建設(shè)秸稈氣化發(fā)電站分析報(bào)告

PAGE6PAGE1建設(shè)秸稈氣化發(fā)電站分析報(bào)告秸稈發(fā)電當(dāng)前國(guó)內(nèi)行業(yè)狀況秸稈能源在我國(guó)是一個(gè)剛起步的新產(chǎn)業(yè)，是一個(gè)科技含量比較高的產(chǎn)業(yè)，自2004年開(kāi)始，秸稈發(fā)電技術(shù)的推廣和普及也逐步成為中國(guó)政府和民間關(guān)注的熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)秸稈發(fā)電方式采取的是秸稈直燃發(fā)電模式和秸稈氣化小型發(fā)電模式。秸稈直燃發(fā)電模式國(guó)內(nèi)秸稈直燃發(fā)電工程準(zhǔn)備建設(shè)和正在建設(shè)的項(xiàng)目不少，而建成運(yùn)行獲利的秸稈直燃發(fā)電項(xiàng)目基本沒(méi)有。江蘇省近年來(lái)共建成12個(gè)秸稈直燃發(fā)電廠，全部虧損。國(guó)內(nèi)其他聲稱不虧的項(xiàng)目，是否秸稈燃料私下?lián)綗禾坎坏枚?。秸稈直燃發(fā)電主要面臨以下問(wèn)題：一是技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有能夠解決。由于鍋爐及前處理設(shè)備是從國(guó)外引進(jìn)，設(shè)備價(jià)格昂貴，導(dǎo)致大型秸稈發(fā)電廠的初始投資成為很大的問(wèn)題。動(dòng)輒上億元的投資，意味著太大的風(fēng)險(xiǎn)，況且是投入到這類新型的農(nóng)村能源系統(tǒng)中，投資方會(huì)承擔(dān)更大的風(fēng)險(xiǎn)。二是秸稈直燃發(fā)電最大的問(wèn)題是資源的收集，這在我國(guó)尤其困難。對(duì)于秸稈直燃發(fā)電項(xiàng)目，秸稈產(chǎn)量有多大，秸稈的分布和運(yùn)輸條件如何，必須要先調(diào)查清楚。我國(guó)大部分地區(qū)都是以農(nóng)戶為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單位，戶均耕地占有面積很小，根據(jù)對(duì)我國(guó)糧食產(chǎn)量最大的五個(gè)省的統(tǒng)計(jì)，每年每戶的秸稈可獲得量?jī)H為4～5噸。以2.5萬(wàn)千瓦的秸稈發(fā)電廠每年消耗秸稈20萬(wàn)噸計(jì)，需要從近5萬(wàn)戶農(nóng)戶收購(gòu)，這些秸稈還是分夏秋兩季提供，意味每年需要完成近10萬(wàn)筆秸稈收購(gòu)交易，無(wú)論對(duì)收購(gòu)的組織還是收集成本控制都是極大的考驗(yàn)。其次，大型的秸稈發(fā)電系統(tǒng)存在的一個(gè)最大風(fēng)險(xiǎn)就是秸稈的收集問(wèn)題，我國(guó)農(nóng)村人多地薄、自然村相對(duì)分散的特點(diǎn)決定了很難在幾個(gè)自然村的小范圍內(nèi)收集到大型秸稈發(fā)電系統(tǒng)所需要的數(shù)十萬(wàn)噸秸稈燃料，除非擴(kuò)大收集半徑。這樣又涉及到秸稈的收集、分選、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、防腐、防火等諸多問(wèn)題，收購(gòu)成本會(huì)急劇上升。一個(gè)產(chǎn)業(yè)只有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈才能健康發(fā)展。但當(dāng)前對(duì)秸稈能源的利用，大家關(guān)注的多是項(xiàng)目建設(shè)，其中甚至不排除為趕時(shí)髦和出政績(jī)而上項(xiàng)目。進(jìn)口機(jī)組為了提高效率，單個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)裝機(jī)容量比較大，基本上都在2萬(wàn)千瓦以上，這導(dǎo)致每個(gè)電廠每年需要30萬(wàn)噸以上的秸稈供應(yīng)，電廠投資都達(dá)2億至3億元之巨。因此，最終發(fā)出的電力價(jià)格會(huì)比較偏高，且短期內(nèi)很難降下來(lái)。由于每種技術(shù)都有各自的特點(diǎn)，所以，不應(yīng)該完全肯定或完全否定某一項(xiàng)技術(shù)。關(guān)鍵是在選擇技術(shù)路線時(shí)，必須充分考慮項(xiàng)目所在地的實(shí)際情況，采用最適宜的技術(shù)。能源轉(zhuǎn)換產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效益非常明顯，國(guó)外秸稈發(fā)電也有向大規(guī)模發(fā)展的趨勢(shì)，但是國(guó)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以農(nóng)場(chǎng)為主，每個(gè)收購(gòu)合同或收購(gòu)交易可以提供的秸稈數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)。