基于調(diào)研的30MW生物質(zhì)機組技術(shù)經(jīng)濟比較研究獲獎科研報告 一 概述 近年來新建生物質(zhì)電廠更傾向于采用效率更有競爭力的高參數(shù)機組，同時隨著生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，高參數(shù)生物質(zhì)機組的運行可靠性也不斷提升。鑒于環(huán)保壓力越來越大，如何充分利用農(nóng)作物廢棄物、秸稈、林業(yè)廢棄物等“綠色可再生能源”作為燃料發(fā)電成為個地方政府關(guān)心的事情，如這些農(nóng)林廢棄物能夠得到很好的利用，可極大的減輕環(huán)保壓力。 因此，為提高本項目機組熱效率，同時保證機組長期穩(wěn)定運行，對生物質(zhì)主機參數(shù)進行深入的研究比選，選擇最經(jīng)濟合理的裝機方案是十分必要的。 二、調(diào)研情況 2.1業(yè)績調(diào)研 目前高溫高壓和高溫超高壓技術(shù)較成熟，截至目前，已投運的30MW級生物質(zhì)電廠大多為高溫高壓機組;武漢凱迪的部分投運機組采用西門子的高溫超高壓30MW機組。30MW級高溫超高壓再熱技術(shù)目前已有部分投運業(yè)績，山東琦泉集團的鄆城、蘭陵、萊西生物質(zhì)發(fā)電共5臺機組已在2016年投運。 2.2鍋爐廠調(diào)研 生物質(zhì)鍋爐是生物質(zhì)發(fā)電廠的核心設(shè)備，是生物質(zhì)電廠穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。目前投運的5臺30MW高溫超高壓帶再熱生物質(zhì)發(fā)電機組中，3臺鍋爐為杭州鍋爐廠生產(chǎn)，另2臺為濟南鍋爐廠生產(chǎn)。此外，杭州鍋爐廠、濟南鍋爐廠和東方鍋爐廠均有高溫超高壓帶再熱生物質(zhì)鍋爐在建業(yè)績。另根據(jù)調(diào)研，無錫華光也具備高溫超高壓帶再熱生物質(zhì)鍋爐的設(shè)計生產(chǎn)能力。 典型的130t/h鍋爐高溫高壓蒸汽壓力為9.8MPa，蒸汽溫度540℃，給水溫度215℃和高溫超高壓一次再熱鍋爐蒸汽壓力為13.7MPa，蒸汽溫度540℃，給水溫度240℃;高溫超高壓帶再熱鍋爐相比高溫高壓鍋爐，主汽壓力以及給水溫度提高，效率，占地面積基本相同。 2.3汽輪機廠調(diào)研 目前投運的5臺高溫超高壓帶再熱生物質(zhì)發(fā)電機組均由杭州中能汽輪機廠生產(chǎn)。根據(jù)調(diào)研，青島捷能、南京汽輪機廠和東方汽輪機廠均具備生產(chǎn)30MW級高溫超高壓帶再熱汽輪機組的設(shè)計、生產(chǎn)能力。 2.4運行情況調(diào)研 2.4.1運行穩(wěn)定性 所調(diào)研機組運行期間每年檢修維護次數(shù)為4～5次，主要故障為生物質(zhì)鍋爐普遍的受熱面腐蝕，整體運行情況良好。 蘭陵琦泉生物質(zhì)電廠的高溫超高壓再熱機組2017年運行小時數(shù)為7200小時，最長連續(xù)運行時間為140天;青島琦泉生物質(zhì)電廠的高溫超高壓再熱鍋爐2017年運行小時數(shù)為7000小時，最長連續(xù)運行時間達150天;鄆城琦泉生物質(zhì)電廠的高溫超高壓再熱鍋爐2017年運行小時數(shù)為7000小時，最長連續(xù)運行時間達192天。 可見，已投運的高溫超高壓帶再熱機組均具有較好的運行穩(wěn)定性。 2.4.2對燃料的要求 目前投運的5臺高溫超高壓再熱機組燃料均以樹皮為主，其中蘭陵琦泉生物質(zhì)電廠的2臺鍋爐燃用的設(shè)計燃料摻燒比例為樹皮：碎單板：秸稈：玉米芯=3：1：1：1，熱值2040 Kcal/kg，含水率41.15%;青島琦泉生物質(zhì)電廠的1臺鍋爐燃用的設(shè)計燃料摻燒比例為樹皮：花生：建筑模板=4：1：1，含水率30%;鄆城琦泉生物質(zhì)電廠的燃料主要為樹皮與農(nóng)業(yè)秸稈，含水率30%。 根據(jù)調(diào)研，當(dāng)生物質(zhì)機組按設(shè)計燃料燃燒，能夠穩(wěn)負荷燃燒，但最當(dāng)樹皮量不足，鍋爐改以農(nóng)業(yè)秸稈為主時，鍋爐負荷會發(fā)生波動，蒸汽壓力會有所降低。 2.4.3機組汽耗 所調(diào)研的高溫超高壓帶再熱機組運行時主蒸汽汽耗為3.1～3.2 kg/kwh。汽輪機廠提供的30MW高溫超高壓帶再熱汽輪機在額定工況下的設(shè)計汽耗為3.167 kg/kwh左右，投運機組的汽耗與設(shè)計值無較大偏差。 三、技術(shù)經(jīng)濟比較 目前國內(nèi)30MW級生物質(zhì)發(fā)電機組主要有三種不同參數(shù)的運行方式：高溫高壓機組、高溫超高壓機組、高溫超高壓帶一次中間再熱機組。 3.1經(jīng)濟性比較 30MW級高溫高壓、高溫超高壓、高溫超高壓帶再熱機組的經(jīng)濟性比較如下表。 高溫超高壓機組雖然節(jié)約了燃料消耗量，但因給水泵揚程的增加，將增加廠用電，生物質(zhì)電廠電價較高，就更明顯減少了售電收入。因此高溫超高壓機組的總年費用僅節(jié)省43萬元。而高溫超高壓帶再熱機組由于燃料消耗量減少，三大風(fēng)機功率相應(yīng)減小，總的廠用電量相比高溫高壓機組有所降低，既增加了售電收入，又節(jié)省了燃料，總的年費用節(jié)省620.5萬元。 3.2投資比較 三種方案的具體投資比較如下表。 四、結(jié)論 通過對比研究生物質(zhì)30MW高溫超高壓機組比同容量高溫高壓機組投資約高780萬元，年費用節(jié)省43萬元，投資需要約18年才能回收（靜態(tài)回收年限）。高溫超高壓帶再熱機組投資增加2810 萬元，年費用節(jié)省621萬元，投資在5年內(nèi)能回收（靜態(tài)回收年限）。 調(diào)研的5臺高溫超高壓帶再熱生物質(zhì)發(fā)電機組運行情況良好，均具有長時間連續(xù)運行的能力，在燃用設(shè)計燃料時能夠維持蒸汽參數(shù)，機組熱效率與設(shè)計值無較大偏差。 綜合考慮，采用高溫超高壓帶再熱系統(tǒng)的機組經(jīng)濟性最好，5年即可回收增加的投資，且已有投運業(yè)績，雖然供熱量存在一定限制，但對工程仍為最優(yōu)方案 （作者身份證：142603197712093011）