黑龙江热电公司锅炉掺烧生物质燃料改造工程可行性研究

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1、 目 录1概 述11.1项目概况及编制依据11.2研究范围21.3阿城区概况31.4技术改造的目的和必要性61.5主要设计原则71.6节能效果及主要技术经济指标82 供热热负荷92.1供热现状92.2规划热负荷92.3设计热负荷102.4采暖热负荷延续曲线122.5生产用蒸汽热负荷123电力系统143.1 电力系统现状143.2 电力负荷预测153.3 电力平衡153.4 金京热电分公司接入系统154生物质燃料资源194.1燃料来源194.2电厂燃料消耗量194.3生物质燃料的来源204.4生物质燃料的收集与储存205机组选型及供热方案225.1装机方案概况225.2 主机参数225.3主要经

2、济技术指标246厂址条件266.1 厂址概述266.2 交通运输276.3电厂水源276.4 电力出线276.5 热网出线277工程设想287.1厂区总平面规划布置287.2燃料运输297.3燃烧系统改造327.4原热力系统407.5厂房布置427.6 除灰渣系统437.7 给排水系统457.8储灰场487.9 化学水处理系统487.10电气部分518 环境保护568.1 环境现状568.2环境影响评述578.3 污染防治措施628.4技术改造的环境效益658.5结论659 劳动安全与工业卫生669.1可能产生的职业危害及造成危害的因素669.2 编制依据669.3 防火防爆669.4 防尘、

3、防毒、防化学伤害679.5 防电伤、防机械伤害和其他伤害689.6 防暑、防寒、防潮689.7 防噪声、防振动699.8 其他安全和工业卫生措施7010 节能和合理利用能源7210.1编制依据7210.2编制原则：7210.3节煤量计算7310.4节约措施7310.5节水措施7410.6 节约原材料措施7510.7 节电措施7511 企业组织与劳动定员7811.1 企业组织7811.2 劳动组织及管理7811.3 人员配备7811.4 人员培训7912 结论8012.1主要技术经济指标8012.2建议8112.3结论8113投资估算8313.1 概况8313.2编制依据8313.3投资分析84

4、13.4投资估算8413.5说明8414技术经济8614.1资金来源8614.2项目实施进度8614.3流动资金8614.4成本预测8714.5销售收入8714.6利润分配8714.7评价指标计算8814.8盈亏平衡分析8814.9敏感性分析8814.10评价结论8890 / 95文档可自由编辑打印1概 述1.1项目概况及编制依据 1.1.1 项目概况项目名称：黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司锅炉掺烧生物质燃料改造工程建设单位：黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司建设地点：黑龙江省哈尔滨市阿城区项目负责人：陈景春可行性研究编制单位：黑龙江省冶金设计规划院单位资质：工程咨询甲级 103181

5、1001项目负责人：朱 红生产规模：节约标准煤93800t/a1.1.1.1项目法人概况黑龙江岁宝热电有限公司是中港合资企业，于1994年由阿城市热电厂与香港岁宝集团有限公司合资设立。公司注册资本为8500万人民币。前身是阿城市热电厂，始建于1988年，现已建设成为一个拥有固定资产五个多亿，集发电、供热为主体，灰渣综合利用、多种经营共同发展的现代化地方热电联产企业。公司主营范围：发电、供热、水泥、水泥制品、复合肥料、增钙高效灰、增钙复合灰、增钙渣粉和复混肥料及煤炭生产、房地产等。现有员工1329人，占地面积25万平方米。总装机容量72兆瓦。年发电量3.6亿千瓦时，供工业蒸汽25万吨，供暖面积4

6、10万平方米。黑龙江岁宝热电有限公司包括阿城热电厂和金京热电分公司两部分。本工程系金京热电分公司的275t/h循环流化床锅炉+235t/h链条炉的燃料供应系统及相关工艺系统，包括生物质造粒车间，储存中转运输系统，稻壳储存运输系统及相关的电气，土建施工设计改造项目。1.1.2 编制依据1）黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司与我院签订的可行性研究设计合同;2）关于黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司锅炉掺烧生物质燃料改造项目建议书；3）GB50049-94小型火力发电厂设计规范；4）国家发展改革委员会关于印发可再生能源发电有关管理规定的通知，发改能源200613号；5）阿城热电厂设计资料。1.2

7、研究范围按照可行性研究报告内容深度的规定，本阶段可行性研究工作的范围：1）燃料供应系统；2）厂址总平面布置；3）项目投资估算及经济分析；不属于本可研范围的有关的项目1）锅炉燃烧系统改造；2）燃料收集站设计；3）燃料改变后环境影响评价；1.3阿城区概况1.3.1地理位置阿城区位于黑龙江省南部，处在哈尔滨市区东南28.4公里处。地址坐标为东经12624001273900北纬451200东北以蜚克图河、舍利河为界，与宾县相邻，东南与尚志市接壤，西南与五常市比邻，西与双城市为邻，西北与哈尔滨市区连接，北至松花江南沿，与呼兰区隔江相望。阿什河由南而北纵贯阿城区中部，滨绥铁路从西北向东南方向斜穿境内，30

8、1国道、哈同（同江）、哈五（五常）等数条国道和省级干道穿境而过。阿城区人民政府位于阿城区中部、阿什河西岸的阿城市区。阿城区基本地貌为“六山一水三分田”，东部山区峰峦叠嶂，西部平原坦荡如砥。全区幅员面积2814平方公里，其中市区面积56.54平方公里。下辖5乡11镇，5个街道办事处，总人口65.2万，其中非农业人口是24.6万。阿城区，是一座有着悠久历史和丰富文化底蕴的名城。公元1115年，女真人杰出首领完颜阿骨打在这里建立了声威显赫的大金帝国，历经4帝38年，史称金上京会宁府。阿城区交通发达。301国道、哈同、哈五等数条国道和省级干道穿境而过。滨绥铁路横贯东西，构成了阿城经济发展的动脉。阿城区

