翟串梅ZHAI Chuan-mei

（中南電力設(shè)計(jì)院，武漢 430071）

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

0 引言

生物質(zhì)發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電。一般分直接燃燒發(fā)電技術(shù)和氣化發(fā)電技術(shù)，是可再生能源發(fā)電的一種，直接燃燒發(fā)電技術(shù)包括農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電，氣化發(fā)電技術(shù)包括農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電、沼氣發(fā)電。

1 總圖設(shè)計(jì)關(guān)注重點(diǎn)問題

作為生物質(zhì)發(fā)電廠設(shè)計(jì)中的總圖專業(yè)，其設(shè)計(jì)任務(wù)是明確生物質(zhì)電廠建廠條件，即正確的選址，落實(shí)生物質(zhì)電廠避讓區(qū)域，統(tǒng)籌考慮生物質(zhì)電廠建設(shè)的各個(gè)因素，優(yōu)化生物質(zhì)電廠總平面布置，合理規(guī)劃廠區(qū)功能，使生物質(zhì)電廠工藝最順暢，物流最合理，施工最便捷，各項(xiàng)指標(biāo)最優(yōu)?？梢哉f，總圖設(shè)計(jì)在生物質(zhì)電廠設(shè)計(jì)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(qū)別，結(jié)合本人在安能生物質(zhì)電廠，棗陽生物質(zhì)電廠，泰國生物質(zhì)電廠的總圖設(shè)計(jì)過程，總結(jié)出如下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

1.1 合理的選址 廠址選擇的目的是要保證企業(yè)在建設(shè)及以后的生產(chǎn)經(jīng)營中有一個(gè)基礎(chǔ)建設(shè)投資省、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會效益好的廠址?；鹆Πl(fā)電廠廠址選擇通常情況下關(guān)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(yùn)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(gè)生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)中，除以上幾點(diǎn)外還應(yīng)特別注意生物質(zhì)資源和物流。

1.1.1 生物質(zhì)資源 資源的相對有限性是我國生物質(zhì)發(fā)電的最主要特點(diǎn)。我國尚不具備長距離運(yùn)輸生物質(zhì)資源的條件，以秸稈生物質(zhì)電廠為例，能燃用的生物質(zhì)資源受運(yùn)距、秸稈類型、秸稈資源等限制。因此，生物質(zhì)電廠選址和規(guī)模主要受其可獲得資源量限制，并且在同一個(gè)地區(qū)不允許建設(shè)多個(gè)生物質(zhì)電廠，否則將導(dǎo)致資源獲取困難、盈利空間縮小、燃料價(jià)格快速上漲等諸多問題。地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電規(guī)劃和生物質(zhì)電廠建設(shè)的關(guān)鍵因素是可利用資源量，因此，可利用資源量是生物質(zhì)發(fā)電規(guī)劃和生物質(zhì)電廠選址的關(guān)鍵因素和首要條件。

一個(gè)地區(qū)的生物質(zhì)資源可能包括很多種，但是，對于同一個(gè)生物質(zhì)電廠而言，一般都燃燒同一類物理特性的生物質(zhì)燃料，或以軟質(zhì)秸稈為主，或以硬質(zhì)生物質(zhì)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(fēng)險(xiǎn)和難度，在實(shí)際的運(yùn)行過程中將無法保證燃料供應(yīng)量。

1.1.2 物流 物流是滿足客戶需要，對商品、服務(wù)以及相關(guān)信息從產(chǎn)地到消費(fèi)地的高效率、低成本流動和儲存進(jìn)行的規(guī)劃、實(shí)施與控制的過程。生物質(zhì)物流費(fèi)用在生物質(zhì)電廠運(yùn)行費(fèi)用中占有較大比例，被稱為“第三利潤源”，一個(gè)裝機(jī)容量為15MW 的生物質(zhì)發(fā)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(yīng)系統(tǒng)提出了較高的要求。換句話說，生物質(zhì)電廠的合理廠址在很大程度上決定了物流費(fèi)用的大小。同時(shí)，良好的選址決策可以減少運(yùn)輸過程中所消耗的能源以及降低運(yùn)輸過程中所排放的交通尾氣，大大降低了由于交通運(yùn)輸給環(huán)境帶來的壓力。同時(shí)生物質(zhì)電廠在選址過程中還要考慮秸稈量，運(yùn)輸量，運(yùn)輸價(jià)格，電廠發(fā)電量，運(yùn)行費(fèi)用等。最佳的生物質(zhì)電廠廠址應(yīng)該是運(yùn)行成本最低，綜合能源消耗最少。優(yōu)化生物質(zhì)發(fā)電廠的選址，使其運(yùn)行的總費(fèi)用達(dá)到最優(yōu)，具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。

