第39卷云南電力技術(shù)Vol 39 No 62010年12月YUNNAN ELECTRIC POWERDec.2010生物質(zhì)能發(fā)電及設(shè)計要案研究何永學(xué)(云南省電力設(shè)計院,云南昆明650011摘要:分析生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)的特點及難點、經(jīng)濟分析等,研究此類項目設(shè)計過程中需面對的要案問題。關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)分析經(jīng)濟分析設(shè)計要案燃料鍋爐中圖分類號:TM62文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1006-7345(2010)06-0009-03生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的特點發(fā)電電價,二是燃料價格。1.1生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)發(fā)電電價的敏感因素分析我國于二十世紀(jì)八十年代末開始關(guān)注生物質(zhì)1)固定資產(chǎn)投資:包括主要設(shè)備和基礎(chǔ)建發(fā)電技術(shù)的研究工作,一開始主要應(yīng)用在一些糖設(shè)方面的項目投資。固定資產(chǎn)投資的上升和下降廠廢渣、生活垃圾、木材加工廠的廢料處理上。對生物質(zhì)能發(fā)電電價的影響效果相同。其電價敏主要技術(shù)有:感度的平均值為0.692,即固定資產(chǎn)投資平均下1)流化床燃燒技術(shù)。降一個百分點時,電價將降低0.69%。2)流化床氣化技術(shù)2)年發(fā)電量:是影響發(fā)電技術(shù)收益的主要3)沼氣發(fā)電技術(shù)。因素。由于各生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)規(guī)模已確定,因4)水冷爐排鍋爐燃燒發(fā)電技術(shù)。此,年發(fā)電量的數(shù)值主要決定于發(fā)電機組的運轉(zhuǎn)1.2生物質(zhì)發(fā)電項目的問題時間,即年發(fā)電時間。此敏感因素的變化受生物利用秸稈原料發(fā)電是我國生物質(zhì)能發(fā)電最多質(zhì)能資源的供應(yīng)、生物質(zhì)能發(fā)電機組性能和運行的形式,其存在以下技術(shù)難點:管理水平的影響。發(fā)電時間對電價的敏感度平均一是秸桿的收集和運輸,二是秸桿本身的化值達到0.762,高于固定資產(chǎn)投資的電價敏感度。學(xué)、物理特性對鍋爐設(shè)計和運行的影響。且發(fā)電時間增加對電價的影響要小于發(fā)電時間減1)從設(shè)計、設(shè)備系統(tǒng)到燃料收集體系均處少的影響。這說明,系統(tǒng)生產(chǎn)負荷降低會給電價于不成熟階段。目前一般都采用農(nóng)戶一經(jīng)紀(jì)人一帶來更大影響。發(fā)電時間每增加100h,電價將收購站一電廠這樣的收集路徑。減少0.1元/kWh,說明發(fā)電時間的增加將有效減2)單位投資較大,發(fā)電成本較高。按目前少生物質(zhì)能發(fā)電電價。的價格水平,正常情況下單位投資約90003)原料成本:對于各類生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)11000元/kW,遠高于煤電項目。來說,原料成本受原料及來源的影響較大。較前3)燃料品種多樣,質(zhì)量不穩(wěn)定。兩個因素來說,原料成本對電價影響得較小,其4)爐前處理較為復(fù)雜。由于國內(nèi)秸稈發(fā)電敏感度均值在0.5以下。但應(yīng)注意的是,在原料往往不是采用單一的燃料品種,對燃料人爐的處收集成本和運輸費用方面換存在很大的不確定因理方式各不相同,因此導(dǎo)致爐前處理系統(tǒng)較為復(fù)素。