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生物质电厂燃料及关键设备分析(一) 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|30码期期必中 / 13-11-02

一、燃料
    秸秆电厂与火力发电厂最大的区别在燃料,秸秆电厂锅炉烧的燃料是秸秆等生物质,火力发电厂锅炉烧的燃料是煤,30码期期必中生产销售的秸秆颗粒机秸秆压块机专业压制生物质成型燃料,生物质燃料与煤炭的区别见下表:
    从上表看出,生物质燃料和煤炭相比有以下主要差别:
    含碳量较少,含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于生成年代较少的褐煤的含碳量。特别是固定碳的含量明显比煤炭少。因此,生物质燃料不抗烧,需要频繁添加燃料,同时它的热值也较低。
    含氢量稍多,挥发分明显较多。生物质燃料中的碳,多数和氢结合成较低分子的碳氢化合物,遇一定温度后热分解而析出挥发物。所以,生物质燃料易被引燃,燃烧初期,析出量较大,在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰。
    含氧量多。从上表所列数字可以看出,生物质燃料含氧量明显多于煤炭,它使得生物质燃料热值低,但易于引燃。在燃烧时可以相对地减少所供空气量。
    密度小。生物质燃料的密度明显的较煤炭低,质地比较疏松,特别是农作物秸秆和畜类粪便。这样使得这类燃料易于燃烧和燃烬,灰渣中残留的碳量,一般较燃用煤炭者少。
    碱金属主要是钾的含量高(3%~20%),而煤中碱金属(钠和钾)含量几乎为零。由于碱金属及其化合物的熔点低,粘附力强,所以与一般的煤相比,更容易产生结焦和受热面高温腐蚀等问题。
    由于生物质燃料从结构组织上有以上这些特点,所以在直接燃烧时,为了提高燃烧效率,在空气供给、燃烧室容积和形状以及燃料添加口等方面也相应地有所不同。
    总之,与煤相比,一般生物质具有“两小两多”的特点,即:热值小,密度小;钾含量多,挥发分多。
    根据我对生物质发电厂的调研,下面对生物质电厂燃料、燃料供应系统、价格及燃料质量进行简单分析:
  (1)燃料种类
  生物质电厂采用的燃料大概可分为两大类:软类燃料和硬类燃料。
  软类燃料主要指农业生产产生的麦秆、玉米秆等(称黄色秸秆)。
  硬类燃料主要指农作物棉花秆(一般称灰色秸秆),林业生产产生的树枝、树皮、林木加工下角料等。
    (2)燃料供应系统方式
    软类燃料和硬类燃料在收购、预处理、运输等环节都有较大的差别,燃料供应系统可以分为两大类:在各村就地加工直接送电厂和在各乡镇建设集中收购储运加工站方式。
    软类燃料由于体积大、密度小,考虑到运输因素宜采用在各村就地直接加工,然后直接送电厂或储运站。软类燃料也直接在电厂加工的。如河南鹿邑。导致燃料运输相对不太方便。
    硬类燃料特别是林业加工下角料密度相对较大,来源相对分散,宜在各乡镇或资源中心区设收购站集中收购、加工、储运。如山东单县的运作模式。
    (3)燃料运输
   采用专用车辆、平板车或汽车均可,目前已开发生产有这样的专用运输车辆。如某项目采用的8吨专用车辆。
   (4)收购储运加工站
   收购储运加工站是燃料收购、加工、贮存的重要环节。
   燃料在收购储运加工站的转运、加工有专用设备。而且针对不同的燃料都有其转运、加工的专用设备。这些设备的采用极大的减少了转运次数和费用。如某项目收购储运加工站采用的高射出料粉碎机(射程8米高)、粉碎机后设皮带运输机(堆料高度达8米)。
    经收购储运加工站预处理的燃料随时等待运往电厂。采用汽车运送即可。
    (5)燃料预处理方式
二、燃料预处理方式可分为以下三种:
    1)黄色秸秆打捆
    黄色秸秆目前一般采用打捆方式,捆的大小为1.2×1.3×1.5米,采用绳子捆绑。
    2)硬秸秆预处理方式
    采用在收购站粉碎,粉碎后尺寸一般小于8厘米。粉碎采用专用粉碎机,有专业厂家生产。
    3)黄色秸秆压密处理方式
黄色秸秆因体积疏松,运输不便,为方便送入锅炉,所以对其进行压密处理。一般有二种方式:采用螺旋挤压方式,生产长条形圆、方棒,然后再切成片状。采用环式挤压方式,生产出圆块或颗粒状燃料。以上二种方式都有专用设备。
    30码期期必中生产秸秆压块机、秸秆颗粒机专业压制生物质颗粒燃料。
    (6)秸秆到厂价格分析
    秸秆到厂价格:按照秸秆直燃发电工艺要求,送到电厂的秸秆价格。一般是由秸秆的价格、秸秆收购价格和收储运价格构成的。
