小型生物质能源块(秸秆)加工基地建设

第3卷第2期农业工程Vol 3 No. 22013年3月A gricultural EngineeringMar.2013小型生物质能源块(秸秆)加工基地建设刘萍,贺刚,翟改霞(中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院,呼和浩特0100要:随着秸秆的开发利用,特别是发展比较迅速的生物质能发电,对生物质能加工设备需求十分迫切。而目前国内立项或准备投资建设的生物质能源发电厂均为引进国外设备,价格十分昂贵。该文提出了小型生物质能源块(秸秆)加工基地建设的思路,并推荐了几种设备供选择参考。关键词:生物质能源;基地;建设图分类号:S210.7文献标识码:A文章编号:2095-1795(2013)02-0034-02Processing Base Construction of Small Biomass Energy Block( StrawLiu Ping, He Gang, Zhai GaixiaHohhot Branch of Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences, Hohhot 010010, China)Abstract: With development and utilization of crops straw, especially rapid development of biomass power generation, demandfor biomass processing equipment is very urgent. At present, biomass energy power plants in domestic have imported foreign exensive equipments. Thought on the construction of small biomass energy block was proposed. And several kinds of devices wereKey words: Biomass Energy, Base, Construction国北方产粮地区严重的生态问题,引起中国政府和国0引言际社会的广泛关注。发展秸秆直燃发电项目的地区中国每年约有2亿t的剩余农作物秸秆,由于没应当是粮棉、秸秆的主产区或者种植相对比较集中的有适宜的用途,大多数在田间直接焚烧,已成为中国地区,以保证电厂对秸秆资源总量的要求。秸秆一般北方产粮地区严重的生态问题。随着秸秆的开发利指稻谷、小麦、玉米、豆类、油料和棉花6类作物秸用,特别是发展比较迅速的生物质能发电,对生物质秆,我国谷草比、折算系数和折标准煤系数如表1所能加工设备需求十分迫切。而生物质能源块的生产设示。备在国内基本属于空白。目前,国内立项或准备投资表1我国谷草比、折算系数和折标准煤系数对照表建设的生物质能源发电厂均为引进国外设备,价格十 Tab. 1 Comparison table of straw ratio, onversion coefficient and分昂贵。因此,加快研究开发适合国情的生物质能源discount coefficient of standard coal块的生产设备十分迫切,同时研究如何发展和利用现农作物品种理论谷草比折算系数折标准媒系數有设备进行生物质能源发电也是一条重要途径。稻谷1:0.6230.623小麦1:1.3661农作物秸秆和废弃物生物质资源玉米0.529豆类中国是一个农业大国,每年农作物的秸秆量产量油料0.529棉花3.0000.543约6.5亿t,预计2015年将达到726亿t。随着中国经济的快速发展和农民生活水平的不断提高,做为传2秸秆燃烧发电潜力分析统农户炊事、取暖燃料的农作物秸秆,越来越多的被弃置在田间或被焚烧。初步测算,中国每年约有2目前,秸秆资源的可获得量和可利用量在市场经亿t的剩余农作物秸秆,由于没有适宜的用途,不得济条件下有很大的差异,由于许多秸秆没有任何用不在田间直接焚烧,造成严重的大气污染,已成为中途,因此使恣加于买方市场。中国煤化工CNMHG收稿日期:2013-02-25修回日期:2013-03-12基金项目:国家“十二五”科技支撑计划课题“草地复式作业关键装备研制与示范”(项目编号:2011BAD20B)作者简介:刘萍,工程师,研究方向:畜牧业工程。Emal:liuping-2005@hotmail.com刘萍等:小型生物质能源块(秸秆)加工基地建设35随着对秸秆开发利用向广度和深度的发展,秸秆表22010-2020年全国秸秆直接燃烧供热发电项目建设规将成为一种资源商品,在市场调节下,供需量和价格模与发电量预测将有较大幅度的变化,这将成为左右农作物秸秆开发Tab 2 Construction scale and capacity prediction about heatingpower of straw burning directly in 2010-2020利用的主要制约因素。秸秆到厂价格是由秸秆的价秸秆直接燃烧供热装机容量年发电量秸秆利用量值、农民劳动力机会成本和收储运成本构成的。