第一章 总论
1.1项目名称及承办单位
1.1.1项目名称
年产5000套10kw垂直轴风力发电机建设项目
1.1.2项目法定代表人
杨颖春xxx有限公司董事长
1.1.3项目承办单位
xxx有限公司
1.1.4项目负责人
总负责人杨颖春xxx有限公司董事长
技术负责人曲建俊哈尔滨工业大学机电学院博士生导师教授
经济负责人李松光xxx有限公司经理
1.1.5项目建设地点
北安市工业园区创业中心
1.1.6项目性质:新建
1.1.7项目单位基本情况
xxx有限公司是成立于2009年3月,坐落在北安市工业园区创业中心,是由哈尔滨一批老科技工作者领办的,和哈尔滨工业大学机电学院合作以大学和企业---产学研形式创建的科技创新型企业。现有工业园区创业中心提供的办公室120平方米,厂房建筑面积800m2。另外和北安市华龙新型建材有限公司达成协议,该公司以场地17000平方米和675平方米办公室、厂房以及水电等公用工程设备入股本项目。目前,公司现有科技人员22人,其中高级职称以上者占70%,科研力量较强。项目公司已经和哈尔滨工业大学机电学院签订了10kw垂直轴风力发电机科技项目合作协议,该技术有独立的知识权,项目产品已经获得国家专利,现已经研制出第二批样机。
1.1.8技术依托
哈工大是一所国家重点知名学府,已有近百年历史。她拥有机电工程、能源动力、空间飞行器、电机控制等相关学科的研究条件和理论基础,完全有能力和有条件研制出大功率垂直轴风力发电机组。本课题组经过前期的深入研究,已确定了活动叶垂直轴风力发电机的设计方案,通过理论分析、计算机仿真和模拟实验验证等工作,取得了风机研发的关键技术和重要数据,本研究的活动叶式垂直轴风力发电机具有很好的可行性。不仅具有启动风速低(4--4.5m/s可以启动)、风能利用率高(可望达到或超过45%)、可靠性高、风速适应范围广、噪音低等特性,而且可以实现兆瓦级的大功率设计目标,既可在风速较低的城镇地区使用,也可在风速较高的旷野、高山和沿海使用,具有非常广阔的开发和应用前景,将产生巨大的经济效益和社会效益。目前已申请2项专利,专利授权证书见附件。
1.1.9项目建设的意义
随着石油和煤炭两大主要能源的日趋减少,可再生能源将成为世界未来的主要能源。温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注,发展风力发电是节能减排的重要措施之一,也是应对全球气候变化,进一步加强节能减排工作的迫切需要。在可再生能源领域中,风能具有开发潜力大、成本相对低廉、风电技术相对成熟、便于推广和应用等优势,已受到世界各国的高度重视和研究。不仅如此,从环保方面来看,风力发电还可减轻由于环境污染对人身健康和生物的危害,减少环境污染所引起的损失。据相关资料统计,对于平均每年投产300万千瓦的风电机组,可发电65亿KWh,相当于节煤250万吨,可减少SO2有害气体排放43000吨,氮氧化物28640吨,烟尘36600吨。因此,风力发电具有非常好的发展前景。
1.2研究工作的范围
1.2.1依据
a、国家计委关于建设项目评价的规定、要求
b、国家关于节能减排项目的产业政策
c、项目合作协议
d、北安市政府工业园区创业中心优惠政策。
e、10kw垂直轴风力发电机建设项目技术工作报告
1.2.2研究工作范围
a、对项目投资的意义和必要性进行论述。
b、对产品品种、质量、生产规模以及市场销售情况进行分析和预测。
c、对生产的工艺方案及主要设备选择的先进性、合理性、可靠性提出论证意见。
d、对拟建厂址、原料供应及相关条件进行分析和论证。
e、对项目的环保、劳动安全卫生、节能和消防进行评述。
f、对项目实施计划和进度安排提出建议。
g、对项目投资进行估算。
h、对项目投产后的经济效益进行分析和预测。
1.3研究工作概况
我单位于受项目单位的委托,立即组成项目工作组,对该项目的建厂条件、基础设施条件、自然状况等事宜进行了详细的调研和收资,听取了公司领导和有关技术人员对项目实施的设想,并结合我单位多年的工作经验和技术积累与公司有关人员对项目的生产规模、产品方案、设备选择等问题进行了深入的探讨。经过紧张的工作,双方密切配合,达成共识,最终较理想地完成了研究工作。
1.4推荐方案与研究结论
1.4.1生产规模及产品方案
生产规模、产品方案
年产10kw为主要机型的垂直轴风力发电机5000套。
1.4.2生产方法
本项目采用流程短、效率高的生产工艺流程进行产品的生产。
1.4.3总投资和资金来源
本项目总投资31770.02万元,其中建设投资22452.18万元,流动资金9317.84万元。(考虑项目资金情况,项目可分部实施,一期工程投资8500万元)。
项目资金来源由企业自筹1770.02万元,融资解决30000万元。
1.4.4主要技术经济指标
序号 | 指标 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 生产规模 | |||
垂直轴风力发电机 | 套 | 5000 | ||
2 | 产品方案 | |||
垂直轴风力发电机 | Kw | 10 | ||
3 | 总投资 | 万元 | 31770.02 | |
3.1 | 建设投资 | 万元 | 22452.18 | |
3.2 | 流动资金 | 万元 | 9317.84 | |
4 | 投资指标 | |||
每百元销售收入占用总投资 | 元/百元 | 68.81 | ||
每百元销售收入占用建设资金 | 元/百元 | 48.63 | ||
每百元销售收入占用流动资金 | 元/百元 | 20.18 | ||
5 | 全厂定员总计 | 人 | 450 | |
其中:管理人员 | 人 | 45 | ||
技术人员 | 人 | 30 | ||
生产人员 | 人 | 350 | ||
辅助生产人员 | 人 | 25 | ||
6 | 全年生产天数 | d | 240 | |
7 | 主要原材料、辅料需用量 | |||
发电机和叶片 | 件/a | 5000 | ||
其他配件 | 件/a | 25000 | ||
包装材料 | T/a | 100 | ||
8 | 运 输 量 | t/a | 600 | |
其中:运入量 | t/a | 300 | ||
运 出 量 | t/a | 300 | ||
9 | 厂区总占地面积 | M2 | 45000 | |
10 | 年平均总成本 | 万元 | 26761.61 | |
11 | 年平均销售收入 | 万元 | 46167.5 | |
12 | 年平均销售税金及附加 | 万元 | 4901.04 | |
13 | 年平均所得税 | 万元 | 4786.6 | |
14 | 年平均税后利润 | 万元 | 9718.25 | |
15 | 投资利润率 | % | 45.66 | |
16 | 投资利税率 | % | 61.08 | |
17 | 财务内部收益率 | % | 37.68 | 所得税后 |
18 | 投资回收期 | 年 | 4.38 | 税后,含建设期2年 |
1.4.5研究结论
a、本项目符合国际和国家节能减排的产业政策。其选用技术和设备先进合理,对产业化龙头基地建设和地方经济发展将起积极的推动作用。
b、本项目从财务评价看,主要财务效益指标较高,项目社会效益也十分可观。
综上所述,本项目从市场、原材料供应,技术方案、财务评价等方面的分析结果可以看出,项目是可行的,建议各有关部门积极支持,使项目尽快实施,早见效益。
1.4.6建议
a、本项目经济效益与社会效益良好,建议建设单位尽快决策,有关主管部门批准本报告,以便加快建设速度,使项目早日建成,早投产、早见效益。
b、建设单位应统筹规划,合理安排工程设计、工程施工、设备采购、工艺安装、人员培训等各个重要环节,以确保项目的如期建成投产。
第二章 项目背景与建设必要性
2.1项目提出背景
温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要,是我们应该承担的责任。
风是最常见的自然现象之一,是太阳对地球表面不均衡加热而引起的“空气流动”,流动空气具有的动能称之为风能,是地球表面空气从压力高的地方向压力低的地方移动时产生的动能,是一种干净的可再生资源,随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域,风力发电技术得到了较快发展,风力发电已完全具备了走向产业化的基本条件。
