秸秆燃料收储运模式的探索与实践

2017-05-11李廉明俞燕薛军陈斌

中国设备工程 2017年5期

关键词：热电储运嘉兴

李廉明，俞燕，薛军，陈斌

（嘉兴新嘉爱斯热电有限公司，浙江嘉兴 314016）

秸秆燃料收储运模式的探索与实践

李廉明，俞燕，薛军，陈斌

（嘉兴新嘉爱斯热电有限公司，浙江嘉兴 314016）

秸秆收储运一直是制约秸秆综合利用的关键因素。嘉兴新嘉爱斯热电有限公司在传统的发电企业自行收储运模式、分散型收储运模式以及集约型收储运模式基础上，成功探索出“集约型+自处理”的秸秆收储运模式，减少了秸秆二次运输，降低了秸秆收集加工综合成本，提高生物质收集体系运行效率，为整个秸秆直燃发电产业的发展奠定了一定的基础。

秸秆收储运；降低成本；直燃发电

目前我国绝大部分秸秆并未得到科学合理地利用，大量秸秆被丢弃、低效焚烧，不但造成了资源浪费，还引发了环境污染。如何科学、合理和充分利用被浪费的农作物秸秆资源，是国内外学者一直关注的一项重大课题。秸秆直燃发电是秸秆公认的一种理想用途。但秸秆直燃发电利用成功与否取决于相应的秸秆收储运模式是否合理、高效。

秸秆能量密度低、收获季节性强；同时我国农业又以家庭精耕细作为主，人均种植面积少，造成秸秆分布非常分散。因此，作为大规模直接利用秸秆的有效途径，秸秆直燃发电产业的成功发展必然要求首先建立高效、合理、经济的秸秆燃料收储运体系。本文分析了现有的秸秆收储运模式，并研究了嘉兴新嘉爱斯热电有限公司对收储运系统运营模式的探索和实践，以期为整个秸秆直燃发电产业的燃料收储运发展奠定一定的基础。

1 秸秆收储运模式

我国秸秆直燃发电行业发展至今，总结出了三种具有代表性的秸秆收储运模式：一是发电企业自行收储运模式；二是分散型收储运模式：三是集约型收储运模式。

1.1 发电企业自行收储运模式

发电厂自行收储运模式一般是指发电企业自主对秸秆原料进行收集、晾晒、储存、保管、运输、处理等工作的运作模式。此模式适合在服务半径为50km以内，秸秆产量非常集中的地区。采用该种收储运模式，发电企业原料供应不再受制于经济人和供应商，能够获得连续的秸秆燃料供应和稳定的秸秆收购价格。但是，发电企业必须投入一定量的人力、物力和财力，需要大量的土地进行燃料收贮、晾晒和加工，同时还要承担防火等安全风险。

1.2 分散型收储运模式

在分散型收储运模式下，发电企业将秸秆原料的收集、晾晒、储存、保管、运输等任务委托给秸秆经纪人。秸秆经纪人直接或通过二级经纪人进行秸秆收储运。发电企业与秸秆经纪人定期进行结算。这种收储运模式大大减少了发电企业投资、管理、运行和维护的成本，降低了安全风险。但是，这种模式下发电企业的燃料供给受制于秸秆经纪人。秸秆经纪人为了追求最大利润，可能会根据秸秆的需求量抬高价格，使得发电企业的原料成本大幅增加。

1.3 集约型收储运模式

集约型秸秆收储运模式是指发电企业与专业秸秆收储公司签订供货合同。专业秸秆收储公司按照发电企业规定的燃料质量标准，从农户、秸秆经纪人或农民合作组织手中收集原料，并晾晒、储存和保管，形成一个从农民、秸秆经纪人或农民合作组织到秸秆收储公司再到发电企业这样一个秸秆收储运体系，保证了原料的长期有效供应。这种模式下，秸秆收购成本较高，但是秸秆燃料的供应变成企业法人之间的商业活动。不但从根本上解决了燃料供应价格的随意性和风险，而且能够确保秸秆原料的长期稳定、高质量地供应。

上述三种模式代表了大多数秸秆直燃发电企业的燃料收储运模式。但是受制于当地经济发展状况、秸秆利用情况和企业实际运行现状，这三种模式并不能“包打天下”，秸秆发电企业应因地制宜，发展适合自己的燃料收储运模式。嘉兴新嘉爱斯热电有限公司在上述三种模式的基础上发展出了具有当地特色的燃料收储运模式。

