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秸秆气化集中供气工程可行性研究报告

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2019-08-20
简介
北京市顺义区北石槽镇良善庄村秸秆气化集中供气工程是一项高科技的绿色能源项目,它能够充分利用生物质资源,为居民提供洁净的燃料,是农村燃料史上一大突破,为秸秆的综合利用开辟一条新路。本项目的实施对于保护和提高当地村民生活质量,促进农村生活现代化发展水平,加快当地全面建设小康社会的步伐,具有重要的意义。项目总占地面积4.5亩,主要设备有秸秆气化机组(JQ-C700)两套、800m3湿式贮气柜一座及其他配套附件等。本秸秆气化集中供气工程方案合理,符合当地的生物质资源和能源供需现状。工程选用的下吸式固定床气化炉和燃气湿式净化技术工艺成熟、应用广泛,处于国内领先水平。秸秆气化集中供气工程能充分利用当地农业秸秆资源,将低品质资源转化为高品质的清洁燃气,既可为当地农民增收节支,又可大大提高居民的生活质量和生活品位,有助于加快城镇化建设步伐。本工程具备良好的建设条件,工程的实施既可为气化站带来可观的经济效益,又可减少二氧化碳和二氧化硫的排放,具有显著的环境效益。该项目符合国家产业政策,项目实施是可行的。

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目录第一章概述第二章项目提出的背景及建设的意义第三章需求分析及建设规模第四章工程技术方案第五章环境保护第六章公用工程与辅助设施方案第七章项目组织及劳动定员第八章工程工期和施工进度第九章社会经济效益分析第十章结论1 第一章概述第一节项目名称及建设单位1、项目名称北京市顺义区北石槽镇良善庄村秸秆气化集中供气工程2、项目建设单位单位名称:北京市顺义区北石槽镇良善庄村村委会第二节可行性研究的依据、范围及原则1、可行性研究的依据 1.1、国家及省有关政策、法规、条例; 1.2、现行有关技术规范、规定、条例; 1.3、国家计委《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》。2、可行性研究的范围 2.1、项目提出的背景及建设的意义;2.2、需求分析及建设规模;2.3、工程技术方案;2.4、环境保护;2.5、公用工程与辅助设施方案;2.6、消防、劳动安全及工业卫生;2.7、项目组织及劳动定员;2.8、工程工期和进度;2.9、社会经济效益分析。3、主要技术设计原则根据生物质能源项目的建设方针、国家和行业有关设计规划的规程,本工程在设计中将体现以下技术原则:2 3.1、以生物质能源规模化应用为主要任务,符合改善环境、节约能源和提高供气质量的要求。3.2、根据资源供应条件和能源需求结构,优化设备选型和系统布局,确保技术先进,经济合理,力求较好的经济效益。3 第二章项目提出的背景及建设的意义第一节项目提出的背景生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源资源,在世界能源消费总量中占14%,中国每年消耗的生物质能源占全球生物质消耗总量的30%。我国是一个农业大国,农作物秸秆年产量约为7.2亿吨,其中可作为能源利用的约为4亿吨。据不完全统计,我国每年约有2.4亿吨的农作物秸秆被农民用于低效炉灶的直接燃烧或废弃在田间地头直接焚烧,不仅浪费了资源,也严重污染了环境。全国生态环境保护“十五”规划中明确要求加快农村环境保护步伐,加大秸秆禁烧执法力度,强化污染控制,促进种、养业废物资源化,促进秸秆综合利用。今年年初实施的《可再生能源法》中明确表示“国家鼓励和支持可再生能源的开发利用,并为可再生能源开发利用项目提供一系列财政贴息、税收优惠政策”。随着农村经济的改善,富裕起来的农民已经把使用商品能源作为改善生活质量的首选。