且隨著生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,必將帶來雜,破碎、上料等環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)問題。對原料的大量需求:這也右可能使價格進一步上1.3生物質(zhì)發(fā)電項目的經(jīng)濟分析漲中國煤化工主要還會集中在發(fā)電項目的經(jīng)濟性主要在于兩個方面:一是其HCNMHG分考慮原料的收收稿日期:2010-06-20010年第6期南電力技術(shù)第39卷集和運輸成本的不確定性,以保障整體項目的正1)燃料收集及打捆:如何保證秸稈類原料常運行。的充分供應(yīng),項目在建設(shè)前減少原料在源頭的損1.3.2燃料價格與上網(wǎng)電價分析失。對于山區(qū)性分散式小面積種植地區(qū),宜采用由于生物質(zhì)發(fā)電項目的全廠熱效率低于常規(guī)廠外設(shè)置收購站的收集方式。對于農(nóng)場式平原性燃煤電廠,而項目投資比常規(guī)燃煤電廠高。因此,大規(guī)模種植地區(qū),電廠與農(nóng)場形成一體化直接收要達到理想的經(jīng)濟效益,必須要有較低的燃料價購,減少中間環(huán)節(jié),節(jié)省轉(zhuǎn)運費用。對于集中型格和較高的上網(wǎng)電價。經(jīng)過計算,按照不同電價的林業(yè)產(chǎn)品,也應(yīng)采用和木材加工商等直接收購。和不同燃料價格繪制內(nèi)部收益率的關(guān)系曲線,見散料收購時,盡量不要打捆。圖1。2)燃料運輸:秸稈到電廠的運輸宜采用專用大車廂自卸汽車,提高載重量,減少運輸成本對于水路運輸方便的地區(qū),采用船運。3)燃料貯存:宜在發(fā)電廠邊設(shè)一個中心大料場而不宜多設(shè)中間小料場。4)燃料輸送系統(tǒng):從廠內(nèi)燃料堆場到爐前倉,宜釆用普通膠帶機,角度小于20度、帶速小于1.25米/秒,可適應(yīng)多種燃料輸送,經(jīng)濟使用,05506006507075050安全可靠。爐前給料設(shè)備采用螺旋給料,應(yīng)加大圖1收益率與電價、秸稈價格的關(guān)系螺旋給料管徑,采用多級給料,減短每級給料長圖中,燃料價格N1,N2,N3分別為120,度,減輕堵料、纏料的多發(fā)事故。180,240元/。其他價格的內(nèi)部收益率可以采用2.2鍋爐燃燒方面內(nèi)插法估算。就秸桿作為燃料本身來說,其具有下列特點從上圖可以看出,在燃料價格為120元/t22.1燃料特點(N1曲線)時,電價在0.55元/kWh以上,即可1)含碳量低、熱值較低,燃燼時間短有一定的經(jīng)濟效益;當(dāng)燃料價格為180元/′t(N22)揮發(fā)份含量較高,著火溫度低。線)時,電價在0.65/kWh以上,才有理想的經(jīng)3)含氧量大、燃燒時可適當(dāng)降低風(fēng)與燃料濟效益;當(dāng)燃料價格為240元(N3曲線)時,比。想要達到理想的經(jīng)濟效益,則電價需要在0.75元4)氯離子含量高,對受熱面腐蝕性加大/kWh以上。5)灰熔點低,增加了結(jié)焦和積灰的可能性。結(jié)論:在電價一定的情況下,要有好的經(jīng)濟222鍋爐設(shè)計要點效益,必須在原料價格方面找出路。影響原料價1)應(yīng)針對秸桿等生物質(zhì)燃料的燃燒機理格的因素比較多,價格波動范圍也比較大,這做好受熱面的布置和空氣供應(yīng)的分級供給。點是目前投資者應(yīng)該加以關(guān)注的。應(yīng)2)應(yīng)針對秸桿等生物質(zhì)燃料灰渣的特性1)積極規(guī)劃,合理布局。做好受熱面的吹掃和清灰工作。2)適度規(guī)模、規(guī)避風(fēng)險。3)從秸桿等生物質(zhì)燃料的元素分析來看,3)實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn),提高能源利用效率。氯離子含量平均值為041%,最大可達1.19%,是常規(guī)煤粉鍋爐氯離子含量數(shù)十倍至數(shù)百倍,是2設(shè)計要案研究垃圾鍋爐氯離子含量的5~10倍。