9、是国家500个商品粮大县之一。阿城地处张广才岭与松花江平原的缓冲地带，土质肥沃，物产富饶。近年来，阿城相继荣获“中国大米之乡”、“中国大蒜之乡”等称号。农业步入了小农户、大基地、小品种、大产业、小商品、大市场、小投入、大产出的特色效益型良性发展的轨道。阿城区工业基础雄厚，是黑龙江省的工业重镇。市内有亚洲最大的自动继电保护装置生产企业，被誉为“中国继电保护发祥地和摇篮”；有国家大型化纤联合生产企业，有国内啤酒行业的龙头企业青岛啤酒集团（哈尔滨）有限公司；有东北地区白酒行业排头兵企业玉泉酒业集团、龙江龙股份有限公司；有黑龙江省最大的冶金生产联合企业西林钢铁集团阿城钢铁有限公司；有全国优秀外商投资企

10、业、黑龙江创人均利税最高的工业企业中英合资马利酵母有限公司。建材工业是阿城的又一支柱产业，现已探明金属、非金属、稀有元素矿产共25个矿种，地质储量达25亿立方米以上，建筑石、石灰石、大理石、水泥产量在全省名列前茅，是哈尔滨的建材工业基地。能源工业是阿城的新兴产业，以黑龙江岁宝热电有限公司为龙头，企业自备电厂为依托，实现了热电联供，产生了巨大的经济效益和社会效益。目前阿城已有4户上市企业，在黑龙江中小城市中绝无仅有。阿城区气候属寒温带大陆性气候，有关气象资料如下：年平均温度3.4极端最低气温-40极端最高气温36.5采暖日平均温度-9.5采暖天数179天全年主导风向西北风年平均降水量518.5m

11、m最大年降水量754.8mm最小年降水量383.5mm无霜期135140天最大冻结深度1.85m地震烈度6度阿城区是全国粮食生产主产区之一，全区生物质燃料总量为86.03万吨，主要包括秸秆、枝条、稻壳等生物质燃料。在拟建发电厂为中心的30公里半径内，生物质产量为40万吨。随着农民经济收入的增加，生活质量的提高，居民生活用生物质燃料量明显下降。阿城区政府高度重视粮食产业，并会在“十一五”期间，引进大型水稻、大豆等农副产品加工企业，围绕畜牧用粮和工业用粮，规划建设优质粮食生产基地，进一步扩大粮食生产规模，引导农民增加优质水稻等粮食作物面积，从而带动全市稻草、稻壳产量的快速增长。综上所述阿城区燃料总

12、量在今后不断的发展过程中会有一定量的增长幅度，可以供应热电厂使用。1.4技术改造的目的和必要性黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司是哈尔滨市阿城区的第二热源。主要负责城区东部的供热及附近各企业的工业用汽。现有2台75t/h循环流化床锅炉和2台35t/h链条锅炉，对其进行燃烧生物质改造，其必要性有如下几方面1）我国不可再生资源主要以石化燃料为主 ，随着国民经济快速发展，能源消耗迅速增长，资源日益耗尽。利用可再生资源已是国民经济可持续发展的重大课题。2）农作物秸秆、稻壳、枝条等生物质都是可再生资源，其发热量相当于标煤的1/3，我省是农业大省，阿城是农业区，生物质资源量丰富，可收集量可满足金京热电公

13、司四台锅炉掺燃生物质的需要量。3）掺烧生物质燃料可减少污染物排放量，根据有关资料介绍各种能源燃料燃烧污染物排放量见下表：能源种类CO2(mg/m3)SO2(mg/m3)NOX(mg/m3)农作物17270.070.161.12.5煤炭95511.84.3石油8.814.440天然气4300.5本工程掺烧生物质可减少SO2、排放量629吨/年可减轻电厂排放物对环境的污染，改善居民的生活环境。4）农业秸秆除一部分还田做饭取暖用途外，剩余部分就是焚烧，造成严重空气污染，降低空气能见度，影响航空及高速公路通行。充分利用秸秆稻壳，还可以增加农民收入。稻壳到厂价按160元/t计算，生物质散料按240元/t

14、计算，每年可增加当地农民收入2560.55万元。5）电力工业是国民经济发展的重要基础，电力项目建设对自然燃料资源开发与生态环境的影响重大，抓好节约资源，保护环境，是社会经济持续发展的必要条件。综上所述，充分利用阿城区丰富的生物质资源，实现生物质资源化、无害化，是对现有能源结构的有益调整和补充，黑龙江岁宝热电有限公司金京分公司锅炉掺烧生物质燃料改造项目是集环保、节能、经济效益和社会效益为一体的节能减排工程。对促进当地循环经济建设，创建资源节约、环境改善，增加广大农民收入，推动阿城地方经济发展，都具有十分重要的意义。因此，该项改造工程是可行的也是必要的。1.5主要设计原则1.5.1 本工程对2台3

15、5t/h链条锅炉、2台75t/h循环流化床锅炉燃料供应系统掺燃生物质进行改造。1.5.2 电厂利用生物质能发电、供热，机组带基本负荷。机组年利用小时数5143小时。1.5.3 按原厂区总平面布置增设封闭式生物质散料储料场、稻壳储存仓及造粒车间设计。1.5.4 生物质燃料采用公路运输，燃料系统按2台35t/h锅炉和2台75t/h锅炉最大消耗量45t/h设计。1.5.5物料输送系统控制接原有燃煤输送控制系统。1.6节能效果及主要技术经济指标本工程对2台35t/h链条锅炉、2台75t/h循环流化床锅炉燃料供应系统掺燃生物质进行改造。并配备一整套制造生物质颗粒的生产线、料仓和输送系统，保证锅炉的燃料供

