生物質(zhì)發(fā)電是可再生能源發(fā)電的一種，是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行發(fā)電。生物質(zhì)發(fā)電是清潔的可再生能源，在我國(guó)當(dāng)前環(huán)保壓力巨增的情況下，大力推行生物質(zhì)發(fā)電，利用農(nóng)作物秸稈等
生物質(zhì)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(gè)重要途徑，也是未來(lái)解決能源短缺的重要途徑之一。而如何實(shí)現(xiàn)電廠鍋爐對(duì)秸稈大比例摻燒？下文對(duì)生物質(zhì)發(fā)電廠如何進(jìn)行大比例的秸稈摻燒進(jìn)行了分析探討。
生物質(zhì)發(fā)電的幾種形式
生物質(zhì)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(zhì)直燃發(fā)電
生物質(zhì)直燃發(fā)電是將生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒，生產(chǎn)蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)原料預(yù)處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機(jī)效率等技術(shù)。
生物質(zhì)氣化發(fā)電
生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是指生物質(zhì)在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氣體燃料，經(jīng)凈化后直接進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)中燃燒發(fā)電或者直接進(jìn)入燃料電池發(fā)電。氣化發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一是燃?xì)鈨艋�，氣化出�?lái)的燃?xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。
生物質(zhì)摻燒混合發(fā)電
生物質(zhì)摻燒混合發(fā)電是指將生物質(zhì)燃料同煤混合作為混合燃料進(jìn)行發(fā)電�；旌先紵绞街饕袃煞N。一種是生物質(zhì)直接與煤混合后投入燃燒，該方式對(duì)于燃料處理和燃燒設(shè)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(zhì)氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒，這種混合燃燒系統(tǒng)中燃燒，產(chǎn)生的蒸汽一同送入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組。
直接燃燒發(fā)電技術(shù)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(shù)是通過(guò)化學(xué)方法將固體的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為氣體燃料來(lái)進(jìn)行發(fā)電。摻燒混合發(fā)電技術(shù)主要應(yīng)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(diǎn)
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)資源十分豐富，各種農(nóng)作物每年產(chǎn)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(lái)源廣、污染低、可再生和CO2零排放等優(yōu)點(diǎn)。
有效減少氣體、S02排放
秸稈與礦物燃料相比，是新能源中最具開(kāi)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、SO2等的排放，造成空氣污染和酸雨現(xiàn)象會(huì)明顯降低。
減少環(huán)境污染、增加農(nóng)民收入
秸稈田間焚燒處理是造成空氣污染的一個(gè)重要方面，將秸稈作為生物質(zhì)燃料進(jìn)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(nóng)民收入，解決農(nóng)民秸稈處理難題。
產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、減少鍋爐磨損
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(zhì)燃料摻燒能夠替代部分煤炭，生物質(zhì)燃料價(jià)格與煤價(jià)相比價(jià)格低廉，可以產(chǎn)生一定的直接經(jīng)濟(jì)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(shè)備的磨損。
生物質(zhì)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。
成型秸稈與煤混合燃燒
秸稈中堿金屬含量較高、灰熔點(diǎn)低，就其燃燒特性來(lái)說(shuō)，屬于易結(jié)焦燃料，若單純以秸稈作為燃料，在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)在設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生腐蝕、燒結(jié)等問(wèn)題，嚴(yán)重影響設(shè)備的可靠性、安全性、以及電站的經(jīng)濟(jì)性，這已經(jīng)為大量的國(guó)外經(jīng)驗(yàn)所證實(shí)。將秸稈與煤混合燃燒，電廠現(xiàn)有設(shè)備不需太大的改動(dòng)，就能適應(yīng)秸稈的多樣性，從技術(shù)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(jì)量和監(jiān)督問(wèn)題，就能取得較好的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益。我們河南省富通新能源科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)等秸稈生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)械設(shè)備。
