蘭鳳春，李曉宇，龍輝*

（1.中國中煤能源集團(tuán)有限公司，北京100120；2.中國電力工程顧問集團(tuán)有限公司，北京100120）

0 引言

2017年全國7個(gè)碳排放權(quán)交易市場全面啟動(dòng)運(yùn)行。同年，國家發(fā)改委印發(fā)《全國碳排放權(quán)交易市場建設(shè)方案（發(fā)電行業(yè)）》，標(biāo)志著以電力行業(yè)為先導(dǎo)的全國性碳排放權(quán)交易市場正式啟動(dòng)。我國發(fā)電行業(yè)以火電企業(yè)為主，而火電企業(yè)主要依靠燃煤和燃?xì)?，成為溫室氣體排放的重要來源［1?2］。因此，解決燃煤火電機(jī)組CO2減排問題是控制我國發(fā)電行業(yè)溫室氣體排放的重要方向之一。大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒發(fā)電技術(shù)能夠顯著減少入爐化石燃料［3?14］，從而減少CO2排放，是解決燃煤電廠CO2減排的方案之一［15?20］。

從20 世紀(jì)90 年代起，歐洲開始開展生物質(zhì)混燒技術(shù)的研究與應(yīng)用。隨著2005 年歐盟碳交易體系的運(yùn)行，碳交易系統(tǒng)已覆蓋歐洲11 000 家發(fā)電廠、工廠，以及絕大多數(shù)航空公司，包含歐洲45%的溫室氣體排放量，成為世界上最大的碳排放交易市場。為應(yīng)對碳排放，歐洲的燃煤電廠開展了各種方式的CO2深度減排工作。目前，大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)技術(shù)在英國、荷蘭、芬蘭、丹麥、德國等許多國家得到應(yīng)用。大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒發(fā)電技術(shù)在歐洲得以推動(dòng)和發(fā)展得益于該技術(shù)減少燃煤電廠的CO2排放量，且得到政府補(bǔ)貼。

歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒技術(shù)的主流發(fā)展方向是生物質(zhì)與煤耦合燃燒。本文著重介紹歐洲比較有代表性的國家，如荷蘭、芬蘭、英國的大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)技術(shù)的發(fā)展情況。本文中的生物質(zhì)耦合燃燒比例均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1 歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用情況

1.1 荷蘭

1.1.1 試驗(yàn)階段

1993 年，KEMA 公司開始對1 MW 燃煤實(shí)驗(yàn)鍋爐進(jìn)行耦合燃燒試驗(yàn)，包含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%和10%其他材料的煤的耦合燃燒。試驗(yàn)摻燒材料包括：建筑垃圾廢木料、污水污泥、焦炭產(chǎn)品等。耦合燃燒重點(diǎn)考察了燃燒性能、產(chǎn)生的灰量和排煙特性等方面。由于試驗(yàn)效果良好，在20 世紀(jì)90 年代中期，荷蘭燃煤發(fā)電廠開展的生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)得以發(fā)展。

1.1.2 積累經(jīng)驗(yàn)階段

1995—2000 年，荷蘭在示范電廠運(yùn)用不同燃料完成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，5%，10%的耦合燃燒。研究示范工作主要包括2方面：（1）對焦炭、（干）污水污泥、廢木料、烴氣、生物質(zhì)能球團(tuán)、柑桔球團(tuán)、城市廢棄物、咖啡渣、可可豆殼、動(dòng)物脂肪、肉及骨、谷物粗粉進(jìn)行工業(yè)燃燒試驗(yàn)，確認(rèn)燃燒特性，完成物料平衡計(jì)算（包括排放情況、灰量），并且將耦合燃燒比例從10%提高到35%或更高，對木球、棕櫚仁壓榨、回收固體燃料、橄欖殘留、小麥殼粒、大豆殼等生物質(zhì)采用專用混合燃燒裝置；（2）對鍋爐燃燒、腐蝕，磨煤機(jī)運(yùn)行，污染物排放，灰渣等副產(chǎn)品質(zhì)量，選擇性催化還原技術(shù)（SCR）煙氣處理效果及催化劑活性等進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并監(jiān)測分析了爐膛內(nèi)的腐蝕情況，煤/生物質(zhì)燃料混燒的磨煤機(jī)性能，以及煤灰質(zhì)量帶來的影響。

