如何提高生物質(zhì)中直燃發(fā)電效率的分析

鄢烈松

（湖北工業(yè)大學，湖北 武漢430068）

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對于能源的需要更為強烈，然而，中國這種粗放型經(jīng)濟增長方式，能源制約著經(jīng)濟的發(fā)展。可再生資源的不斷開發(fā)和發(fā)展是發(fā)展的趨勢，也是我國亟待需要發(fā)展的項目。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)是其中較為突出的可再生資源的技術(shù)方式，被認為是21世紀最具有價值的綠色可再生能源之一。根據(jù)我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要》（2006～2020），到2020年我國生物質(zhì)發(fā)電機組裝機容量達到30000MW，生物質(zhì)成型燃料5000萬噸，將生物質(zhì)秸稈發(fā)電和秸稈成型燃料確定為秸稈能源利用重點技術(shù)［1］。

在現(xiàn)在生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要有直燃發(fā)電，氣化發(fā)電，沼氣發(fā)電和混合燃燒發(fā)電四中類型，其中直燃發(fā)電的運用最為普遍，也最符合我國的實際情況。利用生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)建設大型直燃并網(wǎng)發(fā)電廠，單機容量達10～25MW，可以將熱效益提高到90%以上，可以通過有效措施提高其利用率［2］。然而，現(xiàn)階段生物質(zhì)發(fā)電中的直燃發(fā)電技術(shù)發(fā)展還不完善，對于其的設計還存在很多的不完善的地方，從而影響其效益的發(fā)揮。另外，用于生物質(zhì)燃燒的鍋爐以及燃料輸送系統(tǒng)的技術(shù)和設備都產(chǎn)自外國，這嚴重制約了我國生物質(zhì)技術(shù)的發(fā)展。所以，對于直燃發(fā)電技術(shù)的發(fā)電工程進行分析和合理的設計對于提高其利用率具有非常重要的意義。

1 生物質(zhì)直燃發(fā)電過程及設備

生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)在中國的發(fā)展才剛剛起步，其發(fā)展也在一定程度上受制于外國，要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高生物質(zhì)發(fā)電的能力，就要從生物質(zhì)直燃發(fā)電的過程和相應設備的選擇上進行分析，從而優(yōu)化設計，提高直燃發(fā)電的效率［3］。

1.1 生物質(zhì)直燃發(fā)電過程

生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)是直接將秸稈等生物質(zhì)原料以一定的形式放入鍋爐中，在鍋爐中進行燃燒，將其燃燒所產(chǎn)生的高溫，高壓蒸汽推動蒸汽輪機做功，最后帶動發(fā)電機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生物能到電能的轉(zhuǎn)化 ［4］。

1.2 直燃發(fā)電技術(shù)設備

生物質(zhì)直燃發(fā)電設備的合理選擇對于利用率的提高也是具有非常重要意義，還具有一定的經(jīng)濟效益。為了充分利用國家鼓勵生物質(zhì)發(fā)電的政策，充分利用資源，提高能源綜合利用率，因此，提高生物質(zhì)發(fā)電項目的主蒸汽參數(shù)，從而提高發(fā)電量和發(fā)電效益，就成為了生物質(zhì)發(fā)電項目的必然選擇。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有與130t/h和75t/h高溫高壓秸稈鍋爐配套的汽輪發(fā)電機產(chǎn)品，汽輪機進汽量最大限度地與鍋爐蒸發(fā)量匹配，滿足生物質(zhì)發(fā)電項目多發(fā)電的要求，并且汽輪機制造技術(shù)十分成熟［5］，汽輪機單機容量的選擇不是影響裝機方案選擇的主要因素，影響裝機方案選擇的主要因素是鍋爐容量的選擇。在選擇設備時要根據(jù)當?shù)氐臒嶝摵捎嬎銇砭唧w的選擇，要滿足一定的熱平衡。