氯離子含量太從以上分析中,對于生物質(zhì)能發(fā)電項目的設(shè)高,易造成鍋爐高溫受熱面金屬腐蝕,同時,也計中面對的突出兩大要案問題:一是燃料方面,容易對中國煤化工器等)造成比含燃料的收集、運輸、貯存及輸送入爐系統(tǒng)等;較嚴(yán)重CNMH量的情況下二是鍋爐燃燒方面,含燃燒方式和爐型選擇等。金屬壁溫越高,對受熱面帶來的金屬腐蝕程度越2.1燃料方面大。圖2為氯離子含量和金屬壁溫對金屬腐蝕程第39卷生物質(zhì)能發(fā)電及設(shè)計要案研究2010年第6期度影響的示意圖。2)從國內(nèi)外鍋爐制造商提供的鍋爐保證效率來看,還是具有一定的差距。3)從燃燒機理和送風(fēng)機理上看,國內(nèi)技術(shù)的廠用電較高。4)國產(chǎn)設(shè)備的運行可靠性和維護成本相對離子含量較差。5)從燃料適應(yīng)性上看,國產(chǎn)技術(shù)適應(yīng)性更60金屬溫(℃圖2金屬腐蝕影響從圖2中可以看出,由于秸桿灰中氯離子的裊1國內(nèi)外燃燒生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的性能對比含量相對較高,當(dāng)金屬壁溫超過450℃時,煙氣腐蝕性急劇加大。因此,在受熱面(尤其是高溫可靠性項目保證電系統(tǒng)復(fù)燃料適受熱面)選材時,要特別注意,在煙氣迎合面應(yīng)效率耗雜程度業(yè)績及可用應(yīng)性采用高Cr抗氯離子的材料。同時,由于煙氣中氯離子含量較大,在低溫進口技術(shù)91%低復(fù)雜多高較廣時易形成酸結(jié)露,加大對空預(yù)器等受熱面的低溫腐蝕,因此,在空預(yù)器的密封和選材上也要引起水冷89%中簡單少較高廣特別注意,可采用管式空預(yù)器和使用抗腐蝕材料。國爐排(計算)2.2.3爐型選擇術(shù)循環(huán)流1)國外技術(shù):丹麥BWE公司其爐型主要有化8%x較復(fù)雜少較高廣振動爐排直接燃燒爐和噴粉室燃爐。2)國內(nèi)技術(shù)基本有兩種a水冷爐排技術(shù),該技術(shù)立足于國內(nèi)開發(fā),3結(jié)束語以已成功投運的甘蔗渣爐和垃圾焚燒爐燃燒技術(shù)隨著化石燃料的日益短缺和化石燃料的利用為依托,根據(jù)秸桿燃料的特點作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和所引起的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重,大力開發(fā)利用生優(yōu)化,從而形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的秸桿鍋爐技物質(zhì)能資源,在我國具有廣闊的市場前景。生術(shù)。其鍋爐燃燒設(shè)備由固定爐排、播料裝置物質(zhì)能發(fā)電項目是否成功及其設(shè)計的要案在次風(fēng)管,播料風(fēng)管及點火油槍等設(shè)備組成于b.循環(huán)流化床技術(shù),循環(huán)流化床采用是低溫1)燃料經(jīng)濟、科學(xué)的供應(yīng)。燃燒技術(shù)(床溫控制在650~800℃),可有效降2)鍋爐燃燒方式和爐型的選擇。通過本文低鍋爐受熱面的金屬壁溫,從而降低金屬腐蝕程的論述和研究,希望探索到一條更好地開發(fā)生物度。并且,由于物料在鍋爐爐膛、旋風(fēng)分離器以質(zhì)能發(fā)電之路。及回料裝置中反復(fù)循環(huán),流化速度較大,加強了參考文獻對受熱面的沖刷,有效避免了積灰和結(jié)焦的發(fā)生。1]張軍,我國秸稈發(fā)電的特點、存在的問2.2.4國內(nèi)外技術(shù)對比題及政策建議[刀]1)從燃燒機理和燃燒技術(shù)上來看,無論采[2]顧曉山,秸稈焚燒發(fā)電項目的技術(shù)經(jīng)濟用國內(nèi)外技術(shù)均能滿足燃用秸桿等生物質(zhì)燃料的分析[,可再生能源(第25卷第4期)要求。無論使用進口設(shè)備還是國產(chǎn)設(shè)備均可滿足[3]林永明,生物質(zhì)發(fā)電燃燒方式與爐型選電廠安全穩(wěn)定可靠運行的要求。擇[V凵中國煤化工期)CNMHG