新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)-生物質(zhì)能本科 樊

1、第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論1機(jī)械工業(yè)出版社第第6章章 生物質(zhì)能發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電與控制技術(shù)第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論2機(jī)械工業(yè)出版社第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論3機(jī)械工業(yè)出版社6.1 生物質(zhì)能的形式及其利用生物質(zhì)能的形式及其利用6.2 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)6.3 生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對(duì)電網(wǎng)的影響生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對(duì)電網(wǎng)的影響6.4 生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論4機(jī)械工業(yè)出版社6.1 生物

2、質(zhì)和生物質(zhì)能生物質(zhì)和生物質(zhì)能6.1.16.1.1 生物質(zhì)的概念生物質(zhì)的概念 生物質(zhì)生物質(zhì)：指有機(jī)物中除化石燃料外的所有來源于動(dòng)：指有機(jī)物中除化石燃料外的所有來源于動(dòng)物、植物和微生物的物質(zhì)，包括動(dòng)物、植物、微生物以物、植物和微生物的物質(zhì)，包括動(dòng)物、植物、微生物以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物。及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物。 生物質(zhì)是地球上存在最廣泛的物質(zhì)，而且可以隨著生物質(zhì)是地球上存在最廣泛的物質(zhì)，而且可以隨著生物的繁衍生長(zhǎng)而不斷再生。生物的繁衍生長(zhǎng)而不斷再生。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論5機(jī)械工業(yè)出版社6.1.2 6.1.2 生物質(zhì)的來源生物質(zhì)的來

3、源 1 1農(nóng)林作業(yè)和加工的廢棄物（秸稈、谷殼等）農(nóng)林作業(yè)和加工的廢棄物（秸稈、谷殼等） 2 2專門培養(yǎng)的農(nóng)林作物專門培養(yǎng)的農(nóng)林作物 3 3動(dòng)物糞便動(dòng)物糞便 4 4城市垃圾城市垃圾 5. 5. 有機(jī)廢水有機(jī)廢水第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論6機(jī)械工業(yè)出版社6.1.3 6.1.3 生物質(zhì)能及其特點(diǎn)生物質(zhì)能及其特點(diǎn) 生物質(zhì)能生物質(zhì)能：蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通：蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定和貯存在生物質(zhì)過葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定和貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能產(chǎn)生和利用過程構(gòu)成了一個(gè)生物質(zhì)能產(chǎn)生和利用

4、過程構(gòu)成了一個(gè)COCO2 2的閉路循環(huán)。即的閉路循環(huán)。即OHOCHOHCO2222 葉綠素太陽(yáng)能熱量燃燒22COOCHOCH2是生物質(zhì)生長(zhǎng)過程中吸收的碳水化合是生物質(zhì)生長(zhǎng)過程中吸收的碳水化合物的總稱。物的總稱。 當(dāng)上述兩個(gè)反應(yīng)的當(dāng)上述兩個(gè)反應(yīng)的COCO2 2達(dá)到平衡達(dá)到平衡時(shí)，將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣體時(shí)，將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)產(chǎn)生重要。效應(yīng)產(chǎn)生重要。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論7機(jī)械工業(yè)出版社（1 1）可循環(huán)再生）可循環(huán)再生（2 2）可存儲(chǔ)和運(yùn)輸）可存儲(chǔ)和運(yùn)輸（3 3）資源分散）資源分散（4 4）大多來自廢物）大多來自廢物作為一種能源資源，生物質(zhì)能具有

5、如下特點(diǎn)：作為一種能源資源，生物質(zhì)能具有如下特點(diǎn)：第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論8機(jī)械工業(yè)出版社6.1.3 6.1.3 生物質(zhì)能的利用形式生物質(zhì)能的利用形式（1 1）燃燒）燃燒（2 2）熱化學(xué)法）熱化學(xué)法（3 3）生化法）生化法（4 4）化學(xué)法）化學(xué)法（5 5）物理化學(xué)法）物理化學(xué)法第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論9機(jī)械工業(yè)出版社6.1.4 6.1.4 生物質(zhì)燃料生物質(zhì)燃料 生物質(zhì)直接燃燒過程包括預(yù)熱、干燥、析出揮發(fā)分和生物質(zhì)直接燃燒過程包括預(yù)熱、干燥、析出揮發(fā)分和焦炭燃燒等階段。焦炭燃燒等階段。生物質(zhì)表面的可燃物被引燃之后，溫度逐漸升

6、生物質(zhì)表面的可燃物被引燃之后，溫度逐漸升高，生物質(zhì)中的水分逐漸被蒸發(fā)。干燥的生物質(zhì)繼續(xù)吸熱增溫，發(fā)生高，生物質(zhì)中的水分逐漸被蒸發(fā)。干燥的生物質(zhì)繼續(xù)吸熱增溫，發(fā)生分解，析出的揮發(fā)分和空氣混合，形成具有一定濃度的揮發(fā)分與氧氣分解，析出的揮發(fā)分和空氣混合，形成具有一定濃度的揮發(fā)分與氧氣的混合物。若溫度和濃度都滿足特定條件，揮發(fā)分也起火燃燒。表面的混合物。若溫度和濃度都滿足特定條件，揮發(fā)分也起火燃燒。表面燃燒所放出的熱能逐漸積聚，通過傳導(dǎo)和輻射向生物質(zhì)內(nèi)層擴(kuò)散，從燃燒所放出的熱能逐漸積聚，通過傳導(dǎo)和輻射向生物質(zhì)內(nèi)層擴(kuò)散，從而使內(nèi)層揮發(fā)分析出，繼續(xù)與氧氣混合燃燒，并放出大量的熱量。此而使內(nèi)層揮發(fā)分析出，