1.1.3 目前發(fā)展情況

目前荷蘭已有超過50 個(gè)試驗(yàn)電廠使用煤和生物質(zhì)燃料、垃圾等的耦合燃燒，超過燃煤電廠總數(shù)的40%。自2007 年以來，荷蘭的燃煤發(fā)電廠中耦合10%的二次燃料已經(jīng)很普遍。2010 年以后耦合燃燒比例有所提高，實(shí)現(xiàn)600 MW 機(jī)組10%～15%的耦合燃燒，600 MW 以下機(jī)組15%～35%的耦合燃燒，10～30 MW的獨(dú)立工業(yè)單元超過35%的耦合燃燒。

荷蘭最新設(shè)計(jì)投運(yùn)的鹿特丹MPP3 電廠是目前世界上最新建成的節(jié)能和CO2深度減排示范電廠。該電廠有2 臺1 100 MW 超超臨界機(jī)組，機(jī)組參數(shù)為28.5 MPa/600 ℃/620 ℃，機(jī)組發(fā)電效率高達(dá)47%，生物質(zhì)混燒比例為30%，同時(shí)該電廠提供區(qū)域供熱并設(shè)置了CO2捕集裝置，形成了超超臨界參數(shù)+生物質(zhì)混燒+區(qū)域供熱+CO2捕集的CO2深度減排技術(shù)路線。該電廠生物質(zhì)混燒改造已于2019年投入使用。

1.2 英國

英國是目前世界上采用生物質(zhì)混燒技術(shù)最多的國家。共有16 座大型火電廠完成了生物質(zhì)混燒發(fā)電，其中13 座為容量接近和超過1 000 MW 的大型燃煤火電廠，見表1，其總裝機(jī)容量為25 366 MW。

表1 英國容量接近或超過1 000 MW的生物質(zhì)混燒火力發(fā)電廠Tab.1 List of biomass co?combustion power plants with capacities near or more than 1 000 MW in UK

1.2.1 Tilbury電廠生物質(zhì)混燒改造項(xiàng)目

英國Tilbury 電廠位于倫敦東南，始建于1961年，1968 年開始運(yùn)行，目前屬于RWE Power 公司。電廠裝機(jī)容量為2×712 MW，2004 年改造為生物質(zhì)發(fā)電廠。2011年5月Tilbury B電廠開始改造為純生物質(zhì)發(fā)電廠，改造總目標(biāo)見表2。Tilbury 電廠所需燃料的60%來自加拿大不列顛哥倫比亞蟲蛀后的林木，10%來自歐洲，30%來自RWE 所屬佐治亞州工廠生產(chǎn)的木材顆粒。

Tilbury 電廠第1 階段改造于2013 年中期結(jié)束，主要包括改造真空卸載機(jī)、磨煤機(jī)、皮帶輸送機(jī)、灰斗、燃燒器等。第1 階段改造中存在的主要問題如下。

表2 英國Tilbury B電廠改造為純生物質(zhì)發(fā)電廠總目標(biāo)Tab.2 Overall transformation objective of Tilbury B power plant into a pure biomass one

（1）物料輸送特性和預(yù)期不同。部分生物質(zhì)燃料強(qiáng)度不夠，在輸送過程中容易破碎，增加了粉塵量，同時(shí)使輸送更困難。

（2）磨煤機(jī)特性與預(yù)期不同，主要變化與磨輥、碾壓力有關(guān)。

（3）從煤倉到給料機(jī)的流動(dòng)性較差。在給料機(jī)和磨煤機(jī)間加裝回轉(zhuǎn)閥，作為煤倉和磨煤機(jī)間的壓力密封。

（4）灰分特性發(fā)生變化。生物質(zhì)特性不適合傳統(tǒng)的濃相氣力輸送。在靜態(tài)情況下，飛灰會(huì)堆積，引起結(jié)渣和堵塞。

第2階段將對電廠進(jìn)行重大升級改造以符合新電廠環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，并延長電廠工作壽命至2027年。1.2.2 Drax電廠耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)改造項(xiàng)目

英國Drax電廠有6臺660 MW 機(jī)組，前3臺機(jī)組于1974年投運(yùn)，后3臺于1986年投運(yùn)?，F(xiàn)在鍋爐均改造成有單獨(dú)生物質(zhì)磨制和燃燒的鍋爐，是世界上總?cè)萘孔畲蟮牟捎脝为?dú)生物質(zhì)處理、磨制和燃燒的耦合生物質(zhì)混燒的燃煤電廠。