16、应。项目总投资为2293万元，其中建设投资2206万元，流动资金87万元。年均节约标准煤为93800t。项目年均销售税金及附加26.42万元，年均增值税264.18万元，年均息税前利润（EBIT）1350.32万元，年均利润总额1350.32万元，年均所得税337.58万元，年均净利润1012.74万元，投资回收期2.94年。2 供热热负荷2.1供热现状阿城区现有热电厂两座，一座为黑龙江岁宝热电有限公司，安装五台75t/h旋风炉，配三台15MW及一台6MW汽轮发电机组。另一座为金京热电分公司，金京热电分公司原为阿城糖厂自备电站，原阿城糖厂自备电站于1997年改建为阿城区的第二热源，1999年由

17、黑龙江岁宝热电有限公司兼并，更名为“黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司”。目前金京热电分公司对外供暖面积为123.8万平方米。金京热电分公司运行的主设备现状为2台35t/h中温中压参数（正转炉排）链条锅炉，2台75t/h中温中压循环流化床锅炉；1台6MW中压参数背压式汽轮发电机组和1台15MW中压参数双抽式汽轮发电机组。目前，金京热电分公司在采暖期2台机组全部运行，非采暖期只运行1台15MW机组，另一台6MW机组停运。2.2规划热负荷根据现在的热负荷调查材料表明，原由金京热电分公司提供生产用汽的两家热用户：哈尔滨马利酵母有限公司、哈尔滨酿酒总厂阿城粮食深加工厂，其中哈尔滨酿酒总厂阿城粮食深加

18、工厂已停供。金京热电分公司只负责向哈尔滨马利酵母有限公司供汽。2.3设计热负荷此次锅炉上料系统改造，保持锅炉的热工性能参数不变，由此，并不影响汽机的性能、参数，因此金京热电分公司供热范围及规模仍维持原规划，金京热电分公司原规划集中供热负荷见表2-1。 金京热电分公司原规划集中供热负荷表 表2-1年份热用户20082009201020112020供暖面积（万平方米）123.8144.9166190庆云站用汽量（t/h）30303030哈尔滨马利酵母有限公司（t/h)70701321322.3.1 综合采暖热指标根据金京热电分公司已有集中供热区域供暖的实际情况，依据生物质热电厂供热范围内的各类建筑

19、物面积所占比例和城市热力网设计规范（CJJ342002）中推荐的采暖热指标，选择其采暖热指标，详见表2-2。 采暖综合热指标选择表 表2-2建筑物性质所占比例(%)热指标选择(W/m2)住宅69.8256办公、学校18.370商服9.4568医院及幼托1.270工厂及影院1.2390依据上述原则，将表2-2加权平均后，确定采暖的综合热指标为60.28W/。 根据国家“十一五”对节能建筑的要求，在建、拟建节能建筑物综合热指标为53W/。但规划的供热建筑大部分为现有建筑，而且新增建筑中节能型建筑比例较少，故采暖热指标按60W/选取。2.3.2 设计采暖热负荷阿城区冬季采暖期180天，4320小时；

20、室外计算温度-26；室内计算温度18；采暖期室外平均温度：-9.5。由此可计算出金京热电分公司在规划各时期内的设计采暖热负荷。2.3.3.1 近期规划采暖热负荷金京热电分公司近期（2008年2010年）规划采暖总建筑面积为166万平方米，采暖热指标60W/，其设计热负荷为： 最大采暖热负荷：99.6MW平均采暖热负荷：62.3MW最小采暖热负荷：29.4MW全年采暖热负荷为：GJ/a2.3.3.2远期规划采暖热负荷金京热电分公司远期（2011年2020年）规划采暖总建筑面积为190万平方米，采暖热指标60W/，其设计热负荷为： 最大采暖热负荷：114.0MW平均采暖热负荷：71.25MW最小采

21、暖热负荷：33.63MW全年采暖热负荷为：GJ/a2.4采暖热负荷延续曲线2.4.1热负荷延续时间按热电联产项目可行性研究技术规定推荐的近似公式计算，计算结果见表2-3。 不同室外气温下的延续时间表 表2-3室外温度-26-22-19-16-13-10-7-4-12+5延续时间h120560934133117272139255929853417385442962.4.2在近期、远期规划采暖供热中，金京热电分公司在不同室外气温下所需提供的采暖热负荷见表2-4、2-5 近期规划采暖热负荷延续表 表2-4室外温度-26-22-19-16-13-10-7-4-12+5热负荷MW99.690.683.8

22、77.070.263.456.649.843.036.229.4延续时间h12056093413311727213925592985341738544296远期规划采暖热负荷延续表 表2-5室外温度-26-22-19-16-13-10-7-4-12+5热负荷MW114.0103.695.988.180.372.664.857.049.241.533.6延续时间h120560934133117272139255929853417385442962.5生产用蒸汽热负荷 原规划期生产用汽热负荷 表2-6用汽单位用汽参数小时最大用汽量（吨/小时）小时最小用汽量（吨/小时）小时平均用汽量（吨/小时）绝对

