淺析生物質發電總圖設計應該重點關注的幾個問題

翟串梅ZHAI Chuan-mei

（中南電力設計院，武漢 430071）

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

0 引言

生物質發電是利用生物質所具有的生物質能進行的發電。一般分直接燃燒發電技術和氣化發電技術，是可再生能源發電的一種，直接燃燒發電技術包括農林廢棄物直接燃燒發電、垃圾焚燒發電，氣化發電技術包括農林廢棄物氣化發電、垃圾填埋氣發電、沼氣發電。

1 總圖設計關注重點問題

作為生物質發電廠設計中的總圖專業，其設計任務是明確生物質電廠建廠條件，即正確的選址，落實生物質電廠避讓區域，統籌考慮生物質電廠建設的各個因素，優化生物質電廠總平面布置，合理規劃廠區功能，使生物質電廠工藝最順暢，物流最合理，施工最便捷，各項指標最優。可以說，總圖設計在生物質電廠設計中所處的位置是不可忽視的。

基于生物電廠與燃煤電廠的區別，結合本人在安能生物質電廠，棗陽生物質電廠，泰國生物質電廠的總圖設計過程，總結出如下幾點經驗：

1.1 合理的選址 廠址選擇的目的是要保證企業在建設及以后的生產經營中有一個基礎建設投資省、生產成本低、經濟效益、環境效益、社會效益好的廠址。火力發電廠廠址選擇通常情況下關注的有以下幾方面：①電廠的取水條件；②電廠的出線件；③燃料的運輸方式及方向；④電廠的公路引接；⑤灰場的條件；⑥廠址的自然條件。在整個生物質發電系統中，除以上幾點外還應特別注意生物質資源和物流。

1.1.1 生物質資源 資源的相對有限性是我國生物質發電的最主要特點。我國尚不具備長距離運輸生物質資源的條件，以秸稈生物質電廠為例，能燃用的生物質資源受運距、秸稈類型、秸稈資源等限制。因此，生物質電廠選址和規模主要受其可獲得資源量限制，并且在同一個地區不允許建設多個生物質電廠，否則將導致資源獲取困難、盈利空間縮小、燃料價格快速上漲等諸多問題。地區生物質發電規劃和生物質電廠建設的關鍵因素是可利用資源量，因此，可利用資源量是生物質發電規劃和生物質電廠選址的關鍵因素和首要條件。

一個地區的生物質資源可能包括很多種，但是，對于同一個生物質電廠而言，一般都燃燒同一類物理特性的生物質燃料，或以軟質秸稈為主，或以硬質生物質資源為主，不可能將所有資源都列入電廠可以焚燒的范圍，否則將會增加電廠未來收集資源的風險和難度，在實際的運行過程中將無法保證燃料供應量。

1.1.2 物流 物流是滿足客戶需要，對商品、服務以及相關信息從產地到消費地的高效率、低成本流動和儲存進行的規劃、實施與控制的過程。生物質物流費用在生物質電廠運行費用中占有較大比例，被稱為“第三利潤源”，一個裝機容量為15MW 的生物質發電廠，他一年所需要的秸稈消耗量大約19×104t，這樣就對燃料的供應系統提出了較高的要求。換句話說，生物質電廠的合理廠址在很大程度上決定了物流費用的大小。同時，良好的選址決策可以減少運輸過程中所消耗的能源以及降低運輸過程中所排放的交通尾氣，大大降低了由于交通運輸給環境帶來的壓力。同時生物質電廠在選址過程中還要考慮秸稈量，運輸量，運輸價格，電廠發電量，運行費用等。最佳的生物質電廠廠址應該是運行成本最低，綜合能源消耗最少。優化生物質發電廠的選址，使其運行的總費用達到最優，具有重要的社會意義和經濟意義。

1.2 總平面規劃 為了更好地組織生產、生活、保護環境，避免生產過程中相互影響和干擾，將企業各種建構筑物按其使用功能不同進行必要的分區。火力發電廠的總平面布置通常分為主廠房區、升壓站區、燃料區、輔助設施區。通常情況下，生物質發電廠廠區干料棚內應存儲有3～5 天的燃料，廠區料場備有7～15 天的燃料，同時由于天氣的影響和鍋爐對燃料水分含量的要求，還需要部分晾曬的場地，因此，料場在總平面布置中通常占有一半及以上的用地面積。

