生物質鍋爐的特點范文
時間：2023-12-06 17:54:20
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篇1
中圖分類號： TK223 文獻標識碼： A 文章編號：
（正文）
1.前言
生物質鍋爐的穩定燃燒是影響生物質發電的重要環節，做好這一環節過程中的調節，監控，事故處理及分析是對穩定燃燒的保障。廣東粵電湛江生物質發電有限公司的生物質燃燒鍋爐是華西能源工業股份有限公司制造的型號為HX220-9.8-Ⅳ1型的高溫高壓，單汽包，汽水自然循環，平衡通風，露天布置的循環硫化床鍋爐，它額定負荷50MW，額定氣溫540℃，額定壓力9.8MP。額定流量220T/H，其特點是有較好的適應燃料變化性的能力，鍋爐燃燒溫度低，負壓運行，采用了分級送風，三級給料的方式，可以有效降低燃燒過程中氮氧化合物和硫化物的排放。針對上述特點，采取相應措施即是做好生物質鍋爐穩定燃燒的方法。
2.循環流化床鍋爐燃燒機理
循環流化床鍋爐采用流態化的燃燒方式，是介于煤粉爐懸浮燃燒和鏈條爐固定燃燒之間的燃燒方式，即通常所講的半懸浮燃燒方式。在循環流化床鍋爐中,存有大量床料,首次啟動時人為添加床料,在鍋爐運行時床料既有啟動床料，又有新添加的燃料。床料在從布風板下送入的一次風的作用下處于流化狀態，料粒被煙氣夾帶在爐膛內向上運動，在爐膛的不同高度部分大顆粒將沿著爐膛邊壁下落，形成物料的內循環；較小固體顆粒被煙氣夾帶進入分離器，進行分離，絕大多數顆粒被分離下來，一部分通過回料閥直接返回爐膛，另一部分通過外置式換熱器后返回爐膛，形成物料的外循環；飛灰隨煙氣進入尾部煙道。通過爐膛的內循環和爐外的外循環，從而實現燃料不斷的往復循環燃燒; 循環流化床根據物料濃度的不同將爐膛分為密相區、過渡區和稀相區三部分，密相區中固體顆粒濃度較大，具有很大的熱容量，因此在給料進入密相區后，可以順利實現著火；與密相區相比，稀相區的物料濃度很小，稀相區是燃料的燃燒、燃盡段，同時完成爐內氣固兩相介質與蒸發受熱面的換熱，以保證鍋爐的出力及爐內溫度的控制
3.生物質燃料與燃煤燃料的區別
火力發電的燃煤一般熱值較高，密度大，水分少，燃燒較穩定，而生物質燃料的特點是熱值相對于燃煤較低，發電單耗多，密度小，顆粒大，水分多，含揮發分多，其中夾雜的石頭，泥土等雜物多，燃料一旦被淋濕，易結團，因其需量和供應的特點，它在燃燒中品種變化大，對鍋爐穩定燃燒影響大。
4生物質循環流化床鍋爐燃燒與燃煤循環流化床鍋爐燃燒區別
上述生物質燃料的特點決定了生物質循環流化床的燃燒與燃煤循環流化床鍋爐燃燒的不同在于其所需上料量多，參數變化大，反應更迅速，燃燒更不穩定等。
5.生物質循環流化床鍋爐穩定燃燒的因素
5.1床溫床壓
床溫床壓是反映鍋爐燃燒情況的直接表現。正常運行時，湛江生物質鍋爐燃燒把床溫規定在650-850℃，床壓規定在7.5-9.5KP。對于床溫床壓的調節多是對鍋爐風料的配比，其中的風量調節多是一二次風的調節，而燃料的調節多是給料速度的控制。一次風熱風分兩路，一路從鍋爐底部送入爐膛，起流化作用，第二路作為回料器的密封風；二次風熱風也分分兩路，一路從爐膛前后墻不同高度送入爐膛，起供氧助燃作用，另一路作為給料口的密封風和輸送風。
循環流化床鍋爐燃燒基本要求是循環和流化，在建立良好循環的情況下，很好的流化是加強鍋爐燃燒的途徑。正常情況下，加大一次風能提高床溫，提高燃燒效率，特別在燃料適度明顯加大的時候，更應加大一次風來保持流化，在鍋爐啟動初期及有需要壓火減負荷是應適當減少；二次風的調節主要看爐膛剩余氧量的多少來調節，在燃料品質變化不是很大的情況下，其風量不應時常變動；床壓的變化大致可分為三個因素，一是燃料中泥沙石子的含量，二是鍋爐排渣系統的運行，三是一次風量的流化，對應的情況是當燃料泥沙多，床壓高的時候可加大排渣量，反之相反。上訴的調節方法不是單一的操作，所涉及的參數都有關聯，監控調節時要全盤考慮。
5.2剩余氧量
氧氣是燃燒所必需的，而充足的氧量更是穩定燃燒的基礎。湛江生物質鍋爐的燃燒，一般規定爐膛剩余氧量控制在1%-3%，在對其控制時，應該與其他參數放在一起考慮，針對燃料的干濕程度以及風量和料量的配比進行調節，可適當調節。在鍋爐剛啟停過程中以及其他原因對負荷調節時，因考慮到燃料的燃燒程度，可使剩余氧量控制在6%左右。在正常燃燒時，對于剩余氧量的突升，在其他參數不變的情況下，一般可判斷是燃料不足，可適當增加料量：對于剩余氧量的突降，在其他參數不變的情況下，一般可判斷是爐膛內發生爆燃，這時應該適當減少料量。在燃燒中剩余氧量的變化屬于正常現象，在鍋爐產生蒸汽量，壓力，溫度不變的情況下，對于其的控制不可急于求成，應視情況調節，以防誤判。
5.3負壓
負壓運行是指在鍋爐尾部加裝引風機，借助引風機的作用使爐膛保持負壓運行的方式。保持爐膛負壓運行是循環流化床鍋爐運行良好的標志之一，它標示了鍋爐燃燒系統，風煙系統順暢與否，進而影響了鍋爐受熱面的熱效率，它能有效地減少爐膛燃燒對于鍋爐內部結構的侵磨和腐蝕，對于有畫面監控的料倉有很大的幫組作用，還可以減少爐膛燃燒產生灰塵對外界的環境影響。
5.4事故處理
事故處理也是鍋爐穩定燃燒所必不可少。生物質循環流化床鍋爐的燃燒因其特點，要求了集控監盤人員的反應要快，操作要正確，但也不能慌張出錯，其事故發生的種類除去燃燒鍋爐多見的鍋爐滿水，缺水；四管爆裂；輔機故障；廠用電中斷，尾部爐膛再燃燒等原因外，常見的多是因為燒料濕度大所引起的鍋爐床溫快速下降和燃料大范圍爆燃所引起的鍋爐超溫超壓兩大類型。
5.4.1燃料被淋濕，濕度高的燃料進入爐膛時，床溫可能會快速下降，負壓增大剩余氧量上升，爐膛出口煙溫下降，床壓上升，機組負荷，氣溫氣壓下降，說明進入爐膛的燃料沒有燃燒，此刻應采取以下措施：1.減少或暫停給料，2.減少或暫停返料風機，減少返料量以提高床壓，3.加大一次風保持流化，4.改換干燥的燃料，5.視情況及時投油槍，6.適當降低二次風，7視情況關閉減溫水，8密切監控爐膛燃燒情況，發現有床溫有所上升應及時回調，并防止燃料爆燃。
5.4.2燃料揮發分高，灰塵多，熱值突增易引起爐膛大范圍爆燃而可能導致超溫超壓，此刻應采取以下措施：1.減少或暫停給料，2.減少一次風，3.加大或全開減溫水，4.視情況開啟對空排泄壓，5密切監控爐膛燃燒情況，發現有回落趨勢應及時回調，防止氣溫氣壓降低過快的事故發生。
以上兩大類型亦可能連續發生，監控調節時要綜合考慮及時造作并防止在處理事故時將事故擴大造成鍋爐非計劃停運的發生。
6總結
對于單機發電容量較大的生物質燃燒是新技術，做好鍋爐燃燒更是技術的核心，在此過程中努力學習是對每一個電廠員工的要求，在相互學習探討中搞清各參數的聯系，各設配的性能，各狀態的分析是工作的內容也是企業員工的責任。生物質燃燒利國利民，生物質員工更會奉獻一生。
參考文獻 蔡永祥 蔡宏偉 陳俊 《流化床生物質燃燒技術的應用和發展》
篇2
關鍵詞：生物質；發電；比較；展望
Abstract：This paper presents a comparative analysis on three kinds of biomass power generation technologies，including cofiring of biomass with coal in existing power boilers，Biomass gasification and power generation technology，Biomass direct combustion and power generation technology. Point out the obstacle of the development of biomass power generation ,then looking to the future ofbiomasspowergeneration.
