浅析生物质发电总图设计应该重点关注的几个问题

2014-09-15翟串梅ZHAIChuanmei

价值工程 2014年22期

关键词：总图厂址料场

翟串梅ZHAI Chuan-mei

（中南电力设计院，武汉 430071）

（Central Southern China Electric Power Design Institute，Wuhan 430071，China）

0 引言

生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电。一般分直接燃烧发电技术和气化发电技术，是可再生能源发电的一种，直接燃烧发电技术包括农林废弃物直接燃烧发电、垃圾焚烧发电，气化发电技术包括农林废弃物气化发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

1 总图设计关注重点问题

作为生物质发电厂设计中的总图专业，其设计任务是明确生物质电厂建厂条件，即正确的选址，落实生物质电厂避让区域，统筹考虑生物质电厂建设的各个因素，优化生物质电厂总平面布置，合理规划厂区功能，使生物质电厂工艺最顺畅，物流最合理，施工最便捷，各项指标最优。可以说，总图设计在生物质电厂设计中所处的位置是不可忽视的。

基于生物电厂与燃煤电厂的区别，结合本人在安能生物质电厂，枣阳生物质电厂，泰国生物质电厂的总图设计过程，总结出如下几点经验：

1.1 合理的选址厂址选择的目的是要保证企业在建设及以后的生产经营中有一个基础建设投资省、生产成本低、经济效益、环境效益、社会效益好的厂址。火力发电厂厂址选择通常情况下关注的有以下几方面：①电厂的取水条件；②电厂的出线件；③燃料的运输方式及方向；④电厂的公路引接；⑤灰场的条件；⑥厂址的自然条件。在整个生物质发电系统中，除以上几点外还应特别注意生物质资源和物流。

1.1.1 生物质资源资源的相对有限性是我国生物质发电的最主要特点。我国尚不具备长距离运输生物质资源的条件，以秸秆生物质电厂为例，能燃用的生物质资源受运距、秸秆类型、秸秆资源等限制。因此，生物质电厂选址和规模主要受其可获得资源量限制，并且在同一个地区不允许建设多个生物质电厂，否则将导致资源获取困难、盈利空间缩小、燃料价格快速上涨等诸多问题。地区生物质发电规划和生物质电厂建设的关键因素是可利用资源量，因此，可利用资源量是生物质发电规划和生物质电厂选址的关键因素和首要条件。

一个地区的生物质资源可能包括很多种，但是，对于同一个生物质电厂而言，一般都燃烧同一类物理特性的生物质燃料，或以软质秸秆为主，或以硬质生物质资源为主，不可能将所有资源都列入电厂可以焚烧的范围，否则将会增加电厂未来收集资源的风险和难度，在实际的运行过程中将无法保证燃料供应量。

1.1.2 物流物流是满足客户需要，对商品、服务以及相关信息从产地到消费地的高效率、低成本流动和储存进行的规划、实施与控制的过程。生物质物流费用在生物质电厂运行费用中占有较大比例，被称为“第三利润源”，一个装机容量为15MW 的生物质发电厂，他一年所需要的秸秆消耗量大约19×104t，这样就对燃料的供应系统提出了较高的要求。换句话说，生物质电厂的合理厂址在很大程度上决定了物流费用的大小。同时，良好的选址决策可以减少运输过程中所消耗的能源以及降低运输过程中所排放的交通尾气，大大降低了由于交通运输给环境带来的压力。同时生物质电厂在选址过程中还要考虑秸秆量，运输量，运输价格，电厂发电量，运行费用等。最佳的生物质电厂厂址应该是运行成本最低，综合能源消耗最少。优化生物质发电厂的选址，使其运行的总费用达到最优，具有重要的社会意义和经济意义。

