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、概論
    我國《可再生能源中長期發展規劃》提出，到2010年
，農林生物質發電總裝機容量達到400萬千瓦
，到2020年達到2400萬千瓦。據測算，中國可開發的生物質能資源總量（含城市生活垃圾）近期每年約為5億噸標準煤
，遠期每年可達10億噸標準煤。即使按5億噸標準煤計算


，生物質發電可滿足中國能源消費量的20%以上的電力，年可減少排放二氧化碳近3.5億噸
，二氧化硫、氮氧化物
、煙塵減排量近2 500萬噸。除此之外，秸稈燃燒產生的灰分還可作為優質鉀肥還田使用
，一台2.5萬千瓦生物質發電機組年生產達8000噸dun左zuo右you灰hui分fen。未wei來lai的de十shi年nian是shi生sheng物wu質zhi直zhi燃ran發fa電dian產chan業ye快kuai速su發fa展zhan時shi期qi，大da規gui模mo利li用yong農nong作zuo物wu秸jie杆gan的de發fa電dian產chan業ye將jiang會hui得de到dao蓬peng勃bo發fa展zhan。充chong分fen利li用yong農nong村cun豐feng富fu的de秸jie稈gan資zi源yuan，對dui實shi現xian節jie能neng減jian排pai
、保護生態環境具有重要的現實意義和應用價值

，富通新能源專業銷售生物質鍋爐
，同時我們還生產銷售秸稈顆粒機、木屑顆粒機
、秸稈壓塊機壓製的木屑生物質顆粒燃料。 1
、國內外生物質發電鍋爐現狀
    國外具有代表性的生物質發電技術是美國CE公司、B&W公司采用循環流化床燃用生物質顆粒燃料（木片
、木屑

、枝丫等）
；瑞典采用循環流化床鍋爐燃燒樹枝、樹葉等林業廢棄物；法國阿爾斯通公司采用流化床技術燃燒泰國稻殼；丹麥將幹草與煤在循環流化床鍋爐中混燒發電
，以及采用BWE公司水冷振動爐排燃燒麥秸。它們共同特點是燃料比較單一。到2005年底，全世界生物質發電總裝機容量約為5000萬千瓦
，主要集中在北歐和美國。
    我國生物質發電始於2005年
，在國家政策的支持下發展非常迅速
，主要爐型有丹麥進口的水冷振動爐排鍋爐和國產水冷振動爐排鍋爐
、流化床以及循環流化床鍋爐、鏈條爐排鍋爐、往複爐排鍋爐等。
    采用層燃技術燃燒生物質顆粒燃料

，鍋爐結構簡單、操作方便
、運行費用相對較低。但在層狀燃燒中，由於生物質揮發分高達70%～80%，爐排上燃燒份額隻有30%~50%，其餘以氣態和半懸浮狀態燃燒
，爐膛火焰中心溫度維持在1200℃以上，燃料中的堿金屬物質及氯元素在這種條件下都傾向於進入氣相
，部分堿金屬直接形成堿鹽蒸氣的形式
，部分通過氣相、氣(qi)固(gu)相(xiang)的(de)複(fu)雜(za)過(guo)程(cheng)形(xing)成(cheng)低(di)熔(rong)點(dian)的(de)複(fu)雜(za)化(hua)合(he)物(wu)
，並(bing)在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)呈(cheng)熔(rong)融(rong)或(huo)部(bu)分(fen)熔(rong)融(rong)的(de)狀(zhuang)態(tai)進(jin)入(ru)上(shang)部(bu)爐(lu)膛(tang)以(yi)及(ji)爐(lu)膛(tang)出(chu)口(kou)的(de)尾(wei)部(bu)受(shou)熱(re)麵(mian)，導(dao)致(zhi)爐(lu)膛(tang)及(ji)尾(wei)部(bu)受(shou)熱(re)麵(mian)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)結(jie)渣(zha)

、積灰、腐蝕問題。由於爐排爐對燃料變動的適應性較差，對水分超過40%的燃料就更差，一旦燃料的物理、化hua學xue特te性xing發fa生sheng改gai變bian，很hen容rong易yi造zao成cheng燃ran燒shao效xiao率lv降jiang低di和he堿jian金jin屬shu問wen題ti惡e化hua。國guo內nei生sheng物wu質zhi顆ke粒li燃ran料liao具ju有you多duo樣yang性xing和he複fu雜za性xing，生sheng物wu質zhi電dian廠chang的de燃ran料liao種zhong類lei在zai各ge個ge季ji節jie差cha異yi很hen大da，甚shen至zhi同tong時shi混hun用yong多duo種zhong燃ran料liao，各ge種zhong燃ran料liao間jian的de密mi度du、體積、水分等性質差別非常大，層狀燃燒的爐排爐已難適應。
    以流化床和循環流化床為代表的流化燃燒
，由於可以采用砂子、燃煤爐渣等作為流化介質，形成蓄熱量大、溫度適中的密相床層，為高水分（40%以上）、低熱值的生物質提供優越的著火條件
，使得生物質著火及時、燃燒完全，提高了鍋爐熱效率。另外
，流化床鍋爐能夠維持在650 - 850℃穩定燃燒，而且燃料適應性廣

，在床溫800℃以內燃料燃盡後不易結渣，NOx排放低
，具有顯著的環保性能
，得到國內外用戶的認可。
2、我國生物質發電鍋爐存在的問題
    農作物秸稈作為燃料具有揮發分高、含水率高
、氯、鉀等堿金屬含量高

、熱值低、huirongdiandidengtedian，rongyichanshengluneijiezhaheduiliushouremianjihui，duiguolushouremianchanshengfushi
，yinershengwuzhiguoludeshejinandujiaoda
，muqianguoneishengwuzhiguoluzaishejiyuyunxingfangmiancunzaibushaowenti。
2.1層狀燃燒的現狀及存在問題
    目前層燃鍋爐主要是進口丹麥BWE公司的130t/h水冷振動爐排鍋爐，技術比較成熟。由於BWE公司的130t/h水冷振動爐排爐是針對麥秸研發的
，在國內燃燒玉米秸杆
、棉花秸稈時有些不適應，出現給料困難．在燃燒玉米秸稈與稻殼混燒時出現爐內燃燒不穩，灰渣及飛灰含碳量高，熱效率遠偏離設計值。進口BWE公司水冷振動爐排對多種生物質混合燃料適應性較差
，在燃燒方式上由於沒有擺脫高溫火焰區，爐排表麵溫度達到l 200℃以上，因而水冷壁結渣、爐內過熱器積灰及腐蝕嚴重，爐膛及爐排上熔渣問題也沒有得到根本的解決
；對於層燃爐來說，目前BWE公司的水冷振動爐排爐的運行效果在國內是最好的
，但是鍋爐售價是國產鍋爐的3倍bei以yi上shang
，一yi般ban用yong戶hu難nan以yi接jie受shou。國guo產chan的de水shui冷leng振zhen動dong爐lu排pai爐lu技ji術shu還hai不bu成cheng熟shu
，主zhu要yao體ti現xian在zai給gei料liao困kun難nan

