秸稈燃料收儲運模式的探索與實踐

李廉明，俞燕，薛軍，陳斌

（嘉興新嘉愛斯熱電有限公司，浙江 嘉興 314016）

秸稈燃料收儲運模式的探索與實踐

李廉明，俞燕，薛軍，陳斌

（嘉興新嘉愛斯熱電有限公司，浙江 嘉興 314016）

秸稈收儲運一直是制約秸稈綜合利用的關(guān)鍵因素。嘉興新嘉愛斯熱電有限公司在傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)自行收儲運模式、分散型收儲運模式以及集約型收儲運模式基礎(chǔ)上，成功探索出“集約型+自處理”的秸稈收儲運模式，減少了秸稈二次運輸，降低了秸稈收集加工綜合成本，提高生物質(zhì)收集體系運行效率，為整個秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

秸稈收儲運；降低成本；直燃發(fā)電

目前我國絕大部分秸稈并未得到科學(xué)合理地利用，大量秸稈被丟棄、低效焚燒，不但造成了資源浪費，還引發(fā)了環(huán)境污染。如何科學(xué)、合理和充分利用被浪費的農(nóng)作物秸稈資源，是國內(nèi)外學(xué)者一直關(guān)注的一項重大課題。秸稈直燃發(fā)電是秸稈公認(rèn)的一種理想用途。但秸稈直燃發(fā)電利用成功與否取決于相應(yīng)的秸稈收儲運模式是否合理、高效。

秸稈能量密度低、收獲季節(jié)性強；同時我國農(nóng)業(yè)又以家庭精耕細(xì)作為主，人均種植面積少，造成秸稈分布非常分散。因此，作為大規(guī)模直接利用秸稈的有效途徑，秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)的成功發(fā)展必然要求首先建立高效、合理、經(jīng)濟的秸稈燃料收儲運體系。本文分析了現(xiàn)有的秸稈收儲運模式，并研究了嘉興新嘉愛斯熱電有限公司對收儲運系統(tǒng)運營模式的探索和實踐，以期為整個秸稈直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)的燃料收儲運發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。

1 秸稈收儲運模式

我國秸稈直燃發(fā)電行業(yè)發(fā)展至今，總結(jié)出了三種具有代表性的秸稈收儲運模式：一是發(fā)電企業(yè)自行收儲運模式；二是分散型收儲運模式：三是集約型收儲運模式。

1.1 發(fā)電企業(yè)自行收儲運模式

發(fā)電廠自行收儲運模式一般是指發(fā)電企業(yè)自主對秸稈原料進行收集、晾曬、儲存、保管、運輸、處理等工作的運作模式。此模式適合在服務(wù)半徑為50km以內(nèi)，秸稈產(chǎn)量非常集中的地區(qū)。采用該種收儲運模式，發(fā)電企業(yè)原料供應(yīng)不再受制于經(jīng)濟人和供應(yīng)商，能夠獲得連續(xù)的秸稈燃料供應(yīng)和穩(wěn)定的秸稈收購價格。但是，發(fā)電企業(yè)必須投入一定量的人力、物力和財力，需要大量的土地進行燃料收貯、晾曬和加工，同時還要承擔(dān)防火等安全風(fēng)險。

1.2 分散型收儲運模式

在分散型收儲運模式下，發(fā)電企業(yè)將秸稈原料的收集、晾曬、儲存、保管、運輸?shù)热蝿?wù)委托給秸稈經(jīng)紀(jì)人。秸稈經(jīng)紀(jì)人直接或通過二級經(jīng)紀(jì)人進行秸稈收儲運。發(fā)電企業(yè)與秸稈經(jīng)紀(jì)人定期進行結(jié)算。這種收儲運模式大大減少了發(fā)電企業(yè)投資、管理、運行和維護的成本，降低了安全風(fēng)險。但是，這種模式下發(fā)電企業(yè)的燃料供給受制于秸稈經(jīng)紀(jì)人。秸稈經(jīng)紀(jì)人為了追求最大利潤，可能會根據(jù)秸稈的需求量抬高價格，使得發(fā)電企業(yè)的原料成本大幅增加。

