PDF《生物质发电燃料成本分析》

2 生物质发电燃料成本计算模型 燃料成本是发电成本的主要组成部分,它与燃料 的收购费用、运输费用、存储费用和机组发电效率有 关. 2.1 生物质燃料消耗量计算模型 单位电能对应的燃料消耗量计算公式为: 农业工程学报

2011 年18

3 600 fuel fuel e b LHV ? ? (1) 式中,bfuel 为燃料消耗率,kg/kWh;

LHVfuel 为燃料低位热 值,kJ/kg;

η e 为发电效率,%. 其中生物质气化与煤混燃发电效率为: cp gasifier e ? ? ? ? (2) 式中, η cp 为原燃煤机组发电效率, %;

η gasifier 为气化效率, %. 电站规模直接决定了生物质电厂的燃料年消耗量. 根据生物质发电单位电能燃料消耗量,生物质燃料年消 耗量计算公式为: Bfuel=bfuel・ Pe・ a (3) 式中, Bfuel 为燃料年消耗量, t/a;

Pe 为发电机功率, MW;

a 为机组年运行小时数,h. 影响电厂发电效率的主要因素有:锅炉效率和汽轮 机效率.目前燃煤电站锅炉的热效率已经达到 90%以上, 生物质电厂的锅炉效率略低于燃煤锅炉的效率,最高可 达88%.因此,生物质电厂锅炉效率方面的影响较小, 主要的影响因素在汽轮机效率方面.机组容量与蒸汽初 参数对汽轮机效率有直接的影响,从而影响发电效率. 目前, 燃煤发电的机组单机容量大 (可达

1 000 MW) 和蒸汽初参数高(压力超过

34 MPa,温度达到 650℃), 发电效率可以达到 42%;

而生物质直燃电厂单机容量小 (低于

25 MW),蒸汽初参数低(压力

3 MPa 左右,温度400℃左右),发电效率大约 15%~20%. 2.2 生物质发电燃料费用计算模型 生物质发电的燃料到厂价格即燃料费用包括生物质 的收购价格、运输费用和其他费用.由于农业废弃物的 堆积密度低、运费高,收集和运输费用构成了生物质燃 料费用的主要部分. 生物质发电燃料费用的计算公式为: fuel fuel fuel fuel z p y q ? ? ? (4) 式中,zfuel 为燃料费用,元/t;

pfuel 为燃料收购价格,元/t;

yfuel 为燃料运输费用,元/t;

qfuel 为其他部分费用,包括储 存和预处理费用,元/t. 年燃料收购费用为: fuel fuel fuel p B C ? (5) 式中,Cfuel 为年消耗燃料收购费用,元/t. 运输费用与收集半径有直接的关系.收集半径越大, 运输费用越高.随着电站规模的扩大,生物质的收集和 运输范围将会变大,使发电成本增高. 生物质燃料的年需求量和资源密度是决定生物质收 集范围、运输距离的重要指标[9] .以生物质分布密度为基 础,可以决定收集范围和运输距离,公式如下: ? fuel B S ? (6) 式中,S 为生物质的收集范围,km2 ;

ρ为生物质分布密 度,t/(km2 a). 根据收集范围确定收集方案,生物质电厂的燃料需 求量大,需要建立多个小的秸秆储运站(收购点),分 散收集秸秆后再由收储点集中运送到电厂,根据生物质 需求量确定收储点的数量,每个收储点收购的生物质量 相同,如图

2 所示.计算得出收集范围 S 之后,按照图

2 的布局,可以计算生物质电厂收购秸秆的平均运输距离. 假设共 n 个收储点,单个收储点距生物质电厂的距离 Li, 得出生物质电厂收购秸秆的平均运输距离: n L n L L L L n i i n ? ? ? ? ? ? ?

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1 ? (7) 式中,L 为收储点到生物质电厂的平均运输距离,km. 图2生物质收集距离 Fig.2 The distance of collecting biomass 燃料年运输费用的计算公式为: YL B Y fuel fuel ? (8) 式中,Yfuel 为年燃料运输费用,元/a;