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安微21MW生物质燃气联合循环发电（BIGCC）项目建议书2014年6月1.总论1.1建设生物质燃气整体联合循环【BIGCC】发电示范项目的背景和必要性生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统中，最重要的组成部分。当今世界，由于“黑金”价格的暴涨，“绿金”（生物质能源）的地位和身价日益突出。1.1.1国家能源可持续战略的需要由于我国石油天然气资源有限，要降低煤炭消费比例，只有通过增加水电、核电和可再生能源的使用量来实现。而核废料的处理问题悬而未决，我国的核电只能保持适度规模发展。水电资源高度集中在西南地区，“西电东送”有一定制约。而可再生能源资源丰富，分布广，可满足发电、供气、供热、制取液体燃料等多种需要，是替代煤炭、弥补油气供应不足、优化能源结构的一种重要选择。1.1.2促进农村经济发展、增加农民收入的重要手段“三农问题”是横亘在中国政府面前最重大的社会问题，解决之道无非是“减少农民数量，增加农民收入”。生物质能可能成为中国最大的支农项目、最大的节能、环保项目。发展生物质发电，可增加农民收入。一个装机容量为2.1万千瓦的燃机联合循环机组，年耗生物质秸秆约12万吨，若按400元/吨成型原料计算，则当地农民年收入约4800万元，同时生物质秸秆的收、储、运工作可给农村造就成千个新的就业岗位。充分开发当地的可再生生物质能资源，无疑会推动当地经济发展，带动相关产业（如机械制造业、建筑业、交通运输业和服务业）的发展，可以缓解人口增长带来的就业压力。1.1.3保护环境、减少温室气体排放的一个有效手段生物质作为一种可再生能源，具有可再生性、低污染性和分布广泛等特点。利用生物质作为替代能源，生物质发电是国际上发达国家普遍推行的CDM（清洁发展机制）项目。运营2.1万千瓦的燃机联合循环机组，与同功率火电机组相比，每年可减少二氧化碳排放约10万吨。我国每年因无法处理在田间直接焚烧的剩余农作物秸秆超过两亿吨，不仅浪费了秸秆资源，还造成严重的空气污染，充分利用废弃的秸秆资源，明显改善当地的大气环境，减少因燃煤产生的大量温室气体排放。1.1.4国家政策面鼓励我国《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》明确提出要“重点发展风力发电、生物质发电、生物质成型燃料、太阳能利用等可再生能源”。《可再生能源中长期发展规划》提出了2010年和2020年可再生能源发展目标和任务，其中生物质能是重要的发展领域。根据国家规划，可再生能源在能源结构中的比例将从目前的8％提高到2020年的15％。目前国家已经出台了《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源产业发展指导目录》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》等政策法规。补贴政策、税收政策、价格政策、低息贷款政策。如1997年国家计委签发的《新能源基本建设项目管理的暂行规定》明确了新能源涵盖了生物质能在内的多种可再生能源，2006年国家财政部、发展改革委、农业部、税务局、林业局联合签发《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》中明确规定了财税扶持政策的原则。主是内容是：实施弹性亏损补贴；原料基地补助；示范补助；税收优惠。2005年2月28日十届全国人大常委会第十四次会议通过《中华人民共和国可再生能源法》，国家发展和改革委员会等相关部门以最快的速度相继出台了相关配套法规，如《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》和《中华人民共和国可再生能源发电有关管理规定》已于2006年1月1日公布执行。