1.3 集約型收儲運模式

集約型秸稈收儲運模式是指發(fā)電企業(yè)與專業(yè)秸稈收儲公司簽訂供貨合同。專業(yè)秸稈收儲公司按照發(fā)電企業(yè)規(guī)定的燃料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從農(nóng)戶、秸稈經(jīng)紀(jì)人或農(nóng)民合作組織手中收集原料，并晾曬、儲存和保管，形成一個從農(nóng)民、秸稈經(jīng)紀(jì)人或農(nóng)民合作組織到秸稈收儲公司再到發(fā)電企業(yè)這樣一個秸稈收儲運體系，保證了原料的長期有效供應(yīng)。這種模式下，秸稈收購成本較高，但是秸稈燃料的供應(yīng)變成企業(yè)法人之間的商業(yè)活動。不但從根本上解決了燃料供應(yīng)價格的隨意性和風(fēng)險，而且能夠確保秸稈原料的長期穩(wěn)定、高質(zhì)量地供應(yīng)。

上述三種模式代表了大多數(shù)秸稈直燃發(fā)電企業(yè)的燃料收儲運模式。但是受制于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、秸稈利用情況和企業(yè)實際運行現(xiàn)狀，這三種模式并不能“包打天下”，秸稈發(fā)電企業(yè)應(yīng)因地制宜，發(fā)展適合自己的燃料收儲運模式。嘉興新嘉愛斯熱電有限公司在上述三種模式的基礎(chǔ)上發(fā)展出了具有當(dāng)?shù)靥厣娜剂鲜諆\模式。

2 嘉興新嘉愛斯熱電有限公司的收儲運模式

2.1 項目基本情況

嘉興新嘉愛斯熱電有限公司秸稈焚燒綜合利用發(fā)電供汽項目位于浙江省嘉興市秀洲區(qū)王江涇鎮(zhèn)，總投資2.32億元，建設(shè)1臺130t/h高溫高壓農(nóng)業(yè)廢棄物（秸稈）焚燒鍋爐，配套1臺25MW抽凝式汽輪發(fā)電機組。項目被列入2014年浙江省重點建設(shè)項目，是浙江省首個標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)秸稈收集體系試點項目。項目建成后，年消耗農(nóng)業(yè)廢棄物（秸稈）約20萬噸，替代節(jié)約標(biāo)煤約10萬噸，新增年發(fā)電量2億度，年供汽量35萬噸，從而實現(xiàn)年減排CO2約25萬噸，灰渣作為鉀肥原料利用，是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟和生態(tài)建設(shè)的有效手段。項目投產(chǎn)后，年銷售收入約1.8億元，年實現(xiàn)利稅2500萬元。同時，收購秸稈每年可實現(xiàn)農(nóng)民增收5000萬元以上和促進農(nóng)民就業(yè)；并減少秸稈在田間焚燒造成的環(huán)境污染，為全社會的綠色發(fā)展作出積極貢獻。

2.2 項目初期的收儲運模式

該項目設(shè)計的農(nóng)作物秸稈收儲運方案是在秸稈資源量為密集且交通方便的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置30個收購點，每個收購點處最大可儲存供電廠燃燒10天左右的儲量，15個收購點最大可儲存約300天的用量。秸稈由農(nóng)機服務(wù)合作社或由農(nóng)戶在田間收集打包后送至各收購點。收購點對秸稈含水量進行測試，符合電廠要求的予以接收。收購點配置計量電子秤對秸稈進行秤重、檢驗堆放在收購點儲料場內(nèi)。同時，收購點內(nèi)還設(shè)置秸稈切碎機、秸稈壓制機等設(shè)備，可以對秸稈進行切碎和壓制加工成秸稈燃料棒。

