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吳磊
（遼寧金澤工程造價咨詢有限公司，遼寧沈陽 110012）
摘要：本文首先介紹生物質(zhì)燃料的概念，其次進(jìn)行了生物質(zhì)成型燃料與其他燃料對比，最后以沈陽歐盟經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)零部件園—沈北路供熱工程為例，講述生物質(zhì)燃料在供熱中的應(yīng)用及優(yōu)勢。
1生物質(zhì)燃料定義
生物質(zhì)燃料是指將生物質(zhì)作為材料燃燒，一般主要是農(nóng)林廢棄物（如秸稈、鋸末、甘蔗渣、稻糠等），主要區(qū)別于化石燃料。在目前的國家政策和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中，直接燃燒生物質(zhì)屬于高污染燃料，只在農(nóng)村的大灶中使用，不允許在城市中使用。生物質(zhì)燃料的應(yīng)用，實際主要是生物質(zhì)成型燃料，是將農(nóng)林廢物作為原材料，經(jīng)過粉碎、混合、擠壓、烘干等工藝，制成各種成型（如塊狀、顆粒狀等）的，可直接燃燒的一種新型清潔燃料。
2生物質(zhì)燃料與其他燃料對比分析
2.1生物質(zhì)燃料
目前我國城鎮(zhèn)小型鍋爐主要以燃煤、燃油為主，部分有燃?xì)?，生物質(zhì)燃料是僅次于煤炭、石油、天燃?xì)獾牡谒拇竽茉矗谡麄€能源系統(tǒng)占有重要地位，使用可再生的生物質(zhì)燃料，就可有效地保護(hù)自然資源，我國是農(nóng)業(yè)大國，每年有大量的農(nóng)作物秸稈廢棄田間地頭等，使其作為原料經(jīng)粉碎、干燥等工序在一定的粒度和濕度條件下，不須添加劑，經(jīng)擠壓形成的顆粒狀燃料，是天然的環(huán)保型燃料，根據(jù)市場調(diào)研，沈陽市附近地區(qū)生物質(zhì)顆粒燃料生產(chǎn)公司已發(fā)展有很多家，其中遼寧森能再生能源有限公司引進(jìn)國外關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，與國產(chǎn)設(shè)備相結(jié)合，利用遼寧東部山區(qū)林業(yè)、農(nóng)業(yè)加工剩余物和其它廢棄物為原料，開發(fā)生產(chǎn)可用于民用及工業(yè)用途的國際最新替代能源——生物質(zhì)顆粒清潔環(huán)保燃料，年產(chǎn)可達(dá)30萬t。
生物質(zhì)燃料分析資料如下：
收到基碳Car 41.00%；
收到基氫Har 5.24%；
收到基氮Nar 1.56%；
收到基全硫Sar 0.03%；
收到基灰分Aar 1.50%；
收到基水分War 5.40%；
干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf 68.27%；
收到基低位發(fā)熱量Qneter 16000kJ/kg（3580kcal/kg）。
采用生物質(zhì)燃料，生物質(zhì)顆粒規(guī)格的長度2~3cm左右，直徑8mm，高位熱值3580kcal/kg，含水率（%）10，密度（kg/m3）>1.12，灰分（%）<1.5，全硫（%）<0.03。根據(jù)計算，鍋爐房21MW最大耗生物質(zhì)燃料為7.9t/h。按每天運行18h計算，每天最大耗燃料為142.2t/d，鍋爐房年耗燃料量約為2.37萬t。
2.2二類煙煤燃料
針對上述生物質(zhì)燃料的分析報告，比較阜新和鐵法煤礦的二類煙煤煤質(zhì)分析資料如下：
干燥基灰分Ad 27.19%；
干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf 43.69%；
收到基全水分Mt.ar 12.30%；
收到基低位發(fā)熱量Qnet.ar 20.15MJ/kg（4200kcal/kg）；
干燥基全硫St.d 0.57%；
空氣干燥基氫H.ad 3.84%；
空氣干燥基固定碳FCad 39.41%；
焦渣特征CRC 3
與煤燃料比較，煤的高位熱值4200kcal/kg。含水率（%）12.3，灰分（%）<27.19，全硫（%）<0.57。根據(jù)燃料的情況比較，煤的灰分比生物質(zhì)燃料高25.5%，硫分比生物質(zhì)燃料高0.54%，如此說與煤比較生物質(zhì)燃料的灰分和硫分可以忽略不記。
2.3生物質(zhì)燃料與油、氣、煤燃料運行成本的比較
根據(jù)各種燃料的熱值、單價折算1t蒸汽所須燃料耗量及費用，其對比值如下表：
根據(jù)上述比較分析，采用生物質(zhì)燃料的運行成本比燃煤可節(jié)省24%；天燃?xì)夤?jié)省166%；比輕柴油節(jié)省156%。所以采用生物質(zhì)燃料更為經(jīng)濟(jì)。
3生物質(zhì)燃料在供熱中應(yīng)用
鍋爐是供熱系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，爐型關(guān)系到鍋爐燃料的選擇，同時也是關(guān)系供熱系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠及運行的大事。因此，爐型的確定最好選擇適合于運行單位的運行特點，目前采用生物質(zhì)燃料鍋爐種類比較多。例如10t/h、20t/h鍋爐做為生物質(zhì)燃料的鍋爐屬于大型鍋爐，所以采用鏈條爐排鍋爐。下面以沈陽歐盟經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)零部件園—沈北路供熱工程為例，闡述生物質(zhì)燃料在供熱中的應(yīng)用。此項目采用生物質(zhì)燃料做為鍋爐燃料，鍋爐主要技術(shù)參數(shù)如下：