1.2 总平面规划为了更好地组织生产、生活、保护环境，避免生产过程中相互影响和干扰，将企业各种建构筑物按其使用功能不同进行必要的分区。火力发电厂的总平面布置通常分为主厂房区、升压站区、燃料区、辅助设施区。通常情况下，生物质发电厂厂区干料棚内应存储有3～5 天的燃料，厂区料场备有7～15 天的燃料，同时由于天气的影响和锅炉对燃料水分含量的要求，还需要部分晾晒的场地，因此，料场在总平面布置中通常占有一半及以上的用地面积。

发电厂均需要设置两个出入口，分别为人流出入口和物流出入口，要求两个出入口距离较远，达到人车分流，互不影响。生物质电厂的厂内物料有两条物流线路，一条是：运输车辆进厂→上重车衡→卸料→上空车衡→出厂；另一条是铲车堆场铲料→干料棚内倒入料斗机→堆场铲料。前一条路线要求进出车流不交叉，整齐有序。后一条物流要求尽量是直线路线且距离最短。因此通常情况下，料场围绕着干料棚来布置，是物流最为合理的。

1.3 料场的设计料场的存贮有三种方式，仓库，敞开式的料场和混合式。仓库有很好的防风挡雨功能，但是造价较高，通常情况下采用混合式或者敞开式料场较多。针对以上问题，敞开式料场分为钢丝网围合分区和硬化地坪两种。由钢丝网围墙围合起来的敞开式料场，围合面积的大小高度由燃料的种类、大小和消防的距离、高度决定。因为灰色秸秆和黄色秸秆的品种很多，大小不同，决定了秸秆堆周围钢丝网围墙网孔的粗细，部分灰色秸秆因为枝干粗大通常整齐的堆在没有钢丝网围墙的硬化地坪料场，堆与堆之间保持消防间距。

秸秆的存贮存在以下一些问题：

①生物质燃料分为灰色秸秆和黄色秸秆，黄色秸秆密度轻，在大风下易飞扬，对周围环境造成一定的影响。②两种秸秆均遇水受潮易腐烂，会滋生蚊虫、产生恶臭，同样对环境造成一定的影响。③生物质燃料均为易燃物质，发生火灾可能性较大。

针对以上的问题，在料场设计中应该从以下方面着手解决：①料场应远离厂前区且布置在全年最小分频的上风向或侧风向。②为防止秸秆被雨水浸泡，敞开式料场还应当在料场周围设计排水沟。同时应在排除雨水时，防止秸秆被冲刷到沟中，堵塞沟道，设计适当大小网孔的沟盖板。同时设计部分晾晒场地，将潮湿的秸秆晾晒后，重新打捆，储存。这部分场地在物料供应充足时还可以作为堆场。③无论是那种形式的料场均应重视消防设计。消防设计包括消防间距和消防环形通道外，还有避雷针设计。堆场与堆场之间，堆场与建、构筑物之间均应满足防火间距，且有环形消防道路，同时，整个堆场都必须在避雷针的保护范围之内，以防止雷电等恶略天气对料场的影响。

1.4 竖向设计厂区竖向设计的布置形式因为地形的限制分为平坡式、阶梯式、混合式三种。一般情况下，生物质电厂不建议采用阶梯式布置，如果由于场地限制，不得不采用阶梯式布置，则通常情况下，将料场设计在同一台阶上，且最好放在较低的那个台阶上，但是这种布置方式无疑是增加了皮带上料仓的角度，很有可能大于皮带上料的最大角度值，若将料场布置在较高的台阶，那一定要将料场位于全年最小风频的上风向或者侧风向，同时需要设置截水沟。如果是平坡式布置，最好将主厂房区，升压站，办公区和附属设施区位于全年最小风频的下风向，燃料区位于上风向或侧风向。露天堆场竖向处理的主要内容是合理地确定堆场地面的坡度和场地的排水设施。一般情况下，堆场地面的坡度宜采用5‰～20‰向外倾斜的横坡，对于粉状物料,地面坡度宜采用5‰～10‰，以免雨水把物料冲走。当堆场外设排水明沟时，其应距堆场边5m 以外，困难时不得不小于3m，当堆场雨水排入下水管时，雨水口距粉料堆场不宜小于15m。