2004 年第1 次改造針對#3 機(jī)組，將生物質(zhì)顆粒磨制后直接進(jìn)入鍋爐燃燒，生物質(zhì)顆粒磨制后的輸送管道如圖1所示。

圖1 生物質(zhì)顆粒磨制后的輸送管道Fig.1 Pipelines for feeding biomass particles

2008 年第2 次改造針對該電廠全部6 臺機(jī)組，完成了10%BMCR 熱量的生物質(zhì)改造。通過煤粉處理系統(tǒng)中預(yù)混生物質(zhì)和煤粉，將混合后的燃料送入磨煤機(jī)和燃燒系統(tǒng)，使混燒率上限可達(dá)輸入熱量的10%左右，混燒對鍋爐電廠運(yùn)行和性能的影響適中。

2011 年Drax 電廠進(jìn)行了第3 次改造，完成了單臺660 MW 機(jī)組60%BMCR 的熱輸入改造。#2，#3，#4機(jī)組生物質(zhì)耦合燃燒均切換到#1 機(jī)組使之達(dá)到60%BMCR 的熱量輸入，并引入了根據(jù)出力要求直接完成生物質(zhì)供給量的自動(dòng)控制，使磨煤機(jī)切換到混燒模式時(shí)具有恢復(fù)調(diào)節(jié)功能。

1.3 芬蘭

目前，芬蘭建成了世界上最大的混燒生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐，位于Alholmens Kraft 550 MW 熱電廠。該熱電廠燃料組成中煤、泥煤、森林廢棄物、工業(yè)廢木材的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%，45%，10%，35%。已經(jīng)成功運(yùn)行多年，生物質(zhì)可以以任意比例與煤混燒，包括100%生物質(zhì)。

2 歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電主要技術(shù)路線

2.1 初期技術(shù)路線

歐洲最初提出的燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒的主要技術(shù)路線如圖2 所示。圖2 中①—⑥分表代表6種技術(shù)路線方案。

2.1.1 方案1

將生物質(zhì)顆粒送入磨煤機(jī)中反復(fù)碾磨，并將碾磨好的生物質(zhì)輸送至已有的點(diǎn)火系統(tǒng)。該方案在北歐一些小型煤粉爐系統(tǒng)中已成功開展。

2.1.2 方案2

在煤粉處理系統(tǒng)中，將生物質(zhì)與煤粉按照一定的質(zhì)量比進(jìn)行預(yù)混，在現(xiàn)存燃煤系統(tǒng)中進(jìn)行混合燃料的研磨和燃燒。該方法增加的投資不高且實(shí)現(xiàn)相對容易?？紤]到適用生物質(zhì)原料供應(yīng)的安全性、政府補(bǔ)貼資助，以及其他鼓勵(lì)混燒的財(cái)政政策等方面，該方案是火電廠最初開展耦合燃燒技術(shù)時(shí)常用的方案。

2.1.3 方案3—5

方案3—5 主要涉及預(yù)研磨生物質(zhì)直噴煤粉燃燒系統(tǒng)，如噴入煤粉管道、改造燃燒器或者新型專用生物質(zhì)燃燒器。這些方案需要更高的成本投資，且混燒比例比方案2高很多。所有相關(guān)的耦合技術(shù)都會(huì)把生物質(zhì)研磨至合適的顆粒大小以實(shí)現(xiàn)高效的煤粉火焰燃燒，同時(shí)也都會(huì)利用氣力輸送將預(yù)磨的生物質(zhì)顆粒從磨煤機(jī)送入爐膛。

英國及北歐國家已經(jīng)完成了很多利用預(yù)磨生物質(zhì)直噴混燒技術(shù)的生物質(zhì)利用項(xiàng)目，使系統(tǒng)在更高的生物質(zhì)混燒比例下工作。這種方案可以作為改造及新建具備生物質(zhì)耦合發(fā)電的燃煤電廠工程的優(yōu)先選擇。

2.1.4 方案6

方案6涉及專用機(jī)組的生物質(zhì)氣化。通常空氣在大氣壓下吹進(jìn)，在煤粉鍋爐中混燒。產(chǎn)生的氣體進(jìn)入煤粉鍋爐中燃燒前可凈化也可不凈化。這種生物質(zhì)混燒方法在北歐少量電廠中采用。歐洲燃煤鍋爐生物質(zhì)混燒主要技術(shù)路線對比見表3。

2.2 新技術(shù)路線

歐洲公司近年來根據(jù)其在英國、韓國、美國多臺500～660 MW 燃煤電廠耦合生物質(zhì)混燒改造項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，提出以下大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)路線。