风力发电是新能源中技术最成熟的、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式,目前其发电成本已接近常规发电方式。中国的风能资源十分丰富。目前,我国的并网型风机主要由国外厂家提供的,大型风机也只能依赖进口或者与外商合作生产。在风机制造水平上,我国生产的最大风电机组功率为750千瓦,国际主流机型兆瓦级风电设备在我国还处于研发阶段。但可以预计,随着兆瓦级风电设备的国产化和成功应用推广,中国即将成为世界风电发展最令人瞩目的国家之一。
今后,国内外风力发电技术和产业的发展速度将明显加快。据世界气象组织(WMO)和中国气象局气象科学研究院分析,地球上可利用的风能资源为200亿kW,是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为2.53亿kW,海上可利用的风能是陆地上的3倍,50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍,风能资源非常丰富。
中国风力发电产业的发展实际是从小型风力发电机组开始,并由小及大的。我国小型风力发电的技术比较成熟,能够自行研发容量从100W到10kW的风力发电机组,累计保有量已经居于世界第一位。离网型风电经过20多年的发展,为农村电气化做出巨大贡献。主要产品品种有100W、150W、200W、300W、500W、600W、1kW、2kW、5kW、10kW风电机组等。同时,中国企业通过合资、合作等形式引进了国外公司的离网型风电机组技术。如内蒙华德新技术公司与德国WENUS公司合作,生产出5kW风电机组,并成功地在新疆、内蒙古、广东等地安装了20多台(套),该机组或风力/柴油/蓄电池独立供电系统、风力提水系统及电视差转台风力供电系统,很好地解决了当地人民群众的生活和生产用电。内蒙古天力风力机械厂引进法国AEROWATT公司的一个系列7个品种的风力发电机组,其中51kW机组全部国产化。内蒙古商都牧机厂与瑞典斯维阿勃(SVIAB)公司合作生产了SVLAB065-24型风力发电机组。湖南湘潭电机厂和美国BERGEY公司成立了合资公司,生产600W、1kW风电机组。
离网风电现在进入稳定的产业化发展时期,与国外同类型机组相比,我国产品具有启动风速低、低速发电性好、限速可靠、运行平稳等优点,而且价格便宜。但在外观质量、叶片材料的应用和制作工艺水平上以及在较大容量的离网型机组的生产制造技术方面,还存在一定差距。
中国政府为了推动并网风电的商业化发展,2003年9月国家发改委明确提出我国风电发展的规划目标:2005年全国风电装机容量达到100万千瓦,2010年全国风电装机容量达到400万千瓦,2015年全国风电装机容量达到1000万千瓦,2020年全国风电装机容量达到2000万千瓦,占全国总装机容量的2%左右。这就意味着在今后5年时间内,每年平均装机容量需达到近60万千瓦,2010到2015年,需达到近120万千瓦,2015到2020年,需达到近200万千瓦。可以预计,中国即将成为世界风电发展最令人瞩目的国家之一。
2.2项目建设的必要性
一是能源结构战略性调整,实现节能减排目标的需要
哥本哈根世界气候大会确定了减少碳排放、实现节能减排的战略方针,中国政府也郑重承了中国的减排目标。发展新能源是要实现这一目标的重要措施。
二是新型生活理念建设的需要
目前环境问题日益严重,人们向往建设安全、环保的绿色家园。开发新型能源产业和高新技术产业已迫在眉睫。项目建成后可改善能源结构,有利于促进社会自然和谐健康发展。
三是日益增长的市场需要
随着我国社会主义新农村建设和新的消费时尚的兴起,人们对健康环保的风力发电机市场需求量与日骤增,市场覆盖率也逐渐提高。风力发电已经成为朝阳产业。
四是企业发展的需要
xxx有限公司联合哈工大等单位,致力于新能源可高科技领域发展,在充分考虑国内外市场趋势和产业政策的基础上,整合各方优势,聚集人才,引进智力成果,为打造风力发电产业生产基地,为节能减排做出自己的贡献。
第三章 市场需求预测与建设规模
3.1国内外风力发电的历史和现状
风能,是人类最早使用的能源之一。远在公元前2000年,埃及、波斯等国已出现帆船和风磨,中世纪荷兰与美国已有用于排灌的水平轴风车。我国是世界上最早利用风能的国家之一,早在距今1800年前,我国就有风力提水的记载。1890年丹麦的P·拉库尔研制成功了风力发电机,1908年丹麦已建成几百个小型风力发电站。自二十世纪初至二十世纪六十年代末,一些国家对风能资源的开发,尚处于小规模的利用阶段。
随着大型水电、火电机组的采用和电力系统的发展,1970年以前研制的中、大型风力发电机组因造价高和可靠性差而逐渐被淘汰,到二十世纪六十年代末相继都停止了运转。这一阶段的试验研究表明,这些中、大型机组一般在技术上还是可行的,它为二十世纪七十年代后期的大发展奠定了基础。1980年以来,国际上风力发电机技术日益走向商业化。主要机组容量有300kW、600kW、750kW、850kW、1MW、2MW。1991年丹麦在Vindeby建成了世界上第一个海上风电场,由11台丹麦Bonus450kW单机组成,总装机4.95MW。随后荷兰、瑞典、英国相继建成了自己的海上风电场。目前,已经备离岸风力发电设备商业生产能力的厂家,主要有丹麦的Vestas(包括被其整合的NEG-Micon),美国的GE风能,德国的Nordex、Repower、Pfleiderer/Prokon、Bonus和德国著名的Enercon公司。单机额定功率覆盖范围从2MW、2.3MW、3.6MW、4.2MW、4.5MW到5MW。叶轮直径从80m、82.4m、100m、110m、114m、116m到126m。近30年来,国际上在风能的利用方面,无论是理论研究还是应用研究都取得了重大进步。风力发电技术日臻完善,并网型风力发电机单机额定功率最大已经到5MW,叶轮直径达到126m。截止2005年世界装机容量已达58,982MW,风力发电量占全球电量的1%。中国成为亚洲风电产业发展的主要推动者之一,其总装机容量居世界第8位,2005年新增装机容量居世界第6位。
和其他国家相比较,我国的并网型风力发电的进展比较缓慢,风力发电仅占全国总装机容量的0.14%,尽管已经建立了40座风电场,但是平均每个风电场的装机容量不足1.5万千瓦,还未形成规模。另外一方面,由于各方面条件的制约,我国并网风力发电技术的研究和开发与世界先进水平相比,差距甚大,也远远落后于我国风电场建设的要求。特别是我国资金短缺,尚不能在风电场建设方面大量投资,因此这一市场目前基本上是由外国占据着,已装机的87%是从国外引进的设备。目前,我国的并网型风机主要由Bonus,Vestas,NEG-Micon、Nordtank、Nordex,Gamesa等国外厂家提供的,在风机制造水平上,已经成为国际主流机型的兆瓦级机型在中国还处于研发阶段,本土化生产的最大风电机组功率仅为750千瓦。目前大型风机只能依赖进口或者与外商合作生产。国产化取得一定的成果,但是总体上,还是进口产品的占有统治地位。截止到2003年底,我国累计运行中的风力发电机组以600kW为主,共有497套,1MW(含)以上的机组共有16套,处于600kW(含)-1000kW(不含)这个范围内的机组占总数的65%,包括660kW、750kW以及850kW几个功率等级。我国开始建设的风电,大约9000-10000元/千瓦,后来部分国产化以后,造价降到7000元左右/千瓦。以600千瓦风电机组为例,几个主要部件进行价格如下:①齿轮箱(从18转左右增到1500转)。进口约60万元,国产约18万元一台。②发电机(4极1500转600千瓦)。进口约58万元国产约13~18万元。③风叶。国产约每只18万元,价格大概是进口产品的1/3~1/2。而对于变速风机还需加上变频器的价格,大约1000~1500元/kW,对于双馈变速恒频风力发电系统来说,变频器的容量大约是整个系统容量的1/3左右,即变频器占整个系统成本的不到十分之一。
3.2垂直轴风力发电机的优势
目前,水平轴风力发电机仍占据着主体地位,但垂直轴风力发电机已日益转变为关注和研究的热点。与水平轴相比,垂直轴风力发电机有许多优点:
1)垂直轴风力发电机无需对风向和对风机构。因而无对风损失,发电效率高,整机结构相对简单,可靠性高。