23、压力（兆帕）温度（摄氏度）马利酵母公司0.81.018013270101根据用汽参数和用汽量，考虑7的管道热损失与泄漏损失，则供汽量为：1）原规划期年供汽量60.5万吨/年114.05万吨/年2）原规划期蒸汽年供热量170.97万吉焦/年323.58万吉焦/年3电力系统3.1 电力系统现状3.1.1 阿城电网阿城电网是哈尔滨电网的组成部分之一。现运行220kV变电所二座，即阿南变电所及阿城一次变。阿城一次变主变容量153（63+90）MVA，其220KV出线两回，由阿南变电所两回LGJ-400/12千米供电，66kV出线6回，分别为阿钢线（两回），阿铜线，阿涤线及阿前线（两回）。阿南变主变容量

24、，由220kV哈东变供电，阿南变电所“II“入五哈线运行。五哈线全长120.6kM，导线型号ACSR-200。阿南变电所66kV出线9回，分别为阿背线，阿尚线，阿小线，阿南-城南线（两回），阿南-城西线（两回），阿南-岁宝线及阿南-阿钢线。3.1.2 金京热电分公司金京热电分公司隶属黑龙江岁宝热电有限公司，金京热电分公司现有装机一台6MW和一台15MW发电机组，发电机出口电压均为6KV，两台机通过一台20000kVA 6.3/66kV升压变压器升压为66kV后，电厂通过66kV LGJ-240/3.5千米一回线接入岁宝热电厂66kV新设间隔，接入阿南一次变。黑龙江岁宝热电有限公司与国家电力系统

25、接入系统方式有两种，一种是电站双回10kV电缆接入220kV阿城一次变（其中电站甲线YJLV22-3X240，电站乙线YJLV22-2X240，线路长约700米），另一种是电站一回66kV LGJ-400/8千米接入220kV阿南变电所。3.2 电力负荷预测金京热电分公司在做两台35t/h锅炉和两台75t/h锅炉的改造过程中，对电力负荷已经进行了预测，此处从略。3.3 电力平衡根据电力负荷预测，有关单位已经进行了电力平衡统计，此处从略。3.4 金京热电分公司接入系统3.4.1 金京热电分公司现有规模由于阿城区城市集中供热的需要，金京热电分公司已完成6MW机组一台和15MW机组一台的改建任务，同

26、时预留再扩建一台15MW机组的条件，金京热电分公司现有6MW机组一台和15MW机组一台为总装机容量21MW。冬季金京热电分公司直配最大负荷约6.2MW，最小负荷约4.5MW（含换热首站1.0MW及电厂厂用电2MW）左右，剩余电力电量需要上网。3.4.2 金京热电分公司接入系统方案3.4.2.1并网方案6MW和15MW发电机出口电压均选用6kV，电厂两台发电机上网电量均经一台新建20000kVA 6.3/66kV升压变压器升压为66kV后， 经一回66kV线路至岁宝热电厂66kV配电段。66kV导线截面选用LGJ-240，线路送入阿南一次变。3.4.3 接入系统二次部分3.4.3.1 系统继电保

27、护及自动装置1）概况金京热电分公司#1机组6MW，#2机组15MW均经升压以66kV线路接入黑龙江岁宝热电股份公司与系统联网。66kV联网线路导线型号LGJ-240，亘长3.5km。2）继电保护及自动装置的配置继电保护及自动装置根据国家和部颁“规程”，“规范”，“导则”的有关规定，结合金京热电分公司接入系统具体情况，继电保护及自动装置配置如下：66kV联网线66kV联网线配置全线速动的光纤保护（包括三段距离，四段过电流保护后备，三相一次重合闸，操作回路及交流电压切换回路），作为线路的主保护及后备保护。采用检查同期或线路无压方式的三相一次重合闸方式。发电机组#1和#2机组配置一套低周低压解列装置

28、。3）主设备材料光纤保护屏 2套解列装置 1套光缆 3.5千米3.4.3.2 调度自动化1）调度关系金京热电分公司由哈地调统一调度。2）调度自动化现状哈地调主站运行南京电力自动化研究所生产PEN-2000系统。金京热电分公司运行由沈阳长白计算机集团生产交流采样及远传装置，功能满足调度自动化要求。3）远动信息配置遥测：（1）发电机组的有功功率，无功功率、电流，有功电度；（2）主变高压侧有功功率，无功功率、电流，有功电度；（3）66kV线路有功功率，无功功率、电流，有功电度；（4）66kV母线电压。遥信：断路器位置信号计费关口点：发电机出口4）远动设备配置（1）远动机；（2）设置二块关口表及一套数

29、据采集装置；（3）哈地调软件。3.4.3.3 系统通信1）调度关系金京热电分公司接受地调的指挥。2）通信现状目前，金京热电分公司至阿城一次变电所有音频电缆（20对）。3）通道组织金京热电分公司对地调的通道原有的音频电缆经阿一变转接至哈地调。现有通道满足调度要求。3.4.3.4 其它通信设备均放在主控制室，不设专用通信机房。4生物质燃料资源4.1燃料来源针对我国当前能源较紧缺的现状，小火力电厂推行能源多样化。积极开发可再生能源，符合我国能源开发利用政策，是一件利国利民的大好事。计划改造的岁宝热电金京分公司地处哈尔滨市阿城区，该区及周边各县，是黑龙江省农作物高产区之一，是水稻、玉米主产区。有丰富的

30、生物质资源。因此，本工程拟改变电厂单一燃煤的燃烧方式，实现以燃烧生物质颗粒、稻壳为主，燃煤为辅的综合利用型生物质发电厂。本改造工程完工后，可减少能源消耗，减少煤烟对周边环境的污染，对增强企业的活力，促进阿城区的经济发展具有十分重要的意义。4.2电厂燃料消耗量本工程改造项目为2台35t/h链条炉和2台75t/h循环流化床锅炉。改造前，4台锅炉每年耗煤达16.5万吨。经改造后，每年可消耗生物质燃料18.98万吨。本改造工程完工后，燃料供应系统最大供应量可满足4台锅炉满负荷正常运行。即每小时应输送稻壳6.7吨，生物质颗粒16.7吨，原煤3.3吨。日供应量约为稻壳160吨，生物质颗粒400吨。4.3生