（1）采用生物質(zhì)磨和生物質(zhì)燃燒器，實(shí)現(xiàn)100%燃燒生物質(zhì)燃料。

（2）采用生物質(zhì)磨和獨(dú)立的燃燒器，耦合5%～40%的生物質(zhì)能量輸入。

（3）采用生物質(zhì)磨和共用的燃燒器，耦合5%～40%的生物質(zhì)能量輸入。

（4）采用獨(dú)立的磨煤機(jī)和獨(dú)立的燃燒器，耦合5%～15%生物質(zhì)能量輸入。

（5）采用共用的磨煤機(jī)和共用的燃燒器，耦合5%～15%生物質(zhì)能量輸入。

這些技術(shù)路線的實(shí)施采用了更先進(jìn)的系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)涉及的新技術(shù)如下。

（1）預(yù)磨生物質(zhì)并通過氣力輸送系統(tǒng)完成向鍋爐輸運(yùn)的技術(shù)。（2）煤粉管道生物質(zhì)和煤粉混合技術(shù)。（3）新型生物質(zhì)混燒技術(shù)。

2.2.1 專用生物質(zhì)燃燒器

對于很多電廠來說，維持現(xiàn)有的煤粉燃燒能力是一個(gè)很好的選擇，所以在現(xiàn)有的燃煤鍋爐中安裝新的專用生物質(zhì)燃燒器。但這種技術(shù)仍存在許多技術(shù)難題及商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，如新燃燒器的安裝位置可能對現(xiàn)有的煤粉燃燒系統(tǒng)及鍋爐效率產(chǎn)生影響，且可能為鍋爐運(yùn)行帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對新燃燒器的位置進(jìn)行仔細(xì)判定。

生物質(zhì)的直接燃燒技術(shù)復(fù)雜，包括其燃燒機(jī)理及其與鍋爐控制的關(guān)系，而且安裝成本很高。

2.2.2 直接噴入改造后的煤粉燃燒器

將預(yù)磨后的生物質(zhì)直接噴入當(dāng)前的煤粉燃燒器，需要對當(dāng)前燃燒器進(jìn)行改造，且改造成本較高，且在技術(shù)上也存在很大風(fēng)險(xiǎn)。但如果考慮到生物質(zhì)燃料可能會(huì)堵塞煤粉輸送系統(tǒng)，尤其是煤粉分離器、煤粉分配器及煤粉燃燒器，對某些生物質(zhì)燃料來說，采用改造燃燒器的方法可能是一個(gè)合適的選擇。

2.2.3 直接噴入煤粉管道

此技術(shù)的主要特點(diǎn)在于直接把生物質(zhì)噴入煤粉燃燒器上游的煤粉輸送管道。跟普通燃煤鍋爐一樣，混合后的煤粉/生物質(zhì)顆粒會(huì)直接通過輸送管道進(jìn)入燃燒器噴入爐膛燃燒。理論上說，這個(gè)技術(shù)適用于所有類型的燃燒系統(tǒng)及燃燒器。

生物質(zhì)從爐膛的燃燒系統(tǒng)截止閥上游送入煤粉管道。每個(gè)煤粉燃燒器對應(yīng)一套生物質(zhì)輸送系統(tǒng)。其優(yōu)勢包括：

（1）生物質(zhì)送入爐膛的位置及配套的截止閥和相關(guān)設(shè)備等都在燃燒器平臺上顯示，易于觀察與維護(hù)；

（2）由于該位置接近爐膛，因此減少了研磨后的生物質(zhì)顆粒進(jìn)入煤粉管道所帶來的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）該位置遠(yuǎn)離磨煤機(jī)，因此磨煤機(jī)事故對生物質(zhì)傳送和噴射系統(tǒng)的影響大大減少。

把生物質(zhì)送入輸煤管道或者直接把其輸入燃燒器，均需要一個(gè)高靈敏度的生物質(zhì)分離驅(qū)動(dòng)閥，該閥可以把生物質(zhì)輸送系統(tǒng)與磨煤機(jī)及點(diǎn)火系統(tǒng)迅速分離。如果整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，把生物質(zhì)送入輸煤管道的方法具有很多優(yōu)勢：

