我国循环流化床锅炉发展现状以及未来_李建锋
循环流化床燃烧发展现状及前景分析

循环流化床燃烧发展现状及前景分析摘要:循环流化床燃烧是20世纪50年代末期发展起来的一种新型高效清洁燃烧技术,这是利用煤中的可燃气体或固体燃料在炉内燃烧过程中所产生的热量,以固体颗粒作为输送介质,具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放低等优点。
循环流化床燃烧技术主要有两种发展趋势:一是采用炉内再循环,提高机组热效率;二是采用水冷方式,提高机组效率。
我国燃煤发电的热效率普遍不高,一般在35%~40%之间,采用循环流化床燃烧技术能够提高锅炉热效率、降低污染物排放,在燃煤电厂节能减排方面有很好的应用前景,对我国的环境保护具有重要意义。
关键词:循环流化床;燃烧;现状;前景1引言煤炭是我国的主要能源,全国煤炭总产量约占总发电量的78%,煤炭发电约占总发电量的78%,随着经济的发展和社会对电力需求的增加,我国对电力的需求逐年增长。
但目前,我国仍有约1/3的煤炭需要从国外进口。
煤是一种二次能源,其在我国能源生产中占有很大比重,但在使用过程中也消耗大量的水、煤、电等能源资源,同时也产生了大量废弃物如煤灰、尾煤、煤矸石等。
如何科学高效地利用这些资源是摆在人们面前的重大课题,随着人们环保意识和环保要求日益增强,对燃煤发电提出了更高的要求,循环流化床燃烧技术具有明显的优势。
2循环流化床燃烧的发展现状循环流化床燃烧技术是20世纪50年代末发展起来的一种新型高效清洁燃烧技术,具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放低等优点,被广泛应用于电力、冶金、化工等行业,其发展主要经历了以下三个阶段:第一阶段从20世纪60年代到80年代,为试验示范阶段;第二阶段从20世纪80年代到90年代,为技术开发阶段;第三阶段从90年代到现在,为产业化推广阶段。
经过几十年的试验研究,最终发现流化床燃烧锅炉与其它燃烧方式相比,具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放低等优点,但由于当时对循环流化床燃烧机理认识的局限,致使该技术未能得到大范围推广。
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed Boiler,CFB)技术是一种高效的燃烧设备,经过多年的发展已成为热电领域的重点推广应用技术。
本文将从循环流化床锅炉技术的现状出发,探讨其发展前景,以及面临的挑战和解决方案。
一、技术现状1.1 技术特点CFB锅炉具有循环流化床燃烧技术的独特优势:(1) 燃烧效率高:废气中低温部分的热量可以被利用,热效率可以达到96%以上,同时降低了烟气中二氧化硫和氮氧化物的排放量。
(2) 运行灵活:能够适应不同的燃烧物料,既能够燃烧固体废弃物、木屑、秸秆等生物质能源,又能够燃烧煤炭、石油焦等传统燃料,且燃烧效果良好。
(3) 净化效果好:CFB锅炉的燃烧过程中,废气中的二氧化硫和氮氧化物可以通过床层内的石灰石和其他固体脱硫、脱氮材料进行吸收。
1.2 应用领域CFB锅炉技术在能源、化工、冶金、环保等领域有着广泛的应用:(1) 电力行业:CFB锅炉可为电厂常规电机组提供蒸汽和电力,可应用于燃煤和生物质发电厂、废物处理场等。
(2) 化工行业:CFB锅炉可用于化学合成、烟气净化、制氢等化学反应过程。
(3) 冶金行业:CFB锅炉可用于钢铁、有色金属等冶炼行业的高温加热过程。
(4) 环保行业:CFB锅炉可用于污染治理领域,如焚烧废弃物、处理工业废水等。
二、发展前景2.1 国内市场需求目前,中国热电装备市场规模逐年扩大,能源需求增加,对CFB锅炉提出了更高的要求。
据分析,未来中国应用CFB锅炉的市场需求将有以下几个方面的发展趋势:(1) 大型化倾向:随着国内能源消耗的不断升级,整个行业将向大型化发展,CFB锅炉也是如此。
(2) 多燃料开发:在中国资源丰富的条件下,CFB锅炉依靠多种燃料的灵活运用,将成为未来市场上的利润佳品。
(3) 低排放:随着环保法规的日益严格,CFB锅炉也需要适应这一趋势,保证燃烧过程中废气的低排放。
2.2 技术创新CFB锅炉技术在未来几年也将面临着技术创新的压力,以满足市场的需求。
