国能柳州：固废资源化处置及煤炭替代综合利用项目

项目案例简介

本项目依托国能柳州公司燃煤发电机组进行废弃生物质利用及煤炭替代的能源产业链碳减排国家鼓励的项目，主要是为了促进柳州市当地及周边区域可再生能源的开发利用，促进对废弃生物质能源化利用及煤炭替代利用，进而促进地方环境保护的进一步改善。项目通过建设一套自动破碎及输运系统，将废弃生物质（包括甘蔗叶、桉树枝、桉树皮等）经过处理后输送至发电厂燃煤锅炉炉膛进行燃烧。

案例专题：2023综合能源服务暨数智化转型创新优秀项目案例汇编

选送单位：国能广投柳州发电有限公司

项目案例实施

一、基本情况

国能柳州固废资源化处置及煤炭替代综合利用项目为国能柳州公司的技改项目，是依托国能柳州公司燃煤发电机组进行废弃生物质利用及煤炭替代的能源产业链碳减排国家鼓励的项目，项目利用国能柳州公司自有空余土地建设，于2022年10月完成备案，项目总建筑面积约为3000m2。

项目主要是为了促进柳州市当地及周边区域可再生能源的开发利用，促进对废弃生物质能源化利用及煤炭替代利用，进而促进地方环境保护的进一步改善。项目通过建设一套自动破碎及输运系统，将废弃生物质（包括甘蔗叶、桉树枝、桉树皮等）经过处理后输送至发电厂燃煤锅炉炉膛进行燃烧。项目投产后，每年可处置8万吨废弃生物质（包括甘蔗叶、桉树枝、桉树皮等），代替标煤3万吨，减少碳排放约8万多吨。

二、主要做法及特点

（一）主要做法

本项目的主要建设内容包括生物质储料车间、制粉（破碎）车间、综合用房等建筑物，两条生物质破碎制粉生产线、罗茨风输送系统、输送管道，以及配套电控系统、消防系统、视频电视监控系统、抓料机、装载机等。两条生产线相互独立，分别对应电厂两台燃煤发电机组的1号、2号锅炉，单条生产线产能为5吨/小时，两条生产线每天可处置掺烧生物质燃料200吨以上。项目总占地面积约11亩，其中储料车间总堆放面积按照储存不少于2天废弃生物质原料设计，占地面积约2500m2，可堆放生物质约400吨。制粉（破碎）车间厂房面积约500m2。送粉粉管道采用碳钢管、弯头处增加陶瓷内衬，管道直径Ø159mm，两条管线总长度为360m，采用混凝土管架支撑，距离地面高度4.6m。

晾晒干爽的废弃生物质（包括甘蔗叶、桉树枝、桉树皮等）完成收集并通过卡车运送到电厂，经电厂原有地磅过磅称重后送至储料车间堆放。储料间内的废弃生物质由抓料机抓送至进料输送机，由进料输送机将废弃生物质均匀输送至一级破碎机中进行初步破碎，初步破碎后的粒径约为10mm左右。为尽量减少生物质燃料对燃煤发电厂锅炉系统（一次风输送、炉膛燃烧火焰等）的影响，系统设置二级磨粉装置。一级破碎后的生物质经过料仓皮带、拨料皮带和上料皮带输送，再经过引风机（高压风机）风选后送至二级破碎装置内，经二级破碎装置粉碎后的生物质粒径约为1-2mm左右，风选产生的石块、土块、金属等废弃物经过废料皮带排到废料槽中。经二级破碎合格的生物质粉末由引风机（高压风机）以负压形式提供动力依次进入沙克龙旋转除尘器和布袋除尘器的两级除尘，生物质粉末通过除尘器下方的关风机及绞龙均匀输送到气力输送管道中。同时空气经罗茨风机加压以及冷却器冷却后将到达输送管道中的生物质粉末混合送至电厂锅炉一次风煤粉管道，与携带煤粉的一次风混合后通过锅炉原有燃烧器进入锅炉焚烧，以替代部分燃煤，降低燃煤发电厂碳排放。生物质粉末燃烧产生的少量灰渣随电厂燃煤产生的灰渣一同排出，二次利用。

主要创新点概述

1、生物质制粉系统，设置一级破碎、筛选设备、二级粉碎、除尘器和引风机（高压风机）等设备，获得粒径为1-2mm左右的生物质粉末，并将生物质粉末产少量控制在3%以内，将对电厂锅炉的影响降低至最低；

2、生物质粉末燃料输送系统采用稀相输送方式，料气比不大于10；输送风温度不高于50℃，保障了生物质粉末不会在输送管道内堆积和自燃；

3、生物质粉末以气力输送方式输送至锅炉煤粉燃烧器与煤粉混合，实现燃料连续、均匀、稳定进入燃煤锅炉，最大程度减少锅炉机组改造范围，同时降低对锅炉燃烧的扰动，保证了燃煤发电机组运行安全、稳定；

