生物制造技術(shù)論文(2)
生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)論文篇二
生物質(zhì)能并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析
摘 要：生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)因?yàn)槠湓蠈?duì)環(huán)境的有好性和可再生性，越來(lái)越被重視，本文介紹了生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)分類，對(duì)生物質(zhì)直燃發(fā)電、氣化發(fā)電和混合燃燒發(fā)電技術(shù)進(jìn)行分析，比較了三種技術(shù)的優(yōu)劣，指出了生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：生物質(zhì)發(fā)電;直燃發(fā)電;氣化發(fā)電;混合燃燒發(fā)電;技術(shù)趨勢(shì)
引言
生物質(zhì)能是我國(guó)“十二五”期間重點(diǎn)發(fā)展的新興能源產(chǎn)業(yè)之一，按我國(guó)提出的2020年非化石能源占能源消費(fèi)總量15%的目標(biāo)初步估算，到2020年我國(guó)生物質(zhì)能裝機(jī)總量將達(dá)3000萬(wàn)千瓦，沼氣年利用量440億立方米，生物燃料和生物柴油年產(chǎn)量達(dá)到1200萬(wàn)噸。
截止2013年底，中國(guó)生物質(zhì)能并網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)量779萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)2014年底，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)將有望達(dá)到1100萬(wàn)千瓦，上網(wǎng)電量有望達(dá)到500億千瓦時(shí)[1]。從產(chǎn)業(yè)整體狀況分析，生物質(zhì)發(fā)電及生物質(zhì)燃料目前仍處在政策引導(dǎo)扶持期。
1.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)分類
1.1 生物質(zhì)直燃發(fā)電
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)生蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電，用于發(fā)電或者熱電聯(lián)產(chǎn)。國(guó)內(nèi)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的鍋爐主要有兩種：爐排爐、循環(huán)流化床鍋爐。采用生物質(zhì)燃燒設(shè)備可以快速度實(shí)現(xiàn)各種生物質(zhì)資源的大規(guī)模減量化、無(wú)害化、資源化利用，而且成本較低，因而生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和開(kāi)發(fā)潛力。
1.2 生物質(zhì)氣化發(fā)電
生物質(zhì)氣化發(fā)電是指生物質(zhì)在氣化爐中氣化生成可燃?xì)怏w，經(jīng)過(guò)凈化后驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。氣化爐對(duì)不同種類的生物質(zhì)原料有較強(qiáng)的適應(yīng)性。內(nèi)燃機(jī)一般由柴油機(jī)或天然氣機(jī)改造而成，以適應(yīng)生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂递^低的要求;燃?xì)廨啓C(jī)要求容量小，適于燃燒高雜質(zhì)、低熱值的生物質(zhì)燃?xì)狻?/p>
1.3 生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電
生物質(zhì)混合燃燒發(fā)電是指將生物質(zhì)原料應(yīng)用于燃煤電廠中，和煤一起作為燃料發(fā)電。生物質(zhì)與煤有兩種混合燃燒方式： 一種是生物質(zhì)直接與煤混合燃燒，生物質(zhì)預(yù)先與煤混合后再經(jīng)磨煤機(jī)粉碎或生物質(zhì)與煤分別計(jì)量、粉碎。生物質(zhì)直接與煤混合燃燒要求較高，并非適用于所有燃煤發(fā)電廠，而且生物質(zhì)與煤直接混合燃燒可能會(huì)降低原發(fā)電廠的效率。第二種是將生物質(zhì)在氣化爐中氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒，即在小型燃煤電廠的基礎(chǔ)上增加一套生物質(zhì)氣化設(shè)備，將生物質(zhì)燃?xì)庵苯油ǖ藉仩t中燃燒，這種混合燃燒方式通用性較好，對(duì)原燃煤系統(tǒng)影響較小。
2.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)比較
生物質(zhì)與煤混合燃燒發(fā)電技術(shù)投資少，發(fā)電效率決定于原燃煤電站的效率.其中生物質(zhì)氣化混燒發(fā)電對(duì)原有電站的影響比直接混燒發(fā)電對(duì)原有電站的影響小，通用性較強(qiáng)[2]。由于氣化發(fā)電技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備―小型低熱值燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)尚未成熟，對(duì)10 MW以上的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)而言，比較有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)是直接燃燒發(fā)電[3]。