生物质能发电技术与装备
生物质能发电技术与装备
序言
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，能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源，化石能源资源的有限性和化石能源开发利用过程中引起的环境问题，对经济和社会的可持续发展产生了严重的制约。我国已成为能源生产和消费大国，在全国建设小康社会的进程中，如何改善能源结构，保障能源安全，减少环境污染，促进经济和社会的可持续发展，是我国面临的一个重大战略问题。
生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年净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1%。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节将能量和碳素释放，放回自然界中。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限的资源，释放出大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了环境和全球气候恶化。
通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力，从而减少对矿物能源的依赖，保护能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。目前，世界各国，尤其是发达，都在致力于开发高效、无污染的生物智能利用技术，以达到保护矿产资源，保障能源安全，实现CO2减排，保持经济可持续发展的目的。
一、生物质
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。
二、生物质能
生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和
微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
三、生物质能的分类
依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源
林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
农业资源
农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
污水废水
生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
沼气
沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。
四、生物质能的特点
可再生性
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；
低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而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；
广泛分布性
缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；
总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
广泛应用性
生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。
五、生物质能利用现状
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被列为农村新能源建设的重点任务之一。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。
六、生物质能发电技术
一、技术原理
1、生物质燃烧发电原理
生物质燃烧发电是将生物质与过量的空气在锅炉中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热, 产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀做功发出电能。在生物质燃烧发电过程中, 一般要将原料进行处理再进行燃烧以提高燃烧效率。例如, 燃烧秸秆发电时, 秸秆入炉有多种方式: 可以将秸秆打包后输送入炉; 也可以将秸秆粉碎造粒( 压块) 后入炉或与其他的燃料混合后一起入炉。生物质燃烧发电的技术已基本成熟, 已进入推广应用阶段, 这种技术大规模下效率较高, 单位投资也较合理, 但它要求生物质集中, 数量巨大。
2、生物质气化发电原理
经处理的（以符合不同气化炉的要求）生物质原料，由进料系统送进气化炉。由于有限地提供氧气，生物质在气化炉不完全燃烧，发生气化反应，生成可燃气体─—气化气。气化气一般与物料进行热交换以加热生物质原料，然后经过冷却及净化系统。在该过程中，灰分、固体颗料、焦油及冷凝物被除去，净化后的气体即可用于发电，通常采用蒸汽轮机、燃气轮机及燃机。因此,生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程。该过程是直
接向生物质通气化剂（空气、氧气或水蒸汽），使之在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体的过程。
生物质气化发电有3种方式。（1）作为蒸汽锅炉的燃料燃烧生产蒸汽带动蒸汽轮机发电。这种方式对气体要求不很严格，直接在锅炉燃烧气化气。气化气经过旋风分离器除去杂质和灰分即可使用，不需冷却。燃烧器在气体成分和热值有变化时，能够保持稳定的燃烧状态，排放物污染少。（2）在燃气轮机燃烧带动发电机发电。这种利用方式要求气化压力在10~30kg/cm2，气化气也不需冷却，但有灰尘、杂质等污染的问题。（3）在燃机燃烧带动发电机发电。这种方式应用广泛，而且效率较高。但该种方式对气体要求严格，气化气必须净化及冷却。
3、生物质厌氧消化发电原理
厌氧消化：在隔绝氧气的密闭反应器中，采用天然菌团将生物质分解，产生甲烷，用于发电
包括：湿式连续多级发酵系统、干式单级发酵系统。
4、生物质直接燃烧技术与生物质气化技术的比较
生物质直接用来燃烧简化了环节和设备，减少了投资，但利用率还比较低，利用的围还不是很广。由于中国生物质分布分散，成为大规模利用生物质直接燃烧技术发电较大障碍。然而秸秆类生物质因为含有较多的K、Cl等无机物质，在燃烧过程中很容易出现严重的积灰、结渣、聚团和受热面腐蚀等碱金属问题，碱金属问题是秸秆大规模燃烧利用面临的严峻挑战，这些还需要进一步研究解决问题的方法。生物质气化技术能够一定程度上缓解中国对气体燃料的需求，生物质被气化后利用的途径也得到相应的扩展，提高了利用效率。
七、生物质能发电装备
1、燃烧发电装备
生物质在适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，产生蒸汽驱动汽轮发电机发电。包括生物质锅炉直接燃烧发电和生物质一煤混合燃烧发电。生物质发电装备中锅炉是关键设备，世界上生物质燃烧发电发达的几个目前均使用的是振动炉排锅炉，技术较为成熟，热效率也很高，达到9l％以上。炉排炉的核心部件是炉排，通过可移动、可调节的炉排控制生物质在炉中的移动，并使炉排炉的一次空气量可调节，达到调节燃烧进程的目的。炉排冷却方式、炉排材质方面的改进也大大提高了炉排的使用寿命。
2、气化发电装备