2 直燃發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化

生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)系統(tǒng)主要是由燃燒系統(tǒng)，熱力系統(tǒng)構(gòu)成。其中燃燒系統(tǒng)包含給料系統(tǒng)，煙風系統(tǒng)，點火油及助燃油系統(tǒng)，空壓機系統(tǒng)；熱力系統(tǒng)主要是包含主蒸汽系統(tǒng)，除氧給水系統(tǒng)，生水系統(tǒng)，工業(yè)水系統(tǒng)，凝結(jié)水系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)。要提高生物質(zhì)直燃發(fā)電的效益，增加利用率就要從各個部分進行分析控制，根據(jù)能量守恒的原理，嚴格控制各部分能量的損失，就可以提高相應的利用率，將直燃發(fā)電技術(shù)發(fā)揮到極致。

2.1 燃燒系統(tǒng)優(yōu)化

在燃燒過程中通過改變?nèi)紵佑|面積和燃燒的條件可以優(yōu)化燃燒的程度，提高燃燒效率，從而優(yōu)化設計。

2.1.1 給料系統(tǒng)優(yōu)化

由于生物質(zhì)原料各有不同，不同的原料燃燒的條件也不一樣，所以之前一定要將原料進行分類。再由打包機打成1.5×1.3×1.2原料包由汽車運到電廠，存放于位于爐前的秸稈存儲庫中。原料包從原料存儲庫通過鏈式輸送帶傳遞到立式螺桿機上（標高約11.80米），通過螺桿的旋轉(zhuǎn)給料機將扯碎后的秸稈送入爐膛燃燒。扯碎燃燒增加了與氧氣的接觸面積，從而增加了燃燒的效率。

2.1.2 煙風系統(tǒng)優(yōu)化

良好的通風系統(tǒng)可以增加氧氣的濃度，從而提高燃燒率，優(yōu)化采用平衡通風系統(tǒng)。由一臺100%容量的送風機和空預器組成。為防止煙氣腐蝕性，煙氣將不通過空預器。空氣的預熱由給水加熱實現(xiàn)預熱后的空氣通過爐膛下部（爐排上部）進入爐膛。鍋爐燃燒需要空氣量的另一部分通過振動爐排進入鍋爐。經(jīng)爐膛燃燒后產(chǎn)生的高溫煙氣和飛灰，流過過熱器和省煤器，由引風機將煙氣吸入布袋除塵器凈化，最后經(jīng)煙囪排向大氣。

2.2 熱力系統(tǒng)優(yōu)化

在熱力系統(tǒng)中主要是做到降低能耗就能有效的提高利用效率，其主要體現(xiàn)在主蒸汽系統(tǒng)。主蒸汽管道將采用切換母管制，設一條單母管，鍋爐蒸汽至汽機或母管可切換運行，并為預留鍋爐預留接口條件。根據(jù)具體的情況開切換切口，提高效益。

3 結(jié)語

生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)中，直燃發(fā)電技術(shù)較為成熟，并且有規(guī)模大，效益高的特點，但是小型直燃發(fā)電效率就相對比較低，前期的投資也相對較大，為了提高經(jīng)濟效益和研究發(fā)展中國的生物質(zhì)能源的開發(fā)，研究分析生物質(zhì)發(fā)電原理和過程是非常必要的，然而，對于直燃發(fā)電的分析研究是最為直觀有效的。通過對直燃發(fā)電過程的分析和對設備原理分析，對其進行合理的設計和相應的技術(shù)改造，從而優(yōu)化直燃發(fā)電技術(shù)，提高直燃發(fā)電的利用效率，這對綠色能源的運用和發(fā)展有著重要的作用。

［1］王惠文,石艷杰,李紅莉,等.生物質(zhì)發(fā)電的節(jié)能減排效果分析[J].電網(wǎng)技術(shù),2007,31（增刊 2）:344-346.

［2］楊永平,等.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)[M].北京:中國水利水電出版社,2007.

［3］吳創(chuàng)之,周肇秋,馬隆之,等.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)分析比較[J].可再生資源,2008.

［4］嚴鑫,吳明.生物質(zhì)發(fā)電及能源化綜合利用[J].山西電力.

［5］呂游,蔣大龍,趙文杰,等.生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)與燃燒分析研究[J].電站系統(tǒng)工程.