任少輝1，胡曉煒2，胡燦2，趙淵2，李躍峰1

（1.武漢凱迪綠色能源開發(fā)運營有限公司，湖北省武漢市430074；2.武漢凱迪電力工程有限公司，湖北省武漢市430074）

摘要：生物質(zhì)直燃電廠能夠清潔集中利用生物質(zhì)能。降低電廠排煙溫度，充分利用電廠余熱將有效提高生物質(zhì)能的利用效率或為電廠開辟新的經(jīng)濟增長點。結(jié)合生物質(zhì)直燃電廠在農(nóng)村區(qū)域的特點，探討將電廠煙氣余熱充分應用到農(nóng)業(yè)中的可能性。結(jié)果表明：因地制宜地將生物質(zhì)直燃電廠余熱應用于生活供熱、種植、養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，將促進農(nóng)民收入的增長和保護生態(tài)環(huán)境。

0引言

生物質(zhì)能是一種優(yōu)秀的可再生能源，具有量大、易得、燃燒產(chǎn)物對環(huán)境友好等一系列優(yōu)點，目前我國耕地面積15.855億畝，其中農(nóng)林廢棄物約11.38億t，折合標準煤約5.6億t[1]。生物質(zhì)直燃電廠是能夠?qū)⒔斩?、林業(yè)廢棄物中的生物質(zhì)能高效清潔轉(zhuǎn)化為電能的方式之一。由于其清潔利用的性能，生物質(zhì)直燃電廠在國內(nèi)得到了大力發(fā)展[2-6]。從2007年我國第一個農(nóng)林廢棄物發(fā)電項目在山東單縣開工建設，至2016年，農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電項目達254個，并網(wǎng)裝機容量約為640萬kW[7]。預計到“十三五”結(jié)束，全國農(nóng)林生物質(zhì)直燃發(fā)電裝機總量將達到700萬kW[8]。

1生物質(zhì)電廠余熱在農(nóng)業(yè)中應用的意義

由于燃料是分散的農(nóng)業(yè)或林業(yè)廢棄物，與燃煤電廠相比，生物質(zhì)電廠具有其特殊性。其主要特點如下：

1）燃料成本占據(jù)了生物質(zhì)電廠運營成本的50%以上；

2）為了收購燃料方便，控制燃料成本，生物質(zhì)電廠大多都建設在農(nóng)林廢棄物相對較多的農(nóng)村區(qū)域或城鄉(xiāng)接合部；

3）現(xiàn)有生物質(zhì)電廠的排煙溫度相對較高，按某生物質(zhì)電廠排煙溫度為150℃考慮，與大型燃煤電廠的排煙溫度相比，有充分的可利用空間。

生物質(zhì)電廠的排煙損失是鍋爐損失中最大的一項。因此，為降低燃料成本，保證生物質(zhì)直燃電廠的經(jīng)濟運行，首先應該關(guān)注的是降低生物質(zhì)電廠的排煙溫度。本文針對生物質(zhì)電廠處于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域附近的特點，提出將生物質(zhì)直燃電廠的余熱因地制宜地應用到周邊居民生活或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范圍內(nèi)的方法，不僅符合國家生物質(zhì)能供熱的指導意見，也加快了生態(tài)農(nóng)村的發(fā)展和建設。同時將生物質(zhì)直燃電廠的低溫煙氣“變廢為寶”，提高了生物質(zhì)能的利用效率，為生物質(zhì)電廠帶來部分經(jīng)濟效益。

2生物質(zhì)直燃電廠煙氣余熱應用的潛力

煙氣余熱應用的潛力受到煙氣中SO2、H2O等成分的制約，一旦煙氣溫度降低到酸露點以下，就會造成煙氣管道的酸腐蝕。因此本文首先計算生物質(zhì)電廠煙氣的酸露點，再選用合適的設施防止酸析出對煙氣管道的影響，充分利用生物質(zhì)直燃電廠的余熱潛力。

由于燃料收集半徑在100km以內(nèi)，電廠的裝機容量一般不超過30MW。煙氣流量約在150000m3/h。按某生物質(zhì)直燃電廠的設計數(shù)據(jù)，設計燃料的元素和工業(yè)分析如表1所示，各項成分的體積分數(shù)如表2所示。