生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。气化发电工艺包括3个过程，一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气燃机进行发电；有的工艺为了提高发电效率，发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机。
气化炉类型分为固定床气化炉和流化床气化炉。
（1）固定床气化炉
固定床气化炉中气化反应在一个相对静止的床层中进行，依次完成干燥、热解、氧化和还原反应过程，将生物质原料转变成可燃气体。根据气流方向的不同，固定床气化器又分为上吸式气化器和下吸式气化器。
上吸式气化炉，原料从上部加入，然后依靠重力向下移动；空气从下部进入，向上经过各反应层，燃气从上部排出。原料移动方向与气流方向相反，又称逆流式气化器。刚进入气化器，原料遇到下方上升的热气流，首先脱除水分，但温度提高到250℃以上时，发生热解反应，析出挥发分，余下的木炭再与空气发生氧化和还原反应。空气进入气化器后首先与木炭发生氧化反应，温度迅速升高到1 000℃以上，然后通过还原层转变成含一氧化碳和氢等可燃气体后，进入热解层，与热解层析出的挥发分合成为粗燃气，也是气化器的产品。
下吸式气化炉，作为气化剂的空气从气化炉侧壁空气喷嘴吹人，产出气的流动方向与物料下落的方向一致，故下吸式气化炉也称为顺流式气化炉。吹人的空气与物料混合燃烧，这一区域称为氧化区，温度约为900～1 200℃，产生的热量用于支持热解区裂解反应和还原区还原反应的进行;氧化区的上部为热解区，温度约为300～700℃，在这一区域，生物质中的挥发分(裂解气、焦油以及水分)被分离出来；热解区的上部为干燥区，物料在此区域被预热；氧化区的下部为还原区，氧化区产生的CO 、炭和水蒸气在这一区域进行还原反应，同时残余的焦油在此区域发生裂解反应，产生以CO和H 为主的产出气，这一区域的温度约为700～900℃。来自热解区富含焦油的气体须经过高温氧化区和以炽热焦炭为主的还原区，其中的焦油在高温下被裂解，从而使产出气中的焦油大为减少。
（2）流化床气化炉
流化床燃烧是一种先进的燃烧技术，应用于生物质燃烧上已获得了成功，但用于生物质气化仍是一个新课题。与固定床相比，流化床没有炉栅，一个简单的流化床由燃烧室、布风
板组成，气化剂通过布风板进人流化床反应器中。按气固流动特性不同，将流化床分为鼓泡流化床和循环流化床。鼓泡流化床气化炉中气流速率相对较低，几乎没有固体颗粒从流化床中逸出，比较适合于颗粒较大的生物质原料，而且一般必须增加热载体。而循环流化床气化炉中流化速率相对较高，从流化床中携带出的大量固体颗粒在通过旋风分离器收集后重新送人炉进行气化反应。
在生物质气化过程中，流化床首先通过外加热达到运行温度，床料吸收并贮存热量。鼓人气化炉的适量空气经布风板均匀分布后将床料流化，床料的湍流流动和混合使整个床保持一个恒定的温度。当合适粒度的生物质燃料经供料装置加入到流化床中时，与高温床料迅速混合，在布风板以上的一定空间激烈翻滚，在常压条件下迅速完成干燥、热解、燃烧及气化反应过程，使之在等温条件下实现了能量转化，从而生产出需要的燃气。通过控制运行参数可使流化床床温保持在结渣温度以下，床层只要保持均匀流化就可使床层保持等温，这样可避免局部燃烧高温。流化床气化炉良好的混合特性和较高的气固反应速率使其非常适合于大型的工业供气系统。因此，流化床反应炉是生物质气化转化的一种较佳选择，特别是对于灰熔点较低的生物质。
流化床气化炉一般气化过程采用空气作气化剂，所以流化床气化炉下部一般是燃烧的热空气，中一上部为燃气混合气，两部分的气体体积变化较大，为了保证流化床运行在合理的流化速率围，一一般设计采用下部小、上部大的变截面结构。
中国林业科学研究院林产化学工业研究所开发研制了循环锥型鼓泡流化床系统。由于锥形流化床截面积随高度变化，存在着速度梯度；底部截面积较小，流速较高，可以保证大颗粒的流化，而在顶部截面积较大，流速低，可防止颗粒的带出。这样在一定的流体流量下，能使大小不同的颗粒都能在床层中流化，另一方面可以使流化床轴方向气速基本不变，有效降低流化床炭粉夹带量，同时增加设备的操作弹性。循环锥形流化床气化炉作为气化装置，流化床气化炉的气化能力比固定床高5～l0倍，气体的热值可提高20％左右。气化产生的灰渣直接由煤气从炉顶带出气化炉，气化炉可连续长时间稳定地运行。
中国科学院能源所开发的循环流化床速度最快，它适用于较小的生物质颗粒，在大部分情况下，它可以不必加流化床热载体，因此运行最简单。循环流化床气化装置的成功运行，使气化技术提高到一个新的水平，它为生物质的大规模工业化应用奠定了基础。
3、厌氧消化发电（沼气发电）装备
（1）单燃料沼气发电机组工作原理及优点：
将“空气沼气”的混合物在气缸压缩，用火花塞使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。①不需要辅助燃料油及其供给设备②燃料为一个系统，在控制方面比可烧两种燃料的发电机组简单③发电机组价格较低
（2）双燃料沼气-柴油发电机组工作原理及优点：
将“空气燃烧气体”的混合物在气缸压缩，用点火燃料使其燃烧，通过火塞的往复运动得到动力，然后连接发电机发电。①用液体燃料或气体燃料都可工作②对沼气的产量和甲烷浓度的变化能够适应③如由用气体燃料转为用柴油燃料在停止工作，发电机组不残留未燃烧的气体，因为饿耐腐蚀性好两种沼气发电机组缺点:工作受到供给的沼气的数量和质量的影响①用气体燃料工作时也需要液体辅助燃料②需要液体燃料供给设备③控制机构稍复杂④借个较单燃料式发电机组稍高
八、总结
生物质遍布世界各地，蕴藏量极大，仅地球上的植物每年产量就相当于目前人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍，因此在全球能源结构中占有十分重要的地位。(8)
在当前全球能源和环境向人类亮出“黄牌警告”之时，以高新技术将可再生的生物质能转化为洁
净的高品位气体和液体燃料作为化石燃料的替代能源，用于电力、交通运输、城市煤气等方面，颇受世界各国的重视。生物质发电技术由于其原料的可再生及对环境的友好，因而受到越来越多的
关注。
对于生物质大规模燃烧发电来说, 近期有前景的应用也许是在现有电厂利用木材或农作物的残余物与煤的混合燃烧。发展生物质气化发电技术, 将固体生物质转换成高品位的气体燃料使用, 是有效利用生物质能源, 并使能源结构从以矿物燃料为主向以可再生能源为主的持续能源系统转变的重要措施之一。沼气工程技术治理环境污染、获取绿色能源更为经济、实用的手段,从我国沼气产量潜力、发电技术水平、市场需求和政策导向的发展趋势来看, 沼气发电的产业将有突破性进展。今后的几十年是中国将在以生物能为主的可再生能源技术领域, 进入高新技术开发与大规模推广并举的发展阶段。我们要紧紧抓住机遇促进生物质能源产业和市场的全面发展。
参考文献
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生物质能发电技术与装备
生物质能发电技术与装备 序言 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，能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源，化石能源资源的有限性和化石能源开发利用过程中引起的环境问题，对经济和社会的可持续发展产生了严重的制约。我国已成为能源生产和消费大国，在全国建设小康社会的进程中，如何改善能源结构，保障能源安全，减少环境污染，促进经济和社会的可持续发展，是我国面临的一个重大战略问题。 生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年净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1%。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节将能量和碳素释放，放回自然界中。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限的资源，释放出大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了环境和全球气候恶化。 通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物智能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。 一、生物质 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。 二、生物质能 生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、