2)叶片翼形设计相对简单独特。垂直轴风力发电机的叶片可简化成二维模型,而水平轴必须采用三维模型进行模拟和计算。垂直轴风力发电机已可采用计算流体力学(CFD)技术模拟复杂的空气流动情况,而水平轴风力发电机的叶片设计普遍采用的是动量-叶素理论。
3)垂直轴风力发电机的风能利用率较高。通常水平轴风力发电机的风能利用率仅有23%~29%,而垂直轴风力发电机的空气利用率可达40%以上,甚至更高。
4)垂直轴风力发电机具有较低的起动风速。水平轴风力发电机的起动风速一般在4~5m/s之间,最大到5.9m/s。而垂直轴风力发电机的起动风速可低至2m/s。
5)垂直轴风力发电机具有静音运行特性。水平轴风轮的尖速比一般在5~7,叶片切割气流将产生很大的气动噪音,而且对电磁波等信号造成一定干拢,因此,在城镇公共设施、工厂、民宅等场所的应用受到很大限制,而垂直轴风力发电机的尖速比一般在1.5~2,基本可实现无噪音运行。
6)垂直轴风力发电机在结构上优势明显。水平轴风力发电机的叶片在高速旋转过程中受到一个交变载荷,对于叶片材质和结构要求高,而且维修不便,成本高,可靠性低;垂直轴风轮的叶片所受的是恒定载荷,叶片疲劳寿命要比水平轴风轮长。垂直轴的发电机可以放在风轮的下部或是地面,便于安装和维护。
但是尖速比低是困扰着垂直轴风轮应用的主要问题,随着科技发展,相继开发出Darrieus风轮和H型风轮,垂直轴风轮的尖速比得到很大提高,并具有较高的风能利用率。这表明,垂直轴风轮由阻力型向升力型、活动叶型、升阻复合型转变,已成为大功率垂直轴风力发电机的发展方向。
目前大功率风力发电机组技术保密严格,而一些公开的机型都有专利保护,设计资料和设计数据极其缺乏。作为产品开发,不能仿制他人设计。可以说大型风力发电机组的设计只能走独立研发的道路!但是垂直轴大功率风力发电机也存在着一些技术难题,如背风侧减阻、遇强风卸荷、大直径风轮的结构和强度等问题。本研究组在深入研究后提出了一些有创新性的解决方案,使大功率垂直轴活动叶风力发电机开发具有可行性。
3.3大功率垂直轴活动叶风力发电机的设计理念
本研究的活动叶式垂直轴风力发电机所采用的风轮,具有独特设计理念,其关键技术是利用了升阻复合、互补原理,在结构方面,设计的核心目的是增大驱动力矩,尽可能减小背风面阻力矩和风轮旋转过程的风阻,从而提高了尖速比,可实现大功率。主要设计理念如下:
(1)利用升阻复合、互补原理
所设计的活动叶片结构实现了升力型和阻力型的复合与互补。即在风轮转速较低或风速较小时,以阻力型做功为主,可以低速启动,弥补了升力型在低风速时启动能力差、风能利用率低的不足;当风速较高或风轮转速达到某一值后,阻力型做功的运行机制演变为升力型,使转速进一步升高至额定值,从而弥补了阻力型尖速比小,难以实现大功率的问题。
(2)增加风轮迎风边的受风面积,减小阻风边的阻风面积。
根据公式:可知,在风速V一定时,风产生的作用力与其受风面积A成正比。采用活动叶片,可使叶片在迎风边(叶片旋转方向与风向相同的一侧)具有最大的受风面积;而在阻风边(叶片旋转方向与风向相反的一侧)具有最小的阻风面积,从而使风力对风轮产生最大的综合驱动力矩。
(3)通过叶片的适时顺风摆动,来减小风轮旋转引起的阻转力矩。
风轮在旋转过程中,将产生很大的风阻和阻转力矩,特别是在尖速比较大时。本项目采用自适应的控制方法,使处于非正功区域的叶片适时顺风,最大限度地减小风阻。
(4)增大风轮的做功区域
一般情况下,垂直轴风轮的阻风边是产生阻转力矩的,但根据叶片处于不同相位时所受到的主风向和风阻方向的适时变化,巧妙地设计叶片的开角和结构,可利用升力在阻风边的一定范围内产生驱动力矩,在迎风边,利用升力和阻力产生驱动力,从而使风轮的总驱动力矩增大。
(5)结构设计优化
本风力机风轮由轮毂、风叶框架、活动叶片组成,具有结构简单、制造成本低、叶片受力状态好、工作可靠、抗强风能力强、使用寿命长等特性。
(6)弹性控制活动叶片的转角范围
控制活动叶片的转角范围的目的是使风机具有最佳的风能利用率,采用弹性控制的优点是,一方面明显减轻了叶片摆动产生的冲击、震动和噪音,另一方面,当遇强风时,叶片可超越所限定的摆角范围,实现部分卸荷,确保风机安全,还可实现强风发电。
(7)提高运行平稳性,降低噪音
对风机在运行过程中的冲击、震动和共振等问题进行全面的计算机模拟和分析,通过结构优化设计实现风机平稳、可靠地运转,基本消除噪音现象。
3.4活动叶升阻复合型垂直轴风车设计方案
该关键技术部件--新型风车的工作原理示意图如图1和图2所示。风力机在启动过程中或低风速时,风轮主要靠活动叶片所产生的驱动力作用下旋转,此时风力机的运行机制主要为阻力型;当风速较大或者当风轮转速升高到一定值后,活动叶片在离心力作用下完全张开,从而演变成为一个升力型叶片,风轮在升力作用下,转速进一步提高,并按照所设计的尖速比在额定功率下运转,此时风轮转变为以升力为主的运行机制。对于每个叶片,在旋转到不同相位时,具有不同的运行机制。在迎风边,活动叶片依次处于闭合-打开-闭合状态,因而叶片的运行机制也相应地呈升力-阻力-升力的周期性变化,在阻风边,活动叶片则一直处于闭合状态,此时主要以升力型和减小风阻为主要特征。
3.5风能资源
风能是一种广义的太阳能。据世界气象组织(WMO)和中国气象局气象科学研究院分析,地球上可利用的风能资源为200亿kW,是地球上可利用水能的20倍。中国陆地10m高度层可利用的风能为2.53亿kW,海上可利用的风能是陆地上的3倍,50m高度层可利用的风能是10m高度层的2倍,风能资源非常丰富。2005年中国除台湾省外新增风电机组592台,装机容量50.3万kW。与2004年当年新增装机19.8万kW相比,2005年当年新增装机增长率为254%。截至2005年底,中国除台湾省外累计风电机组1864台,装机容量126.6万kW,风电场62个。与2004年累计装机76.4万kW相比,2005年累计装机增长率为65.6%。2005年风电上网电量约15.3亿kW.h。
中国“十一五”国家科技支撑计划重大项目“大功率风电机组研制与示范”支持1.5~2.5MW、2.5MW以上双馈式变速恒频风电机组的研制;1.5~2.5MW、2.5MW以上直驱式变速恒频风电机组的研制;1.5MW以上风电机组叶片、齿轮箱、双馈式发电机、直驱式永磁发电机的研制及产业化;1.5MW以上双馈式风电机组控制系统及变流器、直驱式风电机组控制系统及变流器的研制及产业化;近海风电场建设关键技术的研究;近海风电机组安装及维护专用设备的研制;大型风电机组相关标准制定及风电技术发展分析等16个课题的研究。“十一五”末,我国风电技术的自主研发能力将接近世界前沿水平。
3.6项目产品的定位和目标市场
风力发电机是把风能转换为电能的装置,鉴于风力发电机种类繁多,因此分类法也是多种。按叶片数量分,单叶片,双叶片,三叶片,四叶片和多叶片;按主轴与地面的相对位置分,水平轴、垂直轴(立轴)式;按桨叶工作原理分,升力型、阻力型。按照是否并入国家电网系统,有上网型风机和离网型风机。
公司经过认真的市场分析,决定将公司产品的定位在生产离网型的10kw垂直轴风力发电机。其依据主要是考虑:
1、上网型风机主要是水平轴的大功率风力发电机,单位kW造价高,火电平均4500元/kW,风电平均8000~9000元/kW,平均造价高于火电。火电平均电价0.36元/千瓦时,风电平均电价为0.56元/千瓦时,影响电网并网发电的积极性。上网型风力发电机目前技术相当成熟,但是这种形式不仅还需要国家还给一定的政策性补贴,上网型风力发电产生的电力对于用电消费者的利益也还不能直接体现出来,产品对用电消费者直接效益的影响和吸引力不大,影响了广大用电消费者产生消费热情和积极性。
2、离网型的风力发电机比较普遍的是水平轴的小功率发电机,一般在200、300、500瓦左右,占全年总产量的72.5%。近年由于广大农牧民生活水平提高、用电量不断增加,因此小型风力发电机组单机功率在继续提高,50W机组不再生产,100W、150W机组产量逐年下降,而200W、300W、500W和1kW机组逐年增加,占总年产量的80%。其结构简单,没有严格的说要控制其发电的频率,发出来电一般都是用蓄电池保存,大多使用在偏远地区,由于广大农民迫切希望不间断用电,因此采用“风光互补发电系统”的推广应用明显加快,并向多台组合式发展,这样既增加了投资成本,又难以满足用户不间断用电的要求,还不能实现多用户互补集约化使用的需求,使得在规格设计上给发展推广风力发电机带来了制约。
