生物质能电厂的"小"与"精"

第32卷第10期华电技术Vol 322010年10月Huadian TechnologyOct.2010生物质能电厂的“小”与“精”张瑾(安徽省电力设计院,安徽合肥230061)摘要:举例分析了常规秸秆电厂的选址、布置等问题,论述了主厂区与燃料堆场的关系,提出了简化辅助、附属设施的方法,供秸秆电厂选址和设计布置方案时参考关键词:秸秆发电;电厂选址;布置格局;辅助设施简化中图分类号:TK6文献标志码:B文章编号:1674-1951(2010)10-0072-0生物质能概述煤的发热量,秸秆如按180元/t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t,稻生物质能是一种“绿色能源”,包括树木、青草、壳量每年可达3600万t,除少量自行燃烧外,大部分农作物、秸秆、稻壳等,利用生物质再生能源发电是遭废弃而未被利用。如将稻壳作为电厂燃料,按使解决能源短缺的途径之一。开发“绿色能源”已成用率80%计算,可利用稻壳约2900万t,按180元/为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保计算,农民可增加收入52亿元,对提高农民生活水护环境的重要手段,也是我国调整能源结构、解决矿平大有益处。物质能源危机、治理环境污染、减排温室气体和未来根据国家对可再生能源发电的一系列优惠政电力能源供应的重要途径,是未来5~10年世界新策,秸秆发电厂所发电量由电网全额收购;上网电价能源的重点发展方向。经当地省政府价格主管部门按现行电价政策上报国发电厂利用当地丰富的稻壳、秸秆等“绿色能家发展和改革委员会核批后,国家给予15年0.25源”作燃料,向企业集中供热,同时向地方供电。对元/(kW.h)的上网电价补贴,进口设备的关税和灰渣进行综合利用,生产工业紧缺原料白炭黑,或提进口环节增值税全免;同时,各省(市)还因地制宜供给邻近的化肥厂作为生产农业肥料的原料,形成地制定了其他的补贴政策。这些政策的出台为秸秆生物质-电-化工”循环经济产业链,属国家发改发电在农村地区的推广利用提供了有力保障。委第40号令《产业结构调整指导目录(2005)》中鼓2装机容量小、主厂区占地小励项目,并符合国发[2005]22号《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》的要求个地区的农作物种植一般相对稳定,对当地发电项目利用生物质燃料作为清洁能源,可大生物质资源进行专题调研后,根据资源的种类与产大减少当地对农业废料处理产生的环境污染。稻量确定燃料的收购与贮存方式,最后确定机组的装壳、秸秆等生物质燃料中硫的质量分数均少于机容量。以桐城生物质能发电厂为例,距电厂600.1%,采用生物质燃料发电,可减少燃煤电厂对大km范围内年产稻壳8.060万t,稻壳资源可获得量的二氧化硫污染,同时减少了粉煤灰、粉尘的排为7.254万t,稻壳资源可供应量为5.803万t。秸放。电厂工业污水进行综合处理后循环使用,基本秆资源量为55.451万t,秸秆资源可获得量为达到零排放。项目符合国发[2005139号《国务院关49.906万t,秸秆资源可供应量为16.968万t,而1于落实科学发展观加强环境保护的决定》的要求。座2×12MW生物质能发电厂年需稻壳、秸秆约20目前,我国多数地区秸秆、稻壳利用率较低,农万t民以焚烧方式处理积存的秸秆、稻壳,造成烟尘污染我国在建的牛物质发电示范项目一般采空气并可能导致交通及机场关闭等事故用中国煤化工技术已基本成熟,在规我国年产秸秆6亿t左右,造肥还田、家庭燃用模化CNMHG资也较合理,但受原料消耗约占35%,剩余4亿t左右的秸秆没有利用。供应及工艺限制,发电规模不宜过大,一般不超过按秸秆发热量计算,4亿t秸秆发热量相当于2亿t30MW生物质能秸秆发电厂的工艺系统主要包括燃料收稿日期:2010-06-10存贮、运卸、输送装置,锅炉汽轮机系统,布袋除尘第10期张瑾:生物质能电厂的“小”与“精器,灰(渣)库,配电装置,冷却系统和水务系统以及其约着生物质的大范围、大规模收集利用。以玉米秸他辅助、附属生产、生活设施。按照功能分区分解为秆为例,一般每亩只可收集到风干秸秆0.5t,1座主厂房区域、机力(自然)通风冷却塔区域、配电装置2×12MW生物质能发电厂年需生物质20~30万t区域、燃料设施区域、化学水处理设施区域、工业/生需在2.7~4.0万hm2的玉米地进行收集,而目前玉活/消防水设施区域、废/污/排水处理区域、其他辅助米秸秆约有1/3直接还田,1/3用作饲料等其他用生产及附属建筑设施区域以及厂前建筑。根据最新途,实际能收集到的仅为1/3,这就需要在10万hm电力工程项目建设用地指标,以2×12MW燃烧灰色左右的耕地上来完成收集任务。秸秆的电厂为例,其用地面积应小于5.90hm2收集时间存在的矛盾难以解决。一是农业生产季节性强,换种期短,为了腾地换种,甚至要求生物3厂址选择的原则质在10d左右时间内完成收集和储存;二是各类农生物质能电厂的选址除了要遵循一般小型电厂作物生物质收获时的含水量不一,收获后一般需要厂址选择时应遵守的原则(如综合考虑(电)热负原地摊开晾晒1~3d才能进行捆扎码垛储存,码垛荷、地区自然条件、交通运输条件、环境保护要求和储存时生物质含水量原则上不能超过50%。建设计划等因素)外,更要考虑燃料运输与供应对华电宿州生物质能发电厂2×12.5MW机组工厂址的约束条件。程设有2座长96m、宽33m的料库,料库周围设9m由于电厂燃料为农作物,一般采用汽车运输。宽的消防通道,每个料库“两进两出”,每个出(入)农民向收储站交售秸秆可用农用运输车,收储站及口宽7m;料库一侧靠物流方向建有1个83m×21m稻米加工厂向电厂运送燃料可委托专业运输公司。的堆场,堆场两侧顺应物流方向设有重车、空车汽车厂址应位于燃料可供应运输半径的中心位置,运输衡,四周环行道路宽9m,堆场做素混凝土硬化处半径一般不超过60km,电厂周围应有较为完善的理。因此,将料库与堆场均放在主厂区时,经济技术公路网络作为支撑,到各乡镇均有干道。指标中道路广场系数会相应增加,达到甚至超过小桐城生物质能电厂主要采用桐城市范围内产生型供热机组的道路系数控制指标上限。的秸秆及桐城市和周边60km范围内的稻米加工厂其后建设的桐城、五河生物质能发电厂,机组规所产生稻壳作为燃料。稻壳的主要来源为:由燃料模均为2×12MW,主厂区均只设置了1座长88m、公司和各稻米加工厂签订稻壳长期收购合同,稻米宽33m的料棚,料棚两侧没有围护,以方便倒运。加工厂将生产的稻壳包装成袋,每袋约15kg,由各而在主厂区外设置大面积的燃料堆场。料库不再负稻米加工厂临时储存。各稻米加工厂根据电厂的调担主要的燃料贮存任务,而将主要的运输、卸料设备度计划,将成袋的稻壳直接运至电厂。主要由燃料设置的堆场区域,料库四周只需设置6m宽的消防公司在全市范围内设立的收储站负责秸秆的收购、通道。桐城生物质发电厂厂区占地面积只有3.685加工、储存及运输,收储站应设立在交通便利的地hm3,道路广场系数也控制在控制指标范围内方。通过调研,在全市设立5个收储站:新渡镇收储这2座电厂的燃料堆场面积分别为6.319hm2站、青草镇收储站、金神镇收储站、孔城镇收储站和和8.625hm2。汽车衡设置在堆场出入口附近的道大关镇收储站。管辖范围较大的收购点可在秸秆收路上,该段道路宽12m;卸料站进口处设置宽15m获季节设立3~5个临时收购点:距收储站较远的农长19m的周转广场。堆场按标准防火单元布置(如户可将秸秆送到就近的临时收储站,然后再由专业图1所示,图中数据单位为m),该标准防火最大单人员运到收储站;距厂址较近的农户,可将秸秆打捆元布置为50m×12m,单元间环形汽车道路采用郊后直接运至电区性道路,道路宽度6m,采用素混凝土结构、平路独立料仓(棚)和大面积堆场牙,垛间通道宽度4m,采用泥结碎石路面。堆场场地比道路高约300mm,堆场分区域设纵坡,场地雨我国农村地域辽阔,人多地少,自然村分散;农水采用自流方式排放.排水方向尾部采用明沟汇水作物品种繁多,种植区域复杂,主要产粮区换种期明中国煤化玉坑,积水坑有过滤设短;农作物生物质质地松散,水分含量较大,发热量施CNMHG网。堆垛场地原土碾低,资源分散,不易储存和运输;农村大部分地区的压密实,不做硬化处理。农业机械化水平较低,生物质从收获到制成燃料还没有一条龙机械设备,大量生物质的收集、储存成为5厂区工艺布置优化生物质能发电厂燃料加工生产过程中的“瓶颈”,制华电宿州生物质能发电厂工程厂区总体格局呈华电技术第32卷燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛)(燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆圪燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛燃料露天堆垛图2华电宿州生物质能发电厂总体布置堆场防火环形汽车通道中心线厂房的西侧,燃料由汽车运送进入厂区后,经电子汽图1标准防火单元车衡称重后运至卸料、贮料站,再经栈桥自卸料、贮列式”布置,由北向南依次布置升压站、主厂房料库向东直接送至除氧料仓间,或直接卸在卸料贮与卸料/贮料站,其中卸料、贮料站及主厂房的锅炉料库西南侧的堆场堆放,露天堆场也有一路皮带与与除尘器平行布置。