生物质发电各项优惠政策落实情况及实行难点
政策引导及税赋专题汇报材料 生态文明是人类文明发展的高级阶段，加强资源节约和环境保护，是现阶段建设生态文明必须着力抓好的两项战略任务。目前，由于人均能源资源紧缺，环境承载能力较弱，沿袭高投入、高能耗、高排放、低效率的粗放型增长方式发展下去，资源难以为继，环境难以承受，付出的代价过高。生物质发电可以变废为宝，化害为利，有效增加能源供应，治理环境污染；同时，还可以有效延长农业产业链，增加农民收入和就业机会，是功在当代，利在千秋的伟大事业。因此，大力发展生物质发电，对促进资源节约型、环境友好型社会建设，实现全面建设小康社会的目标具有重要作用，是生态文明建设的重要途径和措施。然而，在现有的政策环境下，生物质发电的社会效益和环境效益无法在经济上充分得到体现，与燃煤发电处于不公平竞争的状态，加之生物质发电是一个新兴产业，设备价格和生产成本较高，难以形成较强的市场竞争力，必须实行更为优惠的政策，才能解决生物质发电企业的生存问题，才能保证生物质发电企业健康有序的发展，才能使生物质发电企业更好地为改善社会环境、可再生资源综合利用、增加农民收入和创造社会效益等方面作出更大的贡献。 一、目前生物质发电企业享受的各项优惠政策 1、常规电价补贴。根据《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》（发改价格[2006]7号）第三条和第七条的规定，生物质发电上网电价实行政府定价的，由国务院价格主管部门分地区制定标杆
电价，电价标准由各省（自治区、直辖市）2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。补贴电价标准为每千瓦时0.25元。发电项目自投产之日起，15年内享受补贴电价；运行满15年后取消补贴电价。2006年之后经国家有关主管部门批准或核准的生物质发电项目享受补贴电价。 2、临时电价补贴。根据国家发展改革委、国家电监会关于2007年1-9月可再生能源电价附加补贴和配额交易方案的通知（[2008] 640号），对纳入补贴范围内的秸秆直燃发电亏损项目按上网电量给予临时电价补贴，补贴标准为每千瓦时0.1元。 3、接网费补贴。根据《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》（发改价格[2007]44号），可再生能源发电项目接网费用是指专为可再生能源发电项目上网而发生的输变电投资和运行维护费。接网费用标准按线路长度制定：50公里以内为每千瓦时1分钱，50-100公里为每千瓦时2分钱，100公里及以上为每千瓦时3分钱。 4、电网公司全额接受生物质发电企业上网电量。根据《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》（发改价格[2007]44号），电网企业应当与依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目的上网电量，并为可再生能源发电提供上网服务。 5、税收优惠。根据《中华人民共和国企业所得税法实施条例》，生物质发电企业享受企业所得税减免。根据条例，企业从事前款规定的符合条件的环境保护、节能节水项目的所得，自项目取得第一笔生
生物质能发电技术现状与展望_黄英超
能源作为一种最重要的地球资源，是生产力的核心，是经济增长和发展的前提，是解决环境问题的先决条件。进入２１世纪，中国经济高速发展，能源短缺、环境污染等问题日益突出。中国已成为世界上的第二大能源消费国［１］，能源缺口将不断加大。过去１０年里，中国电力工业高速发展，截至２００４年５月，中国的发电装机容量达到４亿千瓦［２］，是 １９９０年发电量的３倍多，但在２００２年还是再度出 现大范围缺电现象，而且越来越严重，缺电的省市区由２００２年的１２个增加到２００３年底的２１个， ２００４年达到２４个，三季度高峰时段全国估计缺电３０００万千瓦，造成严重缺电局面。同时，全国还 有约２万个村［３］，约８００多万农户、３０００多万人口没有电力供应，远离现代文明。 近年来，世界各国对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大关注。生物质资源利用中的生物质发电技术成为研究和利用的热点。生物质能发电技术就是利用生物质本身的能量［４］，将其转化为可驱动发电机的能量形式，如燃气、燃油、酒精等，再按照通用的发电技术发电，然后直接提供给用户或并入电网提供电能。截至２００５年底，我国发电装机总容量达到５亿千瓦［５］，其中生物质能 发电装机容量２００多万千瓦［６］，仅占我国发电装机总容量的０．００４％。本文针对生物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等几项生物质能发电技术及其国内外研究现状、存在问题等进行分析和论述。 １生物质燃烧发电 生物质燃烧发电是将生物质与过量的空气在锅 炉中燃烧［７］，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀做功发出电能。在生物质燃烧发电过程中，一般要将原料进行处理再进行燃烧以提高燃烧效率。例如，燃烧秸秆发电时，秸秆入炉有多种方式：可以将秸秆打包后输送入炉；也可以将秸秆粉碎造粒（压块）后入炉或与其他的燃料混合后一起入炉。生物质燃烧发电的技术已基本成熟，已进入推广应用阶段，这种技术大规模下效率较高，单位投资也较合理，但它要求生物质集中，数量巨大。 生物质燃烧发电技术作为一种重要的能源获取手段应用于实际的历史不长，从２０世纪９０年代起，丹麦、奥地利等欧洲国家开始对生物质能发电技术进行开发和研究［８］。经过多年努力，已研制出用于木屑、秸秆、谷壳等发电的锅炉。丹麦各电力组织为此进行了规划，筛选了一批研究项目，并重点对燃烧秸秆和木屑的锅炉与大型燃煤锅炉并联运行发电供热进行了研究。在ＢＷＥ公司的技术支撑下，１９８８年诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。如今已有１３０家秸秆发电厂遍及丹麦，秸秆 生物质能发电技术现状与展望 黄英超，李文哲＊，张波 （东北农业大学工程学院， 哈尔滨１５００３０） 摘要：文章综述了物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等生物质能发电技术及其发展现状和存 在的问题。生物质能发电技术的加速发展，实现了大量废弃生物质能的利用。在我国电力短缺的条件下，生物质能发电将有广阔的发展前景。 关键词：生物质能；生物质燃烧发电；生物质气化发电；沼气工程发电中图分类号：ＴＭ６１１；Ｑ７７ 文献标识码：Ａ 收稿日期：２００６－０４－１４ 基金项目：国家自然科学基金项目（５０３７６００９）；黑龙江省科技攻关 （ＧＣ０３Ａ３０４）作者简介：黄英超（１９７８－），男，黑龙江人，硕士研究生，研究方向为能源与动力工程。 ＊通讯作者Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｎｗｅｎｚｈｅ９＠１６３．ｃｏｍ 第３８卷第２期东北农业大学学报３８（２）：２７０￣２７４ ２００７年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｐｒｉｌ２００７ 文章编号 １００５－９３６９ （２００７）０２－０２７０－０５