Keywords: biomass; power generation; comparation ; looking
中圖分類號： TM6 文獻標識碼： A 文章編號：
我國是農業大國, 生物質資源種類多, 數量非常巨大, 全國每年可利用的生物質能資源總量估計可達7 億噸標準煤以上。生物質能屬于清潔能源,其利用可實現CO2零排放, 是替代煤、石油和天然氣等礦物燃料的重要能源，開發利用生物質能, 對于國家能源安全、CO2減排和社會可持續發展都具有重要意義。
一．幾種主要的生物質發電技術及其比較
生物質發電技術主要包括生物質直燃發電、氣化發電以及與煤混合燃燒發電等技術。
1.1 生物質直燃發電
生物質直接燃燒發電是指把生物質原料送入適合生物質燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產生蒸汽帶動蒸汽輪機及發電機發電。
國內生物質直接燃燒發電的鍋爐主要有兩種：爐排爐、循環流化床鍋爐。
爐排爐主要是國能生物質發電公司引進丹麥BWE公司研發的生物質燃燒發電技術以及國內鍋爐廠家根據丹麥技術進行的改進技術。在國內，浙江大學循環流化床燃燒技術方案已經在中節能投資的宿遷生物質發電廠實施應用，這是世界上第一臺具有自主知識產權的純燒秸稈的循環流化床鍋爐。除了浙江大學以外，國內還有多家機構進行生物質循環流化床鍋爐的研發。
爐排爐燃燒對生物質原料的預處理要求較低，生物質經過簡單處理甚至無須處理就可投入爐排爐內燃燒。流化床燃燒要求將大塊的生物質原料預先粉碎至易于流化的粒度，其燃燒效率和強度都比爐排爐高。和流化床鍋爐相比，爐排爐更適合燃燒單一穩定的燃料，在燃料適應性方面較差，燃料品種和性質的改變可能造成鍋爐效率的下降。燃料適應性好是循環流化床鍋爐的一個特點。對低質量的燃料，循環流化床鍋爐都能夠很好的適應。另外，循環流化床鍋爐更能適應變負荷情況下運行，并能夠保持較高的效率。
1.2 生物質氣化發電
生物質氣化發電是指生物質在氣化爐中氣化生成可燃氣體，經過凈化后驅動內燃機或小型燃氣輪機發電。氣化爐對不同種類的生物質原料有較強的適應性。內燃機一般由柴油機或天然氣機改造而成，以適應生物質燃氣熱值較低的要求； 燃氣輪機要求容量小，適于燃燒高雜質、低熱值的生物質燃氣。生物質氣化發電包括小型氣化發電和中型氣化發電兩種模式。小型氣化發電采用簡單的氣化-內燃機發電工藝，發電效率一般在14%~20%，規模一般小于3 MW。中型氣化發電除了采用氣化-內燃機( 或燃氣輪機) 發電工藝外，同時增加余熱回收和發電系統，氣化發電系統的總效率可達到25%~35%。
我國對生物質氣化技術的深入研究始于上世紀80 年代，經過20 多年的努力，我國生物質氣化技術日趨完善。但與發達國家生物質氣化技術相比，國內生物質氣化裝置基本上是以空氣為氣化劑的常壓固定床氣化技術，如河北的ND 系列、山東的XFL系列、廣州的GSQ 系列和云南QL系列。這些固定床氣化爐應用在不同場合取得了一定的社會、環保和經濟效益。但在技術上存在著一些問題，如氣化得到的生物質燃氣熱值和利用率低、燃氣中焦油含量高等，制約了生物質氣化技術在我國的商業化推廣。
1.3 生物質混合燃燒發電
生物質混合燃燒發電是指將生物質原料應用于燃煤電廠中，和煤一起作為燃料發電。生物質與煤有兩種混合燃燒方式: ①生物質直接與煤混合燃燒。生物質預先與煤混合后再經磨煤機粉碎或生物質與煤分別計量、粉碎。生物質直接與煤混合燃燒要求較高，并非適用于所有燃煤發電廠，而且生物質與煤直接混合燃燒可能會降低原發電廠的效率。②將生物質在氣化爐中氣化產生的燃氣與煤混合燃燒，即在小型燃煤電廠的基礎上增加一套生物質氣化設備，將生物質燃氣直接通到鍋爐中燃燒。這種混合燃燒方式通用性較好，對原燃煤系統影響較小。
由于計量、監管和落實生物質發電補貼政策的困難，國家對生物質混燒發電的政策扶持較少，導致國內生物質混燒發電廠較少。一般來說，混燒發電具有建設周期短，投資少的特點。另外混燒發電的燃料組織比較自由，可以根據燃料的成本以及供求狀況進行調整，這也從一定程度上保證了燃料供應的可靠性。與煤相比，生物質氮、硫含量低，和煤混合燃燒后能夠有效降低污染氣體排放量。
對以上三類生物質發電技術進行分析比較，可以得出：
生物質直接燃燒發電技術比較成熟，但在小規模發電系統中蒸汽參數難以提高，只有在大規模利用時才具有較好的經濟性，比較適合于10 MW以上的發電系統。
由于低熱值燃氣輪機技術尚未成熟，因此生物質氣化發電技術僅適用于10 MW以下中小規模發電系統，氣化—余熱發電系統效率較高，特別適用于5～6 MW的發電系統。
生物質混燒發電技術在已有燃煤電站的基礎上將生物質與煤混燒發電，混燒發電對原有電站的影響比直接混燒發電對原有電站的影響小，通用性較強。投資成本是三類技術中最少的，但可能降低原燃煤電站效率。
二．生物質發電產業發展障礙及展望
2.1生物質發電產業發展存在的障礙
（1）技術障礙。以秸稈直燃鍋爐為例，國內沒有專門秸稈直燃鍋爐的設計生產經驗，已建和擬建的秸稈直燃發電項目主要引進丹麥BWE技術。由于對引進的技術和設備不能完全吸收及高效使用，使機組無法安全穩發、滿發，缺乏核心技術及備品配件，投產后的生物質發電企業也有可能長時間受制于國外企業。
篇3
關鍵詞：生物質電廠；除塵器；設計選型
Research on Design and Selection
of Dust Collector for Biomass Power Plant
Abstract：On combining with principle characteristics and classification of dust catcher, this paper identifies the type of dust collector in biomass power plant. Binding characteristics of flue gas and fly ash from biomass power plant, that selection and design considerations for dust collector in biomass power plants requires special attention is proposed. In sum, comments and suggestions on design and selection of dust collector for biomass power plant are made, and related conclusions will provide expert advice and guidance to analogous projects later.
Keywords：biomass power plant; dust collector; design and selection
中圖分類號： TM925.31文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
目前，我國生物質資源可轉換為能源的潛力約5億噸標準煤，今后隨著造林面積的擴大和經濟社會的發展，生物質資源轉換為能源的潛力可達10億噸標準煤；根據《可再生能源中長期發展規劃》，到2020年，全國生物質發電總裝機容量將達到3000萬千瓦。隨著社會和科技的迅速發展，人民生活水平的不斷提高，對環境保護的要求也日益嚴格。本文結合除塵器的工作原理和分類特點，結合生物質電廠煙氣和飛灰的特點，提出了生物質電廠除塵器選型設計時需要特別關注的注意事項，在此基礎上提出了生物質電廠除塵器選型設計的意見和建議，相關結論可為后續同類工程提供專業的指導和建議。
1 除塵器的工作機理和分類
1.1 除塵器的工作機理
除塵設備是生物質電廠的重要設備，通過物理方式把大部分粉塵從煙氣中分離出來，減少煙氣中的粉塵濃度，以達到減小排放煙氣含塵量滿足環保要求、減小除塵器下游的設備磨損、捕集粉塵并回收進行綜合利用等目的；其中達到環保排放要求及減小下游設備（主要是引風機）的磨損是電廠設置除塵器的主要目的。