發電廠均需要設置兩個出入口，分別為人流出入口和物流出入口，要求兩個出入口距離較遠，達到人車分流，互不影響。生物質電廠的廠內物料有兩條物流線路，一條是：運輸車輛進廠→上重車衡→卸料→上空車衡→出廠；另一條是鏟車堆場鏟料→干料棚內倒入料斗機→堆場鏟料。前一條路線要求進出車流不交叉，整齊有序。后一條物流要求盡量是直線路線且距離最短。因此通常情況下，料場圍繞著干料棚來布置，是物流最為合理的。

1.3 料場的設計 料場的存貯有三種方式，倉庫，敞開式的料場和混合式。倉庫有很好的防風擋雨功能，但是造價較高，通常情況下采用混合式或者敞開式料場較多。針對以上問題，敞開式料場分為鋼絲網圍合分區和硬化地坪兩種。由鋼絲網圍墻圍合起來的敞開式料場，圍合面積的大小高度由燃料的種類、大小和消防的距離、高度決定。因為灰色秸稈和黃色秸稈的品種很多，大小不同，決定了秸稈堆周圍鋼絲網圍墻網孔的粗細，部分灰色秸稈因為枝干粗大通常整齊的堆在沒有鋼絲網圍墻的硬化地坪料場，堆與堆之間保持消防間距。

秸稈的存貯存在以下一些問題：

①生物質燃料分為灰色秸稈和黃色秸稈，黃色秸稈密度輕，在大風下易飛揚，對周圍環境造成一定的影響。②兩種秸稈均遇水受潮易腐爛，會滋生蚊蟲、產生惡臭，同樣對環境造成一定的影響。③生物質燃料均為易燃物質，發生火災可能性較大。

針對以上的問題，在料場設計中應該從以下方面著手解決：①料場應遠離廠前區且布置在全年最小分頻的上風向或側風向。②為防止秸稈被雨水浸泡，敞開式料場還應當在料場周圍設計排水溝。同時應在排除雨水時，防止秸稈被沖刷到溝中，堵塞溝道，設計適當大小網孔的溝蓋板。同時設計部分晾曬場地，將潮濕的秸稈晾曬后，重新打捆，儲存。這部分場地在物料供應充足時還可以作為堆場。③無論是那種形式的料場均應重視消防設計。消防設計包括消防間距和消防環形通道外，還有避雷針設計。堆場與堆場之間，堆場與建、構筑物之間均應滿足防火間距，且有環形消防道路，同時，整個堆場都必須在避雷針的保護范圍之內，以防止雷電等惡略天氣對料場的影響。

1.4 豎向設計 廠區豎向設計的布置形式因為地形的限制分為平坡式、階梯式、混合式三種。一般情況下，生物質電廠不建議采用階梯式布置，如果由于場地限制，不得不采用階梯式布置，則通常情況下，將料場設計在同一臺階上，且最好放在較低的那個臺階上，但是這種布置方式無疑是增加了皮帶上料倉的角度，很有可能大于皮帶上料的最大角度值，若將料場布置在較高的臺階，那一定要將料場位于全年最小風頻的上風向或者側風向，同時需要設置截水溝。如果是平坡式布置，最好將主廠房區，升壓站，辦公區和附屬設施區位于全年最小風頻的下風向，燃料區位于上風向或側風向。露天堆場豎向處理的主要內容是合理地確定堆場地面的坡度和場地的排水設施。一般情況下，堆場地面的坡度宜采用5‰～20‰向外傾斜的橫坡，對于粉狀物料,地面坡度宜采用5‰～10‰，以免雨水把物料沖走。當堆場外設排水明溝時，其應距堆場邊5m 以外，困難時不得不小于3m，當堆場雨水排入下水管時，雨水口距粉料堆場不宜小于15m。

2 小結

生物質發電是生物質能源利用的重要形式。生物質電廠與其他火力發電廠相比較有其特殊性，我們必須抓住其特殊性，因地制宜地進行設計，并不斷總結、優化，提高設計水平。本文在廠址選擇、總平面布置、料場設計和豎向布置四個方面闡述了生物質發電總圖設計的特殊性，希望對總圖設計人員有一點點啟發。

[1]雷明.廠址選擇[M].陜西科學技術出版社，1992.

[2]雷明.工業企業總平面設計[M].陜西科學技術出版社,1998.

[3]“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃.