秸桿發(fā)電技術(shù)概述

1、一  秸桿發(fā)電簡介： 1.1秸桿發(fā)電的基本概況 秸稈是一種很好的清潔可再生能源，每兩噸秸稈的熱值就相當(dāng)于一噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而且其平均含硫量只有3.8，而煤的平均含硫量約達(dá)1。在生物質(zhì)的再生利用過程中，排放的CO2 與生物質(zhì)再生時吸收的CO2 達(dá)到碳平衡，具有CO2零排放的作用，市場前景非常廣闊。 秸稈發(fā)電是秸稈優(yōu)化利用的最主要形式之一。隨著可再生能源法和可再生能源發(fā)電價格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法等的出臺，秸稈發(fā)電備受關(guān)注，目前秸稈發(fā)電呈快速增長趨勢。各級政府在招商引資中也都把秸稈發(fā)電作為一個重頭戲，秸稈發(fā)電概念在資本市場也開始活躍。秸稈發(fā)電利國利民，受到越來越多

2、的人關(guān)注。 1.2 秸桿發(fā)電的意義 我國能源結(jié)構(gòu)以煤為主，煤炭所占的比重近70%，造成了嚴(yán)重的大氣污染。秸稈發(fā)電基本不增加溫室氣體，所燃燒的是植物當(dāng)年或前一年轉(zhuǎn)化的空氣中的碳，而不像煤炭、天然氣、石油那樣，是幾億年前的碳。運(yùn)營2.5萬千瓦的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組，與同功率火電機(jī)組相比，每年可減少二氧化碳排放約10萬噸?；痣姀S大量排放二氧化硫，造成酸雨和酸沉降。而秸稈含硫量為煤炭的10%左右，“此硫非彼硫”，這樣生物發(fā)電還可大大減少二氧化硫等污染氣體的排放。另外，傳統(tǒng)火電廠燃煤后大約有30%的廢渣產(chǎn)生；而生物質(zhì)直燃發(fā)電產(chǎn)灰率僅為2%左右，灰粉中富含鉀等礦物質(zhì)元素，適當(dāng)加工可制成高效肥料。因此，

3、秸稈發(fā)電的原料是空氣里來空氣里去，剩余的再回到土里，基本不形成污染。 我國生物質(zhì)能資源非常豐富，農(nóng)作物秸稈資源量超過7.2億t，其中6.04億t可作能源使用。國家通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，嫁接商品化、集約化、規(guī)模化的管理經(jīng)驗，結(jié)合中國國情，在農(nóng)村推廣實(shí)施秸稈發(fā)電技術(shù)，在節(jié)省不可再生資源、緩解電力供應(yīng)緊張等方面都具有特別重要的意義。秸桿發(fā)電不但減少了秸稈焚燒對環(huán)境造成的危害、減少了溫室氣體和有害氣體排放，而且對帶動新農(nóng)村建設(shè)無疑將起到重要的促進(jìn)作用。 二  秸桿發(fā)電的工藝流程： 1  生物質(zhì)能秸稈發(fā)電的工藝流程 農(nóng)作物秸稈在很久以前就開始作為燃料，

4、直至1973年第一次石油危機(jī)時丹麥開始研究利用秸稈作為發(fā)電燃料。在這個領(lǐng)域丹麥BWE公司是世界領(lǐng)先者，第一家秸稈燃燒發(fā)電廠于1998年投入運(yùn)行(Haslev，5Mw)。此后，BWE公司在西歐設(shè)計并建造了大量的生物發(fā)電廠，其中最大的發(fā)電廠是英國的Elyan發(fā)電廠，裝機(jī)容量為38Mw。 1.1  秸稈的處理、輸送和燃燒     發(fā)電廠內(nèi)建設(shè)兩個獨(dú)立的秸稈倉庫。每個倉庫都有大門，運(yùn)輸貨車可從大門駛?cè)?，然后停在地磅上稱重，秸稈同時要測試含水量。任何一包秸稈的含水量超過25，則為不合格。在歐洲的發(fā)電廠中，這項測試由安裝在自動起重機(jī)上的紅外傳感器