7、繼續(xù)與氧氣混合燃燒，并放出大量的熱量。此時(shí)，生物質(zhì)中剩下的焦炭被揮發(fā)分包圍，其表面不易與氧氣接觸，難時(shí)，生物質(zhì)中剩下的焦炭被揮發(fā)分包圍，其表面不易與氧氣接觸，難以燃燒，因而不斷產(chǎn)生灰分，把剩余的焦炭包裹，妨礙它繼續(xù)燃燒。以燃燒，因而不斷產(chǎn)生灰分，把剩余的焦炭包裹，妨礙它繼續(xù)燃燒?？蛇m當(dāng)加以攪動(dòng)或加強(qiáng)通風(fēng)，促進(jìn)剩余焦炭的燃燒，減少灰渣中殘留可適當(dāng)加以攪動(dòng)或加強(qiáng)通風(fēng)，促進(jìn)剩余焦炭的燃燒，減少灰渣中殘留的炭。的炭。1.1.固體生物質(zhì)燃料固體生物質(zhì)燃料（1 1）生物質(zhì)直接燃燒）生物質(zhì)直接燃燒第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論10機(jī)械工業(yè)出版社（1 1）含碳量少，能量密度低，燃

8、燒時(shí)間短；）含碳量少，能量密度低，燃燒時(shí)間短；（2 2）多為碳?xì)浠衔?，受熱分解后揮發(fā)分多，需充分利用；）多為碳?xì)浠衔?，受熱分解后揮發(fā)分多，需充分利用；（3 3）含氧量多，易點(diǎn)燃，不需太多氧氣供應(yīng)；）含氧量多，易點(diǎn)燃，不需太多氧氣供應(yīng)；（4 4）密度小，容易充分燃盡，灰渣中殘留的碳量??；）密度小，容易充分燃盡，灰渣中殘留的碳量?。唬? 5）松散、體積大、不便運(yùn)輸。）松散、體積大、不便運(yùn)輸。與煤炭相比，生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)：與煤炭相比，生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)：第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論11機(jī)械工業(yè)出版社 將木質(zhì)素充當(dāng)粘合劑，將松散的秸稈、樹枝和木屑等將木質(zhì)素充當(dāng)粘合劑，

9、將松散的秸稈、樹枝和木屑等農(nóng)林廢棄物擠壓成特定形狀的固體燃料，可提高其能源密農(nóng)林廢棄物擠壓成特定形狀的固體燃料，可提高其能源密度，改善燃燒性能。度，改善燃燒性能。 固體成形燃料能源密度相當(dāng)于中等煙煤，熱值顯著提固體成形燃料能源密度相當(dāng)于中等煙煤，熱值顯著提高，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并保持了生物質(zhì)揮發(fā)性高、易著火高，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并保持了生物質(zhì)揮發(fā)性高、易著火燃燒、灰分及含硫量低、燃燒產(chǎn)生污染物較少等優(yōu)點(diǎn)，是燃燒、灰分及含硫量低、燃燒產(chǎn)生污染物較少等優(yōu)點(diǎn)，是一種不可多得的清潔商業(yè)燃料。一種不可多得的清潔商業(yè)燃料。（2 2）固體成形燃料）固體成形燃料第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制

10、技術(shù)導(dǎo)論12機(jī)械工業(yè)出版社 可燃燒的生物質(zhì)在高溫條件下經(jīng)過干燥、干餾熱解、可燃燒的生物質(zhì)在高溫條件下經(jīng)過干燥、干餾熱解、氧化還原等過程后，能產(chǎn)生可燃性混合氣體，稱為氧化還原等過程后，能產(chǎn)生可燃性混合氣體，稱為生物質(zhì)生物質(zhì)燃?xì)馊細(xì)?。由生物質(zhì)生成可燃混合氣體的過程，稱為。由生物質(zhì)生成可燃混合氣體的過程，稱為生物質(zhì)氣生物質(zhì)氣化化。 生物質(zhì)燃?xì)庵饕煞钟猩镔|(zhì)燃?xì)庵饕煞钟蠧OCO、H H2 2、CHCH4 4等可燃?xì)怏w，與等可燃?xì)怏w，與“煤氣煤氣”大致相同，俗稱大致相同，俗稱“木煤氣木煤氣”。 目前世界上常用的生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)生器，通常分為熱裂目前世界上常用的生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)生器，通常分為熱裂解裝置和氣化爐

11、兩類。生物質(zhì)氣化的能量轉(zhuǎn)換效率，簡(jiǎn)單解裝置和氣化爐兩類。生物質(zhì)氣化的能量轉(zhuǎn)換效率，簡(jiǎn)單裝置約為裝置約為40%40%，設(shè)計(jì)良好的復(fù)雜氣化系統(tǒng)可達(dá)，設(shè)計(jì)良好的復(fù)雜氣化系統(tǒng)可達(dá)70%70%以上。以上。2.2.氣體生物質(zhì)燃料氣體生物質(zhì)燃料（1 1）木煤氣）木煤氣第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論13機(jī)械工業(yè)出版社 人和動(dòng)物的糞便、農(nóng)作物秸稈、谷殼等農(nóng)林廢棄人和動(dòng)物的糞便、農(nóng)作物秸稈、谷殼等農(nóng)林廢棄物、有機(jī)廢水等有機(jī)物質(zhì)，在密封裝置中利用特定的物、有機(jī)廢水等有機(jī)物質(zhì)，在密封裝置中利用特定的微生物分解代謝，能夠產(chǎn)生可燃的混合氣體沼氣。微生物分解代謝，能夠產(chǎn)生可燃的混合氣體沼氣。

