其密度可达到600kg/m3。通过烘干后运输牛粪可避免因长途运输造成二次污染。在运输期间车辆应采取可靠遮盖措施。每个牛粪烘干加工点设置牛粪烘干机2台,螺旋式给料机4台,移动式皮带机2台。运输车辆主要利用社会运力解决。烘干加工点暂按设置3座
燃料全部采用公路运输。电厂自备4台大型运输车,用于临时倒运或其它不可预料的需要。
五、燃料成本组成
5.1 秸秆燃料成本分析
根据实际调查,并结合省内其它已运行生物质电厂经验,秸秆燃料自农户田间收购价暂定为220元/t;打包加工成本为50元/t;运输平均成本为20元/t;其它人工费用按20元/t计算;则秸秆设计到厂价为310元/t。
5.2 牛粪燃料成本分析
牛粪收购成本较低,部分养牛户甚至愿意免费提供,本工程暂按20元/t收购价计算,加工为干牛粪后折算收购价格为50元/t;牛粪加工成本为100元/t;牛粪运输平均成本为12元/t;其它人工费用按30元/t计算。则干牛粪设计到厂价为192元/t。
5.3 燃料平均到厂价格
本工程设计燃用燃料按秸秆和干牛粪各占50%,则全厂设计燃料平均到厂价为251元/t。
综上分析,本工程的生物质燃料的来源与供应是完全符合本工程的设计需求的。
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