2 嘉兴新嘉爱斯热电有限公司的收储运模式

2.1 项目基本情况

嘉兴新嘉爱斯热电有限公司秸秆焚烧综合利用发电供汽项目位于浙江省嘉兴市秀洲区王江泾镇，总投资2.32亿元，建设1台130t/h高温高压农业废弃物（秸秆）焚烧锅炉，配套1台25MW抽凝式汽轮发电机组。项目被列入2014年浙江省重点建设项目，是浙江省首个标准化农业秸秆收集体系试点项目。项目建成后，年消耗农业废弃物（秸秆）约20万吨，替代节约标煤约10万吨，新增年发电量2亿度，年供汽量35万吨，从而实现年减排CO2约25万吨，灰渣作为钾肥原料利用，是实现低碳经济和生态建设的有效手段。项目投产后，年销售收入约1.8亿元，年实现利税2500万元。同时，收购秸秆每年可实现农民增收5000万元以上和促进农民就业；并减少秸秆在田间焚烧造成的环境污染，为全社会的绿色发展作出积极贡献。

2.2 项目初期的收储运模式

该项目设计的农作物秸秆收储运方案是在秸秆资源量为密集且交通方便的乡镇设置30个收购点，每个收购点处最大可储存供电厂燃烧10天左右的储量，15个收购点最大可储存约300天的用量。秸秆由农机服务合作社或由农户在田间收集打包后送至各收购点。收购点对秸秆含水量进行测试，符合电厂要求的予以接收。收购点配置计量电子秤对秸秆进行秤重、检验堆放在收购点储料场内。同时，收购点内还设置秸秆切碎机、秸秆压制机等设备，可以对秸秆进行切碎和压制加工成秸秆燃料棒。

原生农业秸秆经过切碎压制成型的秸秆燃料棒，体积大大缩小，堆积密度也由原来的0.15～0.25t/m3增加到0.9～1.0t/m3，给运输和储存带来了很大的方便。燃料棒由各收购点暂时储存、晾干，定期由汽车或者船运至电厂内的储料棚内。

该项目燃料的厂外收集储运均由农机服务合作社或中间承包商来完成，各收购点由承包商出资租用场地，建设仓库，购置设备，负责运营。电厂只需直接向承包商购买燃料，由承包商将燃料运至电厂储料仓库内。秸秆燃料收储运路线流程如图1所示。

图1 燃料收储运路线

各收购点对送来的秸秆燃料进行计量、质检，堆垛储存，再经过破碎，可以选择挤压成型，也可以选择破碎后直接送到收购点料棚暂存；然后送至生物质电厂，再经过质检、计量后卸至电厂内的生物质料棚，保证公司锅炉每日的燃料消耗量。收购工作流程如图2所示。

2.3 改进的项目收储运模式

该项目收储运模式在探索中不断前进。项目建成初期，项目组对各生物质秸秆收集点的收集运行情况进行了实地调研。调研发现在秸秆收集点进行分散的秸秆粉碎处理，存在着部分秸秆需要二次运输（即从分散储存点搬运到粉碎加工点）、设备和加工场地投资布点多、设备利用效率偏低、粉碎时的环境污染和综合占地面积多等诸多问题，造成秸秆收集加工难度加大、秸秆收集成本偏高，不利于生物质秸秆收集体系的建设和生物质秸秆收集成本的控制。因此，经过与政府部门协商后，项目组决定实施秸秆到厂集中粉碎处理的处置方案，即在项目所在地南侧投资建设集中粉碎处理秸秆的设备和设施，变各秸秆收集点分散粉碎秸秆为到厂后由秸秆发电厂自行集中粉碎后输送至生物质锅炉焚烧利用，以减少秸秆二次运输，降低秸秆收集加工综合成本，提高秸秆收集体系运行效率。

按照此方案的要求，秸秆收集经营户将秸秆晾干、打捆、堆放储存后（未对秸秆进行粉碎处理）直接送至发电厂，由发电厂进行集中铡碎处理后进行焚烧综合利用。嘉兴新嘉爱斯热电有限公司新建日粉碎加工秸秆700吨的秸秆粉碎处理车间、秸秆堆放场地、道路和输送设施。该方案包括新建约5000平方米的秸秆粉碎处理厂房和储料仓库，安装2台大型软质秸秆（稻草、麦秆）铡碎机和1台大型硬质秸秆（树枝、芦苇）铡碎机，铡碎后的秸秆料通过转运设施送入秸秆燃料棚，再通过上料系统送入锅炉内焚烧综合利用。

2015年底，秸秆到厂集中粉碎方案实施完成，减少了秸秆二次运输和粉碎时的二次污染，提高了秸秆处理设备的使用率，标志着嘉兴新嘉爱斯热电有限公司探索出一套新的秸秆收储运模式，即“集约型+自处理”秸秆收储运模式。该模式将发电企业自行收储运模式和集约型收储运模式相融合，更符合企业实际，是一次成功的探索。