31、物质燃料的来源经考察，阿城区及附近的双城、宾县、五常等市县为我省主要粮食产区之一 ，每年可产生大量的生物质燃料。随着城区产业结构的不断优化以及农民生活水平的不断提高，秸杆、稻壳、枝条等农村居民生活所需燃料，逐渐被其它较先进的能源所替代。因此，秋收后稻草和稻壳、枝条露天堆放，占地面积大，污染周边环境，且极易发生火灾。现将生物质用于发电，变废为宝，这是一件一举多得的好事。在以电厂为中心的30公里半径内，每年可产生生物质40余万吨，若其中的40%供应电厂，即可满足锅炉的燃料需求。4.4生物质燃料的收集与储存4.4.1建立厂外储料场生物质燃料密度小，占地面积大且又易燃，电厂内不宜储存大量的生物质。因此

32、，拟将储料场按规划分散设在厂外。厂外设9座生物质收购储存场。设计每个储料场每年储存生物质燃料2万吨左右，则可满足电厂厂外储料的要求。4.4.2厂外储料场的燃料收集厂外储料场均按计划合理布设收购点，根据运营经验建立合理的规章制度，定时定量输送到电厂以保证发电厂对燃料的需求。4.4.3燃料收购价格的确定考虑到生物质收集、运输，仓储的特点，特别是区域化定向集中的特点，电厂稻壳收购价暂定为160元/吨，生物质颗粒收购价暂定为286元/吨。其中要特别强调的是要加强生物质收购中的质量管理，以质论价，对燃料的质量（主要是水分、掺杂、腐烂等）应有严格的要求。5机组选型及供热方案5.1装机方案概况电厂装机方案为

33、：275t/h循环流化床锅炉+235t/h链条式锅炉配115MW双抽式汽轮发电机组+ 16MW背压式汽轮发电机组。该电厂主要负责向阿城糖厂小区、庆云小区、通城小区、绿波小区等123.8万m2的供热及向哈尔滨马利酵母有限公司供工业蒸汽。5.2 主机参数5.2.1 锅 炉 2台型 式： 循环流化床锅炉额定出力： 75t/h过热蒸汽压力： 3.82MPa过热蒸汽温度： 450给水温度： 150排烟温度： 144锅炉效率： 83%锅 炉 2台型 式： 链条锅炉额定出力： 35t/h过热蒸汽压力： 3.82MPa过热蒸汽温度： 450给水温度： 104排烟温度： 164锅炉效率： 80%5.2.2 汽轮

34、发电机组5.2.2.1 1#汽轮发电机组1.主要技术数据产品型号B6-3.43/0.49产品型式背压式额定功率kW6000额定转速r/min3000主汽压力Mpa3.43（绝对）主汽温度435最大进汽量t/h57.965.2.2.2 2#汽轮发电机组1.主要技术数据产品代号D855产品型号CC123.43/0.98/0.490额定功率MW12最大功率MW15额定转速r/min3000额定进汽压力及变化范围MPa3.43+0.2-0.3（绝对）额定进汽温度及变化范围435额定进汽量/最大进汽量t/h56.5（113.5）/1275.3主要经济技术指标5.3.1掺烧生物质前主要经济技术指标装机方案

35、热经济指标计算结果比较表(改造前)序号项目单位115MW+16MW1汽轮机进汽量t/h 178 2汽轮机对外供汽量t/h153汽轮机抽汽供热量GJ/h42.394汽轮机凝汽供热量GJ/h64.655汽轮机对外供热量GJ/h63.16调峰锅炉供热量GJ/h07汽轮机凝汽量t/h45.938发电机功率MW219锅炉蒸发量t/h18310发电年平均标准煤耗率kg/kWh0.35711综合厂用电率%13.8312供单位热量耗厂用电率kWh/GJ6.6113发电厂用电率%5.2614供电年平均标准煤耗率kg/kWh0.37615供热年平均标准煤耗率kg/GJ44.8216年供热量GJ/a17年发电量kW

36、h/a10800000018年供电量kWh/a19机组利用小时数h514320热电厂年供暖面积104m2123.821全年耗标煤量104t/a10.13622年均全厂热效率%63.223年均热电比%38324供热分摊比0.6225发电分摊比0.3826年供热耗标煤量104t/a6.2827年发电耗标煤量104t/a3.8528年耗原煤量（发热量4300kcal/kg）104t/a16.5注：冬季采用“低真空”供热运行方式，故发电煤耗率较低。5.3.2掺烧生物质后主要经济技术指标装机方案热经济指标计算结果比较表(改造后)序号项目单位115MW+16MW1汽轮机进汽量t/h 178 2汽轮机对外供

37、汽量t/h153汽轮机抽汽供热量GJ/h42.394汽轮机凝汽供热量GJ/h64.655汽轮机对外供热量GJ/h63.16调峰锅炉供热量GJ/h07汽轮机凝汽量t/h45.938发电机功率MW219锅炉蒸发量t/h18310发电年平均标准煤耗率kg/kWh0.35711综合厂用电率%14.8312供热厂用电率kWh/GJ7.0813发电厂用电率%5.6414供电年平均标准煤耗率kg/kWh0.37815供热年平均标准煤耗率kg/GJ44.8216年供热量GJ/a17年发电量kWh/a10800000018年供电量kWh/a19机组利用小时数h514320热电厂年供暖面积104m2123.821