12、沼氣的主要成分是沼氣的主要成分是CHCH4 4、COCO2 2等。甲烷的熱值很高，等。甲烷的熱值很高，完全燃燒時(shí)僅生成二氧化碳和水，是一種清潔燃料。完全燃燒時(shí)僅生成二氧化碳和水，是一種清潔燃料。沼液、沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)綠色肥料。沼液、沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)綠色肥料。（2 2）沼氣）沼氣第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論14機(jī)械工業(yè)出版社（1 1）沼氣池要密封（隔絕空氣、不透氣、不滲水）；）沼氣池要密封（隔絕空氣、不透氣、不滲水）；（2 2）要維持）要維持20-4020-40；（3 3）要有充足的養(yǎng)分，供給微生物用于生存和繁殖；）要有充足的養(yǎng)分，供給微生物用于生存和繁殖；（4

13、4）發(fā)酵原料要含適量水，一般要求含水）發(fā)酵原料要含適量水，一般要求含水80%80%左右；左右；（5 5）沼氣池的）沼氣池的PHPH值一般控制在值一般控制在7-8.57-8.5。沼氣池必須符合多種條件：沼氣池必須符合多種條件：第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論15機(jī)械工業(yè)出版社 農(nóng)村戶用小型沼氣技農(nóng)村戶用小型沼氣技術(shù)已比較成熟。正常情術(shù)已比較成熟。正常情況下，這種家用沼氣池況下，這種家用沼氣池在中國(guó)南方可年產(chǎn)沼氣在中國(guó)南方可年產(chǎn)沼氣250300m3，提供一個(gè)，提供一個(gè)農(nóng)戶農(nóng)戶810個(gè)月的生活燃個(gè)月的生活燃料。料。 圖圖6-11 6-11 水壓式沼氣池結(jié)構(gòu)水壓式沼氣池結(jié)構(gòu)

14、 1進(jìn)料口進(jìn)料口 20壓水位壓水位 3輸出閥門輸出閥門 4蓋板蓋板 5溢流口溢流口 6貯留室貯留室 7水壓箱水壓箱 8滲井滲井 9發(fā)酵室發(fā)酵室 10貯氣室貯氣室第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論16機(jī)械工業(yè)出版社 乙醇通常由淀粉質(zhì)原料、糖質(zhì)原料、纖維素原料等經(jīng)乙醇通常由淀粉質(zhì)原料、糖質(zhì)原料、纖維素原料等經(jīng)發(fā)酵、蒸餾后制成。乙醇進(jìn)一步脫水（使乙醇含量達(dá)發(fā)酵、蒸餾后制成。乙醇進(jìn)一步脫水（使乙醇含量達(dá)99.6%99.6%以上）再加上適量的變性劑即可制成燃料乙醇。以上）再加上適量的變性劑即可制成燃料乙醇。 乙醇燃燒熱值高，是一種優(yōu)質(zhì)的液體燃料。其生產(chǎn)成乙醇燃燒熱值高，是一種優(yōu)

15、質(zhì)的液體燃料。其生產(chǎn)成本與汽油、柴油大致相當(dāng)，產(chǎn)生的環(huán)境污染卻很少。生物本與汽油、柴油大致相當(dāng)，產(chǎn)生的環(huán)境污染卻很少。生物燃料乙醇在燃燒過程中排放的二氧化碳和含硫氣體均低于燃料乙醇在燃燒過程中排放的二氧化碳和含硫氣體均低于汽油燃料。汽油燃料。 3. 3. 液體生物質(zhì)燃料液體生物質(zhì)燃料（1 1）燃料乙醇）燃料乙醇第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論17機(jī)械工業(yè)出版社 植物油是指利用野生或人工種植的含油植物的果植物油是指利用野生或人工種植的含油植物的果實(shí)、葉、莖，經(jīng)過壓榨、提取、萃取和精煉等處理得實(shí)、葉、莖，經(jīng)過壓榨、提取、萃取和精煉等處理得到的油料。到的油料。 植物油的熱

16、值只比柴油的稍小。無論單獨(dú)使用還植物油的熱值只比柴油的稍小。無論單獨(dú)使用還是和柴油混合，植物油都可以在柴油機(jī)里面直接燃燒。是和柴油混合，植物油都可以在柴油機(jī)里面直接燃燒。（2 2）植物油）植物油第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論18機(jī)械工業(yè)出版社 生物柴油是指來自生物質(zhì)的原料油經(jīng)過一系列加工生物柴油是指來自生物質(zhì)的原料油經(jīng)過一系列加工處理過程制成的液體燃料。處理過程制成的液體燃料。 制取生物柴油的原料，包括植物油脂、動(dòng)物油脂、制取生物柴油的原料，包括植物油脂、動(dòng)物油脂、廢棄食用油等。生物柴油生產(chǎn)技術(shù)以化學(xué)法為主，即原廢棄食用油等。生物柴油生產(chǎn)技術(shù)以化學(xué)法為主，即原料油

17、與甲醇或乙醇在酸、堿或生物酶等催化劑作用下進(jìn)料油與甲醇或乙醇在酸、堿或生物酶等催化劑作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。行酯交換反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。 生物柴油是汽油、柴油的優(yōu)質(zhì)代用燃料，可替代柴生物柴油是汽油、柴油的優(yōu)質(zhì)代用燃料，可替代柴油單獨(dú)使用，又可以一定比例與柴油混合使用。生物柴油單獨(dú)使用，又可以一定比例與柴油混合使用。生物柴油的燃點(diǎn)是柴油的兩倍，使用、處理、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏都更油的燃點(diǎn)是柴油的兩倍，使用、處理、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏都更為安全。為安全。（3 3）生物柴油）生物柴油第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論19機(jī)械工業(yè)出版社6.2