在一年份项目个数/MW化亿kW·h段时间内,秸秆的价值会随着秸秆使用价值的凸现而2010360上升;农民劳动力机会成本也会随着经济的发展和人0158621440民社会水平的提高而上升;只有收储运成本有一定的合计31502520下降空间。但是,在调研中发现,收储运成本只占秸注:1个项目按照25MW折算。秆到厂价格的30%~40%,下降空间有限;反之,其区和产量信息,见表31。21个省市中,黑龙江、吉他两个因素必然上升,因此,在预测秸秆到厂价格林、辽宁、河北、河南、山东、山西、四川、陕西、时,留出较大的涨价空间。江苏、湖北和安徽12个省的农作物种植面积、产量根据有关部门的测算,全国计划应用秸秆发电的均居全国前列,多以旱地高秆作物为主,秸秆资源丰装机容量将在3150MW,从原料需求量和现有量分富,可满足资源的供应要求。除此以外,在水资源比析看,资源的需求量仅占总量的10%,其潜力巨大,较丰富的内蒙古河套地区,有规模化经营的大型农场详见表2。和现代化的农垦基地,农业播种面积大,具有发展直根据《中国统计年鉴2011》的全国主要粮棉产燃发电项目的基本条件。表3全国主要粮棉产区面积和产量Tab 3 Main grain production area and output in China稻谷小麦玉米豆类油料棉花序号地区面积产量面积产量面积产量面积产量面积产量面积产量n103hm2历万tn03hm2历万历tn03hm/10 hm北京61.628.4149.8842天津15.811.2110.553.251.86.33河北79.754.22420.31230.63008.61508.7194.433.5464.4140.3581.657.04山西728.5232.21548.9766.0334.057.05内蒙古74.8566.2165.22485.61465.71100.4166.0693.6128.10.6辽宁677.5457.67.53.72093.01150.5151.0347.40.40.17吉林673.5568.53.61.23046.72004.0537.3112.9303.170.43.30.58黑龙江2768.81843.9280.092.54368.42324.43750.4601.9167.227.59江苏2234.21807.92093.11008.1403.7218.534.1574.4152.0235.726.110安徽2245.41383.42365.71206.7312.71021.2121.9944.3227.6344.431.611山东128.2106.43561.92058.62955.31932.1166.9815.9342.2766.472.412河南628.0471.25280.03082.22946.01634.8513.493.31564.1540.713湖北2038.21557.81000.1343.1531.4261.0192.144.31448.7311.8480.147.214四川2004.51512.11265427.71355.46690434.998.31218,9268.515云南11417.8613.0579.4333.3016西藏1.00.637.14.224.017陕西121.681.01148.9403.81182.4532.2224.0301.256.118甘肃835.5390.4198.935.5345.719青海12.3177.9宁夏211.43223.4165.848.721新骚66.959.01120.0623.5653.8421.6112.328.3273.466.61460.6247.9上所述保秸秆能够以合理的价格,持续稳定供给的原则,适3存在的主要问题宜建设秸秆直燃发电项目的省份和地区,初步可确定生物质能源块的生产设备在国内基本属于空白。为18个:东北、华北的黑龙江、吉林、辽宁、河北、目前国内立而成准#咨建沿的生物质能源发电厂均河南、山东、山西和陕西;西部经济欠发达的内蒙为引进国中国煤化如内蒙古阿尔山古、宁夏、甘肃、新疆、青海和云南;长江流域以北12MW生物人CNMH燃料靠拌材,引的四川、湖北、安徽和江苏(下转第26页)农业工程信息与电气化农机化研究,2008(5):213-215Journal of Agricultural Mechanization Research, 2006(9):194Jing Ke, Zhang Mengiie, Li Fang, et al. Current situation anddevelopment of controller in greenhouse[ J]. Jourmal of Agricultural[7]张水保,徐守志,李丰杰.智能温室远程监控系统设计[JMechanization Research, 2008(5): 213-215峡大学学报:自然科学版,2012,34(2):76-79[3]任秀丽,于海斌. ZigBee无线通信协议实现技术的研究[J].Zhang Shuibao, Xu Shouzhi, Li Fengjie. Design of intellige计算机工程与应用,2007,43(6):143-145greenhouse remote monitoring system[ J]. Jourmal of China ThreeRen Xiuli, Yu Haibin. Study of realizing technology on ZigBeeGorges University: Natural Sciences, 2012, 34(2): 76-79wireless communication protocol[J]. Computer Engineering and[8]毕玉革,麻硕士,我国现代温室环境控制硬件系统的应用现状Applications,2007,43(6):143-145及发展[J].