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(jì)要案研究何永學(xué)(云南省電力設(shè)計(jì)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(diǎn)及難點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)分析等,研究此類項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中需面對(duì)的要案問(wèn)題。關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)分析經(jīng)濟(jì)分析設(shè)計(jì)要案燃料鍋爐中圖分類號(hào):TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1006-7345(2010)06-0009-03生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)發(fā)電電價(jià),二是燃料價(jià)格。1.1生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)發(fā)電電價(jià)的敏感因素分析我國(guó)于二十世紀(jì)八十年代末開(kāi)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(kāi)始主要應(yīng)用在一些糖設(shè)方面的項(xiàng)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(duì)生物質(zhì)能發(fā)電電價(jià)的影響效果相同。其電價(jià)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(gè)百分點(diǎn)時(shí),電價(jià)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(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)1.2生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的問(wèn)題時(shí)間,即年發(fā)電時(shí)間。此敏感因素的變化受生物利用秸稈原料發(fā)電是我國(guó)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(jī)組性能和運(yùn)行的形式,其存在以下技術(shù)難點(diǎn):管理水平的影響。發(fā)電時(shí)間對(duì)電價(jià)的敏感度平均一是秸桿的收集和運(yùn)輸,二是秸桿本身的化值達(dá)到0.762,高于固定資產(chǎn)投資的電價(jià)敏感度。學(xué)、物理特性對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行的影響。且發(fā)電時(shí)間增加對(duì)電價(jià)的影響要小于發(fā)電時(shí)間減1)從設(shè)計(jì)、設(shè)備系統(tǒng)到燃料收集體系均處少的影響。這說(shuō)明,系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷降低會(huì)給電價(jià)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(lái)更大影響。發(fā)電時(shí)間每增加100h,電價(jià)將收購(gòu)站一電廠這樣的收集路徑。減少0.1元/kWh,說(shuō)明發(fā)電時(shí)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(jià)。的價(jià)格水平,正常情況下單位投資約90003)原料成本:對(duì)于各類生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)11000元/kW,遠(yuǎn)高于煤電項(xiàng)目。來(lái)說(shuō),原料成本受原料及來(lái)源的影響較大。較前3)燃料品種多樣,質(zhì)量不穩(wěn)定。兩個(gè)因素來(lái)說(shuō),原料成本對(duì)電價(jià)影響得較小,其4)爐前處理較為復(fù)雜。由于國(guó)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(duì)燃料人爐的處收集成本和運(yùn)輸費(fèi)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?tīng)t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(lái)雜,破碎、上料等環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)原料的大量需求:這也右可能使價(jià)格進(jìn)一步上1.3生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)分析漲中國(guó)煤化工主要還會(huì)集中在發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性主要在于兩個(gè)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(yùn)輸成本的不確定性,以保障整體項(xiàng)目的正1)燃料收集及打捆:如何保證秸稈類原料常運(yùn)行。的充分供應(yīng),項(xiàng)目在建設(shè)前減少原料在源頭的損1.3.2燃料價(jià)格與上網(wǎng)電價(jià)分析失。對(duì)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(xiàng)目的全廠熱效率低于常規(guī)廠外設(shè)置收購(gòu)站的收集方式。對(duì)于農(nóng)場(chǎng)式平原性燃煤電廠,而項(xiàng)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(chǎng)形成一體化直接收要達(dá)到理想的經(jīng)濟(jì)效益,必須要有較低的燃料價(jià)購(gòu),減少中間環(huán)節(jié),節(jié)省轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。對(duì)于集中型格和較高的上網(wǎng)電價(jià)。經(jīng)過(guò)計(jì)算,按照不同電價(jià)的林業(yè)產(chǎn)品,也應(yīng)采用和木材加工商等直接收購(gòu)。和不同燃料價(jià)格繪制內(nèi)部收益率的關(guān)系曲線,見(jiàn)散料收購(gòu)時(shí),盡量不要打捆。圖1。2)燃料運(yùn)輸:秸稈到電廠的運(yùn)輸宜采用專用大車廂自卸汽車,提高載重量,減少運(yùn)輸成本對(duì)于水路運(yùn)輸方便的地區(qū),采用船運(yùn)。3)燃料貯存:宜在發(fā)電廠邊設(shè)一個(gè)中心大料場(chǎng)而不宜多設(shè)中間小料場(chǎng)。