新能源发电技术复习提纲(含参考答案)
新能源发电技术复习提纲 电自0810班整理 一、绪论 1. 目前新能源中有一定规模应用的主要有哪些? 新能源在电力工业中有一定规模应用的主要是核能发电、太阳能和风能发电，其他的新技术有地热能、海洋能、氢能及生物质能等。 2.简要分析目前我国能源结构现状及存在问题，并说明大力开展新能源开发的意义。 书P6~12 开发新能源的必要性 常规能源化石燃料逐渐被消耗枯竭 全球油价、煤价迅速上涨 全球气候变化 人类渴求可持续发展 3．从可持续发展的角度出发，概述能源的分类。 如果从可持续发展的角度出发，对能源最有意义的分类是可再生能源和不可再生能源。 不可再生能源: 传统的煤、石油、天然气等化石燃料. 可再生能源：可燃性可再生物质和垃圾；水力发电；地热能；太阳能；风力发电；潮汐、波浪和海流发电等。 二、核能 1.简述原子的组成结构。 ?原子是构成自然界中各种元素的基本单元，所有物质都是由分子构成的，而分子是由原子构成的。 ?原子是由原子核和围绕原子核运动的电子构成的，原子核是由结合在一起的质子和中子构成的，质子和中子都被成为核子。 2.简述核裂变与核聚变的区别。 核裂变 较重的原子核分裂为两个或多个较轻原子核的反应就是核裂变。 由于质量数的原子核的平均结合能不同，那么，当一个较重的原子核（如铀-235）裂变为两个质量数中等的较轻原子核以后，生成的两个较轻的原子核的结合能之和大于原来原子核的结合能，多出的部分即为核裂变反应放出的能量，称为裂变能。 裂变之后，裂变产物的质量总数略少于裂变之前原子核质量，亏损的质量转化为裂变能。 核聚变 两个轻核聚合成重核的反应就是核聚变。如两个氘核结合成稳定的氦核的过程，较重的原子核的结合能大于原来两个轻核的结合能之和，多出的部分即为核聚变放出的能量。 结合能是和质量亏损相对应的，在裂变反应和聚变反应中，都有净的质量减少，减少的质量转化为能量。从核能利用角度看，核聚变反应具有很多优点，但是要实现可利用的受控核聚变，还需要解决很多技术难题，目前，核能利用指的是核裂变能的利用。 3.核电厂与常规火电厂的热能来源有何不同？ 核电厂中核裂变能也是以热能的形式利用的，因此，和常规火电厂类似，核电厂也要通过蒸
炉排炉和循环流化床锅炉生物质发电技术比较(初稿)
生物质发电锅炉技术比较 1.技术比较 生物质锅炉主要有水冷振动炉排炉和循环流化床锅炉,现将它们的部分性能对比如下： 1)应用情况： 水冷振动炉排炉在国内外均有成熟的长期运行经验，使用数量最多，市场占有率高，生产、安装、调试、运营的经验均较其它炉型丰富。中国第一座生物质发电厂-单县生物质发电厂即采用我公司的源自丹麦的水冷振动炉排炉技术。 而循环流化床锅炉最早是为解决燃煤机组烟气炉内脱硫的问题而在中国采用，虽然近年开始尝试用于生物质发电，但基于未解决的技术问题较多，且CDM指标难申请等因素，还未能广泛应用。 2)燃料适应性： DPCT水冷振动炉排炉，较好的结合了国外先进技术和中国燃料的实际状况，可以适应多达60多种的农林废弃物，既可纯烧某种燃料，也可掺烧多种燃料。在燃料水分高达40%时亦可稳定燃烧。 循环流化床仅适用于燃料粒径和密度差别不大的燃料，对燃料的要求较为苛刻。 3)燃料预处理： DPCT水冷振动炉排炉基本无需燃料预处理系统。 而循环流化床燃烧炉对燃料预处理要求较高，对燃料粒径具有较严格
要求，需要将秸秆进行一系列破碎、筛分等处理，使其尺寸、状况均一化，入炉秸秆尺寸一般要求为150到200mm，该部分投资费用较高。 4)磨损情况： 炉排炉中由于秸秆燃烧过程均发生在炉排表面上，炉排相对较长，炉型较大，磨损较轻； 循环流化床炉的布风板、周围水冷壁及后面尾部受热面和炉墙的磨损严重。 5)安装方案： 焊口比较少：水冷振动炉排锅炉，以德普新源公司的产品为例，省煤器和烟冷器都是模块化的，三四级过热器都是直接跟小集箱焊接在一起的。 水冷振动炉排锅炉，以德普新源公司的产品为例，安装方式是底部支撑的，从下往上安装的。CFB锅炉是吊装的，从上往下安装的，难度较大。 表一： 优缺点比较
生物质发电技术论文
生物质发电技术论文 摘要：生物质能作为可再生的清洁能源，将其用于发电，不仅可以解决日趋增大我国的供电需求、能源缺乏及环境污染等问题，同时可以有利于解决三农问题，提高农民收入，具有广阔的应用前景。 前言 在社会经济和科学技术飞速发展的推动下，人们对能源需求量也日趋增大，而不可再生能源有限，能源衰竭和环境污染成为世界各国面临的主要生存危机[1]。探寻安全环保无污染的、可再生的替代性新型能源是当今社会研究的热门课题之一。在这些新型的清洁能源中，太阳能、风能及水能由于受到时间、季节及地理位置等自然条件的影响，其不稳定性很大程度阻碍了其发展[2]。 生物质可再生能源总量巨大；环境友好，与煤炭石油相比，生物质资源的硫、氮含量低，对环境污染小，二氧化碳即排放量近似为0；其开发利用能与传统化石燃料具有很好的兼容性。生物质能源由于具有可再生、绿色环保及良好的兼容性（煤粉炉共燃生物质技术）等特点，有望替代传统的化石燃料发电（火力发电），因此生物质发电技术的研究受到人们极大的关注。我国生物质资源丰富，人口众多耗电量大，然而我国生物质发电技术仍处于起步阶段，因此开发生物质能发电的技术对我国供电、节能减排及可持续发展都有深远的意义。 1生物质发电技术的研究现状 生物质发电技术是采用燃烧、气化及发酵等方式将生物质资源转化为电能的一种技术，作为新型的可替代型新能源，生物质发电技术引起全世界人们的关注及研究。生物质发电是分布式发电系统，能很好的解决供电的质量及安全，也可以解决传统单一供电的各种弊端。 国外发达国家生物质发电技术发展起步较早、发展较快，生物质能在这些国家的总能耗迅速增加。欧洲是生物质发电技术的发源地，而且发展迅速，新技术不断出现，并向其他国家提供了技术及生产设备上的支持。美国后来居上，目前在生物质发电技术处于世界领先地位，生物质发电站有1000多家，装机容量（2010年，13000MW）及年发量世界之最。 我国对生物质发电技术研究起步较晚，直到1987年，我国才开始尝试利用生物质（甜菜渣或蔗渣）发电。目前全国已建成投产的和在建的生物质发电厂还不到50家，大规模的生物质发电厂就更少了，装机容量约为550MW（2010年）。目前，
生物质能发电综述
生物质能发电综述 引言 能源是人类社会生存、国民经济发展的必备资源和重要战略物资。能源紧缺以及由于能源消费而产生的生态环境恶化，促使世界各国寻找清洁、高效的新型替代能源。生物质能发电是可再生能源中最重要的组成部分，具有良好的社会效益和经济效益，已受到世界各国政府的高度重视。 本文系统介绍了生物质能的基本概念，生物质发电技术以及生物质能在国内外的应用情况。并对生物质发电的发展前景进行了展望，对我国在生物质能发电方面存在的主要问题提出了一些建议。 1、生物质能发电的内涵和特点 生物质具可再生性、低污染性、低密度性，而且生物质能分布广泛，蕴藏量巨大，地球上光合作用每年生产约2.2×1011t干生物质，相当于全球能源消费总量的10倍左右。 生物质能是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消耗总量第四位的能源。生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源，是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，是取之不尽、用之不竭的能源资源，是太阳能的一种表现形式。 生物质能发电主要利用农业、林业和工业废弃物、甚至城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化等方式发电，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。近年来，国内外能源、电力供求日趋紧张，作为可再生能源的生物质能越来越凸显出其必要性。 2、生物质能发电的主要技术 2.1生物质直燃发电 生物质直接燃烧发电是指把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧，产生蒸汽，带动蒸汽轮机及发电机发电。已开发应用的生物质锅炉种类较多。如木材锅炉、甘蔗渣锅炉、稻壳锅炉、秸秆锅炉等。其适用于生物质资源比较集中的区域，如谷米加工厂、木料加工厂等附近。因为只要工厂正常生