18、6.2 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) 由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特性，由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特性，只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿足各自的需只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿足各自的需要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化成熱能供消費(fèi)外，最要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化成熱能供消費(fèi)外，最終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電能為主。生物質(zhì)能的發(fā)電終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電能為主。生物質(zhì)能的發(fā)電包括包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)汽化發(fā)電、沼氣發(fā)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)汽化發(fā)電、沼氣發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電電、垃圾焚燒發(fā)電等。等。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論2

19、0機(jī)械工業(yè)出版社6.2.1 6.2.1 生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況 1991 1991年，在瑞典瓦那茂興建了世界上第一座生物年，在瑞典瓦那茂興建了世界上第一座生物質(zhì)汽化燃?xì)廨啓C(jī)質(zhì)汽化燃?xì)廨啓C(jī)/ /發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)/ /發(fā)電機(jī)聯(lián)合發(fā)電廠，發(fā)電機(jī)聯(lián)合發(fā)電廠，凈發(fā)電量達(dá)凈發(fā)電量達(dá)6MW6MW. .h h，凈供熱量達(dá)，凈供熱量達(dá)9MW9MW，系統(tǒng)總效率達(dá)到，系統(tǒng)總效率達(dá)到80%80%以上。以上。 截至截至20112011年，全世界生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量已年，全世界生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)達(dá)50005000萬萬kWkW，年發(fā)電量約為，年發(fā)電量約為25002500億億kWk

20、W. .h h，可替代，可替代90009000萬萬t t標(biāo)準(zhǔn)煤，是風(fēng)電、光電、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤，是風(fēng)電、光電、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電量的總和。量的總和。 芬蘭是歐盟國(guó)家中利用生物質(zhì)能發(fā)電最成功的芬蘭是歐盟國(guó)家中利用生物質(zhì)能發(fā)電最成功的國(guó)家之一，目前生物質(zhì)能發(fā)電量占本國(guó)發(fā)電量的國(guó)家之一，目前生物質(zhì)能發(fā)電量占本國(guó)發(fā)電量的11%11%。1 1、國(guó)外生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、國(guó)外生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論21機(jī)械工業(yè)出版社 截至截至20072007年底，國(guó)家和各省發(fā)改委已核準(zhǔn)項(xiàng)目年底，國(guó)家和各省發(fā)改委已核準(zhǔn)項(xiàng)目8787個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模

21、達(dá)個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)220220萬萬kWkW，全國(guó)已建成投產(chǎn)的生，全國(guó)已建成投產(chǎn)的生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目超過物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目超過1515個(gè)，在建項(xiàng)目個(gè)，在建項(xiàng)目3030多個(gè)。多個(gè)。 根據(jù)我國(guó)根據(jù)我國(guó)可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和和可再生能源發(fā)展可再生能源發(fā)展“十二五十二五”規(guī)劃規(guī)劃確定的主要發(fā)確定的主要發(fā)展目標(biāo)，到展目標(biāo)，到20152015年國(guó)內(nèi)生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模不低年國(guó)內(nèi)生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模不低于于13001300萬萬kWkW，到，到20202020年，生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量將年，生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到達(dá)到20002000萬萬kWkW。2 2、我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r

22、、我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論22機(jī)械工業(yè)出版社6.2.2 6.2.2 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。生蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論23機(jī)械工業(yè)出版社 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括原料原料預(yù)處理，生物質(zhì)鍋爐防腐，提高生物質(zhì)鍋爐的預(yù)處理，生物

23、質(zhì)鍋爐防腐，提高生物質(zhì)鍋爐的多種原料適用性及燃燒效率、蒸汽輪機(jī)效率等多種原料適用性及燃燒效率、蒸汽輪機(jī)效率等技術(shù)。技術(shù)。（1 1）單燃生物直燃技術(shù)）單燃生物直燃技術(shù) 秸稈等生物質(zhì)與常規(guī)燃料的區(qū)別：秸稈等生物質(zhì)與常規(guī)燃料的區(qū)別：秸稈的含水量秸稈的含水量較大，約為較大，約為20%20%，是常規(guī)燃料的，是常規(guī)燃料的8 8 1010倍；倍；秸稈的堆積密秸稈的堆積密度??；度?。蝗急M時(shí)間較長(zhǎng)。燃盡時(shí)間較長(zhǎng)。（2 2）生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù)）生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù) 兩種混合燃燒方式。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：兩種混合燃燒方式。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：廉價(jià)、低風(fēng)險(xiǎn)；廉價(jià)、低風(fēng)險(xiǎn)；煤粉發(fā)電效率高，可達(dá)煤粉發(fā)電效率高，可達(dá)35%35%以上；以

24、上；可降低電廠的可降低電廠的SOSO2 2和和NONO2 2及及COCO2 2的排放。的排放。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論24機(jī)械工業(yè)出版社6.2.3 6.2.3 生物質(zhì)汽化發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)汽化發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)在汽化爐中氣化生成含氫、一氧化生物質(zhì)在汽化爐中氣化生成含氫、一氧化碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w，經(jīng)過凈化后驅(qū)動(dòng)碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w，經(jīng)過凈化后驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論25機(jī)械工業(yè)出版社 根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的不同，生物質(zhì)汽化發(fā)根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的不同，生物質(zhì)汽化發(fā)電有以下幾