原生農(nóng)業(yè)秸稈經(jīng)過切碎壓制成型的秸稈燃料棒，體積大大縮小，堆積密度也由原來的0.15～0.25t/m3增加到0.9～1.0t/m3，給運輸和儲存帶來了很大的方便。燃料棒由各收購點暫時儲存、晾干，定期由汽車或者船運至電廠內(nèi)的儲料棚內(nèi)。

該項目燃料的廠外收集儲運均由農(nóng)機服務(wù)合作社或中間承包商來完成，各收購點由承包商出資租用場地，建設(shè)倉庫，購置設(shè)備，負(fù)責(zé)運營。電廠只需直接向承包商購買燃料，由承包商將燃料運至電廠儲料倉庫內(nèi)。秸稈燃料收儲運路線流程如圖1所示。

圖1 燃料收儲運路線

各收購點對送來的秸稈燃料進行計量、質(zhì)檢，堆垛儲存，再經(jīng)過破碎，可以選擇擠壓成型，也可以選擇破碎后直接送到收購點料棚暫存；然后送至生物質(zhì)電廠，再經(jīng)過質(zhì)檢、計量后卸至電廠內(nèi)的生物質(zhì)料棚，保證公司鍋爐每日的燃料消耗量。收購工作流程如圖2所示。

2.3 改進的項目收儲運模式

該項目收儲運模式在探索中不斷前進。項目建成初期，項目組對各生物質(zhì)秸稈收集點的收集運行情況進行了實地調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)在秸稈收集點進行分散的秸稈粉碎處理，存在著部分秸稈需要二次運輸（即從分散儲存點搬運到粉碎加工點）、設(shè)備和加工場地投資布點多、設(shè)備利用效率偏低、粉碎時的環(huán)境污染和綜合占地面積多等諸多問題，造成秸稈收集加工難度加大、秸稈收集成本偏高，不利于生物質(zhì)秸稈收集體系的建設(shè)和生物質(zhì)秸稈收集成本的控制。因此，經(jīng)過與政府部門協(xié)商后，項目組決定實施秸稈到廠集中粉碎處理的處置方案，即在項目所在地南側(cè)投資建設(shè)集中粉碎處理秸稈的設(shè)備和設(shè)施，變各秸稈收集點分散粉碎秸稈為到廠后由秸稈發(fā)電廠自行集中粉碎后輸送至生物質(zhì)鍋爐焚燒利用，以減少秸稈二次運輸，降低秸稈收集加工綜合成本，提高秸稈收集體系運行效率。

按照此方案的要求，秸稈收集經(jīng)營戶將秸稈晾干、打捆、堆放儲存后（未對秸稈進行粉碎處理）直接送至發(fā)電廠，由發(fā)電廠進行集中鍘碎處理后進行焚燒綜合利用。嘉興新嘉愛斯熱電有限公司新建日粉碎加工秸稈700噸的秸稈粉碎處理車間、秸稈堆放場地、道路和輸送設(shè)施。該方案包括新建約5000平方米的秸稈粉碎處理廠房和儲料倉庫，安裝2臺大型軟質(zhì)秸稈（稻草、麥稈）鍘碎機和1臺大型硬質(zhì)秸稈（樹枝、蘆葦）鍘碎機，鍘碎后的秸稈料通過轉(zhuǎn)運設(shè)施送入秸稈燃料棚，再通過上料系統(tǒng)送入鍋爐內(nèi)焚燒綜合利用。

2015年底，秸稈到廠集中粉碎方案實施完成，減少了秸稈二次運輸和粉碎時的二次污染，提高了秸稈處理設(shè)備的使用率，標(biāo)志著嘉興新嘉愛斯熱電有限公司探索出一套新的秸稈收儲運模式，即“集約型+自處理”秸稈收儲運模式。該模式將發(fā)電企業(yè)自行收儲運模式和集約型收儲運模式相融合，更符合企業(yè)實際，是一次成功的探索。

圖2 燃料收購工作流程

S233

A

1671-0711（2017）03（上）-0163-02

浙江省重點研發(fā)計劃項目（項目編號：2016C01SA410507）