1.2 總平面規(guī)劃 為了更好地組織生產(chǎn)、生活、保護(hù)環(huán)境，避免生產(chǎn)過程中相互影響和干擾，將企業(yè)各種建構(gòu)筑物按其使用功能不同進(jìn)行必要的分區(qū)?；鹆Πl(fā)電廠的總平面布置通常分為主廠房區(qū)、升壓站區(qū)、燃料區(qū)、輔助設(shè)施區(qū)。通常情況下，生物質(zhì)發(fā)電廠廠區(qū)干料棚內(nèi)應(yīng)存儲有3～5 天的燃料，廠區(qū)料場備有7～15 天的燃料，同時(shí)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(fā)電廠均需要設(shè)置兩個(gè)出入口，分別為人流出入口和物流出入口，要求兩個(gè)出入口距離較遠(yuǎn)，達(dá)到人車分流，互不影響。生物質(zhì)電廠的廠內(nèi)物料有兩條物流線路，一條是：運(yùn)輸車輛進(jìn)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(nèi)倒入料斗機(jī)→堆場鏟料。前一條路線要求進(jìn)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(shè)計(jì) 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(fēng)擋雨功能，但是造價(jià)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(wǎng)圍合分區(qū)和硬化地坪兩種。由鋼絲網(wǎng)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?yàn)榛疑斩捄忘S色秸稈的品種很多，大小不同，決定了秸稈堆周圍鋼絲網(wǎng)圍墻網(wǎng)孔的粗細(xì)，部分灰色秸稈因?yàn)橹Ω纱执笸ǔＵR的堆在沒有鋼絲網(wǎng)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(zhì)燃料分為灰色秸稈和黃色秸稈，黃色秸稈密度輕，在大風(fēng)下易飛揚(yáng)，對周圍環(huán)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(chǎn)生惡臭，同樣對環(huán)境造成一定的影響。③生物質(zhì)燃料均為易燃物質(zhì)，發(fā)生火災(zāi)可能性較大。

針對以上的問題，在料場設(shè)計(jì)中應(yīng)該從以下方面著手解決：①料場應(yīng)遠(yuǎn)離廠前區(qū)且布置在全年最小分頻的上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。②為防止秸稈被雨水浸泡，敞開式料場還應(yīng)當(dāng)在料場周圍設(shè)計(jì)排水溝。同時(shí)應(yīng)在排除雨水時(shí)，防止秸稈被沖刷到溝中，堵塞溝道，設(shè)計(jì)適當(dāng)大小網(wǎng)孔的溝蓋板。同時(shí)設(shè)計(jì)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(yīng)充足時(shí)還可以作為堆場。③無論是那種形式的料場均應(yīng)重視消防設(shè)計(jì)。消防設(shè)計(jì)包括消防間距和消防環(huán)形通道外，還有避雷針設(shè)計(jì)。堆場與堆場之間，堆場與建、構(gòu)筑物之間均應(yīng)滿足防火間距，且有環(huán)形消防道路，同時(shí)，整個(gè)堆場都必須在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，以防止雷電等惡略天氣對料場的影響。

1.4 豎向設(shè)計(jì) 廠區(qū)豎向設(shè)計(jì)的布置形式因?yàn)榈匦蔚南拗品譃槠狡率健㈦A梯式、混合式三種。一般情況下，生物質(zhì)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(shè)計(jì)在同一臺階上，且最好放在較低的那個(gè)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(fēng)頻的上風(fēng)向或者側(cè)風(fēng)向，同時(shí)需要設(shè)置截水溝。如果是平坡式布置，最好將主廠房區(qū)，升壓站，辦公區(qū)和附屬設(shè)施區(qū)位于全年最小風(fēng)頻的下風(fēng)向，燃料區(qū)位于上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。露天堆場豎向處理的主要內(nèi)容是合理地確定堆場地面的坡度和場地的排水設(shè)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(dāng)堆場外設(shè)排水明溝時(shí)，其應(yīng)距堆場邊5m 以外，困難時(shí)不得不小于3m，當(dāng)堆場雨水排入下水管時(shí)，雨水口距粉料堆場不宜小于15m。

2 小結(jié)

生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)能源利用的重要形式。生物質(zhì)電廠與其他火力發(fā)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(jìn)行設(shè)計(jì)，并不斷總結(jié)、優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)水平。本文在廠址選擇、總平面布置、料場設(shè)計(jì)和豎向布置四個(gè)方面闡述了生物質(zhì)發(fā)電總圖設(shè)計(jì)的特殊性，希望對總圖設(shè)計(jì)人員有一點(diǎn)點(diǎn)啟發(fā)。

[1]雷明.廠址選擇[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

[2]雷明.工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)[M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1998.

[3]“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃.