生物质与煤混合燃烧发电技术研究与应用

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1、生物质与煤混合燃烧发电技术研究与应用生物质与煤混合燃烧发电技术研究与应用刘婷婷，是艳杰，余英，赵碧光，朱春【作者简介】刘婷婷（1983-），女，助理工程师；研究方向：电力系统自动化及新能源发电。是艳杰（1978-），女，工程师；研究方向：电力系统高压技术及新能源发电。余英（1959-），男，教授级高工；研究方向：电力系统自动化及新能源发电。（中国电力科学研究院，北京100085）摘要：本文介绍了生物质与煤混合燃烧发电的生产过程、生产系统、特点和存在问题；介绍了中国首座生物质与煤混合燃烧发电厂的设备改造、

2、运行情况以及掺烧后的经济、环保和社会效益；对中国生物质与煤混合燃烧发电产业的制约因素进行了分析；并且指出生物质与煤混合燃烧发电具有广阔的发展前景。关键词：生物质；燃煤锅炉；燃烧系统；汽水系统；电气系统64生物质与煤混合燃烧发电技术研究与应用1.前言当前，中国能源短缺，环境污染严重，制约了国民经济的发展和人民生活水平的提高。生物质能的开发利用，特别是生物质能发电得到了各级政府的高度重视和大力支持，近几年来得到了快速发展。生物质能发电在改善中国能源结构，保证中国能源安全，减少环境污染，提高城乡居民生活水平和

3、质量等诸多方面都有重要作用，对于中国建设节约型社会，发展循环经济，实现社会可持续发展具有重要意义。中国生物质资源丰富，生物质发电发展前景广阔。国家“十一五”发展规划纲要中提出了建设生物质发电550万千瓦装机容量的发展目标。中国《可再生能源中长期规划》提出了2020年生物质发电装机3000万千瓦的目标。随着国家关于生物质发电的一系列政策的出台，目前，已经有不少投资主体进入了生物质发电行业，纷纷对新兴的农林生物质发电行业表示出了很大的兴趣和参与热情。在生物质发电产业的推动下，传统农业产业链将被延伸，形成新的

4、产业链，进而促进了农业与农村的进步。生物质发电产业的发展，带动了一系列产业的发展，能源植物的种植，农林生物质燃料的收、储、运；生物质燃料的加工处理；生物质燃烧技术；生物质锅炉制造技术；生物质发电灰渣处理和应用等行业，并形成新兴的完整的生物质发电产业链。生物质发电技术主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电、热解气化发电和沼气发电四个种类。生物质与煤混合燃烧发电技术，能充分利用现有技术与设备，是一种低成本、低风险、大规模使用生物质发电的有效技术手段，对于减少常规化石能源消耗，减排CO2、NOX和SO2，带动当地经

5、济发展、增加当地农民收入、提供就业机会等诸方面都有重要意义。生物质与煤混合燃烧发电技术在欧洲和北美地区应用相当普遍。在美国，有300多家发电厂采用生物质与煤混合燃烧发电技术，装机容量达6000MW。2002年丹麦哥本哈根AVEDORE电厂105MW发电设备采用麦秆与天然气混合燃烧技术，生物质掺烧比例50%。1997年奥地利ZeltwegBiococomb137MW电厂利用生物质与煤混合燃烧技术发电，生物质掺烧比例30%。国内一些高校和科研单位对生物质与煤混合燃烧发电技术及其设备进行了开发研究，取得了有价

6、值成果。欧盟已与中64生物质与煤混合燃烧发电技术研究与应用国科技部签订协议，在生物质能利用领域进行合作研究与示范推广，拟在河南、湖南、黑龙江三省建设三个不同技术类型的示范工程。河南省能源研究所、农业部可再生能源重点开放实验室以及郑州轻工业学院被科技部定为该项目的承担单位，经过2002年欧盟技术及经济专家两次到河南考察、论证，最终确定河南省的合作研究及示范项目为生物质气化燃气与煤混烧发电技术，欧盟拟采用的技术初定为英国的DRBRE技术和芬兰的VTT技术。郑州轻工业学院与英国南岸大学在能源综合利用及生物质能

7、利用领域进行了长期的合作研究，作为英国DRBRE电厂的主要设计单位，双方在生物质气化燃气与煤混合燃烧发电方面有丰富的经验。在2004年6月30日北京中欧生物质能利用合作项目研讨会上，英国已与我方就生物质气化燃气与煤混合燃烧发电技术达成了合作研究及示范应用意向，并与7月中旬回函，同意开展该项目合作，使本项目的研究开发与示范工程有可能在较短的时间内达到国际先进水平。国内外研究证明，煤粉炉混燃生物质比例不宜过大，掺烧比例小于5%，设备基本不需要改造。对于30万kW机组，如果生物质掺烧比例4%（发热量），则相当

8、于建设一个12MW的纯生物质发电厂，其效益十分可观。2.生物质与煤混合燃烧发电技术生物质与煤混合燃烧发电是指将生物质原料应用于燃煤电厂中，使用生物质和煤两种原料进行发电，主要有两种方式：（1）一种是将生物质原料直接送入燃煤锅炉，与煤共同燃烧，生产蒸汽，带动蒸汽轮机发电；（2）另一种是先将生物质原料在气化炉中气化生成可燃气体，再通入燃煤锅炉，可燃气体与煤共同燃烧生产蒸汽，带动蒸汽轮机发电。无论哪种方式，生物质原料预处理技术都是非常关键的，要将