农机化研究,2009(3):226-229.[4]孙忠富,曹洪太,李洪亮,等.基于GPRS和WEB的温室环Bi Yuge, Ma Shuoshi. Research on current situation and develop境信息采集系统的实现[冂].农业工程学报,2006,22(6)ment of environment control system modes in greenhouse in China131-134.[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2009(3)Sun Zhongfu, Cao Hongtai, Li Hongliang, et al. GPRS and WEBbased data acquisition system for greenhouse environment[J].[9]李惟毅,李兆力,雷海燕,等,农业温室微气候研究综述与理Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering论模型分析[刀].农业机械学报,2005,36(5):137-1402006,22(6):131-134Li Weiyi, Li Zhaoli, Lei Haiyan, et al. Research on agricultural[5]王福禄,房俊龙,张喜海.基于无线传感器网络技术的温室环greenhouse microclimate and analysis of theoretical model [J]境监测系统研究[门].自动化技术与应用,2009(10):59-64Transactions of the Chinese Society of Agricultural MachineryWang Fulu, Fang Junlong, Zhang Xihai. The environmeantal mo-2005,36(5):137-14nitoring system for greenhouse based on wireless sensor network[J][10]陈晴,孙忠富.基于作物积温理论的温室节能控制策略探讨Techniques of Automation and Applications, 2009(10): 59-64[J].农业工程学报,2005,21(3):158-161[6]孙超,张世庆,张西良,等.无线传感器网络在温室环境监测Chen Qing, Sun Zhongfu. Energy-saving control strategy for gr中的应用[J].农机化研究,2006(9):194-195house production based on crop temperature integration[J]Sun Chao, Zhang Shiqing, Zhang Xiliang, et al. Wireless sensoractions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2005networks applied on environment monitoring in greenhouse [JI21(3);158161(上接第35页)进丹麦的木料切削机等设备,价值数千万元。我国的质(秸秆)能源块加工的主要设备,93ZT-700型饲河北、山东等地拟建设的生物质能源发电厂也计划与料砖加工成套设备为备选设备。9YFQ-1.9A型方草丹麦BWE公司合作,设备投资占总投资的70%以捆压捆机和9YDC-220W型饲草打捆机作为首次成型上,而生物质能燃料设备投资占主要部分。可以看设备主要用于田间作业,以减少运输成本。按照中国出,尽管我国生物质资源非常丰富,但生物质能源块农机院呼和浩特分院近年来饲料块的生产经验,以农加工设备是我国发展生物质能源发电的瓶颈。因此,户加设备的模式为主,即在一定的运输半径内投放加快研制和开发生物质能源块的国产生产设备十分重定数量的加工设备。此种模式可供生物质(秸秆)能源块加工借鉴。4小型生物质能源块(秸秤)加工基地建设初在上述生产模式的基础上对现有设备选型并进行步方案改进,其关键问题是解决设备的适应性、生产率和可靠性近些年,国内一批科研单位和企业加大了对农作按照上述方案,须获得政府及有关部门的支持,物秸秆等饲料成型技术设备的研究开发,包括压捆、如研究开发经费、试验点的选择等。压块、压粒等设备。其中中国农机院呼和浩特分院研制的5种设备经过改进后可供生物质能源块(秸秆)参考文献加工选用根据生物质能源发电对燃料的要求,以9YK[1]国家统计局.中国统计年鉴2011M].北京:中国统计出版0.4A型饲草压块机和9YB60-1型饲草压饼机为生物中国煤化工CNMHG