3、我们定型产品选择在10kw的水平上,由于用电高峰和低谷的不平衡,合理配备蓄电设备的情况下10kw的风力发电机,可以供应超过20kw或30kw以上的用电负荷,这样我们设计定型的10kw的风力发电机就更能适应各类消费用户,产品的使用范围更加广阔。如果按照年6000小时的工作时间,10kw的风力发电机年发电量在6万度。按照每度电0.6元,10kw的风力发电机年发电创造的价值既3.6万元,若按照每台套5万左右的造价,一年半左右就可以用所发的电力价值收回设备成本,按照20年的寿命使用年限,扣除易损耗的蓄电池的更换费用,另外的16年左右就是该10kw的风力发电机给用户带来的实实在在的效益,并且收益率还很高。如果20多户的居民小区联合使用,造价平均分摊在每户的费用仅2500多,用户很容易接受。
项目应用范围十分广泛,可用在城乡学校、医院、行政办公、企业照明,路灯和亮化系统用电,可以供应20-30户联合的住宅小区居家照明灯、厨房电炒锅、微波炉、电磁炉、电视、冰箱等等电器用电设备使用,若配合地缘热泵或室内电暖气等使用,还可应用在冬季供暖、夏季空调使用。由于目前电动力汽车正在快速发展,产品还可以用作电动力汽车充电站的供电。
第四章 建设条件与厂址
4.1项目建设条件
4.1.1区域条件
北安市位于黑龙江省北部,松嫩平原北缘。北安市北与五大连池市接壤,南与海伦市相连,东与逊克、绥棱县毗邻,西与克东县相依。北安市地理位置为东经126°~127°53′,北纬47°35′~48°33′,全市地形东北高,西南低,属小兴安岭西麓的山前高平原。有“东靠林区、西接粮仓、南通省会、北达边境”之称。南距省会哈尔滨333公里,西距经济重镇齐齐哈尔260公里,北距边陲黑河市296公里,位于三市中心地带,与哈尔滨、齐齐哈尔、黑河市形成鼎足之势,为黑河的南大门。北安辐射黑河市、五大连池市、嫩江县、逊克县、克东县、拜泉县、海伦市及周边数十几个。辐射区域内人口约500万人大型农林牧场。境内还有非市属中、省、市(黑河市)直属县团级以上单位42个。具有独特的经济地理区位优势。北安市位于黑龙江省正北部,距省会哈尔滨、西部重镇齐齐哈尔、北部边陲黑河各约300公里中心点上,1985年省委第三十三次常委会将北安确定为黑龙江省九个区域性中心城市之一。全市总面积7194平方公里,总人口46万。
4.1.2地理位置、地形、地貌
A、工程地质、水文条件
厂址场地成因为第四系松散沉积物,属乌裕尔河一级阶地。地表为杂填土覆盖,以下依次为黄色细砂、粉质粘土、砂、砂砾石,地耐力在140~180Kpa之间。
该区南部有乌裕尔河流过,该河流属内陆盲尾河,河身蛇曲,无完整河床,河水流量小,季节性变化大。
B、地震
根据《全国地震烈度区划图(1990)》,北安地区属六度地震烈度区,建筑按此标准设防。
C、气象条件
北安地处寒温带大陆性季风气候区内,冬季漫长而严寒,夏季温热而多雨。项目地处寒带大陆性季风气候区内,年平均气温0.2度,极端最高气温37.6度,极端最低气温-42.2度,年有效积温2180度,年平均光照2624小时,年平均降水量553毫米,年平均无霜期110-115天,年平均风速每秒3.4-4.2米,常年主导风向为西北风。
年平均气温0.2℃
极端最高气温37.6℃
极端最低气温-42.2℃
年有效积温2180℃
年平均光照2624h
光照强度105~125kcal/cm2
最冷月平均气温-23.7℃
最热月平均气温20.6℃
年平均降水量553mm
年平均无霜期110~115d
年平均风速3.4~4.2m/s
常年主导风向西北风
4.1.3交通条件
北安地处哈尔滨、齐齐哈尔、黑河等城市各约300公里的中心点上,是黑龙江省北部的交通枢纽,1985年省委第三十三次常委会确定北安为全省九个区域性中心城市之一。北安是黑龙江省北部的交通枢纽,是滨北、齐北、北黑铁路三条铁路的交汇点,也是黑大公路202国道、碾北公路、绥北公路、鹤嫩公路的交汇处。场址位于市内交通主干道旁,有公交车、中巴车途经此处,交通十分便利。
交汇形成的公路交通运输网络,使得项目地公路、铁路四通八达,交通运输条件十分优越。
4.1.4社会条件
北安市总人口48万人,其中城市人口24万人。总面积7196平方公里,有耕地面积385万亩,其中地方130万亩,草原面积285万亩,林地面积365万亩,水域面积8万亩。北安市辖5镇4乡4个市属农场,7个国营林场,境内中、省、市(黑河市)直县团级以上单位42个,1个森工局,1个农垦分局,4个半国营农场,2008年完成国内生产总值48亿元,财政收入3.4亿元。
北安不但是我省北部的交通枢纽,同时也是全省8个邮区中心局之一,是省正北方的通讯中心;担负向北安及周边11个市县供电任务的电业局,是省正北方的电力供应中心;是全省的粮食生产基地;是黑龙江省正北传统的商品集散地和流通中心;是省北部经济、文化、卫生中心。兴建的九三油脂年处理60万吨大豆及完达山乳业日处理300吨鲜奶的加工企业,使北安又成为省北部的大豆和乳制品加工中心。北安经济社会条件十分优越。
4.1.5公共设施条件
北安电网已实现与国家电网并网,北安市供电局承担全市供电任务,一次变座落在北安,总变电容量为1.8×105千伏安,可提供10千伏和35千伏供电,电力资源丰富。
北安市境内现有新建、续建蓄水工程52座,市区有日供水4万吨能力的闹龙河供水工程,供水管线已接入,供水十分方便。自来水入户率100%,有线电视入户率65%,电话安装率达到80%以上。道路铺装率100%,房屋砖瓦化率42%。较完善镇村的基础设施条件将使镇域的投资环境进一步得到优化。
排水设施完善,排水可接入排水管网。
通信、通讯设施完善,全市程控电话交换机总容量8万门,移动通讯用户已达2.3万户,是黑龙江省正北方的通讯枢纽。
4.2项目地址选择
项目建设地址位于北安市工业园区内,四邻条件良好。建设地址交通便利,水、电、供热等条件良好,周边没有污染区,空气清新,绿化环境好。拟建厂址,既可以满足本项目工艺生产和建设用地的要求,又可以充分利用区内现有设施的功能,为本项目做到投资少、见效快奠定了良好的基础。
对拟建厂址的评价
a、厂址所处环境良好,交通便利。
b、厂址所在地动力资源丰富,适合建厂。
c、原厂区内现有的基础设施,如厂区道路、铁路专用线、服务性工程均可供本项目使用,而现有生产、辅助生产和公用工程设施可与本项目
配套使用。
d、厂区现有建筑物布局较合理,场地利用系数适中,可满足新增建筑物建设用地的需要。
因此,本项目所选厂址,既能满足工艺生产需要,又能充分发挥现有固定资产的功能,资源配置合理,有利于本项目做到投资省,见效快。
第五章 工程技术方案
5.1项目组成
5.1.1项目组成表
序号 | 工程类别 | 工程名称 | 规模 | 备注 |
1 | 主要生 | 主 车 间 | 年产5000套10kw垂直轴风力发电机的设备和主厂房5500 m2 | 新建 |
产工程 | ||||
2 | 辅助生 | 办公室 | 2000 m2 | 新建 |
产工程 | 原料、成品库 | 3800 m2 | 新建 | |
3 | 公用 | 供、排水系统 | 水量50 m3/h | 新建 |
工程 | 供电系统 | 500KVA变电所 | 新建 | |
供热系统 | 新建 | |||
4 | 其它工程 | 厂区外网 |
5.1.2项目组成说明
本项目系新建工程,项目新增生产设施、辅助生产设施、公用工程设施,总建筑面积11300m2,达到设计生产能力5000台套的规模。
5.2项目产品的主要应用范围
活固叶升阻复合垂直轴风力发电机是风能转化电能的一种装置,主要应用于清洁能源风力发电场作发电设备。此外,还可用于远行船、偏远地区农牧民、边远哨所以及航标灯、路灯、交通公路监视等供电。本项目产品采用的大功率活、固叶升阻复合垂直轴风力发电机,其设计构想具有创新性,升阻复合结构优势大,启动风速低,风速4-4.5m/s即可以起动,风能利用率达到45%,可在风紊流区域、风速风向无规则频繁条件下使用。不仅可突破风机大功率10KW设计限制,而且还可制成中小功率机型。由于该项目产品在低风速环境下的优秀表现,包括城市市区、内地、山区等广大地区都可以应用,无论是居民用户、各类船只、离岸小岛等各类民用、军用设施,都可以使用该产品发电。
5.3项目技术技术创新点