（1）不需要對鍋爐結(jié)構(gòu)、二次風(fēng)管道、輸煤管道及煤粉燃燒器進(jìn)行較大修改；

（2）鍋爐和磨煤機(jī)能夠單獨(dú)進(jìn)行正常的煤粉發(fā)電，直到所有的燃燒及鍋爐系統(tǒng)都改造完成后才引入生物質(zhì)混燒系統(tǒng)；

（3）生物質(zhì)與煤粉的燃燒產(chǎn)物混合得很好，這意味著由于生物質(zhì)混燒產(chǎn)物積累而在爐膛及鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的帶狀沉積和腐蝕所引起的危險(xiǎn)將被減少。

在最新的系統(tǒng)中引入了調(diào)節(jié)生物質(zhì)供給率的自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，使磨煤機(jī)切換到混燒時(shí)具有恢復(fù)調(diào)節(jié)功能。在進(jìn)入主煤粉管道前安裝VARB（生物質(zhì)粉與煤粉混合器），保證生物質(zhì)份額燃料流動(dòng)均勻可控。圖3為生物質(zhì)粉與煤粉混合器外形。

圖3 生物質(zhì)粉與煤粉混合器外形Fig.3 Mixer of biomass particles and pulverized coal

3 歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)對我國的啟示

通過對國外大型燃煤鍋爐生物質(zhì)混燒技術(shù)應(yīng)用比較成熟的國家的典型大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)運(yùn)行情況的調(diào)研，分析其采取的主要工藝，結(jié)論如下。

（1）大型燃煤鍋爐混燒生物質(zhì)技術(shù)在英國、美國、芬蘭、丹麥、德國、奧地利、西班牙等許多國家應(yīng)用較多，電廠單機(jī)裝機(jī)容量最高達(dá)1 100 MW，并有多個(gè)大型燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)耦合生物質(zhì)發(fā)電的應(yīng)用業(yè)績。

（2）2007 年以來，荷蘭的燃煤發(fā)電廠耦合生物質(zhì)的燃燒已經(jīng)很普遍。2010 年以后耦合比例有所提高，實(shí)現(xiàn)了600 MW 機(jī)組10%～15%的生物質(zhì)耦合燃燒，600 MW 以下機(jī)組實(shí)現(xiàn)15%～35%的生物質(zhì)耦合燃燒，10～30 MW 的獨(dú)立工業(yè)單元實(shí)現(xiàn)超過35%的生物質(zhì)耦合燃燒。

英國近年來生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)發(fā)展表明，大型燃煤鍋爐可實(shí)現(xiàn)自由比例（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0～100%）的生物質(zhì)燃料給鍋爐提供熱量，完全可實(shí)現(xiàn)不再燒煤。

英國是目前世界上燃煤火電機(jī)組生物質(zhì)混燒技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先的國家，實(shí)現(xiàn)了3代技術(shù)的跨越，部分大型燃煤火電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了“煤改生物質(zhì)”燃燒。

歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)路線目前可歸納為生物質(zhì)顆?！镔|(zhì)磨機(jī)→管道分配系統(tǒng)→煤粉管道。盡管生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)有難以計(jì)量方面的缺點(diǎn)，但解決該問題后將是大型燃煤鍋爐生物質(zhì)混燒技術(shù)發(fā)展的主要方向，可以實(shí)現(xiàn)大型鍋爐各種比例耦合燃燒技術(shù)應(yīng)用，同時(shí)具有成熟、可靠、安全的特點(diǎn)，該技術(shù)在國際上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

國外分別有大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒比例在15%，40%，100%的耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)路線。結(jié)合我國電廠具體的燃料供應(yīng)、資金、運(yùn)維等情況，生物質(zhì)混燒技術(shù)多用于機(jī)組容量為500～660 MW 的燃煤鍋爐，不同技術(shù)路線可實(shí)現(xiàn)0～100%的生物質(zhì)混燒比例，采用15%，40%混燒比例的技術(shù)路線相對較多。本文認(rèn)為大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒比例在15%～40%的技術(shù)路線比較適合我國，即在電廠內(nèi)或緊挨電廠建設(shè)燃料預(yù)處理工廠進(jìn)行烘焙和研磨；然后通過大管道輸送到鍋爐附近，再通過管道分配系統(tǒng)均勻分配給煤粉管道。要實(shí)現(xiàn)100%生物質(zhì)混燒，需要專用生物質(zhì)燃燒器。一方面，生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)復(fù)雜，存在許多技術(shù)難題及商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，可能對現(xiàn)有的煤粉燃燒系統(tǒng)及鍋爐效率存在較大影響，為鍋爐的安全運(yùn)行帶來潛在風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，專用生物質(zhì)燃燒器投資及安裝成本高；對原有燃燒器改造等方案，也存在較大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和成本較高的問題。因此，對于多數(shù)電廠來說，要實(shí)現(xiàn)較高比例的生物質(zhì)混燒，15%～40%的混燒比例從技術(shù)和成本上均最適合國內(nèi)電廠需求。

