循环流化床秸秆锅炉项目.doc

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1、循环流化床秸秆生物质燃烧发电锅炉项目 中国科学院工程热物理研究所一、项目的背景意义随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的化石燃料却迅速地减少。因此，寻找一种可再生的替代能源，成为社会普遍关注的焦点。生物质能是一种理想的可再生能源，它来源广泛，每年都有大量的工业，农业及森林废弃物产出。在目前世界的能源消耗中，生物质能消耗占世界总能耗的14%，仅次于石油、煤炭和天然气，位居第四位。而在发展中国家，生物质能占较大的比重，达到50%以上。据统计全球生物质能占可再生能源资源35%,在可再生资源中位居首位。1996年的我国生物质产量(主要是农作物秸杆)7.05亿吨,而当年利用量

2、不足30%，这说明我国生物质能的利用潜力还很大。利用生物质能发电是生物质利用的一种重要方式之一。瑞典和丹麦的大城市都是利用生物质，通过热电联产的方式进行区域集中供热的。生物质与化石燃料相比，具有以下优点：1、可再生性；2、低污染性：SOx、NOx排放浓度低；3、生物质作为燃料时，在生长周期内，对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。我国对燃烧生物质发电的上网电价给予了充分的优惠，目前，燃烧生物质发电的上网电价为当地燃煤发电上网电价的基础之上增加0.25元/KWh，这项政策的出台，必将推动生物质燃烧发电成套技术及设备在我国的空前发展。河北是一个农业大省，每年秸秆

3、的产量巨大。目前，一部分生物质燃料分散燃烧利用，大部分就地焚烧。如何避免直接就地焚烧带来的污染，同时利用生物质的热能，这是值得我们深入研究课题，同时急需相关技术和装备。循环流化床锅炉燃料适应性广，可同时燃用多种燃料；环保特性优越，排放满足国家标准；炉内换热均匀，热回收效率高，运行稳定；灰渣利用性高。基于循环流化床锅炉所具有的上述优点，人们自然将目光转向采用循环流化床技术来利用生物质能源，日本、美国和欧洲各国都在研究开发燃用生物质的循环流化床锅炉技术和产品。二、秸秆类生物质燃烧与采用循环流化床所遇到的问题1、秸秆类生物质的燃烧特性表现为：挥发分析出、着火迅速，燃烧主要集中在挥发

4、分的气相燃烧，固定碳所占的燃烧份额很小，但是固定碳的燃尽性能较差，如何实现挥发份有效的快速燃烧和固定碳的燃尽；2、秸秆类生物质中含有较多的碱金属元素(主要是指钾和钠)，在生物质燃烧过程中，主要表现为灰的粘结性较强，在炉膛内容易发生结渣、堵塞，在尾部受热面上发生积灰，影响循环流化床锅炉安全、稳定的运行。3、秸秆类生物质中含有少量的硫和氯，燃烧过程中会产生一定量的SO2和HCl，对尾部受热面形成腐蚀，如何有效地避免受热面管壁的腐蚀；如何有效的去除尾部受热面管壁上的积灰。4、如何有效的收集烟气中的飞灰，以及飞灰的再利用。5、如何增强对秸秆类生物质成分变化的适应性，秸秆类生物质水分的

5、波动性会影响运行工况。6、针对中国实际情况，如何实现不同秸秆混烧的前处理和加料问题。针对以上问题，中国科学院工程热物理研究所采取了一系列应对措施，基本上解决了掺烧或纯烧生物质循环流化床锅炉中存在的一系列问题。通过对秸秆类生物质燃烧特性、成灰特性以及排放特性的研究，在中试试验装置中完成了生物质燃烧、热解等一系列的试验，形成了能够进行工程应用的生物质循环流化床锅炉燃烧技术。三、工程热物理研究所（IET）循环流化床燃烧技术中国科学院工程热物理研究所长期致力于发展循环流化床燃烧技术。从1984年建成国内第一台2.8MWt循环流化床燃烧工业化装置至今，与国内多家锅炉厂合作，开发成功了1

6、0t/h、35t/h、75t/h、130t/h、220t/h、410t/h、480t/h、670t/h蒸发量等系列容量的循环流化床锅炉。采用该所技术所生产的循环流化床燃煤锅炉，已达到1500多台，在国内占据70％以上市场份额。近年来，中国科学院工程热物理研究所不断扩展新的研究领域，包括生物质焚烧技术、煤泥、造纸污泥、生活污泥焚烧技术、煤热解和气化技术等。在中试焚烧试验装置上，完成了生物质、污泥、垃圾燃烧特性和排放特性的中试试验，试验结果表明：采用循环流化床燃烧技术，飞灰含碳量较低、燃烧充分、烟气和飞灰排放均满足国家相关的环保标准，可直接进行工程应用。中国科学院工程热物理研究所

7、生物质循环流化床燃烧技术特点是：秉承循环流化床锅炉的优点，并对生物质进行针对性研究开发，特别关注生物质燃烧过程中的结团和结渣、高低温受热面腐蚀、生物质的加料、尾部受热面的吹灰技术等问题。针对开封锅炉厂提出的12t/h蒸发量，蒸汽温度：400℃，燃烧玉米秸秆生物质发电项目(生物质秸秆的分析资料如表1至表4所示)，中国科学院工程热物理研究开发的循环流化床生物质锅炉主要特性表现在如下几个方面。1、生物质循环流化床锅炉设计(1)炉膛的设计同常规的燃煤循环流化床锅炉相比，为了适应秸秆类生物质燃烧的需要，锅炉炉膛发