4、经过大量的数值模拟，生物质粉末在与锅炉一次风煤粉管道连接处，确定以30度的最合理角度掺入、耐磨措施，能够实现连续、安全掺烧的目的；

5、系统/设备采用DCS集中控制，一键启停、少人值守，所需人员少，运营的效率高；同时系统按照年运行时间8000小时高可靠性设计，实现效益最大化。

应用情况及可推广前景简述

生物质耦合发电作为煤电机组转型升级的主要方向，已在电力行业形成一致共识，但关于采取的技术路线则有多种形式。根据调研，目前在国内燃煤电厂中循环流化床炉型开展的生物质耦合发电改造成功案例较多，煤粉炉则较少。本项目依靠独有的低成本、高效率生物质废弃物资源化利用技术，解决了生物质粉末燃料制备、分选、输送、炉膛燃烧耦合等问题，以最小投资及改造范围实现了大型煤粉炉燃煤电站生物质耦合发电。本项目的成功实施具有极强的引领及示范意义。

经济效益及社会效益情况

（一）社会与环境效益

在我国，甘蔗叶、桉树枝、桉树皮等农林废弃物的野烧是长期存在而又难以解决的复杂问题，需要权衡利弊，妥善处置。农林废弃物烧掉后会产生大量烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质，对空气质量造成污染，影响人体健康。同时，火灾隐患也会增加，容易导致野火的爆发，对周边生态环境和居民造成威胁。因此，禁止烧甘蔗叶可以保护环境和人民健康。本项目驻地柳州市鹿寨县周边地区大面积种植甘蔗、桉树，每年产出大量的甘蔗叶、桉树枝、桉树皮等农林废弃生物质。对这些生物质废弃物进行粉碎、处置，可以有效降低农林废弃物野烧造成的大气污染，同时将废弃物变废为宝产生经济效益，完全符合国家及地方的方针政策，满足环保要求。项目投产后可大量收集处置甘蔗叶及桉树枝、桉树皮等废弃生物质到本项目经燃煤发电厂锅炉耦合发电利用，将大大减少空气污染问题，使天更蓝水更绿空气更好，更好的减轻当地环保压力，将产生较好的社会与环境效益。

（二）经济效益

1、生物质原料来源保障

本项目位于广西壮族自治区柳州市，地处桂中腹地，扼南北交通之要冲，毗邻柳州市区，属南亚热带向中亚热带过渡带，受季风环流影响较明显，气候温和，适于农作物生长。项目周边主要生物质燃料资源为甘蔗叶、桉树皮等废弃物、林业产业园下脚料（木屑、砂光粉等）。其中甘蔗种植量约为12万亩，甘蔗叶废弃物总量约6万吨/年左右，以往的主要处置方式为就地焚烧，但近年来因环保治理等原因已禁止直接在田地进行甘蔗叶的焚烧，使得甘蔗叶废弃物成为政府处置的一大难题。此外，广西作为林产业大省，拥有大量桉树种植区，仅项目所在地柳州市鹿寨县内种植有大约110万亩桉树，树木砍伐及木材加工过程中产生大量树皮、树枝等废弃物3-10万吨。

2、设计主要经济指标（年度）

根据初步估算，本项目每年的原料采购费720万元，运行成本360.12万元，维护成本12.6万元，折旧费191万元。标煤价格按990元/吨，每年节省1.5万吨标煤，减排二氧化碳约4.065万吨，可获得收益为1485万元，项目收益率为13.6%。

从以上数据看，该项目的建设实施及后续正式投运后将带来较好的经济效益。

选送单位简介

国能广投柳州发电有限公司（简称：国能柳州公司/国能柳州电厂）于2013年10月11日成立，是国家能源集团广西电力有限公司的下属企业，位于广西柳州市鹿寨县鹿寨镇建中西路168号，是广西第一个获国家核准建设的热电联产项目，也是广西首家实现“超低排放”的热电联产机组。目前由中国神华和广投能源集团按70%:30%的比例持股。

国能柳州公司目前运营两台350MW超临界热电联产燃煤机组，于2013年3月18日取得国家发改委核准批复。2016年10月27日1号机组投产，2016年12月26日2号机组投产。主要辅机采用单列布置，2号机组工程荣获2018年广西建设工程“真武阁杯”质量奖。在2020年度全国电力行业优秀项目评审中获得火电工程优秀工程设计三等奖，2022年获评“国家高新技术企业”，1号机组获中电联300MW等级煤粉锅炉机组“2021年度全国发电机组可靠性标杆机组”、2021年度南方电网“金牌机组”称号。2023年获评“南方电网2022年发电先进集体”、鹿寨县高质量发展“十佳企业”之首。