山東環能
設計咨詢 EPC總承包 工程監理 等全過程專業服務機構
火電廠換代燃料---烘焙生物質
(一)前言
把燃煤火電廠改造成為生物質發電廠，既符合國家建設資源節約型社會的要求，實現節能減排戰略目標，獲得國家鼓勵政策資金支持，又能節省大量建設投資，提高發電廠經濟效益，還會使發電廠附近區域內居民增加收入，維持原有電廠職工就業，具有顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。問題是如果繼續沿用普通生物質作為燃料,無論經濟面還是技術面，都存在不盡如人意的弊端,開發具有更加優良性能的火電廠用生物質燃料, 成為現今中國乃至世界生物質能領域內被關注的熱點.
(二)普通生物質的弊端
(1) 結焦腐蝕
與煤相比, 生物質灰中堿性成分( 特別是堿金屬 K) 含量高, 且主要以活性成分的形式存在, 在火焰中易揮發出來而后凝結在受熱面上形成結渣和積灰.
(2)儲存和運輸
由于生物質燃料具有低能量密度、水分含量高且具有強烈的親水性以及纖維質柔軟韌性材料等特性, 因此對其運輸、儲存和制備影響較大。生物質的能量密度約為煤的1/ 10, 這意味著當按熱量計共燒 10% 生物質時, 其體積即和煤的體積相當。
(3) 水分
高水分能影響生物 的點火情況 ,接著導致未燃盡碳的增 加 , 所以生物質燃料要保持一定的干度 。生物質燃料在研磨和進爐膛之前要進行預干燥 ，會增加運行費用, 這是影響電廠經濟性的主要因素之一。
(4) 制粉
生物質是韌性纖維質材料研磨制備與煤比起來需要更多的能量 ,特別是當粒徑要求 很小時，這樣在粒徑大小與耗能之間就有一個平衡問題 ,通常生物質顆粒范圍推薦取在 1-3mm。對于具體的工程案例 ,要根據燃料種類 、形狀 、水分 、燃燒系統等具體情況來定一個最經濟合理的顆粒尺寸 。
生物質在給煤機上游與煤混合,再一起制粉后噴入爐膛燃燒，是最經濟最直接和最常用的混合燃燒方式，幾乎不必投資新增和改造設備。使用電站原有的磨煤機制粉系統將煤和生物質燃料一同送入磨煤機制粉，運行期間需要關注磨煤機電流、、出口風溫等特性指標，需嚴格控制較低的混燃比例，以免造成生物質燃料阻塞磨煤機，引起磨煤機故障。
(5)燃盡率
生物質顆粒大而非球形會對燃盡率產生影響。磨碎后生物質顆粒呈較長的柱型而非煤粉的近似球形, 加之密度很低, 因而可能會影響燃料的氣力輸送。這類顆粒不易為氣流夾帶進入火焰中心, 因而影響其加熱和燃燒速度。當顆粒尺寸大于 3mm,燃盡將可能會成為問題。因此當生物質摻燒較多, 如質量比例為 10% 時,鍋爐效率降低約 0. 5%。
(三)烘焙生物質
烘焙(Torrefaction)是指在缺氧的環境下，以200 至300℃的溫度對生物質進行的熱處理技術，和木炭有相似的性質。但是烘焙產品和木炭最大的區別在產品中殘留的揮發分的組成上。木炭在制造過程中、幾乎所有的揮發分都蒸發掉了、造成不必要的能量損失。相反、烘焙可以使大部分的揮發分留在產品中。
(四)烘焙生物質和普通生物質比較
(1)基于烘焙生物質的物理及化學性質、和煤的混燃比例可以提高至80%以上且不會影響鍋爐的正常運行，不易產生結焦、腐蝕。
(2)發電廠使用烘焙生物質、會大大降低成本。不需要增設專用的生物質處理設備(如磨煤機、料倉、給煤機、燃燒器)、烘焙顆粒、具有更高的體積能量密度、工藝設備實現小型化、節省設備投資。
(3)運輸費用、特別是烘焙顆粒、體積能量密度、是普通木質顆粒的1.5—2 倍。可以降低很大的運輸成本。
(4)烘焙生物質、具有疏水性,不會因被雨淋濕膨脹,變質,發霉,便于運輸和室外儲存。
(5)烘焙生物質粉碎性優良、能耗遠低于普通生物質,大大降低了粉碎成本,另外,可以形成均一球形顆粒微粉,具有優異的流動性. 完全可以在現有電廠給煤機上游與煤混合,一起制粉后噴入爐膛燃燒發電。
可見 烘焙生物質用于發電燃料比普通生物質具有明顯的優勢。
(五)用于燃煤火電廠
燃煤電廠改造為以普通生物質為燃料的生物質電廠，需要對鍋爐、燃料儲存、輸送、破碎及上料系統、除灰系統、除塵系統及其它系統進行改造或增加新設備，即使20MW 左右規模的小型電廠也要上億的投資，而且開始運行后，原料儲存、設備維護等會增加額外成本。而使用烘焙生物質作為燃料，由于其具有接近煤的性能，可以在現有電廠給煤機上游與煤混合,一起制粉后噴入爐膛燃燒發電，幾乎不需要新增和改造設備，節省大量建設資金和運營管理費用。
可以說，用烘焙生物質作為燃料，使燃煤火電廠的改造在技術上和經濟上更加具有現實可操作性。
最新動態
