如何提高生物质中直燃发电效率的分析

鄢烈松

（湖北工业大学，湖北 武汉430068）

随着我国经济的不断发展，对于能源的需要更为强烈，然而，中国这种粗放型经济增长方式，能源制约着经济的发展。可再生资源的不断开发和发展是发展的趋势，也是我国亟待需要发展的项目。生物质发电技术是其中较为突出的可再生资源的技术方式，被认为是21世纪最具有价值的绿色可再生能源之一。根据我国《可再生能源中长期发展规划纲要》（2006～2020），到2020年我国生物质发电机组装机容量达到30000MW，生物质成型燃料5000万吨，将生物质秸秆发电和秸秆成型燃料确定为秸秆能源利用重点技术［1］。

在现在生物质发电技术主要有直燃发电，气化发电，沼气发电和混合燃烧发电四中类型，其中直燃发电的运用最为普遍，也最符合我国的实际情况。利用生物质直接燃烧发电技术建设大型直燃并网发电厂，单机容量达10～25MW，可以将热效益提高到90%以上，可以通过有效措施提高其利用率［2］。然而，现阶段生物质发电中的直燃发电技术发展还不完善，对于其的设计还存在很多的不完善的地方，从而影响其效益的发挥。另外，用于生物质燃烧的锅炉以及燃料输送系统的技术和设备都产自外国，这严重制约了我国生物质技术的发展。所以，对于直燃发电技术的发电工程进行分析和合理的设计对于提高其利用率具有非常重要的意义。

1 生物质直燃发电过程及设备

生物质发电技术在中国的发展才刚刚起步，其发展也在一定程度上受制于外国，要在现有的基础上提高生物质发电的能力，就要从生物质直燃发电的过程和相应设备的选择上进行分析，从而优化设计，提高直燃发电的效率［3］。

1.1 生物质直燃发电过程

生物质直燃发电技术是直接将秸秆等生物质原料以一定的形式放入锅炉中，在锅炉中进行燃烧，将其燃烧所产生的高温，高压蒸汽推动蒸汽轮机做功，最后带动发电机的运转，实现生物能到电能的转化 ［4］。

1.2 直燃发电技术设备

生物质直燃发电设备的合理选择对于利用率的提高也是具有非常重要意义，还具有一定的经济效益。为了充分利用国家鼓励生物质发电的政策，充分利用资源，提高能源综合利用率，因此，提高生物质发电项目的主蒸汽参数，从而提高发电量和发电效益，就成为了生物质发电项目的必然选择。

目前，国内已经有与130t/h和75t/h高温高压秸秆锅炉配套的汽轮发电机产品，汽轮机进汽量最大限度地与锅炉蒸发量匹配，满足生物质发电项目多发电的要求，并且汽轮机制造技术十分成熟［5］，汽轮机单机容量的选择不是影响装机方案选择的主要因素，影响装机方案选择的主要因素是锅炉容量的选择。在选择设备时要根据当地的热负荷计算来具体的选择，要满足一定的热平衡。

2 直燃发电系统的优化

生物质直燃发电技术系统主要是由燃烧系统，热力系统构成。其中燃烧系统包含给料系统，烟风系统，点火油及助燃油系统，空压机系统；热力系统主要是包含主蒸汽系统，除氧给水系统，生水系统，工业水系统，凝结水系统，压缩空气系统，供热系统。要提高生物质直燃发电的效益，增加利用率就要从各个部分进行分析控制，根据能量守恒的原理，严格控制各部分能量的损失，就可以提高相应的利用率，将直燃发电技术发挥到极致。

2.1 燃烧系统优化

在燃烧过程中通过改变燃烧接触面积和燃烧的条件可以优化燃烧的程度，提高燃烧效率，从而优化设计。

2.1.1 给料系统优化

由于生物质原料各有不同，不同的原料燃烧的条件也不一样，所以之前一定要将原料进行分类。再由打包机打成1.5×1.3×1.2原料包由汽车运到电厂，存放于位于炉前的秸秆存储库中。原料包从原料存储库通过链式输送带传递到立式螺杆机上（标高约11.80米），通过螺杆的旋转给料机将扯碎后的秸秆送入炉膛燃烧。扯碎燃烧增加了与氧气的接触面积，从而增加了燃烧的效率。

2.1.2 烟风系统优化

良好的通风系统可以增加氧气的浓度，从而提高燃烧率，优化采用平衡通风系统。由一台100%容量的送风机和空预器组成。为防止烟气腐蚀性，烟气将不通过空预器。空气的预热由给水加热实现预热后的空气通过炉膛下部（炉排上部）进入炉膛。锅炉燃烧需要空气量的另一部分通过振动炉排进入锅炉。经炉膛燃烧后产生的高温烟气和飞灰，流过过热器和省煤器，由引风机将烟气吸入布袋除尘器净化，最后经烟囱排向大气。

2.2 热力系统优化

在热力系统中主要是做到降低能耗就能有效的提高利用效率，其主要体现在主蒸汽系统。主蒸汽管道将采用切换母管制，设一条单母管，锅炉蒸汽至汽机或母管可切换运行，并为预留锅炉预留接口条件。根据具体的情况开切换切口，提高效益。

3 结语

生物质发电技术中，直燃发电技术较为成熟，并且有规模大，效益高的特点，但是小型直燃发电效率就相对比较低，前期的投资也相对较大，为了提高经济效益和研究发展中国的生物质能源的开发，研究分析生物质发电原理和过程是非常必要的，然而，对于直燃发电的分析研究是最为直观有效的。通过对直燃发电过程的分析和对设备原理分析，对其进行合理的设计和相应的技术改造，从而优化直燃发电技术，提高直燃发电的利用效率，这对绿色能源的运用和发展有着重要的作用。

［1］王惠文,石艳杰,李红莉,等.生物质发电的节能减排效果分析[J].电网技术,2007,31（增刊 2）:344-346.

［2］杨永平,等.生物质发电技术[M].北京:中国水利水电出版社,2007.

［3］吴创之,周肇秋,马隆之,等.生物质发电技术分析比较[J].可再生资源,2008.

［4］严鑫,吴明.生物质发电及能源化综合利用[J].山西电力.

［5］吕游,蒋大龙,赵文杰,等.生物质直燃发电技术与燃烧分析研究[J].电站系统工程.