为了加快落实建设社会主义新农村“生产法展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的指针,加快实施农村生态小康村建设,保护当地生态环境,提高居民生活质量,合理高效利用秸秆资源已是一项刻不容缓的工作。本项目即是在上述背景下提出来的。第二节项目建设的意义秸秆气化工程是一项高科技的绿色能源项目,它能够充分利用生物质资源,为居民提供洁净的燃料,是农村燃料史上一大突破,为秸秆的综合利用开辟一条新路。本项目的实施对于保护和提高当地村民生活质量,促进农村生活现代化发展水平,加快当地全面建设小康社会的步伐,具有重要的意义。4 1、提高秸秆类生物质利用效率和利用价值。我国主要农作物秸秆类生物质(稻秆、麦秸、玉米秸等)总量7.2亿吨,农业残余物(稻壳、蔗渣等)0.84亿吨,主要被农村作为一次性炊用能源直接燃烧或废弃,燃烧不完全,热源转换率低,浪费严重;而采用气化集中供气技术,其热源转换率在75%以上,实际热源利用率大于直接燃烧利用率的3倍以上。2、提高农民生活质量和生活品位,加速农村城镇化建设。生物质气化集中供气,解决了农民炊用直接燃烧秸秆的麻烦,做到了“一人烧火,全村做饭”,使农民享受到使用管道煤气的便捷,大大改善了农民的炊事和采暖环境,提高农民的生活质量和生活品位,有利于加速农村城镇化建设。3、减少农村大气环境的面源污染。生物质气化集中供气,避免了“家家点火,户户冒烟”的室内空气污染与室外大气面源污染问题,对改善大气环境质量具有重要的现实意义。4、充分利用可再生能源,延缓不可再生能源资源的持续利用。石油、天然气和煤炭等不可再生能源资源的储量固定有限,随开采量的增加,储量逐年减少,直至耗尽。现在各国均在加强新能源的开发利用研究,秸秆气化集中供气,属于传统能源利用的新途径,可用作炊事燃料、供热、发电或液化等,是常规能源的良好替代品。5 第三章需求分析及建设规模第一节需求分析供气范围内共有居民535户,每户每日炊事用能约Q为6000kcal。每Nm3燃气热值(q)为:q=1200kcal 炊事用气量的计算:每户每日所需燃气量(n1)为:n1=Q/q=5m3535户居民每日炊事用气量(N1)为:N1=535n1=2675m3炊事高峰时用气量:(N2)为:N2=N1/3=892m3第二节建设规模根据需求分析和用气量计算,并结合项目承办单位的实际情况,拟定建设规模如下:项目总占地面积4.5亩,主要设备有秸秆气化机组(JQ-C700)两套、800m3湿式贮气柜一座及其他配套附件等。6 第四章工程技术方案第一节秸秆气化工艺技术选择1、气化技术秸秆气化是利用农作物秸秆、木屑、稻壳等各种可燃生物质在缺氧状态下,加热反应的能量转换过程。秸秆是由碳、氢等元素和灰分组成,当它们被加热,只供应少量的空气时,发生热解反应,使碳、氢等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体,产生的秸秆燃气通过输配管网输送到各个家庭。目前按气化装置的运行方式主要分为固定床气化炉、流化床气化炉两种,其中应用最为广泛、技术最成熟的是下吸式固定床气化炉。下吸式固定床气化炉具有以下优点:(1)操作简便,运行可靠;(2)原料适应性强;(3)气化效率高;(4)热裂解充分,焦油含量低。2、燃气净化技术气化炉内产生的燃气温度高且含有焦油和灰分等,需要降温和净化,以保证系统高效、连续工作。目前应用较为广泛的净化方式主要分为干式净化和湿式净化。其中干式净化功能单一、结构复杂、净化效果较差。因此,本项目实施中燃气净化采用湿式净化,并集喷淋、水浴、水膜和冲激于一体,具有净化效率高,一次性无动力排除灰分,用水量少等特点。该技术处于国内领先水平,是目前较理想的燃气净化技术。7 第二节工艺流程秸秆气化集中供气系统工艺流程为:原料进行预处理后,经输送机送入气化炉中进行热解气化反应转换成可燃气体,在净化系统中除去燃气所含灰尘和焦油等杂质,冷却到常温由风机加压后送至贮气柜,经燃气输配系统后送至用户用于炊事。工艺流程简图如下:该系统由以下几部分组成:气化机组、贮气柜、燃气输配系统、用户炊事系统。1、气化机组气化机组由加料器、气化反应炉、燃气净化装置、罗茨风机和电控系统等部分组成。