新能源發(fā)電課程設(shè)計(jì)-生物質(zhì)能及其利用

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院新能源發(fā)電課 程 設(shè) 計(jì)題 目： 生物質(zhì)能及其利用 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2014 年 春 季 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 輔導(dǎo)教師： 完成日期： 2014 年 12 月 28 日 生物質(zhì)能及其利用總則生物質(zhì)能是人類賴以生存的重要能源，在全球整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。生物質(zhì)能可循環(huán)再生，資源分散，環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用。一、生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀隨著能源和環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，化石燃料逐漸枯竭，燃燒化石燃料所造成的溫室效應(yīng)和環(huán)境污染已經(jīng)引起了各國政府的高度重視。生物質(zhì)能以其可再生、無污染、資源量大、分布廣和二氧化碳零排放等優(yōu)點(diǎn)又重新受到了人們的廣

2、泛關(guān)注。近年來，生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已受到廣泛重視，如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等國家生物質(zhì)能在總能源消耗中所占的比例增加相當(dāng)迅速。一些發(fā)展中國家，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展也逐步重視生物質(zhì)的開發(fā)利用，增加生物質(zhì)能的生產(chǎn)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，提高其利用效率。我國的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的研究起步比較早，早在上世紀(jì)60年代，我國就開始了生物質(zhì)氣化發(fā)電的研究，研制出了樣機(jī)并進(jìn)行了初步推廣，還曾出口到發(fā)展中國家。目前國內(nèi)的生物質(zhì)氣化發(fā)電項(xiàng)目主要是中小型的氣化發(fā)電系統(tǒng)，目前在運(yùn)行的主要有固定床和流化床兩種，固定床的機(jī)組容量一般都小于200kW，流化床機(jī)組目前最大的容量為6MW。二、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)1、

3、 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)直燃發(fā)電就是將生物質(zhì)直接作為燃料進(jìn)行燃燒，用于發(fā)電或者熱電聯(lián)產(chǎn)。主要有以下幾種：層燃爐燃燒技術(shù)，層燃爐燃燒技術(shù)主要以爐排爐為代表，燃料在固定或者移動(dòng)的爐排上實(shí)現(xiàn)燃燒，空氣從下方透過爐排供應(yīng)上部的燃料，燃料處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，燃料入爐后的燃燒時(shí)間可由爐排的移動(dòng)或者振動(dòng)來控制，以灰渣落入爐排下或者爐排后端的灰坑為結(jié)束。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，循環(huán)流化床鍋爐獨(dú)特的流體動(dòng)力特性和結(jié)構(gòu)使其具備很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如燃料適應(yīng)性廣，低溫燃燒，燃燒效率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等。瑞典、丹麥、德國等發(fā)達(dá)國家在流化床燃用生物質(zhì)燃料技術(shù)方面具有較高的水平。2、生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基

4、本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?，再利用可燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。它既能解決生物質(zhì)難于燃用而又分布分散的缺點(diǎn)，又可以充分發(fā)揮燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)設(shè)備緊湊而污染少的優(yōu)點(diǎn)，所以是生物質(zhì)能最有效最潔凈的利用方法之一。典型的生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝流程如圖2.1所示圖2.1氣化發(fā)電過程包括三個(gè)方面：一是生物質(zhì)氣化，把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃?xì)舛紟в幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰份、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行；三是燃?xì)獍l(fā)電，利用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)進(jìn)行發(fā)電。氣化發(fā)電系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：氣化爐、燃?xì)鈨艋到y(tǒng)、風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)氣罐、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、污水處理池、機(jī)組循環(huán)冷卻

5、水池、加料與送料設(shè)備等。3、生物質(zhì)固體成型技術(shù)我國研發(fā)出來的生物質(zhì)固體成型燃料有顆粒、塊狀和棒狀幾種形式，主要用于民用炊事取暖、商用餐飲和洗浴、工業(yè)鍋爐和發(fā)電等。生物質(zhì)固體成型設(shè)備一般分為螺旋擠壓式、活塞沖壓式和環(huán)模滾壓式。4、生物質(zhì)液體燃料利用高粱莖稈、薯類（木薯、甘薯）、甘蔗和農(nóng)作物秸稈等制取生物燃料乙醇，以及利用菜籽油、棉籽油、烏柏油、木油、茶油和地溝油等原料小規(guī)模生產(chǎn)生物柴油。三、生物質(zhì)能利用和發(fā)展趨勢的展望據(jù)專家們預(yù)測，在2010-2020年之間的某個(gè)時(shí)候，全球能源使用格局將開始發(fā)生迅速的變化，再生能源技術(shù)將以更快的速度代替石化能源。大約在30年之內(nèi)，全球所需能源的30%將由農(nóng)民生產(chǎn)

6、出來；到2050年，以生物質(zhì)能為重要組成部分的可再生能源，將以相同或低于礦物燃料的價(jià)格，提供全球3/5的電力和2/5的直接燃料。生物能源的開發(fā)作為一種工程，包括種植高效轉(zhuǎn)化太陽光能的植物（如一些可以快速生長的樹和草類），即能源植物，和對(duì)這些植物進(jìn)行加工轉(zhuǎn)換而生產(chǎn)出電力、氣態(tài)或液態(tài)燃料第二次能源。能源植物的種植需要開發(fā)大量的能源農(nóng)場、森林農(nóng)場。同時(shí)能源植物中還含有大量其他化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)可用以生產(chǎn)相關(guān)化學(xué)制品和材料。所以，生物能源的開發(fā)將為經(jīng)濟(jì)-能源-環(huán)境的循環(huán)發(fā)展體系帶來驅(qū)動(dòng)力，而生物能源植物的種植與加工將推動(dòng)農(nóng)村農(nóng)業(yè)和工業(yè)的發(fā)展。生物能源的種植、加工、銷售和使用體系的建立，不僅降低了生物燃料成本，解決了能源緊張的問題，而且提高了農(nóng)民種植植物的積極性，促進(jìn)了荒地、尾礦的開發(fā)地，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。因此，能源植物的開發(fā)和利用已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學(xué)家的關(guān)注。四、總結(jié)生物質(zhì)能是重要的可再生資源，預(yù)計(jì)到21世紀(jì)中后期，世界能源消費(fèi)的40%將會(huì)來自生物質(zhì)能。我國有豐富的生物質(zhì)能資源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平