1.2建设生物质BIGCC发电示范项目的必要性1.2.1开发利用可再生能源，构建可持续发展的能源结构目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用，许多国家都制定了相应的计划，如日本的“阳光计划”，美国的“能源农场”，印度的“绿色能源工厂”等，他们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，我国生物质能发电装机容量要超过300万千瓦。1.2.2梯级利用一次能源，提高能源利用效率由于燃气轮机发电（主要是联合循环发电）具有启动快（几分钟内达到运行状态，直燃锅炉启动需要数小时）、效率高、污染少、效益高等优点。采用生物质气化联合循环发电或热电联供是高效梯级利用生物质能的一种模式。生物质气化联合循环发电技术扣除自用电后供电效率达40％以上，远高于生物质直燃发电机组，生物质燃料耗量较低；采用生物质气化联合循环热电联供技术，可实现能源的梯级利用，提高总热利用效率。此外，其气化过程的副产品的利用价值高，整体效益好，是当今生物质能产业化技术主要发展方向之一。1.2.3农业废弃物资源的利用符合循环经济和环境保护的需要目前农作物秸秆等废弃物大部分就地焚烧，生物质能源被白白地浪费掉，对环境也产生污染，建立BIGCC示范项目使得原来被废弃的农作物秸秆得到有效利用，电厂及气化后产生的灰渣与养殖厂的家禽粪便经处理后可制成有机肥料，产生的焦油经回收后可做化工原料。整个运行、生产工艺过程无“三废”产生，符合发展循环经济的理念，有利于环境保护，不会造成二次污染。1.2.4亳州市率先在全国示范国际先进BIGCC技术的战略意义生物质气化联合循环发电技术与其他生物质发电技术相比具有发电效率高、生产过程污染物排放少等特点，因此，被誉为生物质发电领域最前沿技术，在国际上处于示范和商业应用的早期。亳州市是“国家历史文化名城”、“全国首批优秀旅游城市”，又是一座充满生机和活力的“新兴能源城”、“现代中药城”，新能源及节能技术的开发必将是亳州市能源战略的主旋律，因此，在亳州示范、应用生物质气化联合循环发电技术，率先开展使用中热值生物燃气发电的先河，可使亳州在可再生能源利用上迈出领先的一步，此举，对改善亳州城市的能源结构、减少CO⒉排放、解决亳州市秸秆焚烧“顽症”有积极作用，是亳州建设资源节约型、环境友好型城市的重要举措。1.3研究范围（1）在亳州市建立生物质气化发电示范项目，并根据亳州市行政辖区内秸秆资源分布状况，建立生物质原料成型加工点。原料供应半径80公里。根据资源状况确定电厂建设规模并根据电网及供热范围选择厂址。（2）为保证电厂原料供应的可靠性，在充分考虑各方利益的前提下，由政府部门牵头，组成以农村经济合作组织、电厂、个体投资、原料成型加工点承包者为参与的原料供应公司，（3）项目所涉及的工程方案，项目投资及电厂运行的投资回报，为政府部门提供有关参数依据。1.4项目所在地概况生物质气化联合循环发电示范设在涡阳县，位于安徽省亳州市，2013年，全县幅员面积2017平方千米，其中耕地面积270.58公顷。根据亳州市政府提供资料，2013年涡阳县年产农作物秸秆145万吨，其中未经利用乱丢乱弃、或田间直接焚烧的占41%，也就是可供收集的秸秆至少共计：60万吨。确定在以下乡镇建立所属生物质原料公司的收集加工点。其主要功能为：常年收购所在乡镇区域内农户秸秆，包括称重、检测、粗处理、压缩成型、贮存等，同时负责与农户结算。电厂厂址与乡镇的距离表序号乡镇名称距电厂的距离（公里）1陈大镇2龙山镇3涡南镇4临湖镇5花沟镇6高炉镇7牌坊镇8石弓镇910111.5项目建设规模本项目建设规模为1×15MW＋6MW燃气轮机联合循环发电机组，1.5.1主要设计原则（1）根据秸秆资源分布现状确定生物质原料成型加工点，根据加工点收集半经确定加工点的年收集量，本工程以亳州市涡阳县范围秸秆原料为主，预留工程以收集涡阳县周边地区秸秆。（2）根据秸秆资源分布现状、周边发展需求及工程建设所必须的基本条件确定厂址，并对比其经济性。（3）本项目总装机容量为1×15MW＋6MW燃气轮机联合循环发电机组，燃气轮机发电机组采用solar(索拉)公司“大力神”130机组，气化装置采用绵阳通美能源科技有限公司的固定床富氧气化机组。