北京乡电有限公司阳城秸秆气化发电余热供暖项目
一、项目概况
阳城县东冶生物质发电项目是由母公司北京乡电电力有限公司出资注册“阳城县东冶生物质发电有限公司”，并投资建设的生物质热电联产项目。该项目地处山西省阳城县东冶镇东冶村。是山西省立项规划的生物质热电联产项目，已建成生物质发电装机容量1.5MW，实现余热集中供暖面积约1.8万m2，年发电量1000万千瓦时，每小时提供余热能约14.5吉焦，年供热能10万吉焦。
本项目于2017年1月通过山西省电力建设工程质量监督中心站竣工验收备案，山西省发改委电价核准，并与国网晋城电力公司签订购售电合同后并网发电运行，2017年9月通过晋城市环保局环评验收备案并取得排污许可证。经监测各项排放指标均符合排放标准要求。
北京乡电有限公司阳城生物质热解气化项目
二、资源背景
阳城县东冶镇及周边各乡镇，是农作物—玉米、杂粮的主产区，有丰富的秸秆资源。该镇每年都有大量农作物秸杆产生，同时还有林业生物质资源。由于牲畜的减少，农作物秸杆利用率很低，商业开发利用的基本没有（包括林业生物质），一般均在秋收后或来年春天就地焚烧。
原料处理
东冶镇农作物秸杆资源
东冶镇林业生物质资源
其中，农业生物质：农作物秸杆2.486万吨，桑果废弃物0.84万吨，计3.323万吨。林业生物质1.4874万吨。畜牧业用秸杆、沼气用秸杆0.3万吨。可利用生物质资源4.5104万吨。根据以上统计测算本镇范围内生物质资源完全满足本项目的生产原料需求。
三、技术路径
本生物质（玉米秸秆）热、电联产项目建设规模为生物质气化发电装机容量1.5MW。由1套1.5MW气化系统与3台单机发电功率为500千瓦的生物质气体发动机组组成发电系统，由发动机组尾气余热锅炉（3台）、发动机组冷却水余热回收设备、生物质气化余热锅炉（1台）组成的供热系统，生物质气化后的干灰加工设备生产的生物质炭等组合成为热、电、炭联产项目。
技术路径图
本项目的燃气发生系统由北京乡电电力有限公司自主研发的拥有完全知识产权的流化床生物质气化系统组成，系统最大产气量为4800N.m3/h。
四、工艺流程
该工艺流程由燃气发生系统、清洁降温系统、发电系统、余热回收供暖系统等组成。
1、燃气发生装置
燃气发生装置由进料进风系统、流化床燃气发生炉、出灰系统等部分组成。生物质原料经必要的加工后由进料设备进入气化炉中，通过进风设备控制进风量，以空气为助燃剂进行不完全燃烧。炉内的化学过程主要包括燃烧反应、热分解反应和还原反应。部分原料与氧气燃烧，提供热分解所需的热量，大部分生物质在缺氧条件下发生热分解反应，析出挥发份和炭，挥发份在高温反应区内停留发生二次反应，生成以CO、H2、CH4为有效成分的生物质燃气。燃烧产生的灰和气化过程中析出的炭约占原料的12%左右，经过出灰系统送入灰仓集中打包处理。干灰的主要用途有加工成生物质型碳、做炭基肥原料、做熏香类产品的燃烧基料等。
汽化炉控制系统
2、燃气清洁处理装置
从流化床气化炉出来的燃气温度约650度，并含有气态焦油和较多的灰尘，需要降温、清洁后才能用于发电。本技术工艺采取2级旋风除尘器分离燃气中的颗粒状粉尘，经余热热水锅炉回收余热能后，再经过喷淋水洗清洁箱、喷淋水洗冷却箱、直流高压静电除焦后，燃气的温度为低于55度、粉尘和焦油含量低于15mg/N.m3，经罗茨风机加压至3KPa左右、缓冲罐分离冷凝水后送入燃气发电机组用于发电生产。
3、燃气发电系统
采用生物质燃气发电机组发电。由3台单机功率500kw的燃气发电机组组成1.5MW发电系统，经升压设备升压至10kv后并入国家电网公司供电网。发电机组的冷却水出水温度约75℃，尾气排放温度约520℃。约75℃左右的发电机组冷却水和供暖余热锅炉的循环水进行热交换降温后循环使用，经发电机组冷却水热交换升温后的供暖循环水经发电机组尾气余热锅炉再次升温后进入供暖循环水系统用于余热供暖。
4、余热回收供暖系统
气化余热回收采用1台热容量50万kcal水循环量20m3/h余热锅炉1台，3台热容量100万kcal水循环量40m3/h发电机组尾气余热锅炉组成的余热供暖系统。
余热锅炉设计出水温度95℃、回水温度65℃，供暖系统总水循环流量140m3/h，满足1.8万平方米供暖面积的热能。
5、发动机尾气脱销处理
发动机尾气经脱销设备脱销处理后再排放。采用尾气余热回收+SCR脱销处理一体化技术设备实现余热回收脱销处理。
五、经济性分析
该项目总投资（除土建部分）约1500万元，发电装机容量1.5MW，单位时间发电量1500kwh/h，年消耗秸秆原料1.8万吨，余热可供热能350万大卡/小时，可供热面积2万m2，年增加农民收入（秸秆按100元/吨）180万元。
六、商业运营模式
本项目将采取充分利用玉米秸秆为原料的热电联产模式，电能并入国家电网获得销售收入，热能可以销售给当地的供暖公司，也可以项目方自建供暖管网直接供给供暖用户获得供暖收入。
发电上网电量享受国家生物质发电电价优惠政策，秸秆收储加工农机具享受国家相应的政策性补贴，地方政府给与秸秆清洁环保化再利用一定的财政补贴，及其他税费优惠政策。
七、效益分析
本项目年发电量1000万kwh，替代标煤约2950吨，减排二氧化碳约7800吨、二氧化硫2.5吨、氮氧化物2.2吨。同时提供了约1.8万平方米的集中供暖热能，解决了村镇集中供暖难题。年消耗秸秆约1.8万吨，能清洁转化种植面积约5.5万亩玉米秸秆，避免了秸秆野外焚烧造成的环境污染，同时能为当地村民增加收入近200万元。建设投产提供直接就业岗位32个，新增税收近百万元。
八、项目优缺点
秸秆气化发电热电联产技术路线的特点是项目规模可根据项目所在地的秸秆原料供应量和需供暖面积灵活决定。可以是发电装机容量1.5MW-10MW、供暖面积2-10万平方米之间灵活选择。
考虑到供暖的季节性，为充分利用资源，获取更大的投资收入，项目采用热电联产技术路线，在非供暖季可以通过秸秆气化发电来充分利用当地的秸秆资源。为此项目将要申报获批发电上网接入等手续，会增加项目前期申报时间和费用，同时也会增加项目投资及项目建设周期。
九、项目适用推广范围
本项目的建设只需满足秸秆原料的供应和相对应的供暖面积即可快速复制建设。项目的建设运营因回收秸秆可以增加当地农民收入，并提供就业岗位。