，運yun行xing不bu穩wen定ding
，出chu力li不bu足zu。層ceng燃ran爐lu對dui單dan一yi生sheng物wu質zhi顆ke粒li燃ran料liao適shi應ying性xing較jiao好hao，當dang燃ran燒shao多duo種zhong燃ran料liao時shi，對dui層ceng燃ran爐lu來lai說shuo難nan度du很hen大da
，要yao求qiu幾ji種zhong燃ran料liao配pei比bi合he理li才cai能neng保bao證zheng穩wen定ding燃ran燒shao。從cong目mu前qian國guo內nei10～35t/h燃燒純稻殼鏈條爐來說
，爐渣及飛灰含碳量比流化床或循環流化床高10%以上
，熱效率較低。層燃爐對生物質含水率比較敏感，當秸稈水分超過40%時出現著火困難。目前看來層燃爐比較適合燃燒木質類生物質如木屑（氣力輸送爐內，懸浮燃燒）、樹枝等，運行效果較好。
2.2高倍率循環流化床存在問題
    采用流化床及循環流化床燃燒農業秸稈因燃料中鉀含量高容易導致床料結焦，所以開始不被人們接受
，但實踐證明隻要床溫控製在800℃以(yi)內(nei)是(shi)可(ke)以(yi)燃(ran)燒(shao)農(nong)業(ye)秸(jie)稈(gan)的(de)。但(dan)高(gao)倍(bei)率(lv)循(xun)環(huan)流(liu)化(hua)床(chuang)給(gei)料(liao)點(dian)通(tong)常(chang)為(wei)微(wei)正(zheng)壓(ya)，很(hen)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)回(hui)火(huo)現(xian)象(xiang)，曾(zeng)出(chu)現(xian)過(guo)因(yin)回(hui)火(huo)將(jiang)給(gei)料(liao)係(xi)統(tong)嚴(yan)重(zhong)燒(shao)毀(hui)的(de)案(an)例(li)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)回(hui)火(huo)問(wen)題(ti)就(jiu)不(bu)得(de)不(bu)加(jia)大(da)爐(lu)膛(tang)出(chu)口(kou)負(fu)壓(ya)，相(xiang)當(dang)於(yu)提(ti)高(gao)引(yin)風(feng)機(ji)阻(zu)力(li)。目(mu)前(qian)循(xun)環(huan)流(liu)化(hua)床(chuang)存(cun)在(zai)的(de)另(ling)一(yi)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)是(shi)出(chu)力(li)僅(jin)為(wei)設(she)計(ji)參(can)數(shu)的(de)80%左右
，這主要是因結焦風險使得運行溫度一般不超過820℃（純燒稻殼除外），tongshi，ranshaoshengwuzhibenshenchuanrexishujiudiyuranmeixunhuanliuhuachuang，erzhedegongtongzuoyongjieguoshidechulinanyidadaoshejicanshu。lingwaiyunxingzhonghaifaxian，caiyonggaowenjuerefenliqishi
，chuxianfenliqineijiejiao，jifenliqineichuxianzairanxianxiang，zheduiranmeixunhuanliuhuachuanglaishuoshizhengchangxianxiang，yinweijishizairanyebuhuichuxianjiejiaowenti，danduiranshaoshengwuzhilaishuo，qingkuangwanquanbutong，yinweihuirongdiandi，rongyizaochengfenliqineijiejiao。moudianchangweilebimianfenliqineijiejiao，budebuzengjiaranshaofengliang，shidelutangchukouyangliangdadao7%～8%，以保證煙氣攜帶的飛灰在進分離器之前就燃燒完全，否則分離器和回料閥內就會結焦。為解決氯、鉀引起的高溫腐蝕問題，將高溫過熱器布置在外置換熱器中，高溫腐蝕大為減輕，高溫過熱器材料采用普通的12CrIMoVC就可滿足要求
，可節省初投資，這是好的一麵，但是不利的一麵是高壓風機運行風壓為25 ~30 kPa．風機耗電多，過熱器檢修困難。
    目前作者認為稻殼比較適合采用循環流化床燃燒，原因是稻殼是最難燃盡的生物質，而且稻殼的灰熔點與煤相當
，隻要不用砂子做床料（高溫下砂子會與鉀反應生成矽酸鉀，導致床料結焦）
，燃燒溫度控製在850～900℃也(ye)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti)
，為(wei)了(le)燃(ran)燒(shao)完(wan)全(quan)采(cai)用(yong)高(gao)循(xun)環(huan)倍(bei)率(lv)也(ye)很(hen)必(bi)要(yao)。由(you)於(yu)稻(dao)殼(ke)具(ju)有(you)流(liu)動(dong)性(xing)，便(bian)於(yu)氣(qi)力(li)輸(shu)送(song)給(gei)料(liao)
，解(jie)決(jue)了(le)微(wei)正(zheng)壓(ya)給(gei)料(liao)的(de)難(nan)題(ti)。鑒(jian)於(yu)稻(dao)殼(ke)低(di)溫(wen)(600～700℃)燒透特性
，可以將床溫控製在650±50℃
，采cai用yong高gao循xun環huan倍bei率lv的de目mu的de是shi控kong製zhi床chuang溫wen及ji燃ran盡jin
，這zhe時shi可ke以yi用yong砂sha子zi做zuo床chuang料liao，因yin為wei在zai這zhe溫wen度du範fan圍wei內nei砂sha子zi與yu稻dao殼ke中zhong的de鉀jia反fan應ying很hen緩huan慢man

，加jia之zhi床chuang內nei煙yan氣qi速su度du較jiao高gao，床chuang料liao在zai煙yan氣qi作zuo用yong下xia湍tuan動dong強qiang烈lie，不bu易yi結jie焦jiao。這zhe樣yang做zuo的de目mu的de不bu僅jin是shi燃ran燒shao稻dao殼ke發fa電dian，更geng進jin一yi步bu是shi要yao獲huo得de稻dao殼ke低di溫wen燃ran燒shao後hou形xing成cheng的de灰hui
，因yin為wei這zhe種zhong灰hui具ju有you類lei似si火huo山shan灰hui的de活huo性xing
，可ke作zuo為wei水shui泥ni添tian加jia劑ji，可ke大da幅fu度du提ti高gao水shui泥ni強qiang度du，據ju說shuo國guo際ji市shi場chang上shang售shou價jia在zai4000元／噸左右，可解決稻殼灰的出路問題。
3