對(duì)10 MW以下的生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)而言，氣化一余熱發(fā)電系統(tǒng)效率遠(yuǎn)高于直接燃燒發(fā)電系統(tǒng)，具有更大的優(yōu)勢(shì)。另外，生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)比較成熟，但在小規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)中蒸汽參數(shù)難以提高，只有在大規(guī)模利用時(shí)才具有較好的經(jīng)濟(jì)性，比較適合于10 MW以上的發(fā)電系統(tǒng)。生物質(zhì)混燒發(fā)電技術(shù)在已有燃煤電站的基礎(chǔ)上將生物質(zhì)與煤混燒發(fā)電，混燒發(fā)電對(duì)原有電站的影響比直接混燒發(fā)電對(duì)原有電站的影響小，通用性較強(qiáng)，投資成本是三類技術(shù)中最少的，但可能降低原燃煤電站效率。
表2-1 三種生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)比較表
分類 直燃發(fā)電 氣化發(fā)電 混合燃燒發(fā)電
規(guī)模 10MW以上 10MW以下 10MW以上
通用性 強(qiáng) 低 強(qiáng)
熱電連供 可以 可以 不可以
并網(wǎng)獨(dú)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(zhì)發(fā)電技術(shù)趨勢(shì)
3.1直燃技術(shù)
自2006年以來(lái)，我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電開(kāi)始進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行，國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)已成為生物質(zhì)直燃發(fā)電市場(chǎng)的主導(dǎo)技術(shù)。循環(huán)流化床內(nèi)可采用SNCR脫銷(xiāo)，脫硝率可達(dá)50%以上。雖然生物質(zhì)燃料含硫量較低，但實(shí)際SO2排放濃度在200mg/m3以上，爐內(nèi)可以加石灰石脫硫，在脫硫效率達(dá)到70%時(shí)，即可滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)灰熔點(diǎn)較低的生物質(zhì)，如油菜稈、棉花桿等，燃燒此類生物質(zhì)的鍋爐，蒸汽溫度不宜提的過(guò)高，除非有很好的防積灰、腐蝕的措施作為保障。此外，生物質(zhì)水分很高，著火推遲，導(dǎo)致不完全燃燒，爐排上未燃盡的生物質(zhì)含碳量很高，需要增加爐排長(zhǎng)度，提高燃燒效果。
3.2氣化技術(shù)
生物質(zhì)氣化發(fā)電中含焦油廢水無(wú)害化處理是制約氣化發(fā)電的瓶頸，國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果均提出采用有機(jī)溶劑作為燃?xì)鈨艋橘|(zhì)，避免二次水污染。循環(huán)流化床氣化技術(shù)已有較好的基礎(chǔ)，在循環(huán)流化床中進(jìn)行生物質(zhì)氣化，氣化溫度控制在950～1000度，可以獲得中值熱燃?xì)猓瑫r(shí)徹底解決焦油問(wèn)題，燃?xì)鈨艋髮?shí)現(xiàn)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)-蒸汽聯(lián)合循環(huán)，發(fā)電效率可達(dá)30%以上，在此基礎(chǔ)上研發(fā)加壓(30atm)循環(huán)流化床生物質(zhì)氣化技術(shù)，采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)-蒸汽聯(lián)合循環(huán)，發(fā)電效率可達(dá)40%。
雙床氣化技術(shù)是采用循環(huán)流化床與鼓泡床雙床組合技術(shù)技術(shù)，將生物質(zhì)燃料送入鼓泡床內(nèi)，氣化熱源為循環(huán)流化床分離下的高溫灰，流化介質(zhì)為高溫水蒸氣或氣化氣。循環(huán)流化床燃燒氣化室送來(lái)的半焦，產(chǎn)生高溫?zé)煔?，煙氣?jīng)分離后進(jìn)入鼓泡床作為氣化室熱源，分離后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐，加熱蒸汽進(jìn)行發(fā)電。氣化室反應(yīng)溫度控制在650～850度，產(chǎn)生的燃?xì)饨?jīng)氣固分離、凈化后送內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，內(nèi)燃機(jī)尾氣經(jīng)余熱鍋爐吸熱后產(chǎn)蒸汽送蒸汽輪機(jī)發(fā)電。燃?xì)庵薪褂屯ㄟ^(guò)閉式循環(huán)水水洗系統(tǒng)，經(jīng)有機(jī)溶劑萃取后回收焦油，廢水采用膜技術(shù)處理后達(dá)標(biāo)排放。
4.結(jié)論
在各類生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)中，直燃生物質(zhì)開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)初步產(chǎn)業(yè)化，混燒發(fā)電技術(shù)的投資經(jīng)濟(jì)性最好，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。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的發(fā)電規(guī)模比較靈活，投資較少，適于我國(guó)生物質(zhì)的特點(diǎn)，但是技術(shù)還不成熟。從產(chǎn)業(yè)整體狀況分析，生物質(zhì)發(fā)電及生物質(zhì)燃料目前仍處在政策引導(dǎo)扶持期。
參考文獻(xiàn)：
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