产品风车叶片采用垂直轴半活动半固定升阻复合型的风力发电结构,实现风力机在启动过程中或低风速时,以阻力型机制运转,当风速较大或者风轮转速升高到一定值时,以升力型机制运转。对于每个叶片,在旋转到不同相位时,具有不同的运行机制,在迎风边,活动叶片依次处于闭合-打开-闭合状态,因而叶片的运行机制也相应地呈升力-阻力-升力的周期性变化,在阻风边,活动叶片则一直处于闭合状态,此时主要以升力型和减小风阻为主要特征;风车同时采用H型垂直轴风车结构,在迎风面充分利用阻力和升力复合做功,可以最大限度的捕获风能、在图1的背风面从3到5的位置之间,还可利用叶片的阻力做功,也可有效利用风能,而在5到7位置之间,叶片的顺风摆动,可最大限度地减小风阻,使风能利用率大大增加;采用独特的顺桨卸荷机构,使风机具有优良的抗强风和抗台风的能力,特别是该机构在风速减弱时,叶片具有自动恢复工作位置的功能,使其发电效率更高,更易于维护;项目产品与水平轴风力机相比,风能利用率提高5%以上,可达45%。本项目采用升阻复合结构,风速4-4.5m/s即可以启动,风速适应范围广,可以实现兆瓦级的大功率设计目标。
图1甲风轮正常风向运转示意图 乙风轮正常风向运转示意图
5.4项目技术成熟程度
本项目产品已经研制出模型样机,经哈尔滨工业大学检验测试,主要技术指标优于水平轴风力发电机和其他垂直轴风力发电机。性能稳定,安全可靠。经检测项目产品主要技术指标达到:额定功率10KW、启动风速≥3m/s、工作风速≥4.5-25m/s、额定风速12m/s、最大风速<45-60m/s、风轮直径5-8m、风轮高度8-10m。
5.5主要设备选择
风力机主要组成部分有:风轮、发电机、塔架、调向机构、蓄能系统、逆变器等。
(1)风轮是风力机从风中吸收能量的部件,其作用是把空气流动的动能转变为风轮旋转的机械能。风轮是由8个叶片组成的。叶片的结构形式多样,材料因风力机型号和功率大小而定,如木心外蒙玻璃钢叶片、玻璃纤维增强塑料树脂叶片等。
(2)发电机,在风力发电机中,已采用的发电机有3种,即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。小型风力发电机多采用同步或异步交流发电机,发出的交流电通过整流装置转换成直流电。
(3)塔架,塔架用于支撑,发电机和调向机构等。因风速随离地面的高度增加而增加,塔架越高,风轮单位面积捕捉的风能越多,但造价、安装费等也随之加大。
(4)调向机构,垂直轴风力机可接受任何方向吹来的风,因此不需要调向机构。
(5)限速机构,当风速高于风力机的设计风速时,为了防止叶片损坏,需要对风轮转速进行控制。
(6)贮能装置,贮能装置对独立运行的小型风力机是十分重要的。其贮能方式有热能贮能、化学能贮存。
(7)逆变器,用于将直流电转换为交流电,以满足交流电气设备用电的要求。
2)大型风力发电机组由两大部分组成:气动机械部分和电气部分。气动机械部分包括风轮、低速轴、增速齿轮箱、高速轴,其功能是驱动发电机转子,将风能转换为机械能。电气部分包括异步发电机、电力电子变频器、变压器和电网,其功能是将机械能转换为频率恒定的电能。近年来,又研制成功了直驱式变速恒频风力发电机组(无增速齿轮箱)。
风电设备关键技术:风力发电系统中,发电机是能量转换的核心部分,风力发电机系统按照发电机运行的方式来分主要有恒速恒频风力发电机系统和变速恒频风力发电机系统两大类。恒速恒频风力发电机系统一般使用同步电机或者鼠笼式异步电机作为发电机,通过定桨距失速控制的风轮机使发电机的转速保持在恒定的数值继而保证发电机端输出电压的频率和幅值的恒定,其运行范围比较窄。
变速恒频风力发电系统通过变桨距控制风轮使整个系统在很大的速度范围内按照最佳的效率运行,这是当前风力发电发展的一个趋势。变速系统主要分为同步发电机系统和异步发电机系统。其中同步发电机系统包括永磁同步发电机系统和电励磁同步发电机系统;异步发电机系统主要是绕线异步发电机系统。永磁同步发电机是利用永久磁铁取代转子励磁磁场,其结构比较简单、牢固。永磁同步发电机变速恒频风力发电系统是通过控制一套整流逆变装置,将发电机输出的变频变压交流电转换为满足电网要求的恒频恒压交流电。
采用电励磁的同步风力发电系统,发电机定子通过变频器和电网相连接,转子采用AC/DC整流装置给发电机提供励磁。发电机可以采用变速箱驱动,也可以使用直接驱动。
目前,兆瓦级风力发电机组普遍采用绕线式异步电机的变速恒频风力系统。其典型结构是采用双馈异步发电机的系统。这是一种比较合适的变速恒频方案,该结构定子和电网直接相连接,转子和功率变换器相连接,通过变换器的功率仅仅是转差功率,双馈调速将转差功率回馈到电机轴或者电网,这是各种传动系统中效率比较高的。该结构适合于调速范围不宽的风力发电系统,尤其是大、中容量的风力发电系统。
双馈异步变速恒频风力发电系统按照转子变频器拓扑结构主要可以分为交交变频器、矩阵变换器和交直交变频器三大类。交交变频器采用晶闸管自然换流方式,工作稳定,可靠,适合作为双馈电机转子绕组的变频器电源,交交变频的最高输出频率是电网频率的1/3~1/2,在大功率低频范围有很大的优势。交交变频没有直流环节,变频效率高,主回路简单,不含直流电路及滤波部分,与电源之间无功功率处理以及有功功率回馈容易。虽然交交变频双馈系统得到了普遍的应用,但因其功率因数低,高次谐波多,输出频率低,变化范围窄,使用元件数量多使之应用受到了一定的限制。矩阵式变频器是一种交交直接变频器,由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中间直流环节,输出由三个电平组成,谐波含量比较小;其功率电路简单、紧凑,并可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载电压;矩阵变换器的输入功率因数可控,可在四象限工作。虽然矩阵变换器有很多优点,但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象,实现起来比较困难。矩阵变换器最大输出电压能力低,器件承受电压高也是此类变换器一个很大缺点。应用在风力发电中,由于矩阵变换器的输入输出不解耦,即无论是负载还是电源侧的不对称都会影响到另一侧。另外,矩阵变换器的输入端必须接滤波电容,虽然其电容的容量比交直交的中间储能电容小,但由于它们是交流电容,要承受开关频率的交流电流,其体积并不小。目前利用矩阵变换器的双馈异步风力发电系统还处于研究开发阶段。交直交变频器又可以分为电压型和电流型两种,由于控制方法和硬件设计等各种因素,电压型逆变器应用比较广泛。传统的电流型交直交变频器采用自然换流的晶闸管作为功率开关,其直流侧电感比较昂贵,而且应用于双馈调速中,在过同步速时需要换流电路,在低转差频率的条件下性能也比较差,在双馈异步风力发电中应用的不多。采用电压型交直交变频器这种整流变频装置具有结构简单、谐波含量少、定转子功率因数可调等优异特点,可以明显地改善双馈发电机的运行状态和输出电能质量,并且该结构通过直流母线侧电容完全实现了网侧和转子侧的分离,是目前变速恒频风力发电的一个代表方向。
5.6主要工艺技术指标
风车效率:12.1%
额定功率:22.0624216442218kW
额定转速:4.6855215246254r/min
旋转力矩:44.9641745466477kN*m
尖速比:2.66666666666667
风能密度:62.78172W/m2
扫风面积:2900m2
空气密度:1.29kg/m3
平均风速:4.6m/s
翼尖半径:25m(直径50m)
叶片数量:20
叶片高度:58m
叶片宽度:5m
叶片厚度:.008m
叶片密度:2100kg/m3
叶片摆动范围:
从:64度
到:90度
尖速比计算范围:
从:2.4
到:3
采样点:10个
叶片缓冲机构:
类型:线性弹簧
初拉力:0N
K:2500m/N
5.7总平面布置与运输
5.7.1厂区总平面布置现状概述
本项目厂址位于黑龙江省北安市西郊,厂区邻202国道。厂区界址呈长方形形,厂区地势平坦,南部为服务性工程区域,而生产区位于厂区北部。厂区现有出入口共两处,一处位于厂区北端,另一处位于厂区西侧,分别与当地的道路相通。厂内道路畅通,各建筑物之间的间距均符合防火规范的要求。
5.7.2总平面布置的原则
a、本项目总平面布置应符合企业厂区内现有建筑红线和当地规划的要求。
b、在满足建筑防火规范要求的建筑物防火间距的前提下,尽量减少占地,方便生产管理与联络,节省工程费用。
c、根据自然条件,力求使工艺流程合理,减少货物倒运距离。
d、总体布置上应注意新增建筑物与原有建筑群体及厂区环境的和谐。
5.7.3总平面主要设计指标
序号 | 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