生物质发电主要形式
生物质发电主要形式 一、直接燃烧发电 生物质直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧，生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。生物质直接燃烧发电技术主要采用固定床或流化床燃烧，固定床燃烧对生物质原料的预处理要求较低，生物质经过简单处理甚至无需处理就可没入炉排炉内燃烧。流化床燃烧要求将大块的生物质原料预先粉碎至易于刘华的粒度，其燃烧效率和强度都比固定床高。 二、混合燃料发电 生物质还可以与煤混合作为燃料发电，称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有三种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧，该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高，不是所有燃煤发电厂都能采用；一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧，这种混合燃烧系统中燃烧，产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。混合燃烧方式对生物质原料预处理的要求都较高，在技术方面，混合燃烧发电一般是通过改造现有的燃煤电厂实现的，只需在厂内增加储存和加工生物质燃料的设备和系统，同时对原有燃煤锅炉燃烧系统进行适当改造。 三、气化发电 生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料，经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证发电设备的正常运行。 生物质气化发电可以分为内燃烧机发电、然汽轮机发电、燃气-蒸汽联合循环发电系统和燃料电池发电系统等。内燃机一般由柴油机或天然气机改造而成，以适应生物质燃气热值较低的要求；燃气轮机适用于燃烧高杂志、低热值并且规模较大的生物质燃气；燃气-蒸汽联合循环发电可以提高系统发电效率；燃料电池发电是在一定条件下使燃料和氧化剂发生化学反应，将化学能转换为电能和热能的过程，燃料电池本体的发电效率高，热电联产的总热效率可达80%以上， 四、沼气发电
生物质发电技术
生物质发电技术 1．概述 我国生物质能资源非常丰富，农作物秸秆资源量超过7.2亿t，其中6.04亿t可作能源使用。秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源，如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h，年发电量为4500亿kWh。秸秆为低碳燃料，且硫含量、灰含量均比目前大量使用的煤炭低，是一种较为“清洁”的燃料，在有效的排污保护措施下发展秸秆发电，会大大地改善环境质量，对环境保护非常有利。在农村推广实施秸秆发电技术，在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要意义。 1.1 我国利用秸秆发电的市场分析 目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用，已引起世界各国政府和科学家的关注。它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，我国生物质能发电装机容量要超过：300万kw。因此，从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展，加快了技术商业化的进程。随着我国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高，既有经济、社会效益，又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔。 根据国家对可再生能源发电的一系列优惠政策，秸秆发电厂所发电量由电网全额收购；上网电价经当地省政府价格主管部门按现行电价政策提出上报国家发展和改革委员会核批后，一般在0.50～0.60元左右；进口设备的关税和进口环节增值税全免，同时，各地方省市还因地制宜地制定了其它的补贴政策。这些政策的出台为秸秆发电在农村的推广利用提供了有力的保障。可以预见，在我国农村推广生物质能秸秆发电技术市场广阔，前景光明。2．生物质秸秆发电秸秆燃烧方式： 2.1秸秆直接燃烧发电 直接燃烧发电的过程是：生物质与过量空气在锅炉中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功发出电能。 秸秆直接燃烧发电技术已基本成熟，进入推广阶段，这种技术在规模化情况下，效率较高，单位投资也较合理；但受原料供应及工艺限制，发电规模不宜过大，一般不超过30MW。 2.2 秸秆混燃发电 混合燃烧发电包括：直接混合燃烧发电、间接混合燃烧发电和并联混合燃烧发电，其中直接混合燃烧发电是主要的应用方式。直接混合燃烧发电是将秸秆燃料与化石燃烧在同一锅炉内混合燃烧产生蒸汽，带动汽轮机发电。 2.3 气化发电 气化发电是在气化炉中将秸秆原料气化，生成可燃气体，经过净化，供给内燃机或小型燃气轮机，带动发电机发电。一般规模较小，多数不大于6MW。 3. 生物质能秸秆发电的工艺流程 3.1 秸秆的处理、输送和燃烧 发电厂内建设独立的秸秆仓库，秸秆要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25％，则为不合格。在欧洲的发电厂中，这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内，可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分，该探测器能存储99组测量值，测量完所有秸秆捆之后，测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货，并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。 货车卸货时，叉车将秸秆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸秆包放在
生物质固化技术