25、種發(fā)電方式。電有以下幾種發(fā)電方式。 圖圖6-2 6-2 生物質(zhì)汽化發(fā)電方式生物質(zhì)汽化發(fā)電方式第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論26機(jī)械工業(yè)出版社 圖圖6-3 6-3 內(nèi)燃機(jī)工作原理內(nèi)燃機(jī)工作原理第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論27機(jī)械工業(yè)出版社 圖圖6-4 6-4 燃?xì)廨啓C(jī)工作原理燃?xì)廨啓C(jī)工作原理第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論28機(jī)械工業(yè)出版社生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電- -規(guī)模與發(fā)電機(jī)選擇規(guī)模與發(fā)電機(jī)選擇生物質(zhì)生物質(zhì) Direct Combustion內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)電能電能生物質(zhì)生物質(zhì)IGCC燃?xì)廨啓C(jī)電能電能生物質(zhì)生

26、物質(zhì)電能電能IGCC=10-15=25-35=35-45規(guī)模規(guī)模200KW200KW200KW200KW規(guī)模規(guī)模1MW1MW1MW1MW規(guī)模規(guī)模第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論29機(jī)械工業(yè)出版社6.2.4 6.2.4 沼氣發(fā)電技術(shù)與控制策略沼氣發(fā)電技術(shù)與控制策略1 1、沼氣燃燒發(fā)電、沼氣燃燒發(fā)電圖圖6-12 沼氣燃燒發(fā)電類型沼氣燃燒發(fā)電類型第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論30機(jī)械工業(yè)出版社圖圖6-12 沼氣燃燒發(fā)電類型沼氣燃燒發(fā)電類型第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論31機(jī)械工業(yè)出版社 從圖中可見，在從圖中可見，

27、在40004000 kW kW 以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃煤、燃油發(fā)電來說，沼燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃煤、燃油發(fā)電來說，沼氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類型的發(fā)電動(dòng)力設(shè)備，氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類型的發(fā)電動(dòng)力設(shè)備，國(guó)際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性國(guó)際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性上不可行。上不可行。圖圖6-13 不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論32機(jī)械工業(yè)出版社 在沼氣可以滿足在沼氣可以滿足鍋爐燃燒要求時(shí)，采鍋爐燃燒要求

28、時(shí)，采用由沼氣供氣的方式；用由沼氣供氣的方式；當(dāng)沼氣不能滿足鍋爐當(dāng)沼氣不能滿足鍋爐燃燒要求時(shí)，切換至燃燒要求時(shí)，切換至天然氣供氣方式。這天然氣供氣方式。這種方式是共用了一個(gè)種方式是共用了一個(gè)燃燒器，即采用一拖燃燒器，即采用一拖二的方式使兩種氣源二的方式使兩種氣源合用一個(gè)燃燒控制器。合用一個(gè)燃燒控制器。 圖圖6-16 沼氣與天然氣雙氣源鍋爐沼氣與天然氣雙氣源鍋爐 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論33機(jī)械工業(yè)出版社2 2、沼氣燃料電池發(fā)電、沼氣燃料電池發(fā)電 燃料電池燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電是一種將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，當(dāng)源源不

29、斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化能的裝置，當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時(shí)，它就可以連續(xù)發(fā)電。劑時(shí)，它就可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為為堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池及質(zhì)子交換膜燃料電池等。固體氧化物燃料電池及質(zhì)子交換膜燃料電池等。沼氣燃料電沼氣燃料電池池是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的“燃料燃料”并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能

30、源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論34機(jī)械工業(yè)出版社燃料處理單元燃料處理單元發(fā)電單元發(fā)電單元電流轉(zhuǎn)換單元電流轉(zhuǎn)換單元沼氣燃料電池系統(tǒng)的組成沼氣燃料電池系統(tǒng)的組成: :第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論35機(jī)械工業(yè)出版社 （1）燃料處理單元。）燃料處理單元。該單元主要部件是改質(zhì)器，它以鎳為該單元主要部件是改質(zhì)器，它以鎳為催化劑，將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，反應(yīng)過程如下催化劑，將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，反應(yīng)過程如下 （參與反應(yīng)的水（參與反應(yīng)的水蒸汽來自發(fā)電單元）蒸汽來自發(fā)電單元） 422223( )7NiCHH O gHCOCO 為了降低為了降低CO的濃度，在銅和鋅的催化作用下，混合氣體的濃度，在銅和鋅

31、的催化作用下，混合氣體在改質(zhì)器后的變成器中得到進(jìn)一步的改良，反應(yīng)式如式在改質(zhì)器后的變成器中得到進(jìn)一步的改良，反應(yīng)式如式 ,222227( )82Cu ZnHCOCOH O gHCO 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論36機(jī)械工業(yè)出版社 （2）發(fā)電單元。發(fā)電單元基本部件由兩個(gè)電極和電解質(zhì)）發(fā)電單元。發(fā)電單元基本部件由兩個(gè)電極和電解質(zhì)組成，氫氣和氧化劑組成，氫氣和氧化劑(O2)在兩個(gè)電極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電解在兩個(gè)電極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電解質(zhì)則構(gòu)成電池的內(nèi)回路。電解質(zhì)可采用磷酸，其發(fā)電效率雖質(zhì)則構(gòu)成電池的內(nèi)回路。電解質(zhì)可采用磷酸，其發(fā)電效率雖然較低，但溫度低然較低，但溫度