除塵的機理包括重力分離、離心力慣性分離、碰撞慣性分離、接觸阻留、靜電力驅動、凝聚等幾類，不同的粉塵特性適用于不同的除塵機理，除塵設備主要利用一種或者多種除塵機理進行除塵，以達到理想效果。
1.2 除塵器的分類及主要特點
除塵器按照結構型式區分主要有機械式、水膜式、靜電式、過濾式等幾大類型。幾種類型除塵器的主要特點如表1。
表1除塵設備主要類型和技術特點
為滿足國家和地區現行環保要求，目前電站機組使用的除塵設備主要有靜電式除塵器和濾袋式除塵器兩種。這兩種除塵器通過引進國外技術消化吸收，目前國內已經形成自主設計制造能力。
1.3 主要型式除塵器的工作原理
（1）靜電除塵器
靜電除塵器的除塵原理是通過電極在煙氣中放電，使粉塵荷上電荷，并且在電場力的作用下向電極移動，被集塵極捕獲并收集。在靜電除塵器殼體內設有很多組陰極線和與之對應的陽極板，給陰、陽極施加高壓直流電，陰極（放電極）附近空氣被電離，形成電暈。電暈區的范圍較小，正離子很快流向放電極，電子則擴散到電暈外區域。煙氣流過電極區間時，大部分粉塵帶上負極性，在電場力的作用下向陽極板（收塵極）移動，與陽極板接觸后放出電荷，通過振打落入灰斗。
（2）布袋除塵器
布袋式除塵器是一種干式的高效除塵器，它利用纖維織物的過濾作用，通過篩濾、碰撞慣性分離、接觸等方式進行除塵，效率高達99.9%以上，且效率基本不受粉塵特性的影響，與靜電除塵器相比，袋式除塵器能更好地捕捉超微細顆粒。
布袋除塵器的除塵效率是變化的，新濾袋由于網眼較大，在運行初期除塵效率不是最高，隨著濾袋上的粉塵層增加，粉塵填充了一部分網眼間隙，除塵效率逐步提高。當粉塵積累到一定厚度時候，濾袋的空隙太小，氣流通過時候阻力迅速上升，氣流通過空隙時候流速增加，會帶走一部分粉塵，此時應對濾袋進行清灰，以降低阻力和保證除塵效率。
2 生物質電廠除塵器的選擇
生物質燃料的灰分較低，對除塵器效率的要求不高，除塵器效率達到99.7%左右即可滿足環保要求，一般靜電除塵器和布袋除塵器在燃煤電廠上都能輕松地達到。但實際上，目前已經投運和正在建設的生物質電廠除塵器幾乎都是采用了布袋除塵器。
2.1 技術原理
原先的行業觀念認為生物質灰的比電阻超過了靜電除塵器的最佳適用范圍（104~1011Ω?cm），但從一些實驗的數據看，在常規的鍋爐排煙溫度（120~150℃）時，生物質灰比電阻在108~1011Ω?cm之間，非常適合采用靜電除塵器。
從除塵器的收塵機理上分析，除了灰比電阻外，粉塵的顆粒度、粘接性和比重對靜電除塵器效果也有較大影響：粗顆粒的粉塵受到的重力和電場的靜電力遠大于煙氣的流體粘性力，因此較容易被靜電除塵器收集，在壁板振打時候大部分在重力作用下落入灰斗，而較細的粉塵受煙氣流體的粘性力大于電場施加的靜電力，很難被靜電除塵器收集，即使被收集后，極板振打造成的二次揚塵細粉塵更容易重新逃逸到煙氣中；若灰的粘接性強，灰顆粒被吸附到極板上后相互粘接，需要采用更大的振打力才能落入灰斗，但若加大振打力，二次揚塵會加重；灰的比重輕，振打時二次揚塵同樣會很嚴重。所以雖然灰比電阻適合采用靜電除塵器，但是生物質灰的特點是顆粒度小、粘接性大、比重輕，非常不利于靜電除塵器的收塵。而布袋除塵器采用的是過濾的原理，灰塵附上濾袋后，即使在清灰時出現揚塵，也會留在濾袋上游，還會再次被濾袋收集，不會出現類似于靜電除塵器二次揚塵會隨煙氣流向下一級電場甚至逃出除塵器的情況，因此收塵效果較好。
2.2 應用業績
經與除塵器設備廠家交流，生物質電廠普遍未采用靜電除塵器，除了技術原因外，與其裝機規模有很大的關系。國內配套電站鍋爐的靜電除塵器廠家只有幾家，其供應的設備主要面向大中性機組（300MW及以上），技術方案優化的重點，更多地放在提高大容量燃煤機組的除塵效率以滿足日益嚴格的環保要求，以及降低運行電耗上。生物質電廠單機容量都在50MW等級以下，絕大部分都是15MW和25MW等級，除塵器設備投資價格低，國內靜電除塵器設備制造廠對其興趣一直都不是很大，也基本沒有去做這方面的技術研究和市場開發，可以說是主動放棄這部分市場，這種現象，與目前國內幾個大的鍋爐制造商都沒有涉足生物質鍋爐領域較為相似。
因此，從技術原理和應用業績上分析，生物質電廠適合采用布袋除塵器。
3 生物質電廠布袋除塵器設計需重點關注的問題
生物質電廠布袋除塵器的設計和運行，與常規燃煤電廠相似，但由于生物質電廠鍋爐運行灰成分和煙氣參數的特點，除了需要注意避免超溫燒袋應設置噴水減溫裝置或煙氣旁路、注意保溫及防漏風措施以免結露、合理設置吹掃空氣點及吹灰周期避免濾袋損壞等，除塵器設計和運行時也有一些不同，需要予以重點關注。
3.1 濾料的選擇
濾料作為袋式除塵器的核心部件之一，其發展及應用越來越受到關注。在選擇濾料之前,首先必須掌握鍋爐的工作特性、煤質指標、煙氣參數的詳細資料；濾料的理化性能方面應保證濾料滿足生產條件和除塵工藝的一般要求和特殊要求，例如滿足煙氣溫度、濕度以及抗酸堿腐蝕、耐氧化水解方面的要求；濾料的機械性能方面要保證濾料有一定的抗拉伸強度和剛度，以及耐磨性，確保濾料一定的使用壽命；從濾料的過濾性能來看，過濾效率應能夠達到國家煙塵排放標準要求，盡量選擇高效低阻濾料，降低運行阻力，減小能耗[1]。
濾袋材質的選擇是否合理直接影響布袋除塵器的除塵效果、運行適應性和設備壽命。電站鍋爐的排煙溫度一般在120～180°C之間，使用較多的材質及主要特點如下：
（1）PPS（聚苯硫醚）
耐酸、耐堿、耐水性能都較好，其連續使用溫度為170℃，最高使用溫度為190℃[2]，但在200℃以上便會發生熱縮現象，耐氧化性差，在高溫時變硬且伴有不同程度的老化。
（2）P84（聚亞酰胺）
耐高溫性能好，可達200℃左右，瞬時耐溫260℃，同時具有優良的耐酸性和良好的耐堿性，并且因纖維不規則的截面，其表面過濾效果佳，且清灰效果好；其缺點是水解穩定性差，容易水解老化[3]。
（3）PTFE（聚四氟乙烯）
商品名特氟龍，表面化學穩定性較好，耐高溫，具有良好的清灰效果，其抗氧化、抗酸堿腐蝕能力也很強，具有全面最優綜合性能，但是抗拉、耐磨、耐折性較差，并且價格較高。
（4）Nomex（芳綸）
濾料耐溫204～240℃，機械強度高、耐磨、耐折性好，對弱酸及弱堿具有非常好的抵抗力，但在高溫煙氣中，如水分含量較大，且含較多酸堿廢氣及雜質，如硫氧化物、氮氧化物、鹽酸、氫氧化鈣等，這些酸堿廢氣及雜質將會加速布的水解，尤其當整個集塵室處于酸堿露點下，此水解破壞效應更為嚴重[4]。
（5）玻璃纖維
是傳統的耐高溫無機濾料，耐溫可達260℃，但是其耐折、耐磨性能較差，在高過濾風速下，濾料壽命大幅度降低[5]，當前較少單獨使用在電站鍋爐。
生物質電廠鍋爐排煙溫度較一般的燃煤電廠要高，多在140~150℃，煙氣濕度大，且可能含有HCl氣體，濾袋材質可采用PPS；但從實際運行情況看，由于生物質電廠燃料水分不易控制，經常使用一些高水分的燃料，鍋爐運行排煙溫度超過設計值，達到160℃甚至更高，雖然PPS濾袋也能適應，但長期下來，濾袋壽命得不到保證，需要經常更換。目前生物質電廠除塵器濾袋多采用復合型材質，即PTFE基布+PPS纖維針刺布，外加PTFE浸漬覆膜，充分利用了PTFE材質化學穩定性較好、耐高溫的特點，又可以有效控制設備投資，建議優先選用，并在運行時嚴格控制鍋爐排煙溫度以延長濾袋適用壽命，建議長期排煙溫度不超過150℃，瞬時不超過170℃。
3.2 過濾風速
過濾風速是影響布袋除塵器性能的主要設計參數之一：過濾風速高，除塵器的體積較小，節省設備投資；過濾風速低，煙塵容易被捕捉，清灰時不容易形成二次揚塵，并且除塵器運行阻力較低，因此，設計時需要綜合考慮，選定合理的過濾風速。相對于燃煤電廠，生物質電廠飛灰比重較輕，為了保證良好的除塵效率，過濾風速一般較燃煤電廠低，大多在0.9m/min。
3.3 預除塵裝置