生物质压缩成型技术 中国拥有丰富的生物质能资源，目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物、城市固体有机垃圾等。生物质能是唯一的一种既可再生，又可储存与运输的能源。我国生物质资源丰富，总量达9亿多吨，但存在能量密度低、生产具有季节性、资源分散、运输难、储运损耗大等缺点，成为制约我国生物质规模化利用的主要瓶颈。生物质固化技术是指具有一定粒度的农林废弃物干燥后在一定的压力作用下，可连续挤压制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料的加工工艺，该技术大大提高了单位体积燃料的品质，便于储存和运输。 生物质压缩成型原理植物细胞中含有纤维素、半纤维素和一定量的木质素。其中具有一定含水率的纤维素在力的作用下可以形成一定的形状，而木质素具有胶黏作用。当温度达到70～100℃时，木质素开始软化，并有一定的黏度，当达到200～300℃时，呈熔融状，黏度变高，此时若施加一定的外力，可使它与因受热分子团变形的纤维素紧密粘结，并与相邻颗粒互相胶接，使体积变小，密度增大，取消外力后，由于非弹性或粘弹性的纤维分子间的相互缠绕和绞合，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，成为成型燃料。
生物质压缩成型工艺一般流程为：生物质收集、粉碎、脱水、预压、压缩、加热、保型、切割、包装、储存运输。（1）生物质收集是十分重要的工序。在工厂加工的条件下要考虑三个问题：一是加工厂的服务半径；二是农户供给加工厂原料的形式是整体式还是初加工包装式；三是原料的枯萎度，也就是原料在田间经风吹、日晒，自然状态的脱水程度。（2）粉碎一般高压设备的颗粒可以适当大些，10mm 左右为好；中、低压应小些，但螺旋式设备不能小于2mm，否则要影响密度和生产率。（3）脱水成型中水分含量很重要，国内外使用的都是经验数据，不是理论计算数据。水分含量超过经验上线值时，加工过程中，温度升高，体积突然膨胀，易产生爆炸，造成事故；若水分含量过低，会使成型成为问题。因此生物质原料粉碎后，要一个脱水程序。（4）预压预压是为了提高生产率，即在推进器“进刀”前把松散的物质预压一下，然后退到成型模前，被主推进器推到“模子”中压缩成型。预压多采用螺旋推进器、液压推进器。（5）压缩目前我国最常用的是螺旋挤压式成型。螺旋挤压式成型机利用螺杆挤压生物质,靠外部加热,维持成型温度为150～300℃使木质素、纤维素等软化,挤压成生物质压块。（6）保型该程序是在生物成型后的一般套筒内进行的，其内径略大于压缩成型的最小部位直径，以便使已成型的生物质消除部分应力，随着温度的降低，使形状固定下来。
生物质发电技术分析比较
第２６卷第３期２００８年６月 可再生能源 ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｖ０１．２６Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２００８生物质发电技术分析此较 吴创之，周肇秋，马隆龙，阴秀丽 （中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，广东广州５１０６４０） 摘要：文章主要对三类生物质发电技术进行了分析比较。生物质混烧发电技术在已有燃煤电站的基础上将生物质与煤混烧发电。投资成本是三类技术中最少的，但可能降低原燃煤电站效率。由于低热值燃气轮机技术尚未成熟，因此生物质气化发电技术仅适用于１０ＭＷ以下中小规模发电系统，气化一余热发电系统效率较高，特别适用于５－６ＭＷ的发电系统。生物质直接燃烧发电技术比较成熟，但在小规模发电系统中蒸汽参数难以提高，只有在大规模利用时才具有较好的经济性。比较适合于１０ＭＷ以上的发电系统。 关键词：生物质；发电；分析 中图分类号：ＴＫ６；ＴＭ６１９文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－５２９２（２００８）０３—００３４埘 Ｊ１－－１■■‘－■ｌ－ｏ ＵｏｍｏａｒａｔｔｖｅｓｔｕｄｙＯｎｂｌｏｍａｓｓＤｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＷＵＣｈｕａｎｇ－ｚｈｉ，ＺＨＯＵＺｈａｏ－ｑｉｕ，ＭＡＬｏｎｇ－ｌｏｎｇ，ＹＩＮＸｉｕ—ｌｉ （ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙａｎｄＧａｓＨｙｄｒａｔｅｏｆＣＡＳ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｅｒｇｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｂｉｏｍａｓｓｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｆｉｒｉｎｇｏｆｂｉｏｍａｓｓｗｉｔｈｃｏａｌｉｎｅｘｉｓｔｉｎｇｐｏｗｅｒｂｏｉｌｅｒｓｉｓｃｏｎｓｉｄ·ｅｒｅｄｔｏｂｅｔｈｅｍｏｓｔｅｃｏｎｏｍｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｂｕｔｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｓｓｍａｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｂｉｏｍａｓｓｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｅｃｏｎｇｍｉｃａｌｌｙｆｅａｓｉｂｌｅｉｆｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｐｌａｎｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１０ＭＷ，ｄｕｅｔｏｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅｆｕｅｌｅｄｗｉｔｈｌｏｗｈｅａｔｉｎｇｖａｌｕｅｆｕｅｌｇａｓｅｓｉｓｎｏｔａｖａｉｌａｂｌｅａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｂｉｏｍａｓｓｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ—ｅｘ—ｈａｎｓｔｅｄｈｅａｔｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｍｏｒｅｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓｗｉｔｈｃａｐａｃｉｔｉｅｓｏｆ５－－６ＭＷａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．Ｂｉｏｍａｓｓ ｄｉｒｅｃｔｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈ－ ｎｏｌｏｇｙｉｓｍａｔｕｒｅｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｕｔｉｔｉｓｏｎｌｙｆｅａｓｉｂｌｅｆｏｒｔｈｅｐｏｗｅｒｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ１０ＭＷ，ｄｕｅｔｏｓｔｅａｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂｉｏｍａｓｓｂｏｉｌｅｒｏｆｓｍａｌｌｓｃａｌｅａｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｏｍａｓｓ；ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ ０引言 随着煤、石油、天然气等常规能源的日益枯竭．可再生能源的开发与利用已受到世界各国的高度重视。生物质能是最有发展前景的可再生能源之一。它曾在人类社会发展中起到过重要的作用．目前研究人员已经开发出多种生物质能转换利用技术．其中。生物质能发电已成为生物质能现代化利用的重要方式之一。 我国是农业大国，生物质资源种类多，主要分布在广大农村地区，数量非常巨大，全国每年可利用的生物质能资源总量估计可达７亿ｔ标准煤以上（１１１２１。生物质能属于清洁能源，生物质能的利用可实现ＣＯ：零排放１３１，是替代煤、石油和天然气等矿物燃料的重要能源。通过各种能源转换技术，将生物质转化为高品位的电能，既可以满足农村紧迫的电力需求。提高农民生活水平，又可以改善农民居住环境。所以，开发利用生物质能。对于国家能源安全、ＣＯ：减排和社会可持续发展都具有重要意义。 收稿日期：２００８－－０４—０９。 基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）项目（２００３ＡＡ５１４０１０）。 作者简介：吴刨之（１９６５一），男，研究员，博士生导师，主要从事生物质能源技术的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｌｙｉｎ＠ｍｓ．ｇｉｅｃ．ａｅ．ｃｎ·３４· 万方数据