4 結(jié)論及建議

中國不可能像英國那樣完全去煤化，燃煤發(fā)電在未來30 年仍將占較高的比重。按照目前的電力發(fā)展形勢分析，即使我國目前的火電機(jī)組供電煤耗從2017 年的309 g/（kW·h）可繼續(xù)下降，但由于火電機(jī)組總?cè)萘坎粩嘣黾?，如不采取相?yīng)措施，我國火電機(jī)組的CO2排放總量仍將增加。因此必須加大對可再生能源技術(shù)的開發(fā)，而大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)將是“十四五”燃煤發(fā)電機(jī)組發(fā)展的主要技術(shù)之一，國內(nèi)應(yīng)重點(diǎn)開展該技術(shù)的研發(fā)。

生物質(zhì)發(fā)電是國家政策支持的發(fā)電項(xiàng)目，屬于綠色、環(huán)保能源，對于實(shí)現(xiàn)能源的戰(zhàn)略接續(xù)、改善生產(chǎn)生活環(huán)境、有效利用資源具有十分重要的意義。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和生活水平的不斷提高，人們對能源的需求也日益增加。而主要傳統(tǒng)能源（煤炭和石油等）的有限性和環(huán)境污染等因素，也促使人們積極開拓和發(fā)展可再生能源。

因此對我國生物質(zhì)混燒技術(shù)發(fā)展建議如下。

（1）采用大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)。

1）降低生物質(zhì)燃料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，具有燃料的靈活性。我國生物質(zhì)直燃技術(shù)發(fā)展受收集、儲(chǔ)運(yùn)與預(yù)處理的限制，成為技術(shù)發(fā)展的瓶頸。

生物質(zhì)的特點(diǎn)是能量密度低、分布分散、纖維結(jié)構(gòu)、預(yù)處理困難、不利于長距離運(yùn)輸。受區(qū)域性、季節(jié)性影響，生物質(zhì)直燃電廠密集程度增大，而大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)混燒技術(shù)采用壓緊顆粒，同時(shí)采用分片經(jīng)營，以鄉(xiāng)為單位，社會(huì)投資，進(jìn)退自如，這樣既克服了生物質(zhì)原料供應(yīng)波動(dòng)的影響，又克服了純燒生物質(zhì)的缺點(diǎn)，并且能夠利用大型電廠的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，熱效率高、低成本、低風(fēng)險(xiǎn)、污染物排放減少。

2）充分利用現(xiàn)有燃煤電廠原有的設(shè)施和系統(tǒng)，以及已經(jīng)存在的供電和供熱市場來實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電。

3）大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電具有工藝簡單、設(shè)備要求低、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備少的特點(diǎn)，故系統(tǒng)耗能少、故障低、維護(hù)量小。

4）生物質(zhì)耦合燃燒比例在15%～40%的技術(shù)路線是比較適合我國未來大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電的主要技術(shù)路線。

（2）建設(shè)示范工程。

建議政府主管部門推動(dòng)將大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到我國大型火電廠中，可首先在生物質(zhì)豐富的地區(qū)建設(shè)一個(gè)600 MW 機(jī)組耦合生物質(zhì)發(fā)電的示范工程，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用積累建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

鑒于國內(nèi)開展大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)研究起步較晚，目前還缺乏先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。我國農(nóng)林生物質(zhì)原料復(fù)雜多樣，品質(zhì)差異巨大，因此需要性能穩(wěn)定、可靠的燃燒設(shè)備，能夠最大限度適應(yīng)我國多品種、多形態(tài)、季節(jié)差異大、含水量與熱值復(fù)雜多樣的燃料。

國內(nèi)雖已有2個(gè)電廠對原有燃煤鍋爐進(jìn)行混燒生物質(zhì)試驗(yàn)和技術(shù)改造，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但國內(nèi)該技術(shù)的發(fā)展仍處于技術(shù)起步期，距離技術(shù)成熟期還有一定時(shí)間。因此建議進(jìn)一步分析歐洲大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并開展與國外公司的合作。