有關(guān)專家曾對(duì)收集秸稈的運(yùn)輸成本進(jìn)行過(guò)詳細(xì)的調(diào)查和測(cè)算，發(fā)現(xiàn)收集半徑在15千米以內(nèi)，其運(yùn)輸成本增加很少。半徑15千米可以提供的秸稈為10千米的一倍以上，所以，可在此范圍內(nèi)有選擇性地收購(gòu)，以有效地防范秸稈收購(gòu)價(jià)格被惡意抬升的風(fēng)險(xiǎn)。秸稈氣化發(fā)電模式以上種種不難看出，如果有一個(gè)公司，能夠充分理解并抓住國(guó)家政策的良好機(jī)遇，能夠充分研究該領(lǐng)域的特點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)，從而規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，那么這個(gè)公司必將找到這個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域的高利潤(rùn)區(qū)。新能源綜合開(kāi)發(fā)利用公司正是希望自己能夠成為這樣的公司，能將自己的利潤(rùn)區(qū)建立在政府建立節(jié)約型社會(huì)的愿景上；建立在滿足群眾尤其是農(nóng)村群眾增加收益的基礎(chǔ)上，將小秸稈做出大文章，變害為利、變廢為寶。利用秸稈氣化發(fā)電可以把解決能源短缺、環(huán)保和農(nóng)民增收三大問(wèn)題很好地結(jié)合起來(lái)。秸稈氣化發(fā)電模式，主要利用國(guó)內(nèi)企業(yè)自己開(kāi)發(fā)的秸稈氣化發(fā)電系統(tǒng)，其具備了世界先進(jìn)水平且十分成熟的氣化爐和內(nèi)燃機(jī)結(jié)合的氣化發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用流化床氣化爐內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，降低了對(duì)燃?xì)怆s質(zhì)的要求（焦油、雜質(zhì)含量≤20mg/m3即可）和系統(tǒng)建造、運(yùn)行成本。該系統(tǒng)適合發(fā)展分散獨(dú)立的秸稈能源利用系統(tǒng)，即分布式能源。隨著我國(guó)能源供需形勢(shì)的發(fā)展，人們對(duì)秸稈發(fā)電規(guī)模和系統(tǒng)效率提出了更高的要求，發(fā)展新的秸稈氣化熱電聯(lián)供模式的必要性越來(lái)越明顯。從目前國(guó)內(nèi)已建有的小型的秸稈氣化發(fā)電站來(lái)看，投資小、建設(shè)周期短、投資回收快，而且設(shè)備全部是國(guó)產(chǎn)的，運(yùn)行費(fèi)用低。從這可以看出秸稈氣化發(fā)電是秸稈能源利用的最適合的途徑。秸稈發(fā)電站工藝流程和相關(guān)技術(shù)秸稈氣化發(fā)電站系統(tǒng)主要包括秸稈進(jìn)料系統(tǒng)、流化床氣化爐、燃?xì)鈨艋到y(tǒng)、燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組等部分。進(jìn)料機(jī)構(gòu)：進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用螺旋加料器，動(dòng)力設(shè)備是電磁調(diào)速電機(jī)。螺旋加料器既便于連續(xù)均勻進(jìn)料，又能有效地將氣化爐同外部隔絕密封起來(lái)，使氣化所需空氣只由進(jìn)風(fēng)機(jī)控制進(jìn)入氣化爐，電磁調(diào)速電機(jī)則可任意調(diào)節(jié)生物質(zhì)進(jìn)料量。流化床氣化爐：氣化裝置可采用循環(huán)流化床氣化爐，它主要由進(jìn)風(fēng)機(jī)、氣化爐和排渣螺旋構(gòu)成。生物質(zhì)在氣化爐中經(jīng)高溫?zé)峤鈿饣煽扇細(xì)怏w，氣化后剩余的灰份則由排渣螺旋及時(shí)排出爐外。燃?xì)鈨艋到y(tǒng)：燃?xì)庑杞?jīng)凈化處理后才能用于發(fā)電，燃?xì)鈨艋ǔ龎m、除灰和除焦油等過(guò)程。為了保證凈化效果，該裝置可采用多級(jí)除塵技術(shù)：例如慣性除塵器、旋風(fēng)分離器、文氏管除塵器、噴淋除塵、電除塵等，經(jīng)過(guò)多級(jí)除塵，燃?xì)庵械墓腆w顆粒和微細(xì)粉塵基本被清洗干凈，除塵效果較為徹底；燃?xì)庵械慕褂筒捎梦胶退椿蚪褂土呀獾姆椒ㄟM(jìn)行清除，主要設(shè)備是兩個(gè)串聯(lián)起來(lái)的噴淋洗氣塔。