生物质能发电简述
生物质能发电工艺简述编写：王旭
一、发展生物质能意义 人类在经济持续发展过程中正面临着人口、资源和环境的巨大压力。能源的开发、利用与这三大因素密切相关。这一问题的核心是如何使能源、社会、经济、环境协调和可持续发展。目前，世界上使用的能源主要为矿物能源，其中包括煤炭、石油、天燃气。矿物能源的不断开发将最终导致能源短缺，矿物能源的大量使用也造成全球环境污染严重等问题。 生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。 我国生物质能研究开发工作，起步较晚。随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。 我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上生物质资源可达65亿吨/年以上。以平均热值为15,000kJ/kg计算，折合理论资源最为32.5亿吨标准煤，相当于我国目前年总能耗的3倍以上。
生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能，我国农村能源的70%是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。 二、生物质能发电工艺 生物质发电在发达国家己受到广泛重视，在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美，生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。目前国内外生物质能发电主要工艺分三类：生物质锅炉直接燃烧发电、生物质～煤混合燃烧发电和生物质气化发电。 1. 生物质锅炉直接燃烧发电 目前国内外广泛应用的秸秆直燃技术为振动炉排直接燃烧炉，该技术在国外已经有成熟经验，并已大量投产。目前国内一些锅炉厂家也拥有这项技术，但还处于起步阶段没有投产经验。 振动炉排秸秆直燃炉的工艺流程：粗处理后的燃料经给料机送入炉堂，燃料自然落入炉排前部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。燃料边燃烧边向炉排后部运动，直至燃尽，最后灰渣落入炉后的除渣口。 直燃炉易存在的问题：由于秸秆灰中碱金属和氯的含量
关于生物质发电产业基本情况的报告
关于国内外生物质发电产业基本情况的报告 生物质能源是目前世界上应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，它也是唯一可循环、可再生的炭源。生物质能发电是现代生物质能开发利用的成熟技术，是通过将生物质能直接燃烧或转化为可燃气体后燃烧，产生热量进行发电的技术。在欧美等发达国家，生物质能发电已形成非常成熟的产业，成为一些国家重要的发电和供热方式。我国是农业大国，生物质能资源非常丰富，目前我国的生物质能发电产业处于起步阶段，大力发展以农林剩余物为燃料的生物质发电产业前景广阔，发展这个产业将对我国的社会经济产生深远的影响。 一、生物质能发电概述 生物质是植物通过光合作用生成的有机物，包括植物、动物排泄物，垃圾及有机废水等，是生物质能的载体，是唯一一种可储存和可运输的可再生能源。从化学的角度上看，生物质的组成是C -H化合物，它与常规的矿物能源如石油、煤等是同类，（煤和石油都是生物质经过长期转换而来的），所以它的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能，这也是开发利用生物质能的优势之一。 我国生物质能资源相当丰富，仅各类农业废弃物（如秸秆等）的资源量每年即有3.08亿吨标煤，薪柴资源量为1.3亿吨标煤，加上粪便、城市垃圾等，资源总量估计可达6.5亿吨标煤以上。在今后相当长一个时期内，人类面临着经济增长和环境保护的双重压力，因而改变能源的生产方式和消费方式，用现代技术开发利用包括生物质能在内的可再生能源资源，对于建立持续发展的能源系统，促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。 从环境效益上看，利用生物质可以实现CO2归零的排放，从根本上解决能源消耗带来的温室效应问题。随着全球环境问题的日益严重，各国主要关心的是生物质能对减少CO2排放上的作用，加上发展速生能源作物有利于改善生态环境，不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡，对今后人类的长远发展和生存环境有重要意义，所以国际上很多国家大都把生物质能利用技术作为一种重要的未来源技术来发展，有的国家，像瑞典等欧洲国家把生物质能作为替代核能的首要选择，对生物质能的研究越来越重视。 生物质能属于低碳能源，对于逐步改变我国以化石燃料为主的能源结构具有重要作用。我国的能源生产及消费结构的共同特点是：煤炭在能源结构中长期占绝对主导地位，一般占70％以上；石油、天然气、水电等优质能源在一次能源中的比重一直在25％左右，而且随着能源供应量的增长优质能源比重近年来还有所下降。从不同地区的能源消费结构来看，由于沿海与内地经济发展水平的差异，且受运输和环境保护的制约，其能源结构也在不断优化。
生物质发电项目效益分析及政策选择
生物质发电项目效益分析及政策选择 摘 要：生物质能发电是在缓解能源紧缺问题和环境问题的必然选择，我国已将发展生物质能源开发利用列入“十 二五”规划。本文运用蒙特卡罗模拟技术对生物质能发电项目进行经济效益分析，分析政府补贴和秸秆成本对项目净现值的影响。在此基础上提出政府应该对生物质能电厂提供的支持政策以及电厂应如何加强管理来控制秸秆成本。 1.研究背景 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能存储在生物质内部的能量。生物质发电是生物质燃料直接送往锅炉燃烧，产生高温、高压的水蒸气，由水蒸气推动汽轮机将热能转化成动能、再通过发电机将动能转换成电能的过程。2011年我国发电量46037亿千瓦时，超越美国位居世界第一，对能源需求很大，生物质能开发被列为“十二五”期间重点发展项目。 2.国内外生物质能开发利用现状及我国生物质能资源状况 国内外生物质能开发利用现状。目前，生物质能占全世界总能耗的14%，数量相当巨大，是21世纪能源供应中最具潜力的能源。荷兰研究可再生能源的学者Hoogwijk预测生物质能源将在世界能源消耗中占据7~27%。20世纪70年代，世界性的石油危机爆发后，丹麦开始积极开发清洁的可再生能源，大力推行生物质发电。1990年以来，生物质发电在欧美国家开始大发展。到2011年底，全世界生物质发电总装机容量约为72GW，主要集中在北欧和美国。近10年来，丹麦新建设的热电联产项目都是以生物质为燃料，同时将过去许多燃煤供热厂改为燃烧生物质的热电联产项目。 我国生物质能发电技术比国外晚了近20年。2006年12月，我国第一个生物质能发电厂国能单县生物质发电项目正式投产。