    秸秆的价格,即由秸秆的使用价值决定的,目前如果秸秆没有任何用途,使用价值几乎为零:当秸秆被大规模利用时,秸秆的价格将不是零:秸秆收购价格,即农民收集、晾晒、储运秸秆的价格,其主要取决于当地农民劳动力的机会成本,随着经济的发展有不断增长的趋势;其三,秸秆的出库价格和装运费用,它是由收储运成本费用和必要的利润构成的,通过规模经营有向下降低的可能性。
    分析研究影响秸秆资源量和秸秆到厂价格稳定的主要因素及变化趋势。主要的影响因素有:地方农业产业结构调整;由于市场变化,种植品种的大规模调整;灾害性气候对农作物产出的影响;新的农业生物质开发利用工艺技术的不断涌现;农村经济的快速发展,农村劳动力机会成本的上升等。秸秆的到厂价格决定秸秆电厂的承受能力。到厂价格包括收购价格、运输费用、储存、加工成本等。收购价格因各地情况而定。运输费用因距离而定。储存、加工成本根据燃料性质不同会有所不同,小麦、玉米按打捆方式,包括打捆需要的电费、人员工资等所有的直接费用和间接费用;棉花、林木下角料、枝条按破碎方式,包括破碎需要的电费、人员工资等所有的直接费用和间接费用。
    下面以某项目玉米秸秆、小麦秸秆、玉米皮、棉花秸秆为例说明燃料的价格构成:
    1)玉米秸秆成型包价格构成
    1.大型经纪人秸秆收购价格(100元/t):小型经纪人在农户手里的收购价格约为55元/t,小型经纪人的装车、运输费为20元/t.利润为25元/t,大型经纪人秸秆收购价格为100元/t。
    n.铡切费用(21, 48元/t)
    工人工资(15. 63元):因工作环境较差,工人工资每日(8小时)按40元计算,共需5人,日产秸秆12.8吨,吨工资约15. 63元。
    电费(2. 85元):铡草机动力7.5KW,每小时耗电6度,电价0.76元/度,耗电按80%计算,每小时加工秸秆1.6吨,吨电费2.85元。
    油耗(3元):铡切每吨秸秆另外多耗油约3元。
    Ⅲ,打包费用(48. 41元/t)
    用工费用:工人工资10元/包。
    用电费用:加工每包秸秆用电9.5度,电价0. 76元/度,耗电按5096计算,每包用电费用3. 61元。
    用绳费用:每包秸秆用绳为30米,绳子重量11克/米,价格为17元/千克,每包秸秆用绳费用为5.6元。
    用油费用:每包约2.5元。
    每包秸秆重量约450公斤,加工费用为22.  14元。
    Ⅳ,秸秆总损耗(22.7元/t):秸秆从收购到打好包这一卸车、储存、搬运、加工过程总损耗约20. 64%(调查5个经纪人后取平均值),其中铡切过程平均损耗9%,打包过程平均损耗896,卸车、搬运、储存过程平均损耗3. 64%,计22.7元/t。
    v.装车费用(2.22元/t):抓草机装车油耗、工人工资每包装车费1元,包重约450公斤,每吨2. 22元。
  Ⅵ.运输费用(40元/t):现有经纪人平均运输半径约40公里,按吨公里1元计算,运费为40元/t。
    Ⅶ.到电厂扣水分及杂质(8. 25元/t):到电厂后扣除水份和杂质暂按3%.按现在价格275元/t计算,扣除约8. 25元/t。
    Ⅷ.占地费用(10元/t):现有经纪人平均租地10亩,平均每亩年租金1000元,年生产能力按1000吨,则每吨占地费用10元。
    经纪人成本总计253. 06元/t。
    附:秸秆含水率测试情况:测量秸秆原秆含水率约15-16%;铡切后测量含水率约13-14%;打好包后立即测量含水率在25-30%左右;4小时后测含水率在35%左右;2天以后测含水率45%以上(现在购买的含水率测试仪当含水率超过45%时,均显示为99.996)。
    2)小麦秸秆成型包价格构成
    Ⅰ.大型经纪人秸秆收购价格(190元/t):小型经纪人在农户手里的收购价格约为140元/t,小型经纪人的装车、运输费为20元/t,利润为30元/t,大型经纪人秸秆收购价格为190元/t。
    Ⅱ.打包费用(63.3元/t)
    用工费用:工人工资10元/包。
    用电费用:加工每包秸秆用电9.5度,电价0.76元/度,每包用电费用7.22元。
    用绳费用:每包秸秆用绳为30米,绳子重量11克/米,价格为17元/千克,每包秸秆用绳费用为5.6元。
    用油费用:每包约2.5元。
    每包秸秆重量约400公斤,加工费用为25. 32元。
    Ⅲ,秸秆总损耗(19元/t):秸秆从收购到打好包这一卸车、储存、搬运、加工过程总损耗约1096。计19元/t。
    Ⅳ,装车费用(2. 22元/t):抓草机装车油耗、工人工资每包装车费1元,包重约450公斤,每吨2. 22元。
