山东电力工程咨询院-秸杆发电厂设计探讨

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1、秸杆发电厂设计探讨秸杆发电厂设计探讨赵树成1胡亦工1张桂英1〔1，山东电力工程咨询院，济南，250013〕〔内容摘要〕本文介绍了生物质能的利用现状、探讨了丹麦135t/h高温高压秸杆锅炉和25MW空冷抽凝汽轮发电机组的系统和布置。〔关键词〕生物质能秸杆电厂设计1生物质能概述生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的l％。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放

2、，回到自然界中。　通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产电力，替代煤炭，石油和天然气等燃料，从而减少对矿物能源的依赖。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术。专家认为，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40％来自生物质能源，主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。　　我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，70年代以来，先后开发和推广沼气池技术、生物质气化集中供气、气化发电、沼气发电、甜高粱茎秆制取乙醇燃料、纤维素废弃

3、物制取乙醇燃料、生物质裂解油、生物柴油和能源植物等现代生物质能技术。我国是农业大国，农村人口占总人口的70％以上，地域广阔，大部分秸秆用于炊烧、取暖、甚至在农田里焚烧掉，处于低效利用状态，其转换效率仅为10%～20%左右，不仅造成能源的大量浪费，而且燃烧秸秆时所产生的二氧化碳等有害物质严重污染大气，引发火灾。由于农烟造成的航班延误或取消、高速公路关闭或突发交通事故等等，带来无法估量的社会危害。2秸杆发电厂山东电力工程咨询院7秸杆发电厂设计探讨秸秆发电是一种高科技、新型、环保、可再生能源方式，是缓解目前能源短缺的重要途

4、径。建立秸秆发电厂，一方面，将秸秆热能转化为电能，可以开发出新的能源利用方式，变废为宝，变害为利；另一方面，秸秆充分燃烧利用，可降低有害物质的排放。秸秆发电设有烟气净处理系统和布袋除尘器，使经布袋除尘器处理的烟气烟尘排放浓度低于25mg/Nm3，大大低于我国燃煤发电厂的烟灰排放水平，可有效降低污染，保持生态环境。秸杆发电厂的燃料就是生物秸杆，可以是棉花、玉米、小麦、甘蔗、大豆等农作物秸杆，也可以是木屑、树枝和速生林。将秸杆粉碎、打包，通过秸杆输送装置将秸杆送入锅炉炉膛燃烧，生物能转变为热能，把水加热成蒸汽，推动汽轮发

5、电机做功发电。烟气经除尘后排入大气。秸杆发电厂点火油可用轻柴油，也可用石油液化气或天然气。本文以丹麦BWE公司高温高压135t/h燃烧秸秆振动炉排锅炉和国产高温高压25MW空冷抽汽凝汽式汽轮发电机组为例，介绍了生物秸杆发电厂的系统和布置。3秸杆成分成份分析及消耗量3.1燃料成分成份分析假设燃料为棉花秸秆，成分分析如表3-1。其它秸杆的成分与棉花相差可能不大。表3-1棉花秸秆成分分析名称符号单位设计空气干燥基碳Cad%44.40空气干燥基氢Had%5.20空气干燥基氧Oad%36.92空气干燥基氮Nad%1.25空气干

6、燥基硫St,ad%0.08空气干燥基灰分Aad%2.54空气干燥基水分Mad%9.61空气干燥基挥发分Vad%71.10空气干燥基高位发热量Qgr,adkJ/kg17350灰变形温度DT℃1050灰软化温度ST℃＞1500灰溶化温度FT℃＞1500山东电力工程咨询院7秸杆发电厂设计探讨3.2燃料消耗量表3-2燃料消耗量锅炉容量小时耗量（t/h）日耗量（t/d）年耗量（104t/a）1×135t/h2248413.2注：1)设备年利用小时按6000h计；2)日利用小时按22h计；4装机方案4.1汽轮机选型汽轮机型式：高

7、温高压、单缸、直接空冷、抽凝式汽轮机。型号：C25-8.83/0.981额定功率：25MW最大功率：30MW主汽门前汽压：8.83MPa主汽门前温度：535℃抽汽压力：0.981MPaTRL背压：34kPaTHA背压：15kPa阻塞背压：6.70kPa夏季纯凝工况汽耗：4.57kg/Kw.kWh冬季纯凝工况汽耗：4.2kg/Kw.kWh冷却水温度：额定33℃给水温度：额定210℃转速：3000r/min4.2锅炉选型锅炉型式：高温高压、自然循环、全钢炉架、燃烧秸秆、振动炉排、汽包炉、露天布置、布袋除尘器锅炉最大连续蒸

8、发量：135t/h过热蒸汽压力：9.2MPa（g）过热蒸汽温度：540℃给水温度：210℃锅炉效率：≥92%4.3汽轮发电机选型山东电力工程咨询院7秸杆发电厂设计探讨发电机和汽轮机的容量设计条件应相互协调。按照发电机的额定容量应与汽轮机的纯凝连续出力相匹配，发电机的最大连续输出容量应与汽轮机的最大进汽量工况下的出力相匹配的原则，结合以上机炉选型