38、全年耗标煤量104t/a10.13622新增设备耗电量kWh/a23新增设备耗电折标煤量104t/a0.038524年均全厂热效率%63.225年均热电比%38326年节约标煤量104t/a9.3827供热分摊比0.6228发电分摊比0.3829年供热耗标煤量104t/a6.2830年发电耗标煤量104t/a3.8531年耗原煤量（发热量5000kcal/kg）104t/a3.332年耗生物质颗粒量（3600kcal/kg）104t/a13.6833年耗稻壳量（3100kcal/kg）104t/a5.306厂址条件 6.1 厂址概述6.1.1 厂区地理位置 阿城区地处黑龙江省中南部，在哈尔滨东

39、南方向，城区距哈市28公里。阿城区地理座标为：东经126.57度、北纬45.31度，海拔标高为150米，本次改建厂址所在区域为原阿城糖厂厂区内，东临糖厂的生产车间，西面是阿城区人工湖并为城市中心区，西北和北面是阿城工业区。交通十分方便，厂区地势比较低洼。6.1.2 厂址自然条件水文气象条件年平均最高气温9.7年平均最低气温1.4极端最高气温35.8极端最低气温-37.4年平均气温3.9年平均最小相对湿度3%年平均降水量581.7mm一日最大降水量81.8mm最大积雪深度20cm最大冻土深度185cm年平均风速3.3m/s最大风速21.0m/s年最多风向s（南）地震烈度6度马家沟百年一遇的洪水水

40、位标高140.11m6.2 交通运输6.2.1铁路 电厂铁路专用线为原糖厂专用线，该专用线由阿城站接轨，厂内卸车线为2条。另有一段短线。铁路专用轨顶标高在143.6m144.5m，即有线可满足本次改建要求，燃料运输采用货物交接方式。6.2.2 公路阿城糖厂厂区四面环路，北侧为哈绥大街，南侧为广场街，西侧为通城路，东侧为糖工路，交通便畅。6.3电厂水源金京热电分厂现有水源为地表水源（阿什河水源）和地下水源两部分，阿什河水源现安装有3台10SH-9离心泵（Q=380m3/h H=38m），地下水源为2眼深井，深井泵为250QJ100-84/6型（Q=100m3/h H=48m)，在供暖初期阿什河封

41、冻前和供暖末期阿什河解冻时，因阿什河水浊度较高，此时，由地下水源供给电厂用水，其他时间由地表水源供给。6.4 电力出线本次改造后沿用原有电力设备、设施，电力出线方向与原来一致。6.5 热网出线本次改造不涉及热力网管道部分，改造后原有热力网管道不动，在厂内不设新的热网管线。7工程设想 7.1厂区总平面规划布置本次改建是在原有厂区进行的， 据工艺系统要求，总平面规划布置方案现分述如下：7.1.1厂区总平面布置1）主厂房区域：主厂房采取四列式布置形成，由西向东依次为：煤仓间、锅炉房、除氧间、汽机房，跨度分别为6m、21m、7.5m、15m，柱距为6m、4.5m。2）燃料区域：燃料区与主厂房隔铁路专用

42、线，在主厂房的西侧，燃料区分为两个部分，贮煤场以及生物质造粒车间，其中煤场面积为8000平方米，原煤的运输采用火车运输，人工卸煤，装载机负责输送燃料，经地下煤斗、碎煤机室、输煤栈桥、跨过铁路专用线至主厂房煤仓间，生物质燃料造粒之后采用汽车运输，人工卸料，经过输送带、斗式提升机运输至原有输煤栈桥进入炉内。改造后燃料由纯燃煤变为生物质与煤混烧（其中生物质比例80%），生物质燃料需要造粒，利用电厂原有厂房长86.24、宽15.74米的造粒车间，占地面积1357.42，将原煤场场地向南扩建形成新煤场，占地面积2680。新建生物质散料储存厂房位于原输煤栈桥及扩建煤场之间。在输煤栈桥北侧有稻壳储存场地。3

43、）冷却塔区：本次改造后仍然采用机力通风冷却塔，布置在主厂房的北侧约80m处。4）化学水区域：保留原有化学水处理室、中和池、酸碱库及罐区，不增加建筑物。5）电气区域66kV屋内配电装置室和一台主变压器，布置在主厂房北侧约80m处。与机力通风塔相临。由于改造后锅炉蒸发量没有改变，故改建后仍利用原有烟囱。 7.1.2厂区竖向布置由于本期为改建工程，均在原有场地基础上进行布置，故场地不需要再进行平整。厂区标高：主厂房区域在140.50m左右；煤场区域平均标高为139.20m，该区域较低洼。厂区的地面排水采取无序的自由排水方式。7.2燃料运输7.2.1交通现状燃料的运输以公路运输为主，阿城区交通便捷，四

44、通八达，已形成以城区为中枢，以干线公路为骨架，以乡村公路为辐射的公路网。便捷的交通条件为燃料的运输打下良好的基础。7.2.2运输能力电厂改造完成后每年生物质燃料最大运输量可达22.6万吨左右。其中稻壳8.5万吨，生物质颗粒14.1万吨。改造完成后，在锅炉满负荷运行状态下每天运输量为：每天运输生物质颗粒量约为400吨，运输时间按8小时计，若每车运17吨则需23车/天，即白天每小时进场23车次。每天运输稻壳量约为160吨，运输时间按8小时计，若每车运10吨则需16车/天，即白天每小时进场23车次。7.2.3生物质散料封闭储料场电厂厂内建一座生物质散料封闭储料场，长20m、宽12m、高度为6m，可储