其气化工艺流程为:原料预处理后经上料器进入气化机组,在气化炉中经热解、氧化和还原反应,转换成为可燃气体。燃气经过净化装置,除去其中的灰尘和焦油,并冷却到常温,经罗茨风机压送入贮气柜。2、贮气柜在一天中燃气用量的波动是相当大的。连续产气的气化炉不能解决短期高峰用气,为此,贮气柜在用气量小时将燃气储存起来,以供高峰期使用。另外,贮8 气柜还起到定压稳压的作用。3、燃气输配系统储气柜中的燃气通过燃气输配管网送至用户。燃气输配系统包括输气管网和附属设备。燃气管网根据敷设位置可分为干管、支管、用户引入管等,其干支管采用浅层直埋的方式铺设在地下。附属设备主要包括集水器、放散器、控制器等。4、用户炊事系统户内炊事系统由煤气表、滤清器、阀门、专用燃气灶具等组成。第三节主要设备选型根据本项目所需设备的性能要求,主要设备选型如下:序号设备名称规格、型号数量功能说明1秸秆气化机组JQ-C7002秸秆气化(1)上料器SLQ-D2上料(2)气化炉QHL-Ⅱ2气化产气(3)喷淋器PLQ-S-Ⅰ2喷淋除灰(4)净化器JHQ-Ⅱ2湿式净化(5)分离器FLQ-Ⅱ2净化分离(6)罗茨风机L42LD2引风(7)沉淀器CDQ-Ⅱ2净化除尘(8)滤清器FJCA-Ⅱ2安全装置2干式贮气柜800m31储存燃气,调峰9 第五章环境保护第一节执行标准1、《污水综合排放标准》(GB8978-1996)2、《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)3、《环境空气质量标准》(GB3095-1996)4、《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)第二节环境影响评价1、灰渣的综合利用生物质气化供气工程建成后,气化炉产生的灰渣基本为草木灰,是一种优质有机肥料,含有丰富的钾、镁、磷和钙元素,将底灰、炭灰返还到土地里,可降低农民施肥成本;同时炭灰、底灰又可以制成保温材料,加以充分利用。2、废水的排放及治理本项目生产用水很少,无废水排放。排水主要为生活污水,冲洗地面等,均系轻度污水,无需特别处理,排水经检查达到排放标准后,通过排水沟直接排放。厂区排水采用雨污分流制,雨水为地面有组织排放,沿厂区道路两侧敷设排水管道系统。3、噪声的控制及治理本项目中气化系统的设计保证设备噪声不超过设计值,并加装消音器、隔音装置等必要的噪声防止设备。管道的设计可以改善气流输送时流场状况,减少气体动力噪声。厂房的建筑设计保证了主要工作和休息场所远离强声源,并设置必要的值班室,对工作人员进行噪声隔离。厂区总体布置中统筹规划、合理布局、注重噪声间距。在厂区、厂区前及厂界内外广泛建立绿化带,进一步减轻噪声对周围环境的影响。10 4、厂区绿化充分利用厂区内空地进行绿化可以改善环境,降低噪声,清洁空气。在绿化植物的选择上考虑抗污染、吸收有害气体及适应性强的植物为主,种植在厂前区,办公室周围、道路两侧,以减轻噪声对厂区及厂外环境的污染和美化厂内的环境。11 第六章公用工程与辅助设施方案第一节总平面布置及运输1、总平面布置原则1.1、严格执行国家现行的环境保护、劳动保护法规和现行防水、抗震规范。1.2、本着方便生产、节约用地、降低造价的原则,根据生产工艺流程特点及地区条件,合理布置厂区建筑物、构筑物、道路及动力设施。在满足工艺流程、环保、安全设计规范要求的前提下,总平面布置力求紧凑、合理、整齐、美观,减少占地面积。2、总平面布置方案2.1、生产车间:生产车间是整个生产区域的核心,分上料间和气化车间两部分,为普通砖混平房结构,总建筑面积约378平方米。2.2、储料间:根据生产需求,储料间设置为普通砖混平房结构,建筑面积100平方米。3、工厂运输3.1、运输量本项目年需原料量488吨,则年运输量即为488吨。3.2、运输方案该项目厂外运输拟全部依靠社会运力。厂内运输主要是车间内运输及车间与仓库之间的原料搬运,主要采用叉车运输方式。3.3、道路本项目应设置厂区道路,宽度设置为8米,为混凝土双坡路面,纵坡2%,横坡1.5%。12 第二节给排水与消防1、给水本项目属秸秆气化项目,生产用水很少,主要是生活用水和杂用水。