國內有些生物質電廠在常規布袋除塵器前設置一套預除塵裝置，一般采用旋風式除塵器，主要是為了防止鍋爐排煙中夾帶少量未燃燼的火星顆粒進入布袋除塵器后燒壞布袋，另外也可以清除煙氣中較大的顆粒，減輕對布袋的機械磨損。
關于布袋除塵器前是否需要設置旋風式除塵器，不同的除塵器廠家意見有所不同。實際上，應該從鍋爐爐型及燃燒角度進行分析：對于爐排鍋爐，入爐的燃料尺寸相對較大，燃料不容易完全燃燒，飛灰含碳量相對較高，一部分未燃燼的燃料攜帶火星通過排煙進入布袋除塵器，燒壞濾袋；而對于CFB鍋爐，一方面，進入鍋爐的燃料尺寸相對較小，燃燒較完全，另一方面，CFB鍋爐本身就已經帶有高效率的旋風分離器，其對固體顆粒的分離原理與旋風式除塵器相同，且分離效率要高出很多，可以達到99.5%，絕大部分大尺寸的固體顆粒包括火星都能被捕捉下來重新進入爐膛燃燒或者通過鍋爐灰渣方式排出，極少會被煙氣中攜帶；除此之外，若在布袋除塵器前設置預除塵裝置，雖然可以有效地減少“燒袋”的現象，但會對電廠的投資和運行帶來增加占地和投資、增加運行電耗和廠用電率等一定的不利因素。因此，對于爐排爐，建議設置預除塵裝置，對于CFB鍋爐，可以不用設置。
4 生物質電廠除塵器設計選型意見和建議
（1）除塵器采用布袋除塵器；
（2）煙氣過濾風速大多在0.9m/min；
（3）對于爐排鍋爐，建議設置預除塵裝置，主要用于保護布袋除塵器；對于CFB鍋爐，可不設置預除塵裝置；
（4）根據生物質電廠排煙溫度選擇濾料，由于通常排煙溫度較高，建議采用復合型材質，即PTFE基布+PPS纖維針刺布，外加PTFE浸漬覆膜。
參考文獻
[1] 張殿印. 除塵技術手冊. 北京: 冶金工業出版社, 2002
[2] 包林初. PPS(Ryton) 針刺濾料的研制和應用, 產業用紡織品, 2002, 20 (1) : 1822
[3] Griesser H. P284 聚酰亞胺纖維在非制造業的應用.見:SINCE99 論文集, 上海: CNTA , 1999
篇4
【關鍵詞】秸稈鍋爐；積灰；結焦；吹灰器；對策
0.引言
隨著經濟的高速發展，以及人民生活水平的不斷提高，我國對電能的需求日益增加。而我國電能生產過程中，以火力發電為主，其發電量在總發電中所占比重為70%以上，而火力發電主要以傳統化石能源（如煤炭、石油等）為燃料。其有限性和環境污染等因素，促使我們積極開拓和發展可再生能源。2006年1月1日開始施行《中華人民共和國可再生能源法》，以及在2007年，國家發改委了《可再生能源中長期發展規劃》，提出加快推進生物質發電等可再生能源的產業化發展，逐步提高優質清潔可再生能源在能源結構中的比例，力爭到2010年使可再生能源消費量達到能源消費總量的10%，到2020年達到15%。
自從1988年丹麥誕生了世界上第一座生物質直燃發電廠以來，生物質發電項目因其在減少二氧化碳排放、保護環境、可再生等方面的優越性，日益得到世界上許多國家的重視，并被聯合國列為重點推廣項目。我國可利用的農作物秸稈、森林資源非常豐富，具有廣闊的開發利用前景。其中農作物秸稈的年產量大約7億噸，除了用作工業原料、畜牧飼料外，可以作為能源使用的約為3.5億噸。據統計，截至2010年底，我國生物質發電裝機容量約550萬千瓦，每年不但可以替代2100萬噸煤炭，而且減少大量的污染排放，此外，出售秸稈這一項還可以給農民帶來近百億元的收入。
1.生物質鍋爐現況概述
生物質燃料品種多樣，含水量高，灰分也比較大。另外，生物質燃料中含有氯和堿金屬鹽，燃燒時產生的煙氣對鍋爐受熱面具有一定的腐蝕性，燃燒產生的灰份熔點較低，容易粘結在受熱面管子外表面和尾部煙道、空預器等，行成渣層，會明明顯降低受熱面的傳熱系數。
為解決上述問題，各生物質發電企業技術人員進行各種嘗試，效果也不盡相同。本文以江蘇國信如東生物質發電有限公司（以下簡稱：如東秸稈電廠）針對鍋爐受熱面、煙道結焦、積灰的運行實例，分析其原因，介紹其采取的措施，僅供生物質直燃鍋爐從業者參考。
如東秸稈電廠采用無錫華光鍋爐股份有限公司自主開發設計的第一臺高溫高壓蒸汽鍋爐（主要參數見表1），鍋爐為自然循環爐，單鍋筒、平衡通風、固態排渣，爐膛部份為支撐結構，尾部為懸吊結構。
表1 鍋爐的主要設計參數
2.影響生物質鍋爐結焦積灰因素的分析
結焦是指燃料中的灰份在高溫下，大多熔化為液態或呈軟化狀態，隨著溫度的降低，灰份將從液態變為軟化狀態進而變成固態。如果灰還保持軟化狀態就碰到受熱面時，由于受到冷卻而粘結在受熱面上，形成結焦。主要發生在爐內爐床、水冷壁、各式過熱器等高溫區域。
積灰是指溫度低于灰熔點時灰沉積在受熱面上的積聚，多發生在鍋爐的受熱面及煙道壁上。積灰根據飛灰溫度范圍劃分，可分為熔渣，高溫沉積灰，低溫沉積灰。根據積灰的強度，可將其分為疏松性積灰和粘結性積灰兩種。主要發生在省煤器、空氣預熱器、煙道等爐內低溫區域。
鍋爐受熱面、煙道結焦積灰的因素很多，且各因素互相交織，共起作用，且過熱器管外一般是結焦和積灰同時發生，結合如東秸稈電廠的運行實際情況，總結歸納主要有如下幾個主要因素。
2.1燃料灰份的結焦性
如東秸稈電廠使用的燃料種類多（如：稻草、麥草、棉花稈、玉米稈等等），品質不一，燃料水份高、灰份高、堿金屬含量高等特點（如表2），燃料在爐膛內燃燒后，極易在過熱器、空氣預熱器等后部煙道內結焦與積灰。
表2 生物質燃料的特性
2.2飛灰粒流通過程
鍋爐運行調整過程中，一、二次風的配比不盡合理，或者鍋爐設備缺陷，使得受熱面煙道的局部流速或流向發生改變。如飛灰粒子向受熱面運動速度快，受到的冷卻效果差，熔融的飛灰顆粒很容易粘附，使過熱器管子的結焦層迅速積聚長大。如飛灰粒運動速度減慢，則沉積在煙道壁上，從而形成惡性循環，積灰越積越多。圖1為如東秸稈電廠折煙處屏式過熱器的結焦積灰情況。
圖1 屏過結焦積灰圖
2.3爐內溫度水平
在灰熔點一定的情況下，爐內溫度水平及其分布就成為是否發生結焦積灰的重要因素。
一方面，當爐內溫度較低時，灰粒呈熔化或軟化狀態的概率較少。另一方面，當爐內溫度水平較高，而受熱面附近溫度較低，且溫度分布較緩時，灰粒子在碰撞受熱面前可以得到較好的冷卻，溫度降低，與受熱面碰撞時，形成焦塊的概率降低。反之，溫度增高，結焦程度將按指數規律增長。
當溫度未高于灰熔點時，會發生粘結性積灰，其煙氣中的凝結物在受熱面上而粘住灰粒，并與灰粒作用而形成“水泥狀的堵灰”。另外，疏松灰是各種鍋爐中最常見的積灰方式，它發生在鍋爐的所有受熱面上，大部分由正常吹灰即可清除。
2.4吹灰器的效果
如東秸稈電廠鍋爐原配蒸汽吹灰裝置效果差，所噴蒸汽濕度大，煙塵在此處受阻沉積，爐內積灰依舊嚴重，影響煙氣流通面積及進而影響鍋爐爐膛負壓。
2.5受熱面的著灰條件等
結焦積灰是個復雜的物理化學過程，但是著灰的受熱面及煙道的光滑情況也是一方面。如東秸稈電廠原來鍋爐空預器管（原為STEN鋼材質）腐蝕嚴重，大量空預器管出現了穿孔現象，造成風煙系統漏風量大，從而鍋爐飛灰在管組表面板結嚴重，造成鍋爐排煙溫度較高，嚴重影響了鍋爐運行的安全性和經濟性。圖2為吹灰效果不好，及空氣預熱器管積灰腐蝕著灰嚴重的情況。
圖2 空氣預熱器積灰情況圖
3.影響結焦積灰因素的對策
篇5
關鍵詞：棕櫚廢料；爐膛；分級液壓控制往復爐排
前言
棕櫚廢料是棕櫚榨油行業的副產品，采用棕櫚榨油的工廠，約有20%左右的總渣等廢料被分離出來，由于此類廢棄物熱值低、水分大等特點，一直沒有被好好的利用，而僅是被簡單的堆放、填埋或者是被直接燒掉。這樣不僅造成了浪費而且污染環境，給棕櫚榨油行業帶來了人力、物力的浪費。
目前國內也出現了利用常規的燃煤鍋爐來進行棕櫚廢料的處理的焚燒爐。但由于常規鍋爐的爐排采用機械控制的限制，不能很好地控制燃料厚度和進行有效地撥火以及尾部受熱面中積灰嚴重等問題致使鍋爐不能正常運行；同時，鍋爐長時間的積灰還能導致尾部受熱面的腐蝕，致使設備損害；鍋爐使用壽命大大縮小。針對以上普遍存在的問題，經過對此類廢棄物的特性進行了認真的分析研究，成功研制出分級液壓控制的往復爐排燃棕櫚廢料的SHW20-2.5/400-T過熱蒸汽鍋爐發電鍋爐。目前此鍋爐已申報了國家新型專利.