、建議采用流化床或低倍率循環流化床燃燒生物質
3.1流化床和低倍率循環流化床燃燒生物質的技術特點
    流化床和低倍率循環流化床的技術特點是v+4T。具體含義如下：
    (1)V( Vapourization)-燃料的揮發、氣化。讓燃料在給入爐膛時迅速揮發與氣化，促進KCI、KOH等的揮發[11.12]，降低入爐床燃料的含鉀量，從而提高灰熔點，確保密相區不結焦
，保證鍋爐的長期穩定運行。
    (2)T(Temperature)-溫度。采用大爐膛、大水冷度、低截麵熱負荷，強化輻射換熱
，避免局部高溫
，控製入料口附近爐膛溫度；采用風量控製或差速床技術
，控製爐床的溫度，防止爐床結焦；控製爐膛出口溫度，防止過熱器過度積灰與腐蝕。
    (3)T(Time)——停留時間。保證足夠的一次燃盡時間，防止爐膛之後出現二次燃燒
；保證燃料落入爐床時KCI、KOH等揮發氣化所需時間。
    (4)T(Turbulence)-加強混合。采用二次風加強可燃氣體與空氣的混合，確保在爐內燃燒完全，同時控製NOx排放。
    (5)T (in Time)-及時清灰。采用脈衝吹灰器（包括瓦斯炮和空氣炮）、蒸汽吹灰器或其他清灰方式及時清除過熱器及尾部受熱麵上的積灰，並要及時排除。
3.2流化床及低倍率循環流化床的設計建議
    采用流化床及低倍率循環流化床燃燒生物質時的設計建議：
    (1)鍋爐燃料采用大皮帶負壓給料方式，有效解決多種燃料給料堵塞問題，徹底解決正壓給料可能帶來的隱患。
    (2)通過布置密相區受熱麵可控製密相區在700～800℃溫區內，解決床料結焦問題。
    (3)采用大截麵、給料區大水冷度以及二次風控製爐膛燃燒溫度在750~ 850℃溫區內。
    (4)爐膛截麵積大，煙速低，燃料一次攜帶量少，同時減少床料添加量。一般75 t/h級別的循環流化床每小時補充物料2t左右，而流化床隻需要50 kg左右物料。
    (5)鼓風機壓頭低於高倍率循環流化床，減少自身電耗。當燃料中不含稻殼等難燃物料時取消分離器，減少鍋爐本體阻力，降低引風機電耗；當燃料中含有稻殼等難燃物料時可設分離器，采用低倍率循環，分離器阻力低於高倍率循環流化床。
    (6)爐內積灰少，腐蝕較輕。
    (7)分級送風控製NOx排放。
3.3流化床和低倍率循環流化床的應用業績
    哈爾濱工業大學研究采用流化床技術燃燒生物質如稻殼、各類秸稈、木屑
、甘蔗渣
、糠醛渣
、棕櫚須等已有20多年的曆史，到目前為止，采用哈工大技術生產的流化床和低倍率循環流化床生物質鍋爐已有30多台，鍋爐容量範圍為4 ~75t/h。其中20餘台出口馬來西亞
、泰國和西非加納共和國。10 t/h、20 t/h
、35 t/h及75 t/h -批發電鍋爐投入商業運行
，受到國內外用戶的好評。
4
、結論
    鑒jian於yu目mu前qian進jin口kou水shui冷leng振zhen動dong爐lu排pai爐lu價jia格ge昂ang貴gui，國guo產chan水shui冷leng振zhen動dong爐lu排pai爐lu技ji術shu還hai不bu成cheng熟shu

，以yi及ji高gao倍bei率lv循xun環huan流liu化hua床chuang鍋guo爐lu存cun在zai較jiao多duo問wen題ti，我wo們men認ren為wei采cai用yong流liu化hua床chuang或huo低di倍bei率lv循xun環huan流liu化hua床chuang是shi較jiao好hao的de選xuan擇ze，它ta具ju有you技ji術shu成cheng熟shu
、燃燒效率高、自耗電較低的特點
，值得推廣應用。
（轉載請注明：富通新能源生物質鍋爐http://www.tre455.cn/swzglcp/）