鄢烈松

（湖北工業(yè)大學(xué)，湖北 武漢430068）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于能源的需要更為強(qiáng)烈，然而，中國這種粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式，能源制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?？稍偕Y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(xiàng)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(rèn)為是21世紀(jì)最具有價(jià)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(jī)組裝機(jī)容量達(dá)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(diǎn)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(yùn)用最為普遍，也最符合我國的實(shí)際情況。利用生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)建設(shè)大型直燃并網(wǎng)發(fā)電廠，單機(jī)容量達(dá)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(duì)于其的設(shè)計(jì)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(shè)備都產(chǎn)自外國，這嚴(yán)重制約了我國生物質(zhì)技術(shù)的發(fā)展。所以，對(duì)于直燃發(fā)電技術(shù)的發(fā)電工程進(jìn)行分析和合理的設(shè)計(jì)對(duì)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(shè)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(yīng)設(shè)備的選擇上進(jìn)行分析，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，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(jìn)行燃燒，將其燃燒所產(chǎn)生的高溫，高壓蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)做功，最后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生物能到電能的轉(zhuǎn)化 ［4］。

1.2 直燃發(fā)電技術(shù)設(shè)備

生物質(zhì)直燃發(fā)電設(shè)備的合理選擇對(duì)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(jì)效益。為了充分利用國家鼓勵(lì)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(xiàng)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(xiàng)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(jī)產(chǎn)品，汽輪機(jī)進(jìn)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(xiàng)目多發(fā)電的要求，并且汽輪機(jī)制造技術(shù)十分成熟［5］，汽輪機(jī)單機(jī)容量的選擇不是影響裝機(jī)方案選擇的主要因素，影響裝機(jī)方案選擇的主要因素是鍋爐容量的選擇。在選擇設(shè)備時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臒嶝?fù)荷計(jì)算來具體的選擇，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(fēng)系統(tǒng)，點(diǎn)火油及助燃油系統(tǒng)，空壓機(jī)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(gè)部分進(jìn)行分析控制，根據(jù)能量守恒的原理，嚴(yán)格控制各部分能量的損失，就可以提高相應(yīng)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(shè)計(jì)。

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(jìn)行分類。再由打包機(jī)打成1.5×1.3×1.2原料包由汽車運(yùn)到電廠，存放于位于爐前的秸稈存儲(chǔ)庫中。原料包從原料存儲(chǔ)庫通過鏈?zhǔn)捷斔蛶鬟f到立式螺桿機(jī)上（標(biāo)高約11.80米），通過螺桿的旋轉(zhuǎn)給料機(jī)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(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

良好的通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)。由一臺(tái)100%容量的送風(fēng)機(jī)和空預(yù)器組成。為防止煙氣腐蝕性，煙氣將不通過空預(yù)器?？諝獾念A(yù)熱由給水加熱實(shí)現(xiàn)預(yù)熱后的空氣通過爐膛下部（爐排上部）進(jìn)入爐膛。鍋爐燃燒需要空氣量的另一部分通過振動(dòng)爐排進(jìn)入鍋爐。經(jīng)爐膛燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂惋w灰，流過過熱器和省煤器，由引風(fēng)機(jī)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(shè)一條單母管，鍋爐蒸汽至汽機(jī)或母管可切換運(yùn)行，并為預(yù)留鍋爐預(yù)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(diǎn)，但是小型直燃發(fā)電效率就相對(duì)比較低，前期的投資也相對(duì)較大，為了提高經(jīng)濟(jì)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(duì)于直燃發(fā)電的分析研究是最為直觀有效的。通過對(duì)直燃發(fā)電過程的分析和對(duì)設(shè)備原理分析，對(duì)其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和相應(yīng)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(duì)綠色能源的運(yùn)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(yán)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.