32、低(約約200)。在磷酸電解質(zhì)中，電池反應(yīng)為。在磷酸電解質(zhì)中，電池反應(yīng)為 +2(g)2+2eHH +221(g)+2+2e22OHH O 陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極圖圖6-18 沼氣燃料電池（磷酸型燃料電池）工作原理沼氣燃料電池（磷酸型燃料電池）工作原理 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論37機(jī)械工業(yè)出版社 （3 3）電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。）電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。主要任務(wù)是把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，主要任務(wù)是把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)載使用還可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電。供交流負(fù)載使用還可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電。 沼氣燃料電池所用的沼氣，其純度要求較高，要求甲烷沼氣燃料電池所用的沼氣，其純度要求較高，要求甲烷的濃

33、度（體積分?jǐn)?shù)）在的濃度（體積分?jǐn)?shù)）在90%90%以上，其他成分如以上，其他成分如COCO2 2、H H2 2S S等對(duì)燃等對(duì)燃料電池有不利影響，必須對(duì)沼氣進(jìn)行提純。雙塔式吸收法是料電池有不利影響，必須對(duì)沼氣進(jìn)行提純。雙塔式吸收法是沼氣提純的一種簡(jiǎn)單而有效的方法，裝置如下圖所示。沼氣提純的一種簡(jiǎn)單而有效的方法，裝置如下圖所示。 這種裝置具有組成簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。這種裝置具有組成簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。第第一吸收塔一吸收塔用處理水吸收大部分用處理水吸收大部分COCO2 2和和H H2 2S S，第二吸收塔第二吸收塔用用NaOHNaOH水溶液溶解吸收，這樣可節(jié)省水溶液溶解吸收，這樣

34、可節(jié)省NaOHNaOH的用量。用此裝置提純沼的用量。用此裝置提純沼氣，氣，CHCH4 4的回收率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。的回收率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論38機(jī)械工業(yè)出版社圖圖6-19雙塔式吸收法提純沼氣雙塔式吸收法提純沼氣 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論39機(jī)械工業(yè)出版社 圍繞著提高沼氣燃燒發(fā)電或沼氣燃料電池的轉(zhuǎn)化效率圍繞著提高沼氣燃燒發(fā)電或沼氣燃料電池的轉(zhuǎn)化效率， 沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問題是沼氣的凈化處理沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問題是沼氣的凈化處理和混合。和混合。 1 1）沼氣的凈化處理）沼氣的凈化處理

35、沼氣中含有微量水分和沼氣中含有微量水分和H H2 2S S等腐蝕性介質(zhì)，這些有害等腐蝕性介質(zhì)，這些有害成分對(duì)輸氣管道和發(fā)動(dòng)機(jī)部件產(chǎn)生腐蝕，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正成分對(duì)輸氣管道和發(fā)動(dòng)機(jī)部件產(chǎn)生腐蝕，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和使用壽命，可在進(jìn)氣管道上安裝脫硫塔、過濾除常運(yùn)行和使用壽命，可在進(jìn)氣管道上安裝脫硫塔、過濾除塵、除濕、除油裝置。塵、除濕、除油裝置。 3 3、沼氣發(fā)電的控制策略、沼氣發(fā)電的控制策略第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論40機(jī)械工業(yè)出版社 2 2）沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理）沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理 對(duì)輸氣管道、中冷器、增壓器、活塞等部件進(jìn)行涂漆對(duì)輸氣管道、中冷器、增壓器、

36、活塞等部件進(jìn)行涂漆、滲瓷、滲氮等防護(hù)處理。在燃燒室周圍相關(guān)部件及排氣、滲瓷、滲氮等防護(hù)處理。在燃燒室周圍相關(guān)部件及排氣管均應(yīng)考慮采取防腐措施。管均應(yīng)考慮采取防腐措施。 3 3）電控混合器技術(shù)）電控混合器技術(shù) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒室內(nèi)的燃燒情況，并將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒室內(nèi)的燃燒情況，并將燃燒信號(hào)反饋到電氣控制單元（燃燒信號(hào)反饋到電氣控制單元（ECUECU），），ECUECU發(fā)出指令，使發(fā)出指令，使電控混合器的執(zhí)行器帶動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，改變沼氣和空氣的進(jìn)電控混合器的執(zhí)行器帶動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，改變沼氣和空氣的進(jìn)氣流道面積，根據(jù)沼氣中氣流道面積，根據(jù)沼氣中CHCH4 4濃度的變化合理匹配空氣和濃度的

37、變化合理匹配空氣和沼氣流量，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比的目的，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和沼氣流量，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比的目的，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率平穩(wěn)。輸出功率平穩(wěn)。 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論41機(jī)械工業(yè)出版社 目前我國(guó)對(duì)垃圾的處理手段主要集中在目前我國(guó)對(duì)垃圾的處理手段主要集中在填埋填埋和和焚燒焚燒兩種兩種方式。方式。 填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法，所謂填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法，所謂直接填直接填埋法埋法是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí)，使其發(fā)生生是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí)，使其發(fā)生生物、物理、化學(xué)變化，分解有機(jī)物，達(dá)到減量化和無害化物、物理、化學(xué)變

38、化，分解有機(jī)物，達(dá)到減量化和無害化的目的。的目的。 焚燒法焚燒法是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。隨著中國(guó)化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。隨著中國(guó)“十一五十一五”規(guī)劃對(duì)發(fā)展新能源，提倡環(huán)保型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一規(guī)劃對(duì)發(fā)展新能源，提倡環(huán)保型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步重視，國(guó)家對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策扶持會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)。步重視，國(guó)家對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策扶持會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)。 6.2.4 6.2.4 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與控制策略垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與控制策略第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論42機(jī)械工業(yè)出版社（1