（4）由于燃气轮机发电机组的独特性，固定床富氧气化机组采用3开1备的配置，机组年利用小时为8000小时。（5）4开1备气化炉装置，产气量：15000M³/h热值：10.2-11.5MJ/NM³³（6）为满足环保要求，秸秆经气化后所产生的草木灰，与养殖场家禽粪便混合，按作物不同要求，制成各类有机肥料。该项目草木灰原料可满足一座年产5千吨有机肥料厂的需求（7）为达到燃气轮机对生物质燃气净化的要求，气化工艺流程采用高压静电除焦、除尘。（8）为达到燃气轮机对生物质燃气热值的要求，气化工艺流程采用富氧气化技术。（9）采用DCS集散型控制系统架构,由集中管理系统、本地控制系统和通讯系统三部分构成（10）电厂用水供水来自涡河。（11）生物质燃气指标以满足燃气轮机用能要求为准（12）贯彻示范生物质发电厂的设计理念，解放思想，开拓创新，采用先进技术，优化设计，优化工艺流程，提高自动化控制水平和科学管理功能，将该项目建设成为“中国领先、世界一流”的有中国特色的生物质燃气联合循环发电示范。（13）减员增效，节水、节电、节地、节能降耗，减少成本支出，各工艺步骤能源及总能耗（电力）不得大于发电总量的15%。（14）主要技术经济指标有较大创新和突破，在工艺流程、设备制造、自动控制、环境保护及相关各方面与国际先进水平接轨。（15）所有工艺设备的设计、制造安装均执行国家行业标准，所有设备的设计、制造、安装、运行均执行国家安全标准。2.生物质气化联合循环发电（BIGCC）示范项目方案2.1生物质气化发电示范项目的厂址选择在亳州市建立生物质气化发电示范项目的选址为涡阳县境内，涡阳县地处亳州市的中部，可保证生物质燃料运输的便利。且有涡河流过，又与利辛县、蒙城县相邻，在原料不足时可由相邻地区提供。2.2生物质发电技术（BIGCC）主要关键技术（1）生物燃料收集和加工成型农业废弃物，即生物质能发电的原材料，通过收集、打包、冷态致密成型，加工成为颗粒状生物质燃料，其数量和质量要满足全年发电的需求。（2）生物燃料的气化和净化通过气化装置和净化装置，将颗粒生物质燃料变为符合燃气轮机使用的可燃气体（热值和组分），并安全储存在气罐内备用。（3）联合循环机组的配置联合循环发电或热电联供，达到提高总的热效率目的。（4）生物质气化发电自动化控制能够实现整个气化净化工艺和联合循环发电工艺的全自动控制。2.2.1生物质气化联合循环发电机组容量生物质气化发电项目的机组容量选择按照以气定电，并留有一定裕量的原则确定。从涡阳县燃料供应情况来看，可利用的生物质秸秆原料（含水量25％）大约在60万吨/年，则电厂每年可保证取得11.79万吨的干秸秆成型燃料，按本项目拟采用的气化技术每公斤秸秆的产气量为1.0-1.lm3(10.0-11.5MJ／m3)，则11.79万吨干秸秆年产燃气1.18～1.29亿m3。另按本项目拟采用的气化技术，燃气轮机发一度电热耗：10.322MJ计，1公斤秸秆成型燃料（以玉米秸秆为例）所产燃气可供电1.112度，当电厂年运行8000小时，燃气轮机的单机容量在15MW等级，余热发电装机6MW。2.2.2主设备选型主设备选型原则1)以秸秆资源定电的原则，尽量提高气化发电的比重，兼顾对外供热。2)燃机应有良好的燃气适应性，充分利用秸秆资源，能适应燃烧中热值气体。3)热电联供时应有良好的热、电负荷调节性能，以保证运行的灵活性。4)应为技术成熟产品，并具有良好的经济性、可靠性。3.燃气轮机的机型选择3.1燃气轮机目前生产中、小型燃机的有五家公司（Solar、西门子、GE、日立、川崎），按机组容量选择中的分析以及主设备选型原则，：Solar公司两种机型的单机发电效率均比西门子的SGT'200机型高。而且Solar公司两种机型的排烟温度也比西门子的SGT'200机型高，这样对于后面配置余热锅炉的余热利用有利。配置Solar机型的余热锅炉的产汽参数可做到3.43Mpa，450℃；而西门子的SGT200机型配置的余热锅炉产汽参数一般做到2.35Mpa，390℃；余热锅炉产汽参数越高，可利用来发电的高品位能越多，配置的蒸汽轮机的发电效率也