鄧博文

中煤科工集團(tuán)重慶設(shè)計(jì)研究院有限公司電力工程設(shè)計(jì)院，重慶400016

　　摘要：能源問題已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)制約我國和經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的主要因素。能源的短缺問題和常規(guī)能源對(duì)環(huán)境的污染和破壞使得我國必須轉(zhuǎn)向太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生資源。生物質(zhì)能是一種新型的清潔能源，即指通過綠色植物的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存在有機(jī)質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能，生物質(zhì)能具有儲(chǔ)量豐富且污染低的特點(diǎn)，生物質(zhì)能被認(rèn)為是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕Y源之一。本文主要闡述了秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)對(duì)于我國現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的意義，并對(duì)生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)原理和技術(shù)應(yīng)用以及如何提高生物質(zhì)發(fā)電效率的方法進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析。

　　秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)就是指將生物原料的秸稈和林業(yè)加工廢棄物和城市內(nèi)排放的一些有機(jī)廢料物等，作為燃料來直接進(jìn)行燃燒發(fā)電。在一些歐洲國家當(dāng)中生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)的研究已經(jīng)非常成熟，并且已經(jīng)成為當(dāng)?shù)刈钪饕陌l(fā)電形式和供熱方式。目前我國的生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)還處于起始階段，不論是產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程還是商業(yè)化的起步階段都相對(duì)較低，有關(guān)生物質(zhì)發(fā)電的相關(guān)政策支持和措施的實(shí)施力度還不夠大。

　　1秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)對(duì)于我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意義

　　我國是一個(gè)傳統(tǒng)意義上的農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)能源的儲(chǔ)量是非常豐富的，采用生物質(zhì)能源進(jìn)行直燃發(fā)電技術(shù)的前景非常廣闊，使用生物質(zhì)能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源發(fā)電對(duì)于提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、降低環(huán)境污染、改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境等具有非常重要的影響。

　　1.1促進(jìn)農(nóng)村的生產(chǎn)和發(fā)展

　　秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)能夠充分提高和帶動(dòng)農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)模式發(fā)生變改變，這對(duì)于提高我國社會(huì)主義的農(nóng)村建設(shè)和發(fā)展來說是非常有力的。生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)技術(shù)能夠最大程度的提高農(nóng)民的收益、合理利用農(nóng)村剩余勞動(dòng)力、減小城鄉(xiāng)之間的差距。秸稈生物質(zhì)的發(fā)電技術(shù)可以極大地促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增長。

　　1.2取代傳統(tǒng)高污染的能源

　　生物質(zhì)發(fā)電是消耗農(nóng)業(yè)剩余物的有效方式之一，具有非常明顯的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益，秸稈生物質(zhì)發(fā)電對(duì)于構(gòu)建和諧穩(wěn)定的能源供應(yīng)體系具有非常積極的影響。

　　2秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電原理及主要技術(shù)問題

　　2.1秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電原理

　　運(yùn)輸?shù)桨l(fā)電廠的生物質(zhì)原材料經(jīng)過粉碎和篩選之后會(huì)運(yùn)輸?shù)皆蟼}進(jìn)行儲(chǔ)存，之后再通過輸送帶運(yùn)輸?shù)降浇o料機(jī)中，通過給料機(jī)的輸送帶將秸稈送進(jìn)鍋爐中燃燒，燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為可被利用的熱能，由煙氣攜帶并與鍋爐水冷壁中的給水進(jìn)行換熱。燃燒所產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過爐膛再進(jìn)入到煙道當(dāng)中，利用水冷壁中的水份吸收熱能之后再進(jìn)行轉(zhuǎn)化成可以被使用的水蒸汽運(yùn)輸?shù)秸羝啓C(jī)當(dāng)，蒸汽的熱能就轉(zhuǎn)化成了為機(jī)械能，由傳統(tǒng)模式的驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽@樣就實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能直燃發(fā)電的全過程。

　　生物質(zhì)發(fā)電廠的發(fā)電設(shè)備和同種規(guī)模的燃煤發(fā)電設(shè)備是非常相似的，目前我國大多數(shù)生物質(zhì)直燃發(fā)電廠內(nèi)所使用的燃燒工具主要包括生物質(zhì)水冷振動(dòng)爐排鍋爐、生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐以及聯(lián)合爐排鍋爐，其中運(yùn)用最廣泛的是水冷振動(dòng)爐排鍋爐。蒸汽發(fā)電機(jī)組多采用高溫高壓抽凝式汽輪機(jī)組。