5、來實(shí)現(xiàn)。在國內(nèi)，可以手動將探測器插入每一個秸稈捆中測試水分，該探測器能存儲99組測量值，測量完所有秸稈捆之后，測量結(jié)果可以存入連接至地磅的計算機(jī)。然后使用叉車卸貨，并將運(yùn)輸貨車的空車重量輸入計算機(jī)。計算機(jī)可根據(jù)前后的重量以及含水量計算出秸稈的凈重。 貨車卸貨時，叉車將秸稈包放入預(yù)先確定的位置；在倉庫的另一端，叉車將秸稈包放在進(jìn)料輸送機(jī)上；進(jìn)料輸送機(jī)有一個緩沖臺，可保留秸稈5分鐘；秸稈從進(jìn)料臺通過帶密封閘門(防火)的進(jìn)料輸送機(jī)傳送至進(jìn)料系統(tǒng)；秸稈包被推壓到兩個立式螺桿上，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)扯碎秸稈，然后將秸稈傳送給螺旋自動給料機(jī)，通過給料機(jī)將秸稈壓入密封的進(jìn)料通道，然后輸送到爐床。爐床為水冷式振動爐

6、，是專門為秸稈燃燒發(fā)電廠而開發(fā)的設(shè)備。 1.2  鍋爐系統(tǒng)     鍋爐采用自然循環(huán)的汽包鍋爐，過熱器分兩級布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預(yù)熱器。由于秸稈灰中堿金屬的含量相對較高，因此，煙氣在高溫時(450以上)具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔點(diǎn)較低，易產(chǎn)生結(jié)渣的問題。如果灰分變成固體和半流體，運(yùn)行中就很難清除，就會阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸。嚴(yán)重時甚至?xí)耆氯麩煔馔ǖ?，將煙氣堵在鍋爐中。由于存在這些問題，因此，專門設(shè)計了過熱器系統(tǒng)，已經(jīng)用在最新的發(fā)電廠中。圖1 工藝流程圖 1.3  汽輪機(jī)系統(tǒng) &

7、#160; 汽輪機(jī)系統(tǒng) 渦輪機(jī)和鍋爐必須在啟動、部分負(fù)荷和停止操作等方面保持一致，汽輪機(jī)和鍋爐，協(xié)調(diào)鍋爐、汽輪機(jī)和空冷凝汽器的工作非常重要。 1.3.2  空冷凝汽器 丹麥的所有發(fā)電廠都是海水冷卻的，西班牙的Sanguesa發(fā)電廠是河水冷卻，英國的Ely發(fā)電廠裝有空氣冷凝器。在中國，空氣冷凝器是一種很成熟的產(chǎn)品，可以在秸稈發(fā)電廠中采用。 1.4  環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)     在濕法煙氣凈化系統(tǒng)之后，安裝一個布袋除塵器，以便收集煙氣中的飛灰。布袋除塵器的排放低于25 mg/Nm3，大大低于中國燒煤發(fā)電廠

8、的煙灰排放水平。布袋除塵器為脈動噴射式，容器由壓縮空氣脈沖清潔。 1.5  副產(chǎn)物 秸稈通常含有35的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養(yǎng)成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農(nóng)業(yè)肥料。 2.  秸桿發(fā)電技術(shù)的進(jìn)展 農(nóng)作物秸稈直接燃燒供熱發(fā)電的利用方式，是一條將秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能源可行的工藝技術(shù)路線。如果秸稈直接燃燒供熱發(fā)電示范成功，將成為中國最大的支農(nóng)項目、最大的節(jié)能、環(huán)保項目，是我國最可能迅速大面積推廣的可再生能源項目。正是由于秸稈直燃發(fā)電項目擁有以上特點(diǎn)，同時它又可能解決目前許多企業(yè)面臨的煤炭供應(yīng)趨緊，價格持續(xù)上升的問

9、題，我國啟動實(shí)施秸稈發(fā)電的示范工程引起了國內(nèi)外業(yè)界的極大關(guān)注。 2.1  引進(jìn)的丹麥BWE公司秸稈發(fā)電技術(shù)居世界領(lǐng)先地位 20世紀(jì)70年代爆發(fā)世界第一次石油危機(jī)后，能源一直依賴進(jìn)口的丹麥，在大力推廣節(jié)能措施的同時，積極開發(fā)生物質(zhì)能和風(fēng)能等清潔可再生能源，現(xiàn)在以秸稈發(fā)電等可再生能源已占丹麥能源消費(fèi)量的24以上。丹麥BWE公司是亨譽(yù)世界的發(fā)電廠設(shè)備研發(fā)、制造企業(yè)之一，長期以來在熱電、生物發(fā)電廠鍋爐領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。丹麥BWE公司率先研發(fā)的秸稈生物燃燒發(fā)電技術(shù)，迄今在這一領(lǐng)域仍是世界最高水平的保持者。在這家歐洲菩名能源研發(fā)企業(yè)的技術(shù)支撐下，l988年丹麥誕生了世界上第一座秸稈