氣體經(jīng)氣化爐自身凈化系統(tǒng)凈化后再經(jīng)過(guò)一個(gè)二次凈化系統(tǒng)，將焦油等雜質(zhì)進(jìn)一步去除掉，進(jìn)而達(dá)到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)氣口的進(jìn)氣要求。秸稈氣化發(fā)電流程示意圖燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組：勝動(dòng)12V190燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組適應(yīng)低熱值可燃?xì)怏w的變化，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：1、空燃比自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)采用電控混合技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒狀況，由中央控制單元發(fā)出指令，執(zhí)行器調(diào)整燃?xì)馔ǖ溃瑥亩淖內(nèi)細(xì)膺M(jìn)氣量，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)混合比的目的，使發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比始終保持在理想狀態(tài)，整個(gè)調(diào)整過(guò)程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組采用電子控制技術(shù)，通過(guò)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)混合氣空燃比，顯著提高對(duì)燃?xì)鉂舛茸兓倪m應(yīng)能力，可燃?xì)怏w濃度在20%~100％之間變動(dòng)時(shí)，機(jī)組都能適應(yīng)。2、低壓進(jìn)氣技術(shù)針對(duì)低熱值燃?xì)鈮毫Φ偷臍怏w特點(diǎn)，該發(fā)電機(jī)組按先混合后增壓的技術(shù)設(shè)計(jì)，使機(jī)組對(duì)燃?xì)獾膲毫σ筝^低，只需要燃?xì)膺M(jìn)氣壓力（機(jī)組調(diào)壓閥前）達(dá)到300mmH2O以上即可達(dá)到機(jī)組的使用條件，不需要增加加壓裝置，減少投資。未采用此技術(shù)的國(guó)內(nèi)其他廠家的發(fā)電機(jī)組需要增加加壓裝置，這樣不僅增加了投資，同時(shí)也增加了機(jī)組故障點(diǎn)、安全隱患，并消耗了電力。3、稀燃技術(shù)機(jī)組通過(guò)合理匹配配氣系統(tǒng)，調(diào)低空燃比，利用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新概念燃燒室技術(shù)在局部形成點(diǎn)火能量相對(duì)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)點(diǎn)火，增大了點(diǎn)火能量，提高燃?xì)馊紵俣龋瑢?shí)現(xiàn)了稀薄燃燒，降低了機(jī)組熱負(fù)荷，提高了機(jī)組對(duì)燃?xì)獾倪m應(yīng)性和機(jī)組的熱效率，其動(dòng)力性和可靠性大大提高。未采用此技術(shù)的機(jī)組，對(duì)燃?xì)獾某睗裥暂^為敏感，表現(xiàn)為點(diǎn)火困難或點(diǎn)火不連續(xù)。預(yù)燃室技術(shù)是指先由火花塞點(diǎn)燃預(yù)燃室的混合氣，然后出現(xiàn)多個(gè)著火點(diǎn)，增大點(diǎn)火能量，引燃燃燒室的混合氣。提高了燃燒速度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷，將排溫控制在550℃左右，減少了缸蓋等主要件的熱負(fù)荷，從而延長(zhǎng)了整機(jī)的使用壽命，并同時(shí)降低了氣耗率，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。4、燃燒控制技術(shù)通過(guò)勝動(dòng)公司獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)，可將機(jī)組的缸溫控制在420℃以下，顯著降低熱負(fù)荷，明顯提高機(jī)組運(yùn)行可靠性，特別是具有避免機(jī)組爆震發(fā)生的作用，未采用此技術(shù)的機(jī)組一般是憑人的感官和經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整機(jī)組運(yùn)行狀況，機(jī)組運(yùn)行時(shí)缸溫會(huì)超過(guò)500℃，其關(guān)鍵部件的壽命大大降低，尤其是缸蓋等部件的壽命不能滿足機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行的要求?？