　　2.2秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電中主要技術(shù)問題

　　秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電設(shè)備和傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電廠的設(shè)備組成是基本類似的，但由于生物質(zhì)在燃燒過程中的特殊性，使得生物質(zhì)直燃發(fā)電廠的發(fā)電過程就相對(duì)復(fù)雜,受熱面非常容易結(jié)焦，而且一旦發(fā)生結(jié)焦就難以保證鍋爐的運(yùn)行效率，使得整體運(yùn)行水平難以繼續(xù)提高。

　　秸稈的儲(chǔ)存和燃燒收集等問題是生物質(zhì)直燃發(fā)電過程中存在的主要問題。

　　秸稈生物質(zhì)的質(zhì)地松軟而且密度較低，單個(gè)的發(fā)熱量比較低，所以同等體積下的生物質(zhì)燃料的消耗量要比傳統(tǒng)模式上的燃煤電廠要大很多，生物質(zhì)電廠需要大體積的上料系統(tǒng)才能正常運(yùn)行，秸稈生物質(zhì)在上料時(shí)容易出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，這在某種程度上會(huì)導(dǎo)致鍋爐燃燒的不穩(wěn)定。

　　秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)中鍋爐易結(jié)焦及受熱面易腐蝕也是影響其發(fā)電效率的主要影響因素。

　　秸稈中生物質(zhì)的含氧量要高于一般的水分子，所以生物質(zhì)在燃燒時(shí)需要的風(fēng)量是和常規(guī)燃煤爐有很大不同的。秸稈生物質(zhì)在燃燒的過程中，相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)也會(huì)隨著秸稈內(nèi)部黃桿與灰桿的數(shù)量和含量的不同在不斷發(fā)生變化。黃桿的燃燒時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于灰桿，但是黃桿著火要比灰桿快，灰桿不容易燃燒，所以不同原料對(duì)于鍋爐內(nèi)參數(shù)的影響也是存在很大不同的。

　　秸稈生物質(zhì)的燃料自身就具有高揮發(fā)性高腐蝕性的特征，但是仍然存在的問題是秸稈在燃燒過程中是非常容易腐蝕鍋爐內(nèi)壁的，并且還會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)結(jié)渣和結(jié)焦的情況，生物質(zhì)在燃燒過程中產(chǎn)生的紅堿金屬的含量是非常高的，因此在高溫下非常容易出現(xiàn)受熱面被腐蝕的情況。

　　3如何提高秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)的運(yùn)行效率

　　3.1燃料的檢測

　　根據(jù)燃料的含氧量和水分含量的不同，生物質(zhì)直燃發(fā)電廠的燃料主要分為黃桿和灰桿兩類。在生物質(zhì)的送料機(jī)外加裝燃料在線檢測分類裝置，可以有效地減少工作人員的工作量，方便工作人員參考和設(shè)定一二次風(fēng)量。

　　3.2優(yōu)化送料設(shè)備

　　燃料輸送系統(tǒng)和鍋爐給料系統(tǒng)的環(huán)節(jié)是非常多的，且工作原理十分復(fù)雜，生物質(zhì)在上料時(shí)容易出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，可以在現(xiàn)有的給料環(huán)節(jié)上進(jìn)行優(yōu)化和處理，減少給料的程序，不適用斗式的提升機(jī)，改用棧橋和皮帶直接將原料輸送到爐前料倉之中。確保輸料系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　3.3優(yōu)化燃燒過程

　　在秸稈生物質(zhì)直燃發(fā)電的過程中應(yīng)該使用智能理論來對(duì)生物質(zhì)鍋爐的燃燒過程進(jìn)行建模。將一二次風(fēng)量的數(shù)據(jù)匯總起來作為燃燒過程中的輸入量，將飛灰的鍋爐效率和含碳量結(jié)合起來做出輸出量使用，從而得出最優(yōu)效率下的關(guān)于一二次風(fēng)量和風(fēng)壓的設(shè)定值，使得燃燒過程始終處于最佳狀態(tài)。

　　4結(jié)束語

　　生物質(zhì)發(fā)電具有非常廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，秸稈生物質(zhì)在國外的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，但是在我國還處于一個(gè)起步階段，如何實(shí)現(xiàn)秸稈生物質(zhì)發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性建設(shè)、使用和低成本運(yùn)行，是生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)能否取得重要進(jìn)步的關(guān)鍵因素。