2个料库之间建有宽41m、长料站相连。这种布置方式适合厂内库区小而厂外堆47.6m的卸料站,燃料通过2路皮带分别进入2个场面积大的电厂(如图3所示)炉前料仓,再进入锅炉燃烧。这种布置方式适合厂由于生物质能电厂占地小,循环水冷却系统的区内设有大面积库区的电厂(如图2所示)占地面积其比重也就相应增加。华电宿州生物质能桐城、五河生物质能发电厂则采用了“三列式”发电厂采用带自然通风冷却塔的二次循环冷却系布置,由东向西依此布置升压站、主厂房与卸料、贮统,它相对于机力塔占地面积大,一次性投资也较料站。主厂房布置在厂区中部,汽机房朝东,锅炉大,但机组运行费用较低。房、烟囱与烟道等位于汽机房的西侧。燃料供应系桐城、五河生物质能发电厂在初步设计阶段确统包括1座燃料堆放库和1座卸料斗,布置在烟囱定的是机力塔方案,但在后期施工时,业主通过多方的西面,燃料输送采用机械皮带输送方式,由皮带直调研后,又改为了自然塔方案,2台机组占地面积也接输送至进入除氧料仓间。卸料、贮料库布置于主相应增加了约0.56hm2。口dY中国煤化工°墨CNMHG图3桐城生物质能发电厂布置图第10期张瑾:生物质能电厂的“小”与“精756简化、综合生产附属设施库、食堂、浴室等集中布置在1栋3层综合楼内,结构尺寸为42.0m×14.1m,建筑高度12m,建筑面积根据最新电力工程项目建设用地指标,秸秆电为1645m2厂的厂前建筑用地控制指标为0.3hm2,建议检修车按照相关防火规范规定:对于机组容量为25间、材料库联合布置,值班宿舍设在综合办公楼内,MW及以下的机组,当地消防部门的消防车在5min职工食堂、浴室与办公楼应作为联合建筑。华电宿州生物质能发电厂工程设有1座3层综之内能够到达现场的,可不设置厂内消防车库。所合办公楼、1座检修材料库综合间。综合办公楼尺以,这几座电厂都依托当地开发区内的消防设施。寸为20.4m×14.7m,建筑面积为1864m2,建筑高(编辑:白银雷)度12.3m(含女儿墙,下同);检修材料库综合间为单层建筑,结构尺寸为36m×12m,建筑高度4.8m,作者简介建筑面积为440m张瑾(1975—),女,安徽芜湖人,工程师,从事电厂设计桐城、五河生物质能发电厂则将检修间、材料建设方面的工作(上接第71页)表1"7机组脱硫检修前、后部分参数对照主机增压风增压风GGH原烟GCH净烟旁路挡烟气脱硫(FGD)烟囱入口SO2脱硫日期负荷/机电流/机开度/气侧差压/气侧差压/板开度/人口SO2质量浓度/质量浓度/效率/MW%(mg·m-3265.0143.61.004505(检修前)2008-09-284.123120检修后)2008-12-01265,51520.512877(运行一段时间后)况下烟气通过脱硫系统。从旁路泄漏的烟气量较密度,确保反应有足够的氧化风量,增加废水排放少,脱硫效率仍能达到设计值。量,降低烟气回路阻力,都是提髙脱硫效率,确保仪表指示影响FGD经济运行的有效途径。在今后的工作中,一方在线检测系统(CEMS)传输信号不准,将导致面要立足于现有设备,通过指标竞赛等手段,加强对控制系统或人为判断出现问题,从而影响脱硫效率。运行的管理,将脱硫系统的运行参数控制在合适的因此,对CEMS进行了定期校验和比对,以确保范围内,保证脱硫效率的达到有关标准规定的要求;CEMS的准确投运,也有助于保证脱硫效率的稳定。另一方面,要加强对设备的改造,通过合理改造使脱此外,由于入口SO2质量浓度太高,超过表记量程,硫系统不断适应新的要求。显示SO2质量浓度小于实际SO2质量浓度,也将降参考文献低脱硫效率。增大表记量程,使表记反映实际SO2质量浓度也将对脱硫效率有一定影响[1]周至祥,段建中,薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册除了以上这些原因,脱硫系统亼口烟气流量、烟[M].北京:中国电力出版社,2006.气温度等因素对脱硫效率也有一定影响,通过主机(编辑:王书平)控制好这2个参数,也能对保证较高的脱硫效率产生积极影响。作者中国煤化工3结论CNMHG,工程师,从事发电厂脱硫运⊥LTF。彭宜藻(1963—),男,江苏兴化人,工程师,从事发电厂通过运行实践可以得出如下结论:严格控制脱电气、脱硫运行方面的工作硫系统人口SO2质量浓度和粉尘含量,保证石灰石张爱民(1968—),男,江苏江都人,助理工程师,从事发品质,合理控制吸收塔内浆液的pH值和石膏浆液电厂锅炉、脱硫运行方面的工作