39、 1）垃圾焚燒前無分檢處理）垃圾焚燒前無分檢處理圖圖6-22 6-22 無分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程無分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程 1 1、垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程、垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論43機(jī)械工業(yè)出版社 （2 2）垃圾焚燒前有分檢處理）垃圾焚燒前有分檢處理圖圖6-23 有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論44機(jī)械工業(yè)出版社（1 1）城市生活垃圾熱值應(yīng)較高）城市生活垃圾熱值應(yīng)較高 垃圾焚燒一般要求燃料達(dá)到大于等于垃圾焚燒一般要求燃料達(dá)到大于等于4187kJ/kg4187k

40、J/kg的低的低位熱值，才能不加輔助燃料進(jìn)行焚燒發(fā)電。位熱值，才能不加輔助燃料進(jìn)行焚燒發(fā)電。（2 2）城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力應(yīng)較強(qiáng)）城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力應(yīng)較強(qiáng) 垃圾焚燒發(fā)電投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，每噸垃圾政府需垃圾焚燒發(fā)電投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，每噸垃圾政府需補(bǔ)貼補(bǔ)貼100-200100-200元才能有經(jīng)濟(jì)效益。元才能有經(jīng)濟(jì)效益。 2 2、建設(shè)垃圾發(fā)電的必備條件、建設(shè)垃圾發(fā)電的必備條件第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論45機(jī)械工業(yè)出版社（3 3）較完善的垃圾分類收集和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)）較完善的垃圾分類收集和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) 收運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)需投入大量資金，改變分類收集和投收運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)需投入大量資金，改變分類收

41、集和投放的習(xí)慣需要更多時(shí)間，這些都是制約垃圾發(fā)電效益的重放的習(xí)慣需要更多時(shí)間，這些都是制約垃圾發(fā)電效益的重要因素。要因素。（4 4）較完善的環(huán)保處理系統(tǒng)）較完善的環(huán)保處理系統(tǒng) 焚燒產(chǎn)生的煙氣、垃圾儲(chǔ)倉(cāng)中產(chǎn)生的發(fā)酵臭氣、尾氣焚燒產(chǎn)生的煙氣、垃圾儲(chǔ)倉(cāng)中產(chǎn)生的發(fā)酵臭氣、尾氣處理的廢水、殘?jiān)?、粉塵都應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定處理，避免對(duì)空處理的廢水、殘?jiān)⒎蹓m都應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定處理，避免對(duì)空氣、水和土地資源造成二次污染。氣、水和土地資源造成二次污染。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論46機(jī)械工業(yè)出版社大型垃圾焚燒發(fā)電廠大型垃圾焚燒發(fā)電廠第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)

42、論47機(jī)械工業(yè)出版社6.2.5 6.2.5 生物質(zhì)直接液化制燃料油的發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)直接液化制燃料油的發(fā)電技術(shù)圖圖6-25 6-25 生物質(zhì)燃料油發(fā)電方式生物質(zhì)燃料油發(fā)電方式第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論48機(jī)械工業(yè)出版社6.3 6.3 生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對(duì)電網(wǎng)的影響生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對(duì)電網(wǎng)的影響 生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)一般容量較小。小容量生物質(zhì)能發(fā)生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)一般容量較小。小容量生物質(zhì)能發(fā)電廠獨(dú)立運(yùn)行時(shí)普遍存在運(yùn)行穩(wěn)定性差、供電可靠性低的電廠獨(dú)立運(yùn)行時(shí)普遍存在運(yùn)行穩(wěn)定性差、供電可靠性低的問題。與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行后，由大電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)壓，使有功問題。與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行后，

43、由大電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)壓，使有功功率、無功功率隨時(shí)得到平衡，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，供電可靠功率、無功功率隨時(shí)得到平衡，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，供電可靠性好，電能質(zhì)量得到保證，并可隨時(shí)保證用戶正常用電，性好，電能質(zhì)量得到保證，并可隨時(shí)保證用戶正常用電，同時(shí)降低了網(wǎng)損。同時(shí)降低了網(wǎng)損。1 1、生物質(zhì)能并網(wǎng)發(fā)電的技術(shù)要求、生物質(zhì)能并網(wǎng)發(fā)電的技術(shù)要求 電壓、頻率、相位相同。電壓、頻率、相位相同。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論49機(jī)械工業(yè)出版社2 2、并網(wǎng)后對(duì)公共電網(wǎng)的影響、并網(wǎng)后對(duì)公共電網(wǎng)的影響 生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)容量有限，一般接入電力系統(tǒng)的配生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)容量有限，一般接入電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)中。

44、當(dāng)生物質(zhì)能發(fā)電機(jī)組與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)電網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)生物質(zhì)能發(fā)電機(jī)組與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。（1 1）對(duì)電能質(zhì)量的影響）對(duì)電能質(zhì)量的影響（2 2）繼電保護(hù)問題）繼電保護(hù)問題（3 3）短路電流問題）短路電流問題（4 4）鐵磁諧振問題）鐵磁諧振問題（5 5）可靠性問題）可靠性問題第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論50機(jī)械工業(yè)出版社3 3、并網(wǎng)應(yīng)注意的問題、并網(wǎng)應(yīng)注意的問題（1 1）接入容量）接入容量（2 2）接入電壓等級(jí)）接入電壓等級(jí) 機(jī)組容量越大，接入電壓等級(jí)越大。機(jī)組容量越大，接入電壓等級(jí)越大。200kW200