4)燃料輸送系統(tǒng):從廠內(nèi)燃料堆場(chǎng)到爐前倉(cāng),宜釆用普通膠帶機(jī),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(jì)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(jià)、秸稈價(jià)格的關(guān)系螺旋給料管徑,采用多級(jí)給料,減短每級(jí)給料長(zhǎng)圖中,燃料價(jià)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(jià)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(lái)說(shuō),其具有下列特點(diǎn)從上圖可以看出,在燃料價(jià)格為120元/t22.1燃料特點(diǎn)(N1曲線)時(shí),電價(jià)在0.55元/kWh以上,即可1)含碳量低、熱值較低,燃燼時(shí)間短有一定的經(jīng)濟(jì)效益;當(dāng)燃料價(jià)格為180元/′t(N22)揮發(fā)份含量較高,著火溫度低。線)時(shí),電價(jià)在0.65/kWh以上,才有理想的經(jīng)3)含氧量大、燃燒時(shí)可適當(dāng)降低風(fēng)與燃料濟(jì)效益;當(dāng)燃料價(jià)格為240元(N3曲線)時(shí),比。想要達(dá)到理想的經(jīng)濟(jì)效益,則電價(jià)需要在0.75元4)氯離子含量高,對(duì)受熱面腐蝕性加大/kWh以上。5)灰熔點(diǎn)低,增加了結(jié)焦和積灰的可能性。結(jié)論:在電價(jià)一定的情況下,要有好的經(jīng)濟(jì)222鍋爐設(shè)計(jì)要點(diǎn)效益,必須在原料價(jià)格方面找出路。影響原料價(jià)1)應(yīng)針對(duì)秸桿等生物質(zhì)燃料的燃燒機(jī)理格的因素比較多,價(jià)格波動(dòng)范圍也比較大,這做好受熱面的布置和空氣供應(yīng)的分級(jí)供給。點(diǎn)是目前投資者應(yīng)該加以關(guān)注的。應(yīng)2)應(yīng)針對(duì)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(xiǎn)。3)從秸桿等生物質(zhì)燃料的元素分析來(lái)看,3)實(shí)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(dá)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(jì)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(duì)于生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目的設(shè)高,易造成鍋爐高溫受熱面金屬腐蝕,同時(shí),也計(jì)中面對(duì)的突出兩大要案問(wèn)題:一是燃料方面,容易對(duì)中國(guó)煤化工器等)造成比含燃料的收集、運(yùn)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(duì)受熱面帶來(lái)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(duì)金屬腐蝕程第39卷生物質(zhì)能發(fā)電及設(shè)計(jì)要案研究2010年第6期度影響的示意圖。2)從國(guó)內(nèi)外鍋爐制造商提供的鍋爐保證效率來(lái)看,還是具有一定的差距。3)從燃燒機(jī)理和送風(fēng)機(jī)理上看,國(guó)內(nèi)技術(shù)的廠用電較高。4)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行可靠性和維護(hù)成本相對(duì)離子含量較差。5)從燃料適應(yīng)性上看,國(guó)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(guó)內(nèi)外燃燒生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的性能對(duì)比含量相對(duì)較高,當(dāng)金屬壁溫超過(guò)450℃時(shí),煙氣腐蝕性急劇加大。因此,在受熱面(尤其是高溫可靠性項(xiàng)目保證電系統(tǒng)復(fù)燃料適受熱面)選材時(shí),要特別注意,在煙氣迎合面應(yīng)效率耗雜程度業(yè)績(jī)及可用應(yīng)性采用高Cr抗氯離子的材料。同時(shí),由于煙氣中氯離子含量較大,在低溫進(jìn)口技術(shù)91%低復(fù)雜多高較廣時(shí)易形成酸結(jié)露,加大對(duì)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(jiǎn)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(guó)爐排(計(jì)算)2.2.3爐型選擇術(shù)循環(huán)流1)國(guó)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(dòng)爐排直接燃燒爐和噴粉室燃爐。2)國(guó)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(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā),3結(jié)束語(yǔ)以已成功投運(yùn)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(diǎn)作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和所引起的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重,大力開(kāi)發(fā)利用生優(yōu)化,從而形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的秸桿鍋爐技物質(zhì)能資源,在我國(guó)具有廣闊的市場(chǎng)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(xiàng)目是否成功及其設(shè)計(jì)的要案在次風(fēng)管,播料風(fēng)管及點(diǎn)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(jì)、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(guò)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(kāi)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(qiáng)了參考文獻(xiàn)對(duì)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(guó)秸稈發(fā)電的特點(diǎn)、存在的問(wèn)2.2.4國(guó)內(nèi)外技術(shù)對(duì)比題及政策建議[刀]1)從燃燒機(jī)理和燃燒技術(shù)上來(lái)看,無(wú)論采[2]顧曉山,秸稈焚燒發(fā)電項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)用國(guó)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(wú)論使用進(jìn)口設(shè)備還是國(guó)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(yùn)行的要求。擇[V凵中國(guó)煤化工期)CNMHG