10、生物燃燒發(fā)電廠。 目前丹麥已建立了13家秸稈發(fā)電廠，還有一部分燒木屑或垃圾的發(fā)電廠也能兼燒秸稈。BWE公司的秸稈發(fā)電技術(shù)已走向世界。瑞典、芬蘭、西班牙等國由BWE公司提供技術(shù)設(shè)備建成了秸稈發(fā)電廠，其中位于英國坎貝斯的生物質(zhì)能發(fā)電廠是目前世界上最大的秸稈發(fā)電廠，裝機(jī)容量3.8萬kW。 2.2  我國大型企業(yè)與丹麥BME公司合資合作蓄勢待發(fā) 由中國龍基電力科技有限公司與北京德源投資有限公司共同合作經(jīng)營的龍基電力有限公司，是BWE公司“超超臨界鍋爐”和“生物質(zhì)能發(fā)電”等核心技術(shù)、鍋爐設(shè)備相關(guān)技術(shù)及其更新技術(shù)進(jìn)入中國的唯一平臺。作為BWE公司在中國電力領(lǐng)域的項目發(fā)展公司和窗口公司，

11、龍基電力有限公司將在中國境內(nèi)投資生產(chǎn)世界先進(jìn)的發(fā)電廠設(shè)備，逐步把BWE公司的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)引入中國，在國內(nèi)生產(chǎn)BWE公司的生物質(zhì)能發(fā)電鍋爐及全部配套設(shè)備。 2.3 生物質(zhì)能發(fā)電工程已列入國家級示范項目  河北晉州(1×25MW)和山東單縣(1×24MW)兩個示范項目都將引進(jìn)丹麥BWE公司的世界先進(jìn)秸稈發(fā)電技術(shù)，龍基電力有限公司作為項目投資和項目實(shí)施單位，在當(dāng)?shù)刈隽舜罅康那捌谡{(diào)研，力爭在吸收丹麥BWE先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開創(chuàng)出一條符合中國國情的新路。兩個示范項目如能成功，將給我國廣袤的農(nóng)村帶來前所未有的新能源革命和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，如河北晉州項目每年燃燒秸稈

12、20多萬t，發(fā)電1.38億kWh。按照每噸秸稈100元的收購價測算，將帶動農(nóng)戶增收2000多萬元/年；與同等規(guī)模的燃煤火電廠相比，一年可節(jié)約l0萬多tce。 除上述兩個示范項目外，江蘇如東縣、黑龍江慶安縣、北京平谷區(qū)等生物質(zhì)能豐富的縣(區(qū))都在積極與龍基電力有限公司洽談，著手籌建秸稈發(fā)電廠。 三  產(chǎn)品市場前景：       目前生物質(zhì)能秸稈發(fā)電技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，已引起世界各國政府和科學(xué)家的關(guān)注。許多國家都制定了相應(yīng)的計劃，如日本的“陽光計劃”，美國的“能源農(nóng)場”，印度的“綠色能源工廠”等，它們都將生物質(zhì)能秸稈發(fā)電

13、技術(shù)作為21世紀(jì)發(fā)展可再生能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)工程。根據(jù)我國新能源和可再生能源發(fā)展綱要提出的目標(biāo)，至2010年，我國生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量要超過：300萬kw。因此，從中央到地方政府都制定了一系列補(bǔ)貼政策支持生物質(zhì)能技術(shù)的發(fā)展，加快了技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城鄉(xiāng)人民生活水平的不斷提高，既有經(jīng)濟(jì)、社會效益，又能保護(hù)環(huán)境的秸稈發(fā)電技術(shù)的利用前景將會越來越廣闊。 我國農(nóng)村的秸稈資源相當(dāng)豐富，主要的農(nóng)作物種類有稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類油料作物、棉花和甘蔗。根據(jù)我國地理分布和氣候條件，南方地區(qū)水域多、氣溫高，適合水稻、甘蔗、油料等農(nóng)作物生產(chǎn)，北方地區(qū)四季溫差大，適合玉米、豆類和薯類作物生長，故播種面積大于其他地區(qū)。小麥在我國各地區(qū)都普遍種植，播種面積以華中、華東地區(qū)最多；棉花產(chǎn)地主要是華東和華中地區(qū)，其次是華北和西部地區(qū)。預(yù)計在2000年到2010年期間，我國每年秸稈資源的可獲得量為3.5億3.7億t，相當(dāng)于1.7億tce。如果將這些秸稈資源用于發(fā)電，相當(dāng)于0.9億kw火電機(jī)組年平均運(yùn)行5000h，年發(fā)電量為4500億kWh。 四  建議：    &