生物质能发电模式探讨　

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1、生物质能发电模式探讨（神华准格尔能源有限公司黑岱沟实业公司内蒙古薛家湾010300)摘要：文章在阐述几种生物质能发电模式的国内外发展现状及主要工艺流程的基础上，针对我国生物质能利用现状，以物质循环为指导，对生物质能发电工艺和科学的发展模式进行了探讨。关键词：生物质能；发电模式；物质循环中图分类号：TK6文献标识码：A文章编号：1007一6921（XX）19—0071—05能源是国民经济重要的基础产业，是人类生产和生活必需的基本物质保障。目前，世界一次能源消费以煤，石油，天然气等不可再生化石燃料为主。随着经济的发展和人类的进步

2、，能源消费量不断增加（见图1）。化石燃料终将耗尽，寻找新的替代能源以保证社会的可持续发展成为全球性问题。随着我国可再生能源法的颁布实施，发展太阳能、风能、生物质等可再生能源引起社会的广泛关注。740)this.width二740nborder二undefined>生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量。生物质是人类作为能源利用的第一种可再生能源。生物质发电技术是将生物质能源转化电能的一种技术，主要包括农林废物发电、垃圾发电和沼气发电等。作为一种可持续发展的能源，生物质发电在国际上越来越受到重视，在国内也越来越受到政

3、府的关注和民间的拥护（见表1）。我国能源结构的调整、农村环境的保护及社会主义新农村的建设等宏观政策将有利于生物质能源的发展。“十一五”期间我国生物质发电的发展必将进入快速发展期。1农林废物发电现状根据燃料利用方式的不同可将农林废物发电分为燃烧发电和气化发电。燃烧发电是直接利用生物质在锅炉中燃烧放出热量加热工质进行发电。气化发电是将生物质在缺氧条件下转化为可燃气，然后可燃气在锅炉或原动机中燃烧发电如表1所示，农林废物发电在世界许多国家都得到重视和发展。1.1燃烧发电农林废物燃烧发电系统包括：原料的收集与供应；燃料的预处理（包括

4、燃料压缩、破碎和储存）；燃料输送和加料系统；燃烧系统；余热回收系统；烟气净化系统等。生物质燃烧发电厂的流程如图2所示。由于农林废物的发热量低，燃料的收集、储存和运输等问题成为发展农林废物燃烧电厂的瓶颈，限制了电厂的容量。对于农林废物运输存在经济距离，一般生物质电站的规模取决于距其25km范围内可获取的生物质原料的数量，电站的容量［1］。燃烧发电过程中尤其需要注意的是碱金属和氯腐蚀问题。生物质中含有大量的碱金属元素，在高温燃烧过程中可能会造成结焦问题，并且由于含有氯元素，导致金属管壁易发生腐蚀。因此，限制了蒸气参数的提高。1.

5、2农林废物气化发电740)this.width=740"border=undefined>农林废物气化是在高温条件下，利用部分氧化法，使有机物转化成可燃气体的热化学过程。根据发电设备的不同可分为燃气轮机发电、内燃机发电、整体气化联合循环及整体气化热空气循环。内燃机和燃气轮机发电系统是目前使用最多的系统，但是生物质燃气属于低热值燃气，燃烧温度等因素使得发电效率较低，有效地提高发电效率是生物质气化发电的主要问题。农林废物整体气化联合循环发电可以大大提高发电的效率，其原理是在使用燃气轮机发电基础上，增加余热锅炉和过热器产生蒸汽，再

6、利用蒸汽循环进行发电，可有效地提高发电效率。典型的工艺流程如图3所示。虽然整体气化循环联合发电有相当大的潜力，但是由于受到生物质燃气中的焦油处理技术和燃气轮机的改造等问题制约，目前各国的电站多数还都是示范阶段。表1部分国家生物质能发电状况[2-7]740)this.width=740"border=undefined#111nmousewheeI="returnzoom_img(event,this)">740)this.width=740nborder=undefined>1.3整体气化热空气循环整体气化热空气循环(IGH

7、AT)是正处于开发阶段的气化发电技术，如图4所示。生物质气化所产生的燃气净化后作为热空气透平燃烧室燃料，从省煤器、空压机中间和后置冷却器以及气化过程中回收的低品位热量都用来加热给水，加热约200°C后被送至混合饱和器顶部。空压机送来的高压空气被送至饱和器的底部后，空气被加热和加湿，湿空气中含20%〜40%的水蒸气。饱和器出来的湿空气被燃气轮机排气预热，从而使排气中高品位的热量被回收做功。水蒸气直接减少了空压机压缩的空气量，并维持适中的燃气轮机的燃烧温度。与IGCC相比，IGHAT由于充分地利用高、低品质的能量，减少空压机消耗

8、的功率，具有较高的效率。IGHAT和IGCC的主要区别在于用一个燃气轮机取代了后者的燃气轮机和汽轮机。由水蒸汽和燃气混合工质通过燃气轮机输出有用功，其效率可以达到60%，是目前输出功热力循环所能达到的最高效率，有望成为21世纪的新型发电技术［8］。无论是燃烧还是气化发电，都要确保生物质发电