生物質發(fā)電廠如何大比例秸稈摻燒

生物質發(fā)電廠如何大比例秸稈摻燒摘要：本文簡要闡述了生物質發(fā)電的幾種形式，對電廠鍋爐秸稈摻燒的優(yōu)點進行了分析探討，并在此基礎上，對生物質發(fā)電廠如何進行大比例的秸稈摻燒進行了論述。關鍵詞：生物質發(fā)電；生物質燃料；秸稈摻燒生物質發(fā)電是可再生能源發(fā)電的一種，是利用生物質所具有的生物質能進行發(fā)電。生物質發(fā)電是清潔的可再生能源，在我國當前環(huán)保壓力巨增的情況下，大力推行生物質發(fā)電，利用農作物秸稈等生物質燃料替代煤炭等化石燃料發(fā)電是火力發(fā)電廠節(jié)能減排的一個重要途徑，也是未來解決能源短缺的重要途徑之一。生物質發(fā)電的幾種形式生物質發(fā)電的形式主要有直燃發(fā)電、氣化發(fā)電以及摻燒混合發(fā)電等。生物質直燃發(fā)電是將生物質在鍋爐中直接燃燒，生產蒸汽帶動蒸汽輪機及發(fā)電機發(fā)電。生物質直接燃燒發(fā)電的關鍵技術包括生物質原料預處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機效率等技術。生物質氣化發(fā)電技術是指生物質在氣化爐中轉化為氣體燃料，經凈化后直接進入燃氣機中燃燒發(fā)電或者直接進入燃料電池發(fā)電。氣化發(fā)電的關鍵技術之一是燃氣凈化，氣化出來的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統(tǒng)把雜質除去，以保證發(fā)電設備的正常運行。生物質摻燒混合發(fā)電是指將生物質燃料同煤混合作為混合燃料進行發(fā)電?；旌先紵绞街饕袃煞N。一種是生物質直接與煤混合后投入燃燒，該方式對于燃料處理和燃燒設備要求較高，不是所有燃煤發(fā)電廠都能采用；一種是生物質氣化產生的燃氣與煤混合燃燒，這種混合燃燒系統(tǒng)中燃燒，產生的蒸汽一同送入汽輪機發(fā)電機組。直接燃燒發(fā)電技術是將秸稈粉碎后燃燒，需要一種專用的秸稈燃燒鍋爐。氣化發(fā)電技術是通過化學方法將固體的生物質能轉化為氣體燃料來進行發(fā)電。摻燒混合發(fā)電技術主要應用于燃燒電廠，可以有效提高燃煤的燃燒效率，具有較好的節(jié)能減排效果。電廠鍋爐秸稈摻燒的優(yōu)點我國是一個農業(yè)大國，生物質資源十分豐富，各種農作物每年產生秸稈6億多噸，其中可以作為能源使用的約4億噸，具有來源廣、污染低、可再生和C02零排放等優(yōu)點。秸稈與礦物燃料相比，是新能源中最具開發(fā)利用規(guī)模的一種綠色可再生能源秸稈為低碳燃料，揮發(fā)組分含量較高，含硫量和灰分都比煤低，因此，在電廠鍋爐中摻燒秸稈，可以有效減少溫室氣體、S02等的排放，造成空氣污染和酸雨現(xiàn)象會明顯降低；秸稈田間焚燒處理是造成空氣污染的一個重要方面，將秸稈作為生物質燃料進行合理利用，一方面可以有效控制環(huán)境污染，減輕環(huán)保壓力，另一方面還可以在一定程度上增加農民收入，解決農民秸稈處理難題；在電廠鍋爐中摻燒秸稈，可以改善煤的著火性能，可以使煤獲得更好的燃盡特性，而且生物質燃料摻燒能夠替代部分煤炭，生物質燃料價格與煤價相比價格低廉，可以產生一定的直接經濟效益；此外，秸稈燃料燃燒后灰分很少，能夠在一定程度上減輕鍋爐設備的磨損。生物質電廠秸稈摻燒量的控制秸稈與礦物燃料相比，其揮發(fā)組分高、含硫量和灰分都比煤低。秸稈中堿金屬含量較高、灰熔點低，就其燃燒特性來說，屬于易結焦燃料，若單純以秸稈作為燃料，在鍋爐實際運行過程中，會在設備內產生腐蝕、燒結等問題，嚴重影響設備的可靠性、安全性、以及電站的經濟性，這已經為大量的國外經驗所證實。