45、料840吨，造粒后可供锅炉运行32小时。7.2.4.稻壳的输送方式稻壳的输送方式，有以下两种方式可选：即气力输送和机械输送。7.2.4.1稻壳的气力输送稻壳运进电厂经质检合格后卸入稻壳仓再经气力输送至炉内。稻壳的气力输送，为目前粮食加工企业已采用多年的输料方法。它的优点是布置灵活，结构简单，可实现密闭输送。主要设备有：罗茨风机2台，功率=45kw2 输送母管273mm，长度 120m主要缺点为：输送管道磨损较重，需经常更换部件 冬季输送含水量大结块料时易堵塞电厂生物质燃料气力输送系统尚处试验运行中，技术有待改进。7.2.4.2稻壳的机械输送1）稻壳运进电厂经质检合格后卸入稻壳卸料棚。棚内装载机

46、将稻壳推进地面下电磁震动给料机进料槽中，转卸入斗提机进料口中。斗提机每台生产能力为348m3/h。2）稻壳经斗提机出料口进入两台钢制储料仓。储料仓为圆型，直径12m，标高23m,容量2050m3。可储稻壳280吨。两台仓共可储稻壳560吨。可供锅炉运行43小时。3）稻壳经料仓下部出料口经叶轮给料机落入两台埋刮板输送机进料口内，由埋刮板输送机将稻壳送到电厂原有的二号栈桥内两条带式输送机上，经栈桥进入主厂房水平带式输送机上,经卸料器进入炉前料斗，再由料斗底部出料口进入锅炉本体上料系统后进入炉内燃烧。比较稻壳的两种上料方式，我们认为后一种上料方式比较经济、可靠，推荐机械运输方式。7.2.5生物质颗粒

47、上料流程1）生物质散料运输分为两部分，经质检合格后, 一部分进入散料储料场，做临时储备，保证锅炉运行32小时，另一部分进入造粒车间。2）生物质散料进入料斗，经破碎机破碎后，由皮带输送机送入斗式提升机料斗，与此同时部分稻壳经由细料储斗进入斗式提升机料斗，形成混料，混料经由斗式提升机送入固定筛。3）经筛分后的生物质混料形成筛上粗料和筛下细料。粗料经皮带输送机送入后级斗式提升机料斗，被提升至生物质颗粒贮料斗。细料经螺旋输送机送入造粒机，造粒后进入皮带输送机与粗料混合提升至生物质颗粒贮料斗。生物质颗粒经皮带送入锅炉生物质仓中。4）生物质造粒机型号为SZLH420M，单台生产能力为2.5吨本工程采用8台

48、设备联产，每小时可造粒20吨。碳棒破碎机型号为QJ800-700，单台生产能力为60t/h。7.2.6燃料的防火与防尘生物质属易燃物，而且灰尘较大，拟采取以下措施防火、防尘。1）生物质储料场、稻壳仓、输料栈桥均为全封闭结构。2）在破碎机室设吸尘装置。3）在栈桥内，设立喷淋灭火系统及自动报警装置。4）在整个上料系统按规范设立消防栓，灭火器。7.3燃烧系统改造 根据项目实际情况，考虑到建设方的初投资能力，燃烧系统除锅炉本体以外辅助设备尽量利用原有。7.3.1 燃料消耗量锅炉燃料消耗量见表表7.3.1-1 锅炉满负荷燃料消耗量汇总表锅炉容量燃料种类小时耗量（t/h）日耗量（t/d）年耗量（万吨/年）

49、235t/h生物质颗粒8.046193.14.05稻壳4.828115.91.75原煤3.21877.21.0275t/h生物质颗粒15.450370.89.63稻壳9.270222.53.55原煤6.180148.32.37.3.2燃料的燃烧特性7.3.2.1生物质燃料的特性典型的生物质燃料的元素组成和工业分析成分组成如表7.3.1-2所示，表中也列出了典型的烟煤和无烟煤的相应的组成。表7.3.1-2 生物质燃料和煤炭在结构特性上的主要差别燃料种类C/%O/%H/%灰分/%挥发分/%密度/（t/m3）生物质燃料385030445641465700.470.64（木材）煤炭2290320355

50、257380.81.0从表7.3.1-2 中看出，生物质燃料和煤炭相比有以下一些主要差别：1）含碳量较少，含固定碳少 生物质燃料中含碳量最高也仅50%左右，相当于生成年代较少的煤的含碳量。特别是固定碳的含量明显比煤炭少。因此，生物质燃料不抗烧，需要频繁添加燃料，同时它的热值也较低。2）含氢量稍多，挥发分明显较多生物质燃料中的碳，多数和氢结合成较低分子的碳氢化合物，遇一定的温度后热分解而析出挥发物。所以，生物质燃料易被引燃，燃烧初期，析出量较大，在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰。3）含氧量多 从表7.3.1-2 中所列数字看出，生物质燃料含氧量明显多于煤炭，它使得生物质燃料热值低，氧量

51、是燃料中的杂质，由于生物质燃料的密度小，投入炉膛内的燃料量较大，故在燃烧时需要空气量相对多一些，使物料能完全燃烧。4）密度小生物质燃料的密度明显地较煤炭低，质地比较疏松，特别是农作物秸秆。这类燃料易于燃烧和燃烬，灰渣中残留的碳量较少。 由于生物质燃料从结构组成上有以上这些特点，所以在直接燃烧时，为了提高燃烧效率，在空气供给、及燃料添加口等方面也相应地有所不同。7.3.2.2生物质燃料的燃烧过程生物质燃料的燃烧过程同样也是强烈的热化学反应。除燃料的存在外，发生燃烧必须有足够的热量供给和适当的空气供应。燃烧是燃料和空气间的传热，传质过程。燃烧过程产生的热量使周围温度升高，又促使传质过程加快，它是使