1 | 厂区占地面积 | M2 | 37000 | |
2 | 建(构)筑物占地面积 | M2 | 11300 | |
3 | 厂区建筑系数 | % | 34 | |
4 | 厂区场地利用系数 | % | 57 | |
5 | 厂区绿化系数 | % | 16 |
5.8土建工程
本项目建筑面积为11300m2。
生产车间按照标准厂房建筑要求设计,钢骨架结构,举架高度5米,外墙采用聚苯乙烯彩钢板。内部隔断成组装车间、发电机车间、机加车间、电子器件车间等。
5.9给水工程
5.9.1项目用水量估算表
序号 | 用水部门 | 水质要求 | 用水量(m3) | 备注 | |
小时最大 | 小时平均 | ||||
1 | 工艺生产用水 | 生活饮用水标准 | 3.8 | 2.6 | |
2 | 锅炉用水 | 软化水 | 5 | 2 | |
3 | 循环水补充水 | ||||
4 | 全厂生活及其它 | 生活饮用水标准 | 0.5 | 0.2 | |
合计 | 9.3 | 4.8 | |||
消防用水 | 3L/S | 10 | 其中室内10 L/S;室外20 L/S | ||
循 环 水 | 100 | 100 |
5.9.2水源、取输水工程及净化设施方案说明
a、水源:由于本项目用水量较小,因此,以城市自来水为供水水源即可满足企业生产、生活对水的需求。
b、取输水工程:需要引进供水管线,给水管网全部埋地敷设,枝状布置,管材选用pvc塑料管。
5.9.3消防给水及应急设施
本项目消防水量为3L/S,10m3/h。按火灾延续时间2小时计,需贮备消防用水20m3。本项目消防贮备水贮存于现有水塔中(水塔容积25m3)。
5.10排水工程
5.10.1全厂排水量估算表
序号 | 排水部门 | 水质 | 排水量(m3) | 备注 | |
小时最大 | 小时平均 | ||||
1 | 工艺生产废水 | BOD5≈60mg/L | |||
2 | 锅炉定期排水 | 基本无污染 | 5 | 2 | |
3 | 生活及其它排污水 | 0.1 | 0.05 | ||
4 | 合计 | 5.1 | 2.05 |
5.10.2废水排放地点:本项目生活污水和无污染的锅炉定期排水直接进入城市排水管网中。
5.11供电
5.11.1外部供电源条件
本项目厂址位于北安市市区,为该区域供电的10万KV公共架空线路
有两条,企业现工作电源引自其中的北安变电所,备用电源引自其中的北安农电变电所。
5.11.2用电负荷特点
a、装机容量:本项目实施后,全厂用电设备装机容量为300KVA,生产时计算负荷为436.7kw。
b、负荷等级:根据工艺专业的要求,结合GB50052-95《供配电系统设计规范》的有关规定,本项目为三类负荷。
c、供电参数:全厂用电设备均为交流低压设备,因此,配电压为380/220V。
5.11.3供电方案选择
企业增设400KVA电力变压器一台,根据本项目建成后的用电负荷情况,以后再应增加315KVA电力变压器一台,同时新建变电所一座,这样,两台变压器同时运行,可满足全厂的用电需求。新变电所与原有变电所接建,变电所内设有高压配电室、变压器室、低压配电室、值班室和维修间等。
5.11.3供电方案选择
企业新建变电所一处,内设400KVA电力变压器两台,可满足项目用电需求。
5.11.4供电系统选择
变电所内10KV、0.4KV母线均为单母线,不分段,10KV外电源用电缆
引入高压配电室高压开关柜后,通过变压器、低压配电柜用电缆埋地敷设向全厂用电部门。变电所采用双回路进线,当工作电源事故停电时,备用电源自动切换,投入运行。
5.11.5防雷、防静电设施
北安地区属轻雷区,本项目建(构)筑物防雷接地装置的设置执行《建筑物防雷接地设计规范》(GB50057-94)。
车间内全部电气设备均采用接零保护系统,低压联络电源在进户处应重复接地。
另外,应将上述建筑物的防雷接地、防静电接地、低压配电线路的重复接地与变压器工作接地装置连接在一起,其接地电阻不应大于4Ω。
5.11.7主要供电设备选择
序号 | 设备名称 | 型号及规格 | 单位 | 数量 | 备注 |
1 | 电力变压器 | S9-10/0.4,400KVA | 台 | 2 | |
2 | 高压开关柜 | GG1 | 台 | 2 | |
3 | 低压配电柜 | GGD2 | 台 | 6 | |
4 | 低压电容器柜 | GGJ1-01、96KVAR | 台 | 1 | |
5 | 动力配电箱 | XL-21 | 台 | 6 | |
6 | 照明配电箱 | PXTR-2 | 台 | 7 |
5.12供热
5.12.1全厂热负荷及供热要求
全厂办公室个生产车间冬季供暖使用
5.12.2供热方案选择
接入城西供暖系统,1500米接入管线和内部供暖设施。
5.12.3室外气象参数
冬季室外采暖计算温度-32℃;
冬季室外通风计算温度-26℃;
冬季室外主导风向NNW46%
全年室外主导风向NW10%
室外风速3.5m/s;
冬季大气压力974hpa
夏季大气压力985hpa;
平均温度不高于+5℃的天数192天。
5.12.4采暖方案
仍沿用企业现有的采暖系统,采暖热媒为95~70℃的热水,采暖方式为单管顺流式,散热器采用M132型。
5.13通风方案
为保证生产车间工作环境良好,空气新鲜,在生产车间设置了轴流风机进行有组织的通风换气,通风换气次数为每小时3次。
5.14地震设防
根据《全国地震烈度区划度(1990)》,北安市属六度地震烈度区。
因此,本项目抗震设防按此标准,严格执行国家《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)。
5.15消防
5.15.1简述工程环境及火灾危险性
序号 | 主要生产性 | 建筑物占地 | 建筑物 | 耐火等级 | 生产火灾 |
建筑物名称 | 面积(m2) | 体积(m2) | 危险性类别 | ||
1 | 主车间 | 5500 | 5500 | 二级 | 戌类 |
2 | 办公室 | 2000 | 2000 | 二级 | 戌类 |
3 | 原料库成品库 | 3800 | 3800 | 二级 | 戌类 |
5.15.2四邻环境对本项目安全影响因素
本项目厂址西、北两侧邻北安市郊道路,东侧为空地,南侧百米外是齐北铁路。所以,四邻环境对本项目安全无不良影响。
5.15.3有关消防设施的自然条件
a、本项目厂址为项目厂区内设有容积为25m3的水塔一座,厂区分布着供水和输水管网,管网上适当处安置着地下式防冻消火栓。
b、本项目厂址距北安市公安消防队的距离不足3KM。消防的社会协作条件较为优越。
5.15.4消防措施简述
a、本项目消防用水量为3L/S,10m3/h。按火灾一次延续时间2小时计,需贮存消防用水20m3。
b、室内设置DN65的消火栓,室内消防管网设计为环状,并有两个DN100的进水口。
c、在室外新增供水管网的适当处设置地下式防冻消火栓。
d、所有消防设施和供水装置均作为二类负荷,采用双电源供电。
e、本项目将严格按照《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90)的要求,在各建筑物内配置手提式化学灭火器。
5.16职业安全卫生
5.16.1设计依据
a、国家及项目所在地的有关规定
(1)《中华人民共和国劳动法》第六章第53条规定:“新建、改建、扩建工程的劳动安全卫生设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产使用。”
(2)《黑龙江省劳动安全条例》第二章第11条规定:“生产性建设项目的劳动安全卫生设施,应与主体工程同时审批、同时施工、同时验收、投入使用。”
b、有关的技术规范、标准和规定:
《工业企业设计卫生标准》《工业企业噪声卫生标准》
《轻工业劳动保护条例》《工业企业照明设计标准》
《建筑物防雷设计规范》《建筑设计防火规范》
《轻工业建设环境保护设计规定》《建筑抗震设计规范》
《建筑结构荷载设计规范》。
5.16.2工程特征
本工程为开发生产发电机组项目。就其生产过程来分析,各单元操作过程均为物理变化,无有毒、有害物质产生,对人体亦无污染及损害。对照工业企业卫生标准特征,本项目生产车间卫生标准属四级,对职业安全卫生无特殊要求。
5.16.3生产过程中职业危害因素
a、电机在运行过程中会产生强度大于90dB的噪声。