將秸稈與煤混合燃燒，電廠現(xiàn)有設備不需太大的改動，就能適應秸稈的多樣性，從技術角度而言，采用原生或壓縮成型秸稈與煤混合燃燒，是秸稈燃燒發(fā)電的主要出路，只要解決好電廠摻燒秸稈量的計量和監(jiān)督問題，就能取得較好的環(huán)保與經濟效益。相關研究表明，秸稈的燃燒特性普遍比較好。秸稈燃燒主要集中于燃燒前期，而煤燃燒主要集中于燃燒后期。摻混秸稈可以改善煤的著火性能，可獲得更好的燃盡特性。對不同比例的摻混成型秸稈燃燒實驗表明，秸稈燃燒在1050C時未發(fā)生結焦，只要秸稈的摻燒量不超過20%，混合燃料的燃燒特性就比較接近煤的燃燒特性。無煙煤中摻混10%~20%的成型秸稈，混合燃料的燃燒特性接近于煙煤。摻混10%~20%的成型秸稈的混合燃料，污染物排放可以控制在要求范圍內。在目前的循環(huán)流化床鍋爐設備中，不經過改動，直接在煤中摻混10%~20%的成型秸稈,在技術上是完全可行的，摻燒秸稈有助于降低循環(huán)流化床鍋爐的飛灰與低渣含碳量，從而有助于提高鍋爐效率。在實踐應用中，生物質發(fā)電廠秸稈摻燒量的控制是關鍵，而影響摻燒量的主要因素是秸稈的物質組成以及含水量。由于生物質燃料的供應問題，燃料的種類往往較為繁雜，有的燃料種類高達幾十種，這使得燃料的水分和灰分大大增加，質量下降，燃燒效率降低。同時，由于燃料種類復雜，燃料的酸堿成分也發(fā)生變化，會出現(xiàn)了鍋爐受熱面和除塵器等設備加快腐蝕的現(xiàn)象。也就是說，摻燒的秸稈種類越繁雜，含水量超出設計水分越多，那么摻燒量就受影響越大，反之，則可以獲得較高的摻燒比例。因此，在生物質發(fā)電廠進行大比例的秸稈摻燒，首先要解決的就是燃料供應的質量問題。生物質燃料的供應質量與成型燃料的加工技術密切相關。就目前而言，我國生物質能的利用率還比較低，其中最大的一個因素便是生物質原料的收集存在一定的瓶頸。以秸稈為例，原料的收集、存儲、加工等環(huán)節(jié)目前尚未形成規(guī)?；?、標準化、產業(yè)化的程度，秸稈原料的收集、運輸、存儲、加工在成本、技術等方面均在一定的難度，在一定程度上影響著其綜合利用。在應用環(huán)節(jié)，電廠要加大摻燒比例，勢必要控制燃料生產的各個環(huán)節(jié)，從收集、運輸、存儲、加工等環(huán)節(jié)形成完善的質量控制體系，才能最終確保燃料質量，進而為大比例摻燒提供一定的可行性。4秸稈成型燃料加工技術成型燃料是將干枯的草本類（如農作物秸稈）、木本類（如樹枝）植物經粉碎后，，在一定的壓力作用下壓縮成一種固形物，，形狀有棒狀、塊狀和顆粒狀等等。生物質成型燃料的密度大大提高，貯運、使用都很方便，而且成型燃料燃燒容易、污染少，其燃燒時CO2的凈排放量基本為0，NOX的排放量僅為燃煤的1/5，SO2的排放量僅為燃煤的1/10。生物質成型燃料與煤摻燒具有諸多優(yōu)點，如熱能利用率高，經壓縮成型后的秸稈成型燃料，燃燒充分，黑煙少；火力持久，爐膛溫度高；生物質成型燃料貯運方便，經過適當壓縮成型加工后，生物質的體積可減少5?10倍，降低了流通環(huán)節(jié)的成本，有利于規(guī)模化加工和利用，便于在更廣大的農村發(fā)展生物質成型燃料加工廠，開拓就業(yè)機會、增加農民收入，是解決生物質燃料質量問題的有效途徑。5結束語在生物質發(fā)電廠進行大比例的秸稈摻燒，其關鍵環(huán)節(jié)并不在電廠鍋爐的技術改造，而在于生物質燃料的加工環(huán)節(jié)。直接將秸稈粉碎摻燒，無論在原料存儲還是質量控制方面都存在一定的難度，而采用成型燃料加工技術，將秸稈加工成成型燃料，只要管理得當，形成一套科學的加工流程與模式，完全可以有效控制燃料的質量，實現(xiàn)生物質燃料與煤的大比例摻燒，獲得更高的經濟與環(huán)保效益。參考文獻：⑴劉志超