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1、基于調研的30MW生物質機組技術經濟比較研究獲獎科研報告
一 概述
近年來新建生物質電廠更傾向于采用效率更有競爭力的高參數機組，同時隨著生物質直燃發電技術的發展，高參數生物質機組的運行可靠性也不斷提升。鑒于環保壓力越來越大，如何充分利用農作物廢棄物、秸稈、林業廢棄物等“綠色可再生能源”作為燃料發電成為個地方政府關心的事情，如這些農林廢棄物能夠得到很好的利用，可極大的減輕環保壓力。
因此，為提高本項目機組熱效率，同時保證機組長期穩定運行，對生物質主機參數進行深入的研究比選，選擇最經濟合理的裝機方案是十分必要的。
二、調研情況
2、
2.1業績調研
目前高溫高壓和高溫超高壓技術較成熟，截至目前，已投運的30MW級生物質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目前已有部分投運業績，山東琦泉集團的鄆城、蘭陵、萊西生物質發電共5臺機組已在2016年投運。
2.2鍋爐廠調研
生物質鍋爐是生物質發電廠的核心設備，是生物質電廠穩定運行的關鍵。目前投運的5臺30MW高溫超高壓帶再熱生物質發電機組中，3臺鍋爐為杭州鍋爐廠生產，另2臺為濟南鍋爐廠生產。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鍋爐在建業
3、績。另根據調研，無錫華光也具備高溫超高壓帶再熱生物質鍋爐的設計生產能力。
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汽輪機廠調研
目前投運的5臺高溫超高壓帶再熱生物質發電機組均由杭州中能汽輪機廠生產。根據調研，青島捷能、南京汽輪機廠和東方汽輪機廠均具備生產30MW級高溫超高壓帶再熱汽輪機組的設計、生產能力。
2.4運行情況
4、調研
2.4.1運行穩定性
所調研機組運行期間每年檢修維護次數為4～5次，主要故障為生物質鍋爐普遍的受熱面腐蝕，整體運行情況良好。
蘭陵琦泉生物質電廠的高溫超高壓再熱機組2017年運行小時數為7200小時，最長連續運行時間為140天;青島琦泉生物質電廠的高溫超高壓再熱鍋爐2017年運行小時數為7000小時，最長連續運行時間達150天;鄆城琦泉生物質電廠的高溫超高壓再熱鍋爐2017年運行小時數為7000小時，最長連續運行時間達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定性。
2.4.2對燃料的要求
目前
5、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電廠的2臺鍋爐燃用的設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%;青島琦泉生物質電廠的1臺鍋爐燃用的設計燃料摻燒比例為樹皮：花生：建筑模板=4：1：1，含水率30%;鄆城琦泉生物質電廠的燃料主要為樹皮與農業秸稈，含水率30%。
根據調研，當生物質機組按設計燃料燃燒，能夠穩負荷燃燒，但最當樹皮量不足，鍋爐改以農業秸稈為主時，鍋爐負荷會發生波動，蒸汽壓力會有所降低。
2.4.3機組汽耗
所調研的高溫超高壓帶再熱機組運行時主蒸汽汽耗為3
6、.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計汽耗為3.167 kg/kwh左右，投運機組的汽耗與設計值無較大偏差。
三、技術經濟比較
目前國內30MW級生物質發電機組主要有三種不同參數的運行方式：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濟性比較如下表。
高溫超高壓機組雖然節約了燃料消耗量，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
7、僅節省43萬元。而高溫超高壓帶再熱機組由于燃料消耗量減少，三大風機功率相應減小，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，又節省了燃料，總的年費用節省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、結論
通過對比研究生物質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，年費用節省43萬元，投資需要約18年才能回收（靜態回收年限）。高溫超高壓帶再熱機組投資增加2810 萬元，年費用節省621萬元，投資在5年內能回收（靜態回收年限）。
調研的5臺高溫超高壓帶再熱生物質發電機組運行情況良好，均具有長時間連續運行的能力，在燃用設計燃料時能夠維持蒸汽參數，機組熱效率與設計值無較大偏差。
綜合考慮，采用高溫超高壓帶再熱系統的機組經濟性最好，5年即可回收增加的投資，且已有投運業績，雖然供熱量存在一定限制，但對工程仍為最優方案
（作者身份證：142603197712093011）
基于調研的30MW生物質機組技術經濟比較研究獲獎科研報告