    Ⅴ.运输费用(40元/t):现有经纪人平均运输半径约40公里,按吨.公里1元计算,运费为40元/t。
    Ⅵ.占地费用(10元/t):现有经纪人平均租地10亩,平均每亩年租金1000元,年生产能力按1000吨,则每吨占地费用10元。
    经纪人成本总计324. 52元/t。
    附秸秆成型包质量标准:玉米秸秆长度为15 cm-30 cm,打包成型后的重量:小麦秸秆400±50公斤、玉米秸秆450±50公斤、花生秸秆500±50公斤,外形尺寸为(0. 9-0. 95)米×(1. 2-1. 25)米×(1.75米±0.15米)。秸秆原秆含水率以烘箱测出的实际含水率为准,秸秆原秆含水率不大于25%时不扣除水份,当含水率大于25%而小于35%时,以实际水分扣除,当含水率大于35%时,以实际含水率的2倍扣除。
    3)玉米皮成型包价格构成
    I.大型经纪人秸秆收购价格(80元/t):小型送料人送到大型经纪人的价格在80元/t;农户直接送到大型经纪人的价格在80元/t。大型经纪人秸秆收购价格平均按80元/t计算,含水率40%左右。
    II.打包费用(59. 54元/t)
    用工费用:工人工资10元/包。
    用电费用:加工每包秸秆用电9.5度,电价0. 76元/度,每包用电费用7.22元。
    用绳费用:每包秸秆用绳为27米,绳子重量11克/米,价格为20元/千克,每包秸秆用绳费用为6.6元。
    用油费用:每包约3元。
    每包加工费用为26. 82元。包重约450公斤,2.22包为一吨合计59. 54元
    Ⅲ.秸秆总损耗(8元/t):秸秆从收购到打好包这一卸车、储存、搬运、加工过程总损耗约10. 64%(调查5个经纪人后取平均值)。按现在收购价格80元/t计算,扣除约8元/t。
    Ⅳ,装车费用(6. 25元/t):每包装车费工人工资1元,包重约450公斤,每吨2元。抓草机每小时装车16包(7.2吨),抓草机每小时耗柴油5升,每升柴油6.12元,装车用4.25元/t。
    V.运输费用(25元/t):现有经纪人平均运输半径约25公里,按吨公里1元计算,运费为25元/t。
    Ⅵ.到电厂扣水分及杂质(11.6元/t):到电厂后扣除水份和杂质暂按8%,按现在价格220元/t计算,扣除约11.6元/t。
    Ⅷ,占地费用(12元/t):现有经纪人平均租地10亩,平均每亩年租金1200元,年生产能力按1000吨,则每吨占地费用12元。
    经纪人成本总计202. 39元/t。
    4)棉秆价格构成
    I.棉秆收购价格:综合平均到达经纪人场地的棉秆价格按100. 00元/t。
    II.棉秆加工粉碎费用:
    按l台粉碎机配6名操作人员核算:每人按50. 00元/天,工作时间8小时/天,产量2.5吨/小时,工作餐5.00元/人计算,人工费用16. 50元/t(机械发生故障、车辆运输间断,人员加工费用有所增加)
    电费:约4. 50元/t (5.8×0.78=4. 52)
    Ⅲ.棉秆加工损耗率:经过数次粉碎试验,棉秆加工损耗率按15%计算。
    Ⅳ.棉秆水分扣除率:经过粉碎加工的新鲜棉秆水分在40%左右,水分扣除率按15%计算。
    V.成品棉秆场地成本:(100+16. 5+4. 5)/(1-0.15) =142, 35元/t.
Ⅵ.运输费用
    以普遍的手扶拖拉机改装运输核算:平均运输距离25公里;保险养路费用15. 00元/天;工资60元/天;每日运输3次;每次装载量1.3吨。油耗:8升/100公里;柴油:6. 08元/升;油费:0. 49×50=24.5元;运输费用:(24. 5+20+5)  11. 3-38. 00元/t。
    Ⅶ.运送到站点成本:上力费按8. 00元/t;运输费按38. 00元/t;合计成本为:(142. 35+8. 00+38. 00)/(1-0.15) =221. 60元/t。
    Ⅷ,棉秆综合成本
    经纪人场地租赁费3. 00元/t:设备维护费2.00元/t:棉秆综合成本为:221. 60+3. 00+2. 00=226. 60元/t。
    (7)燃料质量
我经过对某电厂(燃料以灰色秸秆为主)的调研,该厂对收购的燃料如棉花秸秆、树枝条、稻壳、木材下脚料、树皮等质量制定了验收标准,对水分、外观、杂质提出了要求。
    30码期期必中生产销售秸秆压块机秸秆颗粒机等生物质成型机械设备,同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料出售。

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