一、燃料特性：棕櫚廢料（50%棕櫚殼+50%棕櫚纖維）棕櫚廢料經粉碎加工成一定尺寸的粉料
一）燃料元素成分及發熱量：
二）燃料燃燒的特點：
1.燃料具有極高的揮發分，析出溫度低且析出過程迅速。
2.水分含量高，且隨季節性多變。
3.灰分少，一般外帶土、石子等雜質較多。
4.具有較低的灰熔點，易出現結渣和灰結焦
5.熱值低，能量密度小。
6.生物質中普遍含有一定量的鉀和氯，含鉀物質性質活潑，高溫下易在受熱面上造成沉積，阻礙傳熱并誘發高溫腐蝕，氯燃燒后產生的煙氣中含有氯化氫和氯氣，對受熱面有高溫和低溫腐蝕的影響。
二、鍋爐主要設計參數：
1.鍋爐額定蒸發量 20 t/h
2.鍋爐額定蒸汽溫度 400℃
3.鍋爐額定蒸汽壓力 2.5MPa
4.鍋爐額定給水溫度 105℃
5.排煙溫度 142℃
6.冷風溫度 20℃
7.熱風溫度 163℃
8.鍋爐設計熱效率 81.1%
9.燃燒方式： 往復爐排層燃
10.爐排有效面積 20.93 m2
三、鍋爐系統介紹
1.往復爐排2.儲料倉3.送料裝置4.汽水系統5.過熱器 6.對流管束7.吹灰裝置8.省煤器9.空預器10.落灰裝置
四、采取的主要技術措施
根據燃料的特點以及滿足鍋爐參數的要求采取了以下技術措施：
（一）設置合理的爐膛結構：
為了增加燃料在爐內的停留時間，保證燃料的及時著火和燃燼，本鍋爐設計采用了較高的爐膛結構。根據國內最新的拱形設計理論，采用低而長的后拱及較高的前拱，以便使從后拱出來的高溫煙氣，以每秒7米左右的水平速度向前拱區內沖去，將大量熱量帶給了前拱區，增強了對料層的熱輻射，保證了燃料的燃燼。并在爐膛出口處加水冷屏式過熱器控制爐膛出口溫度。
前后拱的科學設計，使從前后拱出來的煙氣在喉部強烈混合，增加煙氣在爐內的停留時間，有利于燃料的完全充分燃燒。
（二）采用分級液壓驅動傾斜往復爐排
爐排面積的確定：爐排面積對燃料的燃燒及燃燼起到非常重要的作用，根據國內外垃圾焚燒爐設計運行經驗，垃圾焚燒爐的往復爐排負荷約200～400kg/（m2·h）比較合理。考慮到預處理后的垃圾的實際狀況選取爐排面積約20.9m2，往復爐排負荷約298kg/（m2·h）。考慮到爐墻鋼架等尺寸因素，選定爐排有效寬度為2800mm，長度為7400mm左右。爐排有效面積約為20.9m2，爐排高溫區應采用耐熱鑄鋼，確保鍋爐的安全運行。
根據國內外垃圾焚燒爐的實際運行經驗和燃料的特點，采用有一定傾斜角度的分級驅動往復爐排燃燒方式。燃料由送料裝置送入儲料倉再由送料風送至往復爐排上，在往復爐排前部經熱空氣加熱干燥后著火燃燒。
往復爐排分三級采用液壓驅動，每級可分別調整爐排的往復運動速度，并且由于液壓傳動裝置具有重量輕、體積小、運動慣性小、反應速度快、操縱控制方便，可實現大范圍的無級調速，這樣可使燃料在爐排上有較長的停留燃燒時間，保證固定碳的完全充分燃燒。
為了使燃料層在爐排上有自翻身撥火作用，往復爐排采用傾斜15度的布置方式以及爐排之間合理的落差，使燃料從前向后推動前進的同時有一個下落翻動過程，在上級爐排落至下級時有一個較大的翻滾，起到自撥火作用。
（三）設置合理的二次風系統
為了使大量快速析出的揮發分能及時與空氣充分混合，在后拱出口上部及前拱上部各布置有一組二次風噴嘴，噴出的高速二次風具有很大的動能和剛性，使可燃氣體于高速二次風充分混合，保證了揮發份的充分燃燒。
往復爐的配風與燃煤鍋爐也有較大不同。干燥階段風量僅占一次風量的15%左右，主燃區風量占75%以上，而燃燼區風量僅占10%左右。為了保證揮發分大量集中析出時的完全及時充分燃燒，必須有占總風量15-20%以上的風量作為二次風，本設計的二次風可幫助燃料析出的揮發分在爐膛空間的燃燒，在每組二次風噴嘴的總風道上裝有調節閥門，實際運行時可根據現場燃料的燃燒情況及時調節各段風量及每組的二次風量。
（四）布置合理的尾部受熱面的：
鍋爐尾部受熱面采用鋼管式省煤器和鋼管式空氣預熱器，為了便于檢修與清灰，在鋼管式省煤器管和鋼管式空氣預熱器之間加裝了檢修煙箱。合理控制尾部受熱面的溫度和煙氣流速防止發生腐蝕和積灰。
鍋爐采用雙鍋筒、橫置式、往復爐排的結構形式。鍋爐散裝出廠。見上圖
整個鍋爐系統分為送料系統、汽水系統、往復爐排、過熱器、空氣預熱器、省煤器等部件組成。
送料系統包括燃料輸送皮帶、儲料倉、星型閥給料器。燃料經運輸皮帶送至儲料倉，經布置在料倉底部的星型閥給料器送至往復爐排燃燒。
鍋爐汽水系統主要有上下鍋筒、對流管束、水冷壁、前拱組件、后拱組件、下降管、集箱等組成。整個汽水系統分為五個獨立的水循環回路。鍋爐水循環系統分為前墻水冷壁、左側墻水冷壁、右側墻水冷壁、后墻水冷壁及對流管束等五個循環回路。水循環回路結構合理，水循環安全可靠。
爐排包括支架、活動框架、配風裝置等組成。鍋爐汽水系統現場組裝，爐排整裝出廠，鋼架、外包、爐墻采用現場施工。
過熱器散裝出廠，省煤器整裝出廠；空氣預熱器也分為兩級，每級組裝出廠，現場連接回轉煙箱。
考慮棕櫚廢料灰渣特點，本鍋爐采用了螺旋出渣機，多管除塵器等輔機。
五、經濟技術分析與發展前景：
該產品有較好的節能和社會環保效益。該鍋爐結構緊湊，熱效率高，是棕櫚榨油和木材加工行業理想的節能環保設備。它不僅幫助解決了棕櫚廢料的一大難題，也為企業創造了非常可觀的經濟效益，更為重要的是它減少了環境污染，美化了環境。
該產品設計新穎，運行工況穩定，在生物質鍋爐爐研發方向開辟了一條新的路徑，具有較強的市場競爭力和較高的社會效益.
我國生物質直燃技術已經日趨成熟，并向多元化方向發展，例如此產品在馬來西亞等國家利用棕櫚廢料直燃發電技術；在城市近郊興起的垃圾摻燒秸稈的生物質—垃圾混燒發電等發電方式。隨著國家對節能減排要求的提高和激勵政策的調整，生物質燃料的開發和利用，特別是直燃發電技術將會進一步發展，并展現廣闊的前景。
參考文獻：
篇6
關鍵詞：生物質發電；直燃發電；氣化發電；混合燃燒發電；技術趨勢
引言
生物質能是我國“十二五”期間重點發展的新興能源產業之一，按我國提出的2020年非化石能源占能源消費總量15%的目標初步估算，到2020年我國生物質能裝機總量將達3000萬千瓦，沼氣年利用量440億立方米，生物燃料和生物柴油年產量達到1200萬噸。
截止2013年底，中國生物質能并網發電裝機量779萬千瓦，預計2014年底，生物質發電裝機將有望達到1100萬千瓦，上網電量有望達到500億千瓦時[1]。從產業整體狀況分析，生物質發電及生物質燃料目前仍處在政策引導扶持期。
1.生物質發電技術分類
1.1 生物質直燃發電
生物質直接燃燒發電是指把生物質原料送入適合生物質燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產生蒸汽帶動蒸汽輪機及發電機發電，用于發電或者熱電聯產。國內生物質直接燃燒發電的鍋爐主要有兩種：爐排爐、循環流化床鍋爐。采用生物質燃燒設備可以快速度實現各種生物質資源的大規模減量化、無害化、資源化利用，而且成本較低，因而生物質直接燃燒技術具有良好的經濟性和開發潛力。
1.2 生物質氣化發電
生物質氣化發電是指生物質在氣化爐中氣化生成可燃氣體，經過凈化后驅動內燃機或小型燃氣輪機發電。氣化爐對不同種類的生物質原料有較強的適應性。內燃機一般由柴油機或天然氣機改造而成，以適應生物質燃氣熱值較低的要求；燃氣輪機要求容量小，適于燃燒高雜質、低熱值的生物質燃氣。
1.3 生物質混合燃燒發電
生物質混合燃燒發電是指將生物質原料應用于燃煤電廠中，和煤一起作為燃料發電。生物質與煤有兩種混合燃燒方式： 一種是生物質直接與煤混合燃燒，生物質預先與煤混合后再經磨煤機粉碎或生物質與煤分別計量、粉碎。生物質直接與煤混合燃燒要求較高，并非適用于所有燃煤發電廠，而且生物質與煤直接混合燃燒可能會降低原發電廠的效率。第二種是將生物質在氣化爐中氣化產生的燃氣與煤混合燃燒，即在小型燃煤電廠的基礎上增加一套生物質氣化設備，將生物質燃氣直接通到鍋爐中燃燒，這種混合燃燒方式通用性較好，對原燃煤系統影響較小。
2.生物質發電技術比較