生产用水按生活用水的100%估算,人均消耗80升/天计算;杂用水主要为绿化及道路浇洒用水,厂区绿化率约20%,按1.5升/平方米·天计算。本项目所在区域供水管网已敷设完成,供水可由当地供水系统保障。2、排水本项目生产用水很少,无废水排放。排水主要为生活污水,冲洗地面等,均系轻度污水,无需特别处理,排水经检查井通过排水沟直接排放。厂区排水采用雨污分流制,雨水为地面有组织排放,沿厂区道路两侧敷设排水管道系统。3、消防本项目根据《建筑设计消防规范》(GBJ16-87)进行消防系统设计。3.1、室内消防本项目生产车间及仓库内拟设置室内消防系统,按规范要求布置DN65消火栓箱,室内相邻两个消防栓箱间距小于30米,保证每个着火点均有两股水柱同时到达,消防用水量为15L/S。同时在车间内按最大保护距离25米配置MF-2型手提式干粉灭火器,每组2-3具,以扑灭初期火源。3.2、室外消防管道采用环状管网。按灭火半径不超过120米设室外消火栓,每个消火栓水量为25L/S,室外另设水泵接合器1个,供消防车用。4、管材选择4.1、生产、生活给水管室内采用PP-R管,热熔连接,室外采用镀锌钢管,丝扣连接。消防给水管采用焊接钢管。4.2、室内排水管采用芯层发泡塑料管或PVC管。13 第三节供电及通讯1、供电1.1、用电负荷本项目生产车间及辅助设备装机容量15KW,备用10KW,其它用电负荷5KW,主要供办公、生活照明使用。以上各项合计,本项目用电负荷为30KW。1.2、电源要求供电电源要求380V/220V/50HZ。其中主要设备电压均为380V,少数小型设备电压为220V,照明电压均为220V。1.3、年综合耗电量本项目实行非连续生产制,炊事用气每天单机运行3.82小时,据此计算年耗电量约为20914.5千瓦时。1.4、防雷和接地生产车间、储料间及办公室等房顶加装避雷网,顶部加装避雷针以防雷击。2、通讯主通讯程控电话线已铺设,通讯设施有保障。本项目设置程控电话1台,保证对外联系畅通。第四节管线综合布置方案本项目工程管线有给水管、雨水管、污水管、电力电缆、通讯电缆、燃气供气管等六种,除电力电缆和通讯电缆采用电缆沟铺设外,其余管线一律采用直埋铺设。各种管线之间及管线与道路及建筑物之间要保持一定的水平和垂直间距,避免相互干扰,各种管线在垂直交叉时,应遵循如下原则:1)压力流管让重力流管;2)小管径让大管径;3)给水管尽量在污水管上面;14 4)冷水管让热水管5)易弯曲管让不易弯曲管;6)临时性管线让永久性管线;7)工程量小的管线让工程量大的管线。15 第七章项目组织及劳动定员第一节项目组织为加强项目管理,提高投资效益,由项目法人对项目的策划、资金筹措、建设实施、生产经营、资产的保值增值等实行全过程负责。在项目建设过程中,施工单位设立施工管理办公室,对项目的概算控制、资金使用、施工组织、建设工期及工程质量等进行管理,以确保项目按时完成。第二节劳动定员与培训根据项目特点,综合考虑项目建成后的规模和机构设置情况,确定本项目一期劳动定员为3人。所有人员应公开招聘,择优录用。对管理人员、技术人员及一般职工,应在上岗前进行管理和技术培训,实行“先培训,后上岗”的制度。同时要不定期的对职工轮训,实行竞争上岗,聘用上岗。16 第八章工程工期和施工进度进度项目第一个月第二个月第三个月510152025305101520253051015202530 工程设计基础挖掘土建工程设备制造外购附件采购主体设备安装气柜安装辅助设备安装调试验收17 第九章社会经济效益分析第一节主要设备投资第一部分:主体设备序号名称型号数量价格(万元)备注秸秆气化机组JQ-C700237.2 1)送料机SLQ-L2原料输送2)上料接口-2配套3)气化炉QHL-Ⅱ2气化产气4)喷淋塔PLQ-S-Ⅰ2洗涤降温5)净化器JHQ-Ⅱ2湿式净化6)分离器FLQ-Ⅱ2净化分离7)罗茨风机L43LD2燃气排送8)沉淀器CDQ-Ⅱ2净化除尘9)滤清器FJCA-Ⅱ2安全装置10)电气控制柜-配套11)管线连接线-配套小计37.2含机组运费第二部分:贮气系统序号名称型号数量价格(万元)备注干式贮气柜800m3161.6 