45、kW以下機(jī)以下機(jī)組通常接入組通常接入400V400V電網(wǎng)，電網(wǎng)，200-6000kW200-6000kW及以下機(jī)組接入及以下機(jī)組接入10kV10kV電壓等級(jí)電網(wǎng)。電壓等級(jí)電網(wǎng)。（3 3）接入方式）接入方式（4 4）接入距離）接入距離 距離每增加一公里則線路網(wǎng)損增大約距離每增加一公里則線路網(wǎng)損增大約1%1%。一般要。一般要結(jié)合電廠選址來綜合考慮。結(jié)合電廠選址來綜合考慮。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論51機(jī)械工業(yè)出版社6.4 6.4 生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)1 1、生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與汽化發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)、生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與汽化發(fā)

46、電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)（1 1）生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與汽化發(fā)電的技術(shù)指標(biāo)）生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與汽化發(fā)電的技術(shù)指標(biāo) 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電，簡(jiǎn)化了環(huán)節(jié)和設(shè)備，減少投生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電，簡(jiǎn)化了環(huán)節(jié)和設(shè)備，減少投資，但利用率還比較低。資，但利用率還比較低。 生物質(zhì)汽化技術(shù)能夠一定程度上緩解我國(guó)對(duì)氣體燃生物質(zhì)汽化技術(shù)能夠一定程度上緩解我國(guó)對(duì)氣體燃料的需求，生物質(zhì)被汽化后利用的途徑也得到相應(yīng)的擴(kuò)料的需求，生物質(zhì)被汽化后利用的途徑也得到相應(yīng)的擴(kuò)展，提高了利用率。展，提高了利用率。 生物質(zhì)汽化與煤混燒發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性較好。生物質(zhì)汽化與煤混燒發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性較好。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論52

47、機(jī)械工業(yè)出版社 （2 2）生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目的技術(shù)投資分析）生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目的技術(shù)投資分析 生物質(zhì)汽化混燒發(fā)電的單位投資成本是最經(jīng)濟(jì)的，而生物質(zhì)汽化混燒發(fā)電的單位投資成本是最經(jīng)濟(jì)的，而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但它需要附屬于己有的燃煤電廠，其發(fā)電經(jīng)濟(jì)且系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但它需要附屬于己有的燃煤電廠，其發(fā)電經(jīng)濟(jì)性決定于原電廠的效率，而且會(huì)對(duì)原電廠有一定的影響；性決定于原電廠的效率，而且會(huì)對(duì)原電廠有一定的影響； 同一發(fā)電技術(shù)的單位投資成本一般隨著發(fā)電規(guī)模的增同一發(fā)電技術(shù)的單位投資成本一般隨著發(fā)電規(guī)模的增大而減小；大而減小； 生物質(zhì)汽化發(fā)電技術(shù)的發(fā)電規(guī)模比較靈活，投資較少，生物質(zhì)汽化發(fā)電技術(shù)的發(fā)電規(guī)模比較靈活，投資較少，適

48、于我國(guó)生物質(zhì)的特點(diǎn)，但是技術(shù)還不成熟，需要進(jìn)一步發(fā)適于我國(guó)生物質(zhì)的特點(diǎn)，但是技術(shù)還不成熟，需要進(jìn)一步發(fā)展和完善；展和完善； 直接燃燒發(fā)電技術(shù)成熟，但只有大規(guī)模利用才具有較直接燃燒發(fā)電技術(shù)成熟，但只有大規(guī)模利用才具有較好的經(jīng)濟(jì)性。好的經(jīng)濟(jì)性。第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論53機(jī)械工業(yè)出版社 沼氣燃料電池發(fā)電與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電相比不僅發(fā)電效沼氣燃料電池發(fā)電與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電相比不僅發(fā)電效率和能量利用率高，而且振動(dòng)和噪音小，排出的廢氣氮氧率和能量利用率高，而且振動(dòng)和噪音小，排出的廢氣氮氧化物和硫化物濃度低，因此是很有發(fā)展前途的沼氣利用工化物和硫化物濃度低，因此是很有發(fā)展前途

49、的沼氣利用工藝。表藝。表6-10是日本某座處理水量為是日本某座處理水量為20萬萬m3/d的污水處理廠的污水處理廠沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)分析比較。沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)分析比較。 2 2、沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電與沼氣燃料電池發(fā)電的比較、沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電與沼氣燃料電池發(fā)電的比較第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論54機(jī)械工業(yè)出版社沼氣用量（沼氣用量（m m3 3/d/d）68046804發(fā)電方式發(fā)電方式沼氣燃料電池（沼氣燃料電池（200kW200kW4 4） 沼氣發(fā)電（沼氣發(fā)電（600 kW600 kW）年發(fā)電量（年發(fā)電量（kW/akW/a）56.156.110105 5

50、44.244.210105 5發(fā)電設(shè)備耗電量（發(fā)電設(shè)備耗電量（kWh/akWh/a）3.33.310105 53.63.610105 5年供電量（年供電量（kWh/akWh/a）52.852.810105 540.640.610105 5年節(jié)省電費(fèi)（年節(jié)省電費(fèi)（A A）/ /萬日元萬日元7392739256845684建設(shè)費(fèi)建設(shè)費(fèi)/ /萬日元萬日元72000720007100071000年運(yùn)行費(fèi)用（年運(yùn)行費(fèi)用（B B）/ /萬日元萬日元6248624850565056年盈利（年盈利（C=A-BC=A-B）/ /萬日元萬日元11441144628628表表6-106-10沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)比較沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)比較 第第1章章 新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論新能源轉(zhuǎn)換與控制技術(shù)導(dǎo)論55機(jī)械工業(yè)出版社 （1 1）資源化）資源化 垃圾焚燒后熱量用于發(fā)電，做到廢物綜合利用。據(jù)有關(guān)垃圾焚燒后