52、热量产生得更快的一种连锁反应过程，可以分作：燃烧的准备阶段（挥发分析出）、焦炭（固定碳）燃烧阶段、燃尽阶段。当生物质和煤的混合燃料（以下简称为燃料）送入炉膛后，首先吸收炉内热量，燃料中的水分蒸发，挥发分逸出，当燃料被加热到某一温度时，即开始着火燃烧，进入燃烧阶段。首先是挥发分着火燃烧，并放出大量热对焦炭直接加热，使焦炭也迅速燃烧起来。燃烧阶段是一个强烈的放热阶段，此阶段的燃烧速度主要取决于燃料与氧的化学反映速度和与空气的接触速度。当炉内温度很高、氧气供应充足而又与煤粉混合强烈和均匀时，燃烧速度就快；反之，则燃烧速度主慢。随着燃烧的进行，未燃尽而被灰包围着的少量固定炭在燃尽阶段继续燃烧，直到燃尽

53、。以上三个阶段是连续无界限的，同时也是相互交错进行的。生物质燃料的密度小，结构比较松散，挥发分含量高，在250时热分解开始，在325时就已十分活跃，350时挥发分就能析出80%。可以看到，挥发分析出时间较短，若空气供应不当，有机挥发物容易不被燃烬而排出，排烟位黑色，严重时为浓黄色烟。所以，在设计燃用生物质燃料，必须有足够的扩散型空气供给，燃烧室必须有足够的容积和一定的拦火，以便有足够的燃烧空间和燃烧时间。挥发分逐渐析出和燃烧后，燃料的剩余物为疏松的焦碳，气流运动会将一部分炭粒裹入烟道，形成黑絮，所以通风过强会降低燃烧效率。挥发分烧完固定炭燃烧受到灰分包裹和空气渗透较难的影响，易有残炭遗留。在循

54、环流化床中，由于二级破碎的因素，可以很好地解决此问题。但是在链条炉中就需要通过分级送风的办法来解决，特别是在燃尽阶段的送风尤其重要。从上述分析看出，生物质燃料在直接燃烧时存在挥发分逸出过快、空气供给量供给方式在第一阶段有所不同等问题。这些问题在一般的炉灶中不易解决。高密度的压缩成型生物质燃料，由于它压缩密实，限制了挥发分逸出速度，加之空气流动通有一定的通道而比较均匀，燃烧过程相对较稳定，可以改善需氧量大起大落的波动。 7.3.2.3掺烧生物质燃料后燃烧特性锅炉掺烧生物质燃料后，不但改变了锅炉的燃烧状况，由于生物质燃料燃烧，故在很大程度上提高了混合燃料的燃烬度，特别在链条炉上表现明显。1）炉膛温

55、度显著提高，达到950 以上；燃用生物质燃料后，温度提高了100以上，表现为火焰充满度好，提高了煤及稻壳的燃烬度；2）负荷加减速度迅速，对外界负荷的变化反应比较快，这充分体现了稻壳在炉内燃烧的作用，在一定程度上改善了链条炉的负荷变化惰性；3）根据黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司掺烧试验结果表明：炉渣和飞灰的可燃物明显降低，炉渣的含碳量有910%左右降到8.27%；飞灰的含量由20%左右降到13.54%，这个数值在没掺烧稻壳之前是很难达到的。停炉后在过热器人孔处取稻壳灰化验含碳量为1.85%，达到了预计设想。 4）生物质挥发分含量高,着火点温度低,330400时挥发分大量分解逸出。速度快，时

56、间短，如不能及时提供二次风助燃，则挥发分不能完全燃烧，造成大量含碳黑烟气，将随烟气排出。5）含碳量低，热值低，生物质燃尽时间短，当挥发分烧完，秸秆碳结构为松散骨架，过量气流运动可能使其解体。6）生物质中碱金属含量高，氯离子含量高，加大受热面腐蚀。7）灰熔点低，增加结焦和积灰的可能性。8）由于上列生物质的燃烧特性，掺烧生物质颗粒及稻壳后，锅炉运行应按特性做适当的改进。7.3.3 关于结焦与积灰、焦油的防治7.3.3.1生物质燃料结焦及产生焦油的特性分析下表是生物质燃料的灰熔点：变形温度t1软化温度t2熔融温度t3生物质颗粒104010601110稻壳122012601280当锅炉的炉膛温度低于灰

57、的软化温度t2 100以上时，受热面不易结焦，锅炉运行是安全的。高于此温度，锅炉受热面易结焦，锅炉不能长周期运行，且不经济。但是影响燃料灰的熔点不是各种成分的熔点平均值，黑龙江岁宝热电有限公司金京热电分公司生物质掺烧试验过程，燃用的是混合燃料，经化验其灰熔点如下：生物质掺配比例变形温度t1软化温度t2熔融温度t3生物质颗粒稻壳原煤0.60.20.21420148015000.50.30.21410147015000.40.40.21400146015007.3.3.2生物质燃烧产生的焦油对受热面的影响1）焦油的特点； 在固定床热分解层，温度在200以上，生物质的纤维素、半纤维素和木质素开始热分解，生成焦炭、焦油、木醋液及其他气体。焦油的成分十分复杂，大部分是苯的衍生物。可以分析出的成分有200多种，主要成分不少于20种，其中含量大于5%的有7种，它们是：苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油的含量随反应的温度升高而减少。生物质气化产生的焦油的数量与反应温度、加热速率和气化过程的滞留期长短有关，通常反应温度在500时焦油产量最高，滞留期长，焦油因裂解充分，其数量也随之减少。