7MW熱水鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)：
額定熱功率：7MW；
額定出水壓力：1.0Mpa；
額定供回水溫度：115/70℃；
鍋爐額定循環(huán)水量：140t/h；
鍋爐熱效率：85%；
燃料：生物質(zhì)。
14MW熱水鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)：
額定熱功率：14MW；
額定出水壓力：1.0Mpa；
額定供回水溫度：115/70℃；
鍋爐額定循環(huán)水量：280t/h；
鍋爐熱效率：85%；
燃料：生物質(zhì)。
本項目主鍋爐房內(nèi)設(shè)置SZL14-1.0/115/70-ALL熱水鍋爐1臺以及SZL7-1.0/115/70-ALL熱水鍋爐1臺，最大熱功率為21MW，對于廠區(qū)冬季采暖所需熱負(fù)荷為14641kW以及非冬季采暖期所需熱負(fù)荷4760kW需求均能滿足。本項目主鍋爐房擬計劃冬季采暖期同時運行14MW熱水鍋爐和7MW熱水鍋爐，單臺鍋爐平均運行負(fù)荷率為69.71%，鍋爐加工轉(zhuǎn)換效率為85%。
本項目合計年采暖耗熱量為164375.71百萬KJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤5605.21t，加工損失耗熱量為29007.48百萬KJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤989.15t。采用生物質(zhì)燃料，生物質(zhì)顆粒規(guī)格長度2~3cm左右，直徑8mm，高位熱值3707kcal/kg，折標(biāo)系數(shù)為0.5296（參考標(biāo)煤熱值為7000kcal/kg），含水率10（%），密度（kg/m3）>1.12，灰分（%）<1.5，全硫（%）<0.03。根據(jù)計算，廠區(qū)全年采暖所需熱量為193383.18百萬KJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤6594.37t，年耗生物質(zhì)燃料為12451.60t。采用生物質(zhì)燃料節(jié)能減排效果顯著。
此項目采用生物質(zhì)作為燃料，清潔環(huán)保，運行費用低，操作方便，占地小。它是利用秸稈、水稻殼、木屑、花生殼等廢棄的農(nóng)作物，制成顆粒再壓制成型，原料來源豐富；生物質(zhì)燃料的生產(chǎn)和使用，減少了農(nóng)林廢棄物在田間焚燒或分解過程對環(huán)境的危害，增加農(nóng)民收入，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會。與常規(guī)燃料相比，生物質(zhì)燃料屬于碳中性在為使用者帶來經(jīng)濟(jì)利益的同時，也使其成為了環(huán)保的倡導(dǎo)典范，燃燒過程中可達(dá)到“零排放”，不排渣、無煙、無二氧化硫、二氧化碳等有害氣體，不污染環(huán)境，是改變氣候不良變化的有效途徑；它燃燒時間長，強化燃燒時爐膛溫度高，火力旺，燃燒熱效率高，節(jié)約大量能源；使用生物質(zhì)燃料運行成本低，且省去了燃煤增加的環(huán)保治理費用；由于生物質(zhì)燃料經(jīng)過高溫壓縮，易于運輸和存儲；生物質(zhì)顆粒燃料燃燒后的爐灰可以作為肥料，促進(jìn)新的植物生長，進(jìn)入新的循環(huán)，使生物質(zhì)燃料資源的供應(yīng)源源不斷，持續(xù)利用。
4生物質(zhì)燃料目前開發(fā)利用及建議
生物質(zhì)燃料產(chǎn)業(yè)是一個新興的產(chǎn)業(yè)，目前還在發(fā)展的起步階段，大多數(shù)單位對生物質(zhì)燃料的節(jié)能環(huán)保、使用方便等特性認(rèn)識不夠，甚至許多用能單位根本就不知道有生物質(zhì)產(chǎn)品，更談不上應(yīng)用。生物質(zhì)燃料的開發(fā)、利用是由多個環(huán)節(jié)構(gòu)成的，要實現(xiàn)沈陽生物質(zhì)燃料的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用，必須制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，由于目前沈陽尚未出臺生物質(zhì)燃料及專用的鍋爐標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范以及尚未實施嚴(yán)格的技術(shù)監(jiān)督。因此應(yīng)加大生物質(zhì)燃料開發(fā)利用力度，制定一些扶持政策，使其成為沈陽能源結(jié)構(gòu)中重要的補充方式。逐步解決沈陽市燃煤鍋爐污染問題，提升城市環(huán)境空氣質(zhì)量，并解決我國當(dāng)前面臨的“三農(nóng)”問題，為經(jīng)濟(jì)的快速增長做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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