刂蒲b置：由電控柜、熱電偶及溫度顯示表、壓力表及風(fēng)量控制閥所構(gòu)成。在用戶需要時(shí)也可增加相應(yīng)的電腦監(jiān)控系統(tǒng)。廢水處理設(shè)備：由于氣化的燃?xì)馔ㄟ^(guò)水洗進(jìn)行凈化，焦油、NOx、SO2、NH3等成分幾乎全部轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污水中。通過(guò)過(guò)濾吸附、曝氣、沉淀、生化處理等方法處理廢水，處理后的廢水再循環(huán)利用。運(yùn)行溫度和氣體成分本裝置用空氣做氣化介質(zhì)，運(yùn)行溫度控制在730~830℃，生物質(zhì)氣化后的可燃?xì)庵邪∟2、O2、H2、CO2、CO、CH4和CnHm等成分，氣體熱值在5016~6152kJ/Nm3之間。以1MW秸稈氣化發(fā)電裝置為例，氣化爐點(diǎn)火成功后，發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，同其它生物質(zhì)相比，秸稈的灰份含量高達(dá)15%以上，當(dāng)溫度超過(guò)850℃時(shí)，秸稈灰便會(huì)發(fā)生熔融結(jié)渣現(xiàn)象，堵住爐內(nèi)排渣口，影響氣化爐的正常運(yùn)行，因此，爐內(nèi)溫度的控制十分關(guān)鍵。正常情況下，氣化爐的反應(yīng)溫度應(yīng)穩(wěn)定在700~800℃左右。化學(xué)過(guò)程氣化爐內(nèi)的化學(xué)過(guò)程主要包括燃燒反應(yīng)、熱分解反應(yīng)和還原反應(yīng)。生物質(zhì)原料進(jìn)入氣化爐后，部分與氧氣燃燒，提供熱分解所需的熱量，大部分生物質(zhì)在缺氧條件下發(fā)生熱分解反應(yīng)，析出揮發(fā)份和焦碳，揮發(fā)份在高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)停留發(fā)生二次反應(yīng)，使焦油進(jìn)一步裂解為氣體，同時(shí)氣體和焦碳之間，氣體和氣體之間進(jìn)一步發(fā)生還原反應(yīng)。最后，氣相的焦油和氣體攜帶部分細(xì)顆粒焦碳、灰塵進(jìn)入燃?xì)鈨艋b置，部分焦碳通過(guò)慣性除塵器后回流進(jìn)入氣化爐參加反應(yīng)。氣相焦油冷凝，通過(guò)水洗除去，凈化后的燃?xì)膺_(dá)到內(nèi)燃機(jī)的要求。三、電站建設(shè)投資表1MW電站項(xiàng)目投資估算明細(xì)表:名稱費(fèi)用（萬(wàn)元）備注建筑工程10設(shè)備簡(jiǎn)易廠房10辦公室及監(jiān)控室30儲(chǔ)料倉(cāng)庫(kù)（按儲(chǔ)料一周至十天設(shè)計(jì)）設(shè)備購(gòu)置2102臺(tái)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組801臺(tái)氣體發(fā)生爐（含初次凈化設(shè)備）10氣體處理和凈化設(shè)備20電站輔助設(shè)備安裝工程30電站所有設(shè)備和部件的安裝其他和預(yù)備費(fèi)用30工程建設(shè)其他費(fèi)用流動(dòng)資金30合計(jì)460四、經(jīng)濟(jì)效益分析1、年收入預(yù)算1）發(fā)電收入：電站按每年運(yùn)行約300天，每天運(yùn)行24小時(shí)計(jì)算，總運(yùn)行時(shí)間約為7200小時(shí)/年；機(jī)組長(zhǎng)期輸出功率按額定功率的80%計(jì)算為800kW。則年發(fā)電量576萬(wàn)度，除系統(tǒng)自耗電6％外，實(shí)際外輸電力541.44萬(wàn)度，目前國(guó)內(nèi)燃煤脫硫機(jī)組上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)均價(jià)為0.35元/kW·h，按照相關(guān)政策，每度電享受0.25元的財(cái)政補(bǔ)貼，發(fā)電年收入=541.44×(0.35+0.25)=324.864萬(wàn)元2）成本預(yù)算人員工資及福利費(fèi)：20萬(wàn)元/年（按人計(jì)算，電站職工定員表略）外購(gòu)件及動(dòng)力費(fèi)：10萬(wàn)元/年修理費(fèi)：10萬(wàn)元/年秸稈原料費(fèi)：120萬(wàn)元（每年消耗秸稈原料10000噸，單價(jià)120元/噸計(jì)）其他費(fèi)用：10萬(wàn)元綜上，年運(yùn)行費(fèi)用約為170萬(wàn)元/年3）電站的年凈收益：總收入-總成本=324.864-170=154.864萬(wàn)元投資回收期為2.9年左右注：本效益分析中未包括蒸汽利用部分產(chǎn)生的效益和炭的銷售利潤(rùn)，如加上此部分效益將更加可觀。電站的建設(shè)給農(nóng)民增收，