生物質與煤混合燃燒發電技術投資少，發電效率決定于原燃煤電站的效率.其中生物質氣化混燒發電對原有電站的影響比直接混燒發電對原有電站的影響小，通用性較強[2]。由于氣化發電技術關鍵設備―小型低熱值燃氣輪機技術尚未成熟，對10 MW以上的生物質發電系統而言，比較有優勢的技術是直接燃燒發電[3]。對10 MW以下的生物質發電系統而言，氣化一余熱發電系統效率遠高于直接燃燒發電系統，具有更大的優勢。另外，生物質直接燃燒發電技術比較成熟，但在小規模發電系統中蒸汽參數難以提高，只有在大規模利用時才具有較好的經濟性，比較適合于10 MW以上的發電系統。生物質混燒發電技術在已有燃煤電站的基礎上將生物質與煤混燒發電，混燒發電對原有電站的影響比直接混燒發電對原有電站的影響小，通用性較強，投資成本是三類技術中最少的，但可能降低原燃煤電站效率。
表2-1 三種生物質發電技術比較表
分類 直燃發電 氣化發電 混合燃燒發電
規模 10MW以上 10MW以下 10MW以上
通用性 強 低 強
熱電連供 可以 可以 不可以
并網獨立性 可以 可以 不可以
投資成本 中 高 低
效率變化 中 高 不確定
3.生物質發電技術趨勢
3.1直燃技術
自2006年以來，我國生物質直燃發電開始進行商業化運行，國產循環流化床燃燒技術已成為生物質直燃發電市場的主導技術。循環流化床內可采用SNCR脫銷，脫硝率可達50%以上。雖然生物質燃料含硫量較低，但實際SO2排放濃度在200mg/m3以上，爐內可以加石灰石脫硫，在脫硫效率達到70%時，即可滿足國家標準的要求。對灰熔點較低的生物質，如油菜稈、棉花桿等，燃燒此類生物質的鍋爐，蒸汽溫度不宜提的過高，除非有很好的防積灰、腐蝕的措施作為保障。此外，生物質水分很高，著火推遲，導致不完全燃燒，爐排上未燃盡的生物質含碳量很高，需要增加爐排長度，提高燃燒效果。
3.2氣化技術
生物質氣化發電中含焦油廢水無害化處理是制約氣化發電的瓶頸，國內外研究結果均提出采用有機溶劑作為燃氣凈化介質，避免二次水污染。循環流化床氣化技術已有較好的基礎，在循環流化床中進行生物質氣化，氣化溫度控制在950～1000度，可以獲得中值熱燃氣，同時徹底解決焦油問題，燃氣凈化后實現燃氣內燃機-蒸汽聯合循環，發電效率可達30%以上，在此基礎上研發加壓（30atm）循環流化床生物質氣化技術，采用燃氣內燃機-蒸汽聯合循環，發電效率可達40%。
雙床氣化技術是采用循環流化床與鼓泡床雙床組合技術技術，將生物質燃料送入鼓泡床內，氣化熱源為循環流化床分離下的高溫灰，流化介質為高溫水蒸氣或氣化氣。循環流化床燃燒氣化室送來的半焦，產生高溫煙氣，煙氣經分離后進入鼓泡床作為氣化室熱源，分離后的高溫煙氣進入余熱鍋爐，加熱蒸汽進行發電。氣化室反應溫度控制在650～850度，產生的燃氣經氣固分離、凈化后送內燃機發電，內燃機尾氣經余熱鍋爐吸熱后產蒸汽送蒸汽輪機發電。燃氣中焦油通過閉式循環水水洗系統，經有機溶劑萃取后回收焦油，廢水采用膜技術處理后達標排放。
4.結論
在各類生物質發電技術中，直燃生物質開發利用已經初步產業化，混燒發電技術的投資經濟性最好，其發電經濟性決定于原電廠的效率，而且會對原電廠有一定的影響。生物質氣化發電技術的發電規模比較靈活，投資較少，適于我國生物質的特點，但是技術還不成熟。從產業整體狀況分析，生物質發電及生物質燃料目前仍處在政策引導扶持期。
參考文獻：
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篇7
[關鍵詞] 生物質 顆粒燃料 清潔燃燒
正文
1、概述
生物質顆粒燃料是在一定溫度和壓力作用下，利用木質素充當粘合劑，將松散的秸稈、樹枝和木屑等農林生物質壓縮成棒狀、 塊狀或顆粒狀等成型燃料。中質煙煤相當；基本實現 CO2零排放，NOx和 SO2的排放量遠小于煤，顆粒物排放量降低；燃燒特性明顯得到改善，利用效率顯著提高。 因此，生物質固體成型燃料技術是實現生物質高效、 清潔利用的有效途徑之一。 生物質固體成型燃料主要分為顆粒、塊狀和棒狀 3 種形式，其中顆粒燃料具有流動性強、燃燒效率高等優點，因此得到人們的廣泛關注。
隨著我國的再生能源快速發展，生物質成型燃料技術及其清潔燃燒設備的研究開發提高了秸稈運輸和貯存能力，燃燒特性明顯得到了改善，可為農村居民提供炊事、取暖用能，具有原料來源廣泛、價格低、操作簡單等特點，是生物質能開發利用技術的主要發展方向之一。
自2006年1月1日我國頒布實施了再生能源法。使我國生物質能源發展走上了快速規范化的道路。生物質能在我國主要是以農作物秸稈為主體的資源。秸稈長期被作為農村傳統的用能，隨著我國農村經濟的發展，農民，特別是新一代的農民難以接受傳統的、直燒秸稈生活用能的落后方式。但又苦于缺乏先進廉價的使用。也只能花高價用液化氣、電、型煤等現代能源。由于現代能源的緊張和價格的日趨上漲，長期花高價用現代能源，農民又難以承受。特別是城鎮及城市接壤區域居民采暖，800-900元每噸的煤，一個冬天要用上1-2噸滿足采暖需要，農民甘愿受凍也不愿花如此大的費用，而城鎮及城市接壤區域居民采暖受到環境要求的嚴格限制。目前，居民冬季用煤采暖的已越來越少。從這一點看，在現代社會有相當多的農民沒有得到，也很難得到良好的能源服務，他們的現代生活水平還較低。國家早就重視如此重要的民生問題，從20世紀90年代初中國農業部和科技部就開始投資進行農作物秸稈資源化利用的研究、開發、試點示范和技術推廣工作。近幾年，中國農作物秸稈的清潔、方便能源利用的技術研究和開發工作已取得了一些成果，有些技術已趨于成熟，并得到一定程度的推廣。現在，中國主要的農作物秸稈能源利用技術有秸稈氣化集中供氣技術、秸稈壓塊成型及炭化技術、利用秸稈制取沼氣技術和秸稈直接燃燒技術。由于中國農村經濟的發展，農民及城鎮居民生活水平的提高，居民對清潔能源的需求，加上這些秸稈能源利用技術的不斷發展和逐步完善，秸稈能源利用將逐漸由傳統的、低效不衛生的直接燃燒方式向優質化和高效化方向發展。
國外關于生物質成型燃料與燃燒技術設備的應用以趨于成熟化和普遍化，我國生物質成型燃料的發展還剛開始，與之相適應的燃燒技術設備處于一種滯后狀態。目前一些成型燃料的應用，主要是在現有燃燒設備的基礎上，直接應用或改造應用，既使河南省科學院研制具有較高水平的家用顆粒燃料爐灶，也存在著技術不到位的情況，難以產業化發展，沒有做到商品化應用。
有些單位在取得了生物質顆粒燃料炊暖爐灶的基礎上，立足于建立一個秸稈成型顆粒燃料與高效清潔燃燒設備系統技術產品的有機統一，協調發展的機制。在進行“生物質冷成型燃料加工設備系統”和生物質顆粒燃料炊暖爐灶的研制過程中，重點解決了目前百姓采暖困難問題，創造了“生物質顆粒燃料供熱鍋爐”的成果。采用了生物質顆粒燃料炊暖爐灶的核心技術，實現了生物質高效、清潔燃燒、節能排放的目標。應用廣泛，可滿足城鎮及城市接壤區域居民采暖需求。
2、物質顆粒燃料成型和清潔燃燒技術及設備
2.1傳統成型方法。
它與現有的飼料制粒方式相同，即原料從環模內部加入，經由壓輥碾壓擠出環模而成粒狀。
包括原料烘干、壓制、冷卻、包裝等。該工藝流程需要消耗大量能量，首先在顆粒壓制成型過程中，壓強達到50～100MPa，原料在高壓下發生變形、升溫，溫度可達100℃～120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能；其次，原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒，為了達到這個濕度，很多原料要烘干以后才能用于制粒；第三，壓制出來的熱顆粒（顆粒溫度可達95℃～110℃）要冷卻才能進行包裝。后2項工藝消耗的能量在制粒全過程中占25%～35%，加之成型過程中對機器的磨損比較大，所以傳統顆粒成型機的產品制造成本較高。
2.2冷成型技術。
新型冷成型技術通過顆粒成型機直接壓制，把秸稈、木料殘渣等轉化成大小一致的生物顆粒，其燃燒效率超過80%以上（超過普通煤燃燒約60%的效率）；燃燒效率高，產生的二氧化硫、氨氮化合物和灰塵少等優點。
2.3清潔燃燒設備
目前燃燒設備的理論研究和應用研究還較少，國內也引進一些以生物質顆粒為燃料的燃燒器， 但這些燃燒器的燃料適應范圍很窄，只適用于木質顆粒，改燃秸稈類顆粒時易出現結渣、堿金屬及氯腐蝕、設備內飛灰嚴重等問題，而且這些燃燒器結構復雜、能耗高、價格昂貴，不適合我國國情，因此沒有得到大面積推廣。
哈爾濱工業大學較早地進行了生物質燃料的流化床燃燒技術研究，并先后與無錫鍋
爐廠、杭州鍋爐廠合作開發了不同規模、不同爐型的生物質燃燒鍋爐。 此外，河南農業大學研制出雙層爐排生物質成型燃料鍋爐，浙江大學研制出燃用生物質秸稈顆粒燃料的雙膽反燒鍋爐等。
3、發展前景分析