储存燃气调峰调压1)气柜本体800m31 2)旋转扶梯XT1 3)阻火器ZHQ1 18 小计61.6 第三部分:管网系统序号名称规格单位数量均价(元)金额(万元)备注1)主管网φ63~φ200延长米555098.5154.67 2)支管网φ32~φ50延长米1085214.2615.43 3)钢管φ90延长米36113.80.41含防腐、立柱4)集水器DN200~315套268002.08 5)控制器DN50~100套1412001.68 小计74.27 第四部分:户内部分(按户计)序号名称规格单位数量单价(元)金额(万元)备注1)燃气表G4台5351156.1525 2)秸秆气化专用灶台5351457.7575 3)过滤器个535603.21 4)其他连接管件套535804.28 小计21.4 合计194.47 19 第二节运行费用及经济效益核算535户炊事序号项目单位数量1机组额定产气量m3/h7002全年运行时间天3653每天运行时间小时3.824每天产气量m3/d26755全年炊事用气总量m3/y9763756全年原料消耗量kg/y488187.57原料价格元/kg0.28全年原料费用元97637.59系统综合电功率kW1510每天电耗kW·h57.311电价元/kW·h0.612每天电费元34.3813全年电费元12548.714人员定额人315人员平均工资元/月80016全年人工工资元/年2880017每年维修费用元600018总费用(8+13+16+17)元144986.219燃气价格元/m30.2520全年燃气销售收入元244093.7521总收入元244093.75元99107.55五、农民秸秆销售收入元97637.5一、基础数据二、运行费用四、全年纯收益三、销售收入20 第三节社会经济效益分析生物质气化集中供气项目的实施,将为当地带来良好的社会经济效益:1、秸秆等生物质原料的回收将成为当地农民新的收入增长点秸秆气化集中供气项目实施后,气化站年秸秆消耗量488吨,按照现行市场价格和当地秸秆年产量估算,村民年总收入可达10万元左右,这将成为当地村民新的收入来源。2、采用集中供气进行炊事将使用户节约大量的用能支出随着国家能源产业政策的调整,煤炭等常规能源的价格上涨,村民炊事用能支出也相应大幅增加,这加重了村民的负担。而采用生物质集中供气进行炊事,与采用液化气等传统能源相比,全村每年将节约用能支出约14.6万元。3、集中供气项目将为气化站带来显著的经济效益集中供气项目建成投产后,凭借相对于煤炭、天然气和柴油等常规能源的高性价比优势,秸秆气将成为当地村民的用能首选。按照0.25元/立方米的销售价格估算,采用集中供气进行炊事时,气化站全年总收入约为24万元。4、二氧化碳归零排放,环境效益显著生物质中硫和灰分的含量仅为中质烟煤的1/10左右,同时生物质能源的生产利用过程所排放的二氧化碳可纳入自然界的碳循环,实现了二氧化碳零排放。本项目实施后,每年可节约煤炭约244吨,减排二氧化碳近890吨,减排二氧化硫近9吨。5、改善村民生活质量,提高村民生活品质秸秆气化集中供气项目的实施,将使当地居民享受到管道煤气的便捷,而清洁燃气的使用也将大大改善村民的炊事环境,提高居民的生活质量和生活品位,加快当地城镇化建设的步伐。21 第十章结论1、本秸秆气化集中供气工程方案合理,符合当地的生物质资源和能源供需现状。工程选用的下吸式固定床气化炉和燃气湿式净化技术工艺成熟、应用广泛,处于国内领先水平。2、秸秆气化集中供气工程能充分利用当地农业秸秆资源,将低品质资源转化为高品质的清洁燃气,既可为当地农民增收节支,又可大大提高居民的生活质量和生活品位,有助于加快城镇化建设步伐。3、本工程具备良好的建设条件,工程的实施既可为气化站带来可观的经济效益,又可减少二氧化碳和二氧化硫的排放,具有显著的环境效益。该项目符合国家产业政策,项目实施是可行的。
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