b、原料预处理工序会产生气体,累积到一定程度时,将影响到操作环境的质量。
5.16.4职业安全卫生主要措施综述
a、根据全面分析各种危害因素来完善工艺路线,选用可靠工艺生产设备;
b、各专业在设计中严格执行国家现行有关职业安全卫生的规范;
c、变压器中性点和所有电气设备正常不应带电的金属外壳均应接零、接地,并采用接零保护系统,并设防雷设施、过电压保护及接地;
d、对生产及辅助生产车间采取了通风除湿、除尘防腐,防潮等措施,以保证工作环境的良好。
e、对噪声超标的设备采取了隔离布置、消音减振等防噪措施。
f、车间内设有与生产人数相适应的更衣室、休息室、卫生间。
g、厂区内建(构)筑物的间距全部符合防火规范的要求。厂内消防设施齐备,措施有力,可确保生产的安全。
5.16.5职业安全卫生机构
职业安全卫生工作由企业副总经理直接负责,由生产技术部设专人管理,车间由一名副主任负责管理安全卫生工作,工组设兼职安全卫生管理人员。
第六章 环境保护
6.1建设地点环境现状
6.1.1四邻环境现状
本项目拟建厂址位于北安市的西南郊区,南邻齐北铁路,西边隔202国道。该厂远离居民区,附近没有大型工矿企业和污染源,四邻环境现状良好。
6.1.2拟建地点的大气、土壤环境现状
由于厂址地处城郊,且位于北安市的上风向区域,周边无大型工矿企业和污染源,因此,拟建地点大气、土壤现况良好。
6.1.3厂址周边水体的特征及自净能力
本项目厂址位于北安市市区,当地的主要水体为发源于小兴安岭的乌裕尔河,该河流也是北安市境内最主要的水体,位于北安市以南约3KM处,在北安市区段属乌裕尔河中上游地区,其以上流域均为农业区,受污染源程度很小,相当于二类水体,自净能力较强。
6.2主要污染源及污染物
6.2.1主要污染物名称及排放量
污染物名称 | 污染源 | 排放量 | 污染物成分 | 排出方式 | 排出地点 | 备注 |
生产污水 | 主车间 | 0.2m3/h | BOD5≈60mg/L | 处理后 | 城市排水管网 | |
悬浮物为泥沙 | ||||||
煤 渣 | 锅炉房 | 0 | 直排 | 附近砖厂 | ||
烟 气 | 锅炉房 | 0 | CA=2750mg/Nm3 | 处理后 | 大气 | |
噪 声 | 生产车间 | ≥90dB | 处理后 | 周边环境 |
6.2.2国家与当地规定的排放标准
a、国家标准GB8978-88《污水综合排放标准》。
b、国家标准GB12348-80《工业企业厂界噪声标准》;GBJ87-85《工业企业噪声控制设计规范》;GB3096--93《城市区域环境噪声标准》。
C、国家标准GWBP3-1999《锅炉大气污染物排放标准》。
6.3综合利用与治理方案
噪声治理:对于生产机器等噪声强度大于90dB的生产设备,可采取小间隔离布置,墙体装吸声材料,基础设减振材料,进出风管设消音器等一系列措施进行综合治理。治理后设备间的噪声强度≤85dB,厂界噪声≤55dB,符合国家有关标准的规定。
第七章 节约能源
7.1设计依据
能源是国民经济的重要物质基础,国家对能源实行利用、开发和节约并重的方针,为了使本项目获得良好的节能效果,在设计过程中应以下列文件为依据:
7.1.1国务院颁布的《节约能源暂行条例》。[(1986)第4号]
7.1.2国家计委、国家经贸委、建设部文件(计交能[1997]2542号)《关于固定资产投资工程项目可行性研究报告“节能篇”编制及评估的规定》。
7.1.3《工程设计节能技术暂行规定》(CBJ6-85)。
7.2节能措施综述
7.2.1拟采用节能新设备,新工艺
a、在工艺方案的制订和设备选型上,均采用处于国内领先水平的工艺路线和设备,先进且节能效果好。
b、采用循环使用的方案,降低了新鲜水消耗量。
c、工艺洗涤过程用水采取逐级串用的方案,喷淋冲洗水用过之后又可作为清洗用水,可大大节省新鲜水资源。
d、传动设备的电机全部采用节能型的Y系列产品。
7.2.2管网及设备保温
为了节约能源,减少能源消耗,对于全厂的热力管网、生产中的加热设备和制冷管网均选用高效保温材料予以保温保冷。
7.2.3其它节能措施
a、在水、电、汽等能源管网和线路的各个进户处设置计量装置,以便于生产、节能的管理和成本核算。
b、选用国家有关部门推荐使用的节能型变压器和电控设备,并设置无功功率补偿装置,使补偿后的功率因数达到0.91。
c、建筑物围护结构宜尽量选用空心砖,陶粒砼等节能型建材。
7.3节能机构的设置
企业设置节能办公室,生产车间由技术人员监管节能,使节能工作落实到每个岗位,以便各项节能措施得以贯彻执行。
第八章 企业组织与劳动定员
8.1企业组织及工作制度
8.1.1企业组织系统原则
为了适应现代企业制度的需要,依照《公司法》建立企业机构,实行权责分明,管理科学、激励和约束相结合的内部管理体制。按照市场需求自主组织生产经营,以提高经济效益,劳动生产率和实现资产保值增值的目的。
8.1.2企业组织机构
根据国家计划委员会及黑龙江省计划委员会的《规定》和《实施方案》实行项目法人责任制,由项目法人对项目的策划、资金筹措、建设实施、生产经营、债务偿还和资产保值增值,实行全过程负责。
公司现机构健全,本次工程机构不变。
8.1.3工作制度
a、全年生产天数为240天;
b、生产车间按三班制生产,每班工作8小时;
8.2劳动定员
全公司总人数450人(不包括季节工),其中管理人员45人,技术人员30人,生产及辅助生产人员363人,其他人员12人,详见定员表。
8.3人员培训
上岗人员必须参加培训,达到熟练程度,经考核合格后方可上岗,培训方式采用选择国内同类工厂进行技术骨干培训和在岗培训。
主要技术人员进行专门技术培训,其它技术人员可由同类厂家调入具有一定生产经验的工程师及招收部分科技人员同工人一同参加培训。
第九章 项目实施进度建议
本实施进度自可行性研究报告批准之日起实行。根据本项目的工程量和施工特点,对实施进度计划提出建议。
9.1实施进度安排建议
a、初步设计及审批:可行性研究报告批复后,立即着手初步设计和部分施工图设计,并对采购设备进行技术和商务谈判,为设备的定、到货创造条件,于2010年3月底完成初步设计及审批。
b、施工图设计:初步设计审批后,全面开展施工图设计,全部设计预计在2010年6月底完成。
c、土建施工:服务性建筑先开工,生产性工程陆续开始施工建设,自2010年8月破土动工,预计2012年10月完成土建工程施工。
d、设备订货、到货:初步设计审批后,主要设备订货工作抓紧进行,以便为施工图设计提供条件,所有设备定货工作要在2012年10月前完成,所有设备到货时间控制在2012年4月前完成。以利于设备安装的完成。
e、设备安装与人员培训:设备安装同土建施工要交叉进行,2012年4月开始设备安装到2012年7月完成设备安装与外网工程。
f、试车及达产验收:2012年10月底试生产,2012年12月进行施工验收。
9.2项目实施计划进度表
如因可行性研究报告批准日期或初步设计审批延迟,本项目实施进度计划顺延.详见下表:
项目实施进度表
序号 | 项目 | 年 | 2010年 | 2012年 | |||||||||||||||||||||
月 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||||||
1 | 初步设计与审批 | ||||||||||||||||||||||||
2 | 施工图设计 | ||||||||||||||||||||||||
3 | 土建施工 | ||||||||||||||||||||||||
4 | 设备订货 | ||||||||||||||||||||||||
5 | 设备到货 | ||||||||||||||||||||||||
6 | 设备安装及外网工程 | ||||||||||||||||||||||||
7 | 人员培训 | ||||||||||||||||||||||||
8 | 试生产 | ||||||||||||||||||||||||
9 | 竣工达产验收 | ||||||||||||||||||||||||
第十章投资估算与资金筹措
10.1建设投资估算依据
本估算是依据可行性研究报告的设计方案及结合当地实际情况编制的。
10.1.1估算依据
a、建筑工程:参照当地情况估算房屋造价;
b、设备购置:根据设备制造厂提供的现行价格估算,非标设备按重量估算。
c、其它费用:按《轻工业工程固定资产投资估算编制办法》估算.