我國生物質能資源非常豐富，農作物秸稈資源量超過7.2億噸，其中6.04億噸可作能源使用。國家通過引進、消化、吸收國外先進技術，嫁接商品化、集約化、規模化的管理經驗，結合中國國情，在農村推廣實施秸稈綜合利用技術，在節省不可再生資源、緩解電力供應緊張等方面都具有特別重要的意義。秸稈綜合利用不但減少了秸稈焚燒對環境造成的危害、減少了溫室氣體和有害氣體排放，而且對帶動新農村建設無疑將起到重要的促進作用。從秸稈資源總量看，廣大農村、鄉鎮的各種秸稈產量大、范圍廣。生物質固體燃料是繼煤炭、石油、天然氣之后的第四大能源，是可取代礦產能源的可再生資源，是未來一個重點發展方向。
參考文獻
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篇8
用戶：環保節能成效顯著，擴大試點，繼續完善
北京工業大學耿丹學院 吳利基：2005年，我院試用雄財型煤鍋爐供暖1萬平米 ，供暖效果良好，2006年，我們將供暖面積增加到10.5萬平米，采暖季結束后，據我們核算每平方米供暖成本為12.36元。
之所以成本較低，除了型煤鍋爐突出的環保節能效果外，也與我們日常管理分不開。校領導非常重視供暖工作，除對全校范圍內的房屋進行了改造外，還制訂了嚴格的鍋爐運行管理制度。針對鍋爐工作“慣性比較大”的特點，我們還求司爐人員必須掌握未來四、五天的天氣趨勢，這樣既提高了供暖質量，又節約運行成本。
通過兩年試點，我們有三點建議：一是要盡快制訂鍋爐及型煤的行業標準，二是要擴大燃料的供應廠商，形成合理的價格競爭機制，三是核定客觀的設備使用壽命。
蘇家坨衛生院 張書齊：我單位面積比較小，供暖總面積9417平米，鍋爐管線200米，包括一個門診樓、一個病房樓和一個宿舍樓。去年開始進行型煤鍋爐試點，據我們初步核算，型煤鍋爐平均每天用煤2.52噸，費用為1363.9元，每平方米耗煤42.65公斤，加上人員工資，運行費用每平方米合24.3元，如果再加上電費合27.9元。成本的較高主要由于衛生院供暖時間長（全年160天）和保暖溫度較高造成的。
從綜合的使用情況看，我們認為型煤鍋爐具有多方面的優點：一是環保，基本看不見煙；二是噪音很小，由于沒有鼓風，只有一個增壓機，電機功率才1.1KW；三是溫度上得很快，由于是低溫燃燒，和家里的土暖氣差不多，夜里封火的時候，雖然增壓機和水泵關了，但是煤還燒著，所以溫度上得很快；四是節電，鼓風沒了，補水泵也不用開，自來水自動補。
專家： 政府應當積極推廣，制定標準，完善準入
北京市鍋爐研究所張永福教授：自2002年第一次接觸到雄財的型煤鍋爐后，我就感覺到這種產品是符合我國節能環保要求的好產品。五年來，雄財做了很多工作，各項環保、節能指標得到了大幅提高。從測試數據看，產品的各項指標均達到或超過了國家標準。例如，鍋爐效率大于80%，比標準提高了2-3.5%，比散煤鍋爐提高了10-15%；此外，由于該設備采用自然通風，節電的同時，噪音也降到很低的水平。
從目前的情況看，我認為型煤鍋爐在未來推廣中將會遇到以下幾個問題，主要包括；一是認識上的問題。由于型煤鍋爐較過去的散煤鍋爐無論在內、外部結構，還是在燃燒原理上都與傳統鍋爐有很大差異，因此，我認為，廠商通過有效的市場引導和數據比較打消用戶這六方面的顧慮；
二是型煤的供應問題。在購買設備后，如何保證燃料供應的及時、質量的穩定，以及價格的合理，這些需要雄財在產業鏈整合上下游資源，采取有效手段，制定出詳細的計劃。
三是政府部門的支持。對于型煤鍋爐這樣既能有效利用農村豐富的生物質能源，又在環保指標上達到很高水平的技術設備，政府應當大力扶持，對于排放標準，應當指定統一的規范，這樣既完成了節能任務，又豐富了用能結構，還能讓用戶得到實惠，從而實現政府、用戶、廠商的多贏局面。
中國環境保護產業協會鍋爐爐窯除塵委員會楊明珍教授：作為一名長期從事環保事業的工作者，一直以來我都非常關注雄財集團的生物質型煤鍋爐的技術改進和市場推廣情況。通過一段時間的跟蹤調查，我對型煤鍋爐有四方面的認識。
第一，它在技術上是成熟的，通過在試點鍋爐房取渣進行檢測，我們發現鍋爐燃燒非常完全，由于型煤的熱效率可以達到80％以上，因此排放得到了有效的控制。
第二，它的環保性能好。從測試的各項環保指標來說，雄財集團生產的型煤鍋爐符合北京市的統一排放標準，用戶的反饋也印證了這一點。
第三，從合理的使用煤炭這方面來說，盡管北京市的排放標準控制非常嚴格，除了要達到排放限值以外，還在除塵上提出了很高的要求，因此我覺得從戰略的高度來看也應該支持這樣的項目， 20噸以下推行生物質型煤鍋爐是達到北京市環保標準的一個好辦法。
第四，我們也應當看到型煤鍋爐在自動化程度方面還有待提高，尤其在爐渣的綜合利用方面還要進一步加強；在技術的培訓服務還需要下一番功夫。
廠商：擴大產能，提高素養，最大限度讓利于用戶
雄財集團王永江董事長：非常感謝一直以來社會各界對我們的支持，針對用戶和專家的意見，下一步，雄財將從以下幾個方面著手：
一是整合資源，擴大產能，優化公司結構。
近年來雄財整合了部分國有煤廠，按照北京市的規劃，合理布點，既保證了型煤的原料來源和生產，也減少了原料運輸、型煤配送方面的中間費用。同時，隨著產量的擴大，技術的進一步提升，生產成本也會降低。總體計劃在北京市建立四個蜂料基地。第一，把各個區縣的煤站全部統一起來，可以嚴格控制質量。第二，我們正在制定北京市生物質型煤生產的強制標準，以進一步嚴格規范生產、控制質量。此外在保證燃料質量的前提下，雄財將與北京市幾家大型鍋爐廠合作，對鍋爐的生產采取模塊化管理。
二是大力提高人員素養，為用戶提供更優質服務。
目前雄財集團為用戶購買的型煤鍋爐提供了從工藝到安裝到調試的完整的售后服務；燃料供應也是送貨上門，直接送到用戶的鍋爐房；在設備運行方面，也提供包括派技術人員實地考察、親自指點、司爐工培訓等一整套的服務。目前，雄財集團正在籌備成立一個小型培訓學校，用于向用戶系統地介紹產品的各項性能及使用竅門，幫助以全面解決用戶解決在使用型煤鍋爐中存在的各種問題。
三、對今年試點工作的展望
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【關鍵詞】 生物質發電廠 化學水處理系統 設計特點
生物質發電就是通過燃燒小麥、玉米秸稈及樹皮等生物質燃料進行發電的一種技術，是可再生能源發電的一種。生物質發電開創新的能源利用方式，變廢為寶，變害為利，可降低有害物的排放。生物質發電廠每燃燒100噸秸稈，可節約標準煤約40噸，減少二氧化碳排放量約55噸，具有良好的經濟效益和環境效益。生物質發電廠在中國作為一種新生事物，隨著該項技術的國產化和政府扶持力度的加大，今后將會有非常廣闊的應用前景。化學水處理設計在生物質發電廠設計中舉足輕重，本文以山東某生物質發電廠為例，闡述其化學水處理系統設計特點。
1 工程概況
該工程新建1臺130t/h振動爐排、高溫高壓、生物質燃料鍋爐，配1臺30MW凝汽式汽輪發電機組，不可慮擴建。主汽參數：8.83MPa， 535℃。機組年利用小時數為5500小時。
化學水處理系統水源取自該電廠附近河水，從水質分析的結果來看，水質較好，懸浮物、有機物、含鹽量等均不高。
2 化學水處理系統設計
2.1 化學水處理系統工藝選擇
根據水源水質和機組參數，化學水處理系統擬采用工藝為：來河水加熱器超濾超濾水箱一級反滲透一級淡水箱二級反滲透二級淡水箱EDI除鹽水箱主廠房用水點。
該處理工藝為全膜法處理，目前化學水處理常用的處理工藝有：離子交換法和膜法，相對于離子交換法，全膜法處理工藝具有如下特點：
（1）優點
（a）水質變化適應性強；
（b）出水水質好，對有機物、膠體、硅的去除率較高；
（c）無酸堿再生，無酸堿廢液排放，環境污染小；
（d）運行維護簡單，自動化程度高，要求運行人員少；
（e）設備布置緊湊，占地面積少。
（2）缺點
（a）系統水回收率較低；
（b）設備投資稍高；
（c）運行能耗較高。
經比較，由于全膜法具有產水水質好，出水水質穩定，無酸堿廢水排放、環保，操作控制簡單，運行維護人員少，占地面積少等優點，選擇全膜法作為化學水處理系統的處理工藝。
2.2 化學水處理系統出力選擇及運行
根據機組水汽損失量7.7t/h，化學水處理系統出力設計為8t/h。其中設備選用2套12t/h超濾裝置、2套9t/h一級反滲透裝置、2套8.9t/h二級反滲透裝置以及2套8t/hEDI裝置。正常運行時，各啟動一套設備即滿足用水量的要求，根據需要，也可兩套設備同時啟動。整套系統的運行為PLC全自動控制。