2010年3月，全国最大的生物质能电厂粤电湛江生物质发电项目正式开工建设，规划总装机容量为4×50MW机组，其中1#机组已于2011年7月底投产。2010年我国生物质能发电装机突破5GW，占总装机容量的0.5%，与发达国家差距较大。根据国家能源局规划，到2015年我国生物质发电装机将达到1300万千瓦。 我国生物质能资源状况。我国生物质能资源丰富，若全部利用可提供全国66.6%的发电量。按50%的生物质能收集 利用率算，我国生物质资源每年可转化为能源的潜力，近期约为5亿吨标准煤，远期可达到10亿吨标准煤以上。若加上荒山、荒坡种植的各种能源林，资源潜力在15亿吨标煤以上。 我国农作物播种面积约15亿亩，年产生物质约7亿吨，除部分作为造纸原料和畜牧饲料外，剩余部分可作为燃料使用。农产品加工废弃物，包括稻壳、甘蔗渣和棉籽壳等，约2亿吨。我国森林面积1.75亿公顷，每年通过正常的灌木平茬复壮、森林抚育间伐、修剪、收集采伐、造材、加工剩余物等，可获得生物质量8-10亿吨。我国畜禽养殖业粪便排放量约18亿吨，实际排出污水总量约200亿吨，可生产沼气约500亿m3;工业企业年排放有机废水和废渣约25亿m3，可生产沼气约100亿m3。 3.影响生物质发电效益的因素 大型生物质发电厂需要的秸秆量很大，装机容量30兆瓦的发电厂需要有40万亩地来提供燃料。另外，秸秆用途广泛，有饲料，造纸，成型燃料，实际上真正能供应到电厂的秸秆大为减少。生物质发电燃料是由分散的农民提供的，收集成本较高。正是这个特殊性导致生物质发电项目相比其他发电项目社会关系更为复杂。图1表述了生物质发电项目的社会关系。
生物质能发电
生物质能发电及其技术 生物质能是唯一一种既可再生又可储存运输的能源。中国生物质能在能源消费中约占20﹪但大部分仍处于低效应用和直接焚烧的状况。生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料，也可以将城市垃圾为原料，采取直接燃烧或气化的发电方式。对发电行业在当前化石燃料如煤炭、石油、天燃气等紧缺的状况下，开发并产生各种可再生能源来代替化石燃料，是世界解决能源紧缺的一种有效途径。生物质能是绿色可再生能源，生物质发电技术也精品文档，你值得期待 是绿色电力能源技术，国家出于环境保护及开发可再生能源的目的对于污染治理和绿色电力能源技术的研究和整合十分重视。由于我国生物质资源丰富可开发潜力大而且生物质能发电技术的日趋成熟，并且发展生物质绿色电能是调整能源结构实施可持续发展的战略要求。另外国内相关政策的出台将打通生物质能发电在内的绿色电力上网的瓶颈，因此生物质能发电在我国社会经济蓬勃发展的大环境下其发展走向已引起人们的关注，生物质能发电也将成为朝阳产业。 生物质有四种发电的形式。生物质直接燃烧发电生物质直接燃烧发电技术是指利用生物质燃烧后的热能转化为蒸汽进行发电，在原理上，与燃煤火力发电没有什么区别。其原理是将储藏在生物质中的化学能通过在特定蒸汽锅炉中燃烧转化为高温、高压蒸汽的内能，再通过蒸汽轮机转化为转子的动能，最后通过发电机转化为清洁高效的电能。生物质气化发电生物质气化发电技术是把生物质转化为可燃气体再利用可燃气体，燃气发电设备进行发电。其原理是将储藏在生物质中的化学能通过在特定气化炉中燃烧转化为可燃气体，再通过燃气机发电系统转化为清洁高效的电能。沼气发电技术是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术, 它将沼气用于发动机上, 并装有综合发电装置, 以产生电能和热能, 是有效利用沼气的一种重要方式。沼气多产生于污水处理厂、垃圾填埋场、酒厂、食品加工厂、养殖场等。沼气是在厌氧条件下有机物经多种微生物的分解与转化作用后产生的可燃性气体，属于生物质能的范畴，主要成分是甲烷二氧化碳，其中甲烷含量约为50%～70%，二氧化碳含量为30%～40%（容积比）还有少量的硫化氢、氮、氧、氢等气体，约占总含量的10%～20%。甲烷在空气中与火燃烧，转变为二氧化碳和水，并释放出能量。沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵或甲烷发酵，是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过种类繁多、数量巨大且功能不同的各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体（沼气）的复杂生物化学过程。生物质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。其原理是将生物质和煤一起在锅炉中燃烧转化为高温、高压蒸汽的内能，再通过蒸汽轮机转化为转子的动能，最后通过发电机转化电能。生物质和煤混合燃烧技术可分为直接混烧和气化利用两种形式。 生物质发电技术集环保与可再生能源利用于一体，受到各国政府的重视，特别是在目前能源和环保的双重压力下，从战略需求出发，各国都加大投资力度进行开发利用。生物质直燃发电技术在大规模下效率较高，但它要求生物质集中，数量巨大，如果考虑大规模收集运输，电厂的运行管理成本较高，而小规模直燃发电技术存在效率较低的问题。直燃发电技术在国外已进入推广应用阶段，但在中国还没有形成系统性研究，许多问题亟待解决。如：以秸秆为燃料容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面，严重影响锅炉换热，甚至造成腐蚀，制约生物质锅炉长期稳定运行。生物质和煤混合燃烧发电技术，规模灵活经济性较好。美国和欧盟已建设了混合燃烧示范工程，装机容量在50MW～700MW。中国还处于技术研究阶段，实际应用刚刚起步缺乏自主知识产权。该技术生产实践中仍有一些实际问题需要解决，如：燃煤锅炉燃烧温度通常介于1000℃～1250℃，高于生物质的灰熔点，容易引起结渣等。生物质气化发电技术具有有投资少，发电成本较低，灵活性好的特点，是同类技术中最具竞争力的技术之一，比较符合发展中国家的情况。但该发电技术在配套设备和系统优化集成方面
生物质能发电技术的介绍
生物质能发电技术介绍
2007年3月 我国生物质能发电技术方向探讨 来源：中国电力报
我国地域辽阔，在地理、气候、作物种类、农村经济、文化、生活习惯等方面，各个地区的差异很大，所以单一技术不可能支撑一个产业。技术的多元化是支持秸秆发电产业的基础，特别是需要国有技术的支持。 据发改委能源研究所有关专家介绍，秸秆气化发电、秸秆直燃发电、煤与秸秆混燃发电都是可以采用的技术路线。秸秆直燃发电是采用锅炉-蒸汽-蒸汽轮机-发电机的工艺路线，可以借鉴的相关技术比较多，而且可以采用热电联供的方式提高系统效率，其特点是规模效益明显，如发电装机容量小于1万千瓦，系统效率将明显下降。 煤-秸秆混燃技术的特点是可以对现有的小型热电厂进行改造，与新建电厂相比，投资很少。但是首先需要解决好电厂掺烧秸秆量的计量和监督的问题。 由于每种技术都有各自的特点，所以，不应该完全肯定或完全否定某一项技术。关键是在选择技术路线时，必须充分考虑项目所在地的实际情况，采用最适宜的技术。 生物质发电最大的问题是资源的收集，这在我国尤其困难。我国大部分地区都是以农户为农业生产单位，户均耕地占有面积很小，根据对我国粮食产量最大的五个省的统计，每年每户的秸秆可获得量仅为4～5吨。以2.5万千瓦的秸秆发电厂每年消耗秸秆20万吨计，需要从近5万户农户收购，这些秸秆还是分夏秋两季提供，意味每年需要完成近10万笔秸秆收购交易，无论对收购的组织还是收集成本控制都是极大的考验。 能源转换产业的规模效益非常明显，国外秸秆发电也有向大规模发展的趋势，但是其农业生产以农场为主，每个收购合同或收购交易可以提供的秸秆数量远远超过我国。因此，根据我国的国情，除了黑龙江、新疆等地，其他省份的秸秆发电项目规模不宜太大。 有关专家曾对收集秸秆的运输成本进行过详细的调查和测算，发现收集半径在15千米以内，其运输