秸稈摻燒量控制
相關(guān)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(duì)不同比例的摻混成型秸稈燃燒實(shí)驗(yàn)表明，秸稈燃燒在1050℃時(shí)未發(fā)生結(jié)焦，只要秸稈的摻燒量不超過(guò)20%，混合燃料的燃燒特性就比較接近煤的燃燒特性。無(wú)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(nèi)。在目前的循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備中，不經(jīng)過(guò)改動(dòng)，直接在煤中摻混10%~20%的成型秸稈，在技術(shù)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。
秸稈供應(yīng)質(zhì)量影響摻燒量
在實(shí)踐應(yīng)用中，生物質(zhì)發(fā)電廠秸稈摻燒量的控制是關(guān)鍵，而影響摻燒量的主要因素是秸稈的物質(zhì)組成以及含水量。由于生物質(zhì)燃料的供應(yīng)問(wèn)題，燃料的種類往往較為繁雜，有的燃料種類高達(dá)幾十種，這使得燃料的水分和灰分大大增加，質(zhì)量下降，燃燒效率降低。同時(shí)，由于燃料種類復(fù)雜，燃料的酸堿成分也發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)了鍋爐受熱面和除塵器等設(shè)備加快腐蝕的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，摻燒的秸稈種類越繁雜，含水量超出設(shè)計(jì)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(zhì)發(fā)電廠進(jìn)行大比例的秸稈摻燒，首先要解決的就是燃料供應(yīng)的質(zhì)量問(wèn)題。
燃料供應(yīng)質(zhì)量控制問(wèn)題
生物質(zhì)燃料的供應(yīng)質(zhì)量與成型燃料的加工技術(shù)密切相關(guān)。就目前而言，我國(guó)生物質(zhì)能的利用率還比較低，其中最大的一個(gè)因素便是生物質(zhì)原料的收集存在一定的瓶頸。以秸稈為例，原料的收集、存儲(chǔ)、加工等環(huán)節(jié)目前尚未形成規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的程度，秸稈原料的收集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加工在成本、技術(shù)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(yīng)用環(huán)節(jié)，電廠要加大摻燒比例，勢(shì)必要控制燃料生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從收集、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加工等環(huán)節(jié)形成完善的質(zhì)量控制體系，才能最終確保燃料質(zhì)量，進(jìn)而為大比例摻燒提供一定的可行性。
秸稈成型燃料加工技術(shù)
成型燃料是將干枯的草本類（如農(nóng)作物秸稈）、木本類（如樹(shù)枝）植物經(jīng)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(zhì)成型燃料的密度大大提高，貯運(yùn)、使用都很方便，而且成型燃料燃燒容易、污染少，其燃燒時(shí)CO2的凈排放量基本為0，NOX的排放量?jī)H為燃煤的1/5，SO2的排放量?jī)H為燃煤的1/10。
生物質(zhì)成型燃料與煤摻燒具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如熱能利用率高，經(jīng)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(zhì)成型燃料貯運(yùn)方便，經(jīng)過(guò)適當(dāng)壓縮成型加工后，生物質(zhì)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(nóng)村發(fā)展生物質(zhì)成型燃料加工廠，開(kāi)拓就業(yè)機(jī)會(huì)、增加農(nóng)民收入，是解決生物質(zhì)燃料質(zhì)量問(wèn)題的有效途徑。
總結(jié)
生物質(zhì)發(fā)電廠大比例摻燒秸稈，不僅可直接產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益，還能在一定程度上減輕鍋爐設(shè)備的磨損。實(shí)現(xiàn)秸稈摻燒，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)并不在電廠鍋爐的技術(shù)改造，而在于生物質(zhì)燃料的加工環(huán)節(jié)。目前無(wú)論在原料存儲(chǔ)還是質(zhì)量控制方面都存在一定的難度，而采用成型燃料加工技術(shù)，將秸稈加工成成型燃料，只要管理得當(dāng)，形成一套科學(xué)的加工流程與模式，完全可以有效控制燃料的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃料與煤的大比例摻燒，獲得更高的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益。