2.3 化學水處理系統出水質量控制指標
化學水處理出水水質滿足以下要求：硬度≈0μmol/L，電導率（25℃）≤0.2μs/cm，二氧化硅≤20μg/L。
3 化學水處理布置設計
本工程化學水處理室并未設置獨立的廠房，而是在主廠房外側建一毗屋與主廠房構成聯合建筑。采用與主廠房聯合布置，具有以下優點：（1）布置更集中、緊湊，減少了獨立建筑物數量；（2）便于集中管理；（3）減少占地面積；（4）縮短了化學水處理系統至用水點的連接管道；（5）節約投資。
該水處理系統設備布置分室內布置和室外布置兩部分，其中室內廠房為24m×9m的建筑，占地面積216m2。設備除了2臺除鹽水箱容積較大室外布置外，超濾裝置、一二級反滲透裝置、EDI裝置、超濾水箱、一二級淡水箱以及泵等為室內布置。超濾、反滲透裝置均組合式框架結構，其中一二級反滲透組合在一個框架內，設備安裝和管道連接都非常簡便。根據生物質發電廠水處理系統設備出力小的特點，超濾水箱和一二級淡水箱容積均不大，為室內布置提供可行性。超濾水箱、淡水箱室內布置使水處理系統的設備布置更緊湊，整體性更強，工藝連接管道更短，無論從減少占地面積還是從節約投資上均具有極大優勢。
4 結語
在該化學水處理系統運行的一年中，出水水質穩定，出水水質情況為：硬度=0μmol/L，電導率（25℃）=0.08～0.15μs/cm，二氧化硅=5～12μg/L，滿足鍋爐用水水質要求。設備采用全自動化運行，所需運行人員少，基本1～2人即可滿足運行要求。
由于全膜法處理具有環保，水質適應性強，出水水質好，運行操作簡便，設備占地少等優點，在工藝和布置上均可實現優化設計，在生物質發電廠化學水處理設計中值得推廣和應用。
參考文獻：
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關鍵詞：節能減排；環保效益；三聯供系統；熱泵技術
國務院日前下發了《“十二五”節能減排綜合性工作方案》。未來5年，我國節能減排力度更大，標準更高。近年來，新技術和新能源，尤其是多元化熱源、低品位能源以及綠色能源與生物質能的開發和利用，為進一步節能減排，提高環保效益提供了有力保障。以下將探討幾種新興技術的應用、發展前景及帶來的環保效益。
一、熱泵技術的應用及其環保效益
熱泵技術作為一種高效、節能、環保的供熱制冷技術，近年來得到國家的大力支持和推廣。熱泵技術利用城市地熱、地下水和城市污水等蘊含低品位能量作為熱源（或熱匯），通過輸入少量的高品位能量（如電能），利用逆卡諾循環將低品位熱能向高品位熱能轉移。總體來說，該技術不僅利用了城市的大量余熱廢熱，變廢為寶，而且減少了燃煤，節約一次能源消耗的同時收到環保效益。
關于熱泵技術的節能性和環保性，以臨汾市某7680m2的政府辦公樓為例，該建筑采用豎直地埋管地源熱泵空調系統.，冷熱源選用1臺雙螺桿式水源熱泵機組。夏季制冷量為874KW，耗電量為146KW；冬季制熱量為958KW，耗電量為255KW。全年運行綜合能效比（COP值）為2.56。可見，熱泵技術可大幅減少高品位能源的使用。與傳統燃煤鍋爐相比較，每年可替代268.8噸標煤或20萬立方米左右的天然氣，消減約180千克氮氧化物和約15千克顆粒物的排放。
目前，熱泵技術在我國推廣較快，技術也日漸成熟。然而，缺乏行之有效的行政服務體系以及應用領域的局限等問題制約著熱泵技術的發展。因此，創建能源管理運營模式，探尋熱泵產業發展的新思路才能使其快速、健康的發展。
二、冷熱電三聯供系統的應用及其環保效益
冷熱電三聯供系統是基于能量的梯級利用理論，將制冷、供熱和發電集為一體的一種能量聯產系統。該系統主要由燃氣輪機、余熱鍋爐和吸收式制冷機三大部分組成。它首先是以天然氣為主要原料帶動汽輪機或內燃機發電，發電后排出的高溫煙氣通過余熱鍋爐和溴化鋰吸收式制冷機等設備向用戶供熱，供冷。
關于冷熱電系統的節能性和環保性，以臨汾市某20萬m2的綜合商業建筑為例，該建筑采用冷熱電三聯供系統，年發電量約為1028萬kWh，能源站利用發電余熱供熱1.68萬GJ，以燃煤低位熱值22.41MJ/kg計算，余熱供熱可節約741t標準煤；利用發電余熱供冷1.72萬GJ，以電制冷能效EER=4.5計算，余熱供冷可節電109萬kWh。相對于燃煤鍋爐與電制冷方式，該冷熱電三聯產系統全年減排煙塵1.92t，減排CO211650t，環保效益十分可觀。
現階段，我國推行三聯供能源系統仍遭遇并網難、經濟性欠優、設計和技術上尚有不足等問題，要得到大范圍的應用，就必須推廣我國典型項目經驗，同時加強全國性統籌規劃并借鑒國外先進經驗，使三聯供系統在“十二五”時期駛入發展的快車道。
三、生物質能源的應用及其環保效益
生物質能源是指以生物質材料為來源的各種形式的可再生能源，包括植物、動物及排泄物、有機垃圾與有機廢水等。受節能減排等因素的影響，生物質能源的地位越來越突出，也越來越受到我國環境保護部及地方政府的高度重視。
生物質能源在我國主要被用于發電，生物質發電包括直燃發電和混燃發電。直燃發電是指全部采用生物質原料進行發電，隨著我國一些示范項目的陸續建成和投運，證明直燃供熱發電技術在中國推廣是可行的。但由于目前生物質燃料價格比化石價格高，加之項目投資和運行成本還很高，尚無法實現商業運行。生物質混燃發電是指使生物質與煤等化石燃料混合燃燒發電，該技術原料適應性強，且無需對現有設備做太大改造，有利于技術推廣。
除了生物質發電，農村其他生物質能的發展開始逐步完善。近年來，臨汾市通過秸稈還田、秸稈氣化、秸稈飼料、生成新型板材等綜合利用技術，使秸稈焚燒和還田工作取得了突破性進展，全市96%的小麥秸稈和90%的玉米秸稈都得到了綜合利用，不但避免因焚燒秸稈造成的環境污染和資源浪費，而且實現了秸稈的增值。
生物質能目前雖存在一些問題，比如生物質的收集、運輸和儲存，但隨著生物質成型燃料的發展，工程上已不存在不可逾越的技術障礙。加之2010年國家發改委相繼《國家發改委關于完善農林生物質發電價格政策的通知》和《國家發改委關于生物質發電項目管理的通知》等政策扶持以及法律法規層面的可靠保證，有效解決以上問題，生物質能源必將在我國的能源發展戰略和節能減排任務當中擔當愈加重要的角色。
四、太陽能光伏發電的應用及其環保效益
太陽能資源豐富、清潔無污染，在環保、節能方面顯示出無與倫比的優越性。隨著大型光伏電站的建成并網，不僅可以緩解電力緊張的局面，而且可以在不消耗燃料、不污染環境的前提下改善供電質量。
光伏電站的節能效益可以用節省標準煤的數量來衡量。通常，用燃煤火電機組發電，每發電1kWh需消耗標準煤340.6g。如果建設一座10MWp并網光伏電站替代同等規模的燃煤火電站，以年有效利用小時數等于1475小時計算，每年發電14750MWh，將節省標準煤5024噸。 光伏電站的環保效益則以溫室氣體的減排數量來衡量，用燃煤火電機組發電，每發電1MWh，將排放相當于1.069噸二氧化碳的溫室氣體，而用一座10MWp并網光伏電站取代燃煤火力發電站，每年減排溫室氣體的數量將達到15768噸(以二氧化碳計)。
光伏行業是一個正在發展的新興戰略產業，我國的光伏行業規模巨大，但是當下一面受歐美發達國家金融危機影響而市場萎縮，另一面受我國投運并網等種種難題的阻力。要蓬勃發展國內光伏產業，不但需要技術上的不斷創新，更需要政策上的扶持和基礎性工作的完善，使我國有能力對抗歐美國家的技術壟斷，減少碳排放壓力。以及對環境保護，增加就業等方面做出積極貢獻。
五、結束語
隨著“十二五”能源發展規劃和“新型能源產業發展規劃”的提出，我國未來十年能源發展爭取到2020年非化石能源占一次能源消費總量的比重達到15%左右，以及到2020年，我國單位GDP二氧化碳碳排放比2005年下降40%―45%，即“兩個目標”的完成。先進核電、風能、太陽能和生物質能這些新能源的開發和利用將配合智能電網、分布式能源、潔凈煤等技術掀起能源供給的改革浪潮。發展新能源，不應一味追隨外國，應努力創新，掌握關鍵技術，并認真研究我國能源分布特點，開展全面的可行性研究，走一條適合中國國情的路。
參考文獻：
[1] 李元普，馬薈苓 地源熱泵技術創新應用模式的探討[J]；《供熱制冷》2011年第4期
[2] 馮志兵，金紅光 燃氣輪機冷熱電聯產系統及其熱力分析[J]；《動力工程》2005年04期