10.1.2建设投资
本项目建设投资为22452.18万元,其中:建设期借款利息452.18万元,详见表10-1。
10.2流动资金估算
流动资金按周转天数测算需要额
应收帐款30天应付帐款30天
现金30天包装物90天
原材料180天产成品30天
在产品10天添加剂90天
依此计算流动资金需用额9317.8万元。
10.3总投资
本项目总投资31770.02万元。
10.3.1总投资构成分析
总投资构成分析表
序号 | 投资内容 | 投资金额(万元) | 占项目总投资额(%) |
1 | 项目总投资 | 31770.02 | 100 |
1.1 | 建设投资 | 22452.18 | |
其中:建设期借款利息 | 452.18 | ||
1.2 | 流动资金 | 9317.84 |
10.4资金筹措
a、自有资金1770.02万元;
b、融资解决30000.00万元。
10.5投资指标
a、每百元销售收入占用总投资68.81元;
b、每百元销售收入占用建设投资48.63元;
c、每百元销售收入占用流动资金20.18元;
建设投资估算表
表10-1单位:万元 | ||||||||
序号 | 工程分项及费用名称 | 估 算 价 值 | 备注 | |||||
建筑工程 | 设备购置 | 安装工程 | 工器具 | 其他费用 | 总计 | |||
1 | 固定资产投资 | |||||||
1.1 | 主要生产工程 | |||||||
主车间 | 1300 | 12373 | 300 | 340 | 14313 | |||
1.2 | 辅助生产工程 | |||||||
原料库 | 350 | 10 | 360 | |||||
成品库 | 220 | 10 | 230 | |||||
土地征地 | 1700 | 1700 | ||||||
1.3 | 公用工程 | |||||||
供热管线 | 180 | 120 | 30 | 330 | ||||
变电所 | 130 | 120 | 35 | 24 | 309 | |||
供水管线 | 30 | 60 | 15 | 105 | ||||
排水管线 | 50 | 22 | 12 | 84 | ||||
1.4 | 总图运输工程 | |||||||
厂区道路及绿化 | 30 | 30 | ||||||
厂区外网 | 415 | 35 | 5 | 455 | ||||
1.5 | 办公设施 | |||||||
办公楼 | 400 | 50 | 450 | |||||
附属设施 | 20 | 24 | 44 | |||||
2 | 无形资产投资 | 2200 | 2200 | |||||
2.1 | 勘察设计费 | 200 | 200 | |||||
3 | 递延资产投资 | |||||||
3.1 | 前期费用 | 200 | 200 | |||||
3.2 | 建设单位管理费 | 30 | 30 | |||||
3.3 | 人员培训费 | 30 | 30 | |||||
3.4 | 试 车 费 | 230 | 230 | |||||
4 | 基本预备费 | 700 | 700 | |||||
5 | 建设期利息 | 452.18 | 452.2 | |||||
总值 | 3125 | 12804 | 417 | 364 | 5742.18 | 22452 |
第十一章 财务评价
本项目采用“有无对比”法进行经济评价
11.1产品成本估算依据
本项目成本按工业企业会计制度划分科目,并计算相应费用。
11.1.1原材料
采用原材料,按市场现行价加到厂运费及储运损失计算为到厂平均价,
11.1.2外购及动力
a、煤:按820元/吨
b、电:按现行价0.80元/度;
c、水:按现行价2.80元/吨
11.1.3工资及福利费
按当地现行工资水平测算28000元/人.年,职工福利费按工资总额的14%计提。
11.1.4制造费用
制造费用包括折旧费、修理费、保险费、低值易耗品摊销,劳动保护费及其他费用等。
a、折旧费:
固定资产净残值按5%,房屋及建筑使用年限按20年计,机器设备使用年限按10年计,固定资产折旧额为1383.6万元。
b、修理费:按固定资产原值的5%计提。
c、保险费:财产保险费按全额保险费率4‰。
d、其他费用参照同类型企业情况估算。
11.1.5销售费用
销售费用包括运输费、装卸费、差旅费、广告费等,按销售收入的10%估算。
11.1.6管理费用
管理费用包括工会经费、交际应酬费、无形资产摊销、开办费、职工培训费、其他费用等。
a、摊销费
无形资产及递延资产摊销按5年。
b、工会经费按工资总额的2%计提。
c、其他费用按实际情况估算。
11.2产品成本估算
11.2.1总成本费用
达到设计生产能力的第一年总成本费用为27367.9万元,以后年度变化。
11.3投产初期的生产计划建议
根据本项目情况,建议项目改扩建投产的第一年达到设计生产能力的70%,第二年及以后达到设计生产能力的100%。
11.4销售收入及税金
11.4.1产品产量及价格
根据市场调查情况,确定产品出厂价格(含税价):
10kw垂直轴风力发电机评价价每套54000元
11.4.2销售收入及税金
a、产品销项按17%缴纳增值税,进项税按10%扣税,其余均按17%扣税,城建税为7%,教育费附加为3%。
b、所得税
根据当地有关政策规定,按33%缴纳。
c、达产年获销售收入46950万元,销售税金4984.1万元。
11.5利润估算
11.5.1利润估算及分析
达产第一年可获销售利润14598万元,详见表。
11.5.2利润指标
a、投资利润率为45.6%(平均利润)
b、投资利税率为61.08%(平均利税)
11.6项目清偿能力分析
a、还款资金来源为折旧和摊销以及所得税后利润;
b、借款偿还期为3.32年。
11.7财务平衡分析
本项目财务状况较好。
11.8财务现金流量分析
现金流量分析从全部投资和自有资金进行分析,并且将所得税前后指标分别计算,现将全部投资指标列表如下:
序号 | 项目 | 单位 | 指标 | 备注 |
1 | 所得税前指标 | |||
1.1 | 财务内部收益率 | % | 37.68 | |
1.2 | 投资回收期 | 年 | 4.38 | |
1.3 | 净现值(i=19%) | 万元 | 31864.12 | |
2 | 所得税后指标 | |||
2.1 | 财务内部收益率 | % | 32.1 | |
2.2 | 投资回收期 | 年 | 5.13 | |
2.3 | 净现值(i=16%) | 万元 | 16230.37 |
11.9不确定性分析
11.9.1盈亏平衡分析
假设销售量与产量相同,变动成本随产量变化,固定成本与产量无关,
价格不发生变化的情况下,对本项目的生产能力进行盈亏平衡分析(以达产第一年数据为例)。
注:BEP-生产能力利用率
项目达到设计生产能力的38.66%,企业可保本不亏损,说明该项目
承担风险能力较强。
11.9.2敏感性分析
本项目实施过程中,多种影响因素不可避免地要发生变化、为了查清多种影响因素对项目经济效益的影响程度、对主要单独发生变化和多因素同时变化时,本项目经济效益敏感性程度进行分析。
从表可知,影响本项目经济效益的因素为产品销售价格最敏感,其次是成本。因此要注意市场信息反馈,提高产品质量,降低消耗以确保项目的经济效益。
11.10结论
本项目从财务评价看,投资效果较好,同时可安排就业机会。
从经济角度看,项目可行,建议尽快决策,早实施、早见效益。
北京华经纵横咨询有限公司专业编写下列类型的可行性研究报告、项目建议书、项目申请报告具体包括:
1. 用于报送国家发改委立项、核准或备案的可行性研究报告、项目建议书、项目申请报告
2. 用于银行贷款的可行性研究报告、项目建议书、资金申请报告。
3. 用于融资、对外招商合作的可行性研究报告。
4. 用于申请国家政策资金的可行性研究报告。
5. 用于IPO上市募投的可行性研究报告。
6. 用于园区评价定级的立项报告及可行性研究报告。
7. 用于企业工程建设指导的可行性研究报告。
8. 用于企业申请政府补贴的可行性研究报告
华经纵横拥有一支专业、经验丰富的项目投融资咨询团队。同时我们还具有丰富的项目可行性研究报告、项目建议书、项目申请报告、资金申请报告及商业计划书项目经验。