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉技术是一种利用高效循环流化床燃烧技术实现煤炭、石油焦等固体燃料的洁净、高效燃烧的技术。
其主要特点是燃料与气相、固相平衡流化,燃烧效率高、燃烧温度可控、污染物排放少。
1. 技术成熟:循环流化床锅炉技术已经经过多年的研究和发展,在我国已经建成的循环流化床锅炉装机容量已达数千兆瓦,形成了一定的产业化规模。
2. 功能完善:循环流化床锅炉技术的自动化程度逐渐提高,监控系统成熟,操作方便,运行稳定可靠。
循环流化床锅炉还具备灵活燃烧、硫捕集、脱硝、脱电除尘等多种功能。
3. 效果显著:循环流化床锅炉技术在煤炭、石油焦等固体燃料的燃烧效率上有明显改善,已实现了燃烧效率高于传统锅炉的目标。
循环流化床锅炉对污染物的排放也有明显改善,特别是对于二氧化硫和氮氧化物的排放效果显著。
4. 排放达标:循环流化床锅炉技术采用先进的脱硫、脱硝、脱电除尘等技术手段,可以有效控制燃烧过程中的污染物排放,达到甚至超过国家标准的排放要求。
1. 燃料多元化:循环流化床锅炉技术适应性强,可以适应各种固体燃料的燃烧,包括煤炭、石油焦、生物质等,未来可以实现更多种类燃料的利用,提高资源利用率。
2. 清洁化发展:循环流化床锅炉技术可以通过改进燃烧方式和燃烧设备,进一步降低污染物排放,实现更清洁的能源转换。
3. 高效节能:循环流化床锅炉技术具备灵活燃烧、高效热交换等优点,未来可以进一步提高能源的利用效率,减少能源消耗。
4. 大型化发展:循环流化床锅炉技术在我国已初步形成一定的规模,未来可以进一步发展为大型化设备,满足国家能源需求。
循环流化床锅炉技术在煤炭、石油焦等固体燃料的洁净、高效燃烧方面具有显著的优势,并且具备广阔的发展前景。
随着对环境保护要求的提高和能源利用效率的追求,循环流化床锅炉技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉技术是一种先进、节能、环保的燃烧设备,广泛应用于电力、化工、冶金和煤化工等行业。
它采用高效的燃烧方式,具有燃烧效率高、污染物排放少、对燃料适应性强等特点,因此备受青睐。
随着能源环保要求的提高和技术水平的不断提升,循环流化床锅炉技术也在不断发展。
本文将对循环流化床锅炉技术的现状及发展前景进行分析和探讨。
循环流化床锅炉是一种以固体颗粒作为燃料和热载体,在床内形成强烈的热风流动状态,通过控制空气、固体和燃料的比例,使其在高温下燃烧,从而释放出能量。
相对于传统的燃煤锅炉,循环流化床锅炉具有燃烧效率高、污染物排放少、对燃料适应性强等优点。
1. 绿色低碳能源需求将推动循环流化床锅炉技术发展随着全球环境意识的增强和碳排放量控制的要求,可再生能源和清洁能源的发展成为未来的趋势。
循环流化床锅炉技术具有燃烧效率高、污染物排放少的特点,非常适合于生物质能源、废弃物能源等清洁能源的利用。
随着绿色低碳能源需求的增加,循环流化床锅炉技术将会得到更广泛的应用和推广。
2. 技术创新将进一步提升循环流化床锅炉技术随着循环流化床锅炉技术的不断发展,技术创新也将是未来的重点。
在锅炉结构、节能技术、在线监测技术等方面,都有着广阔的发展空间。
通过提高循环流化床锅炉的燃烧效率、降低NOx等污染物排放、减少燃料消耗等方面的技术创新,将进一步提升循环流化床锅炉技术的市场竞争力。
新材料、新工艺在循环流化床锅炉技术中的应用也将带来新的发展机遇。
3. 国家政策支持将促进循环流化床锅炉技术的发展我国一直致力于节能减排和清洁生产,大力支持清洁能源和节能环保产业的发展。
国家在循环流化床锅炉技术领域的政策支持将有助于技术的快速发展。
鼓励资金投入、政策激励和技术支持等措施将会为循环流化床锅炉技术的进一步完善和推广提供有力支持。
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉技术是一种目前广泛应用于工业和能源生产领域的高效节能锅炉技术。
这种技术在燃煤、生物质和垃圾焚烧等领域都有着重要的应用价值。
本文将对循环流化床锅炉技术的现状及发展前景进行探讨。
循环流化床锅炉技术是在流化床燃烧技术的基础上发展起来的,其独特的工作原理和优越的性能使其成为了工业燃烧领域的热点技术之一。
循环流化床锅炉采用强化循环流化燃烧技术,通过气体的高速流化和固体颗粒的搅动来实现高效燃烧,从而提高了燃烧效率和节能效果。
循环流化床锅炉还可以适应多种燃料,对煤、生物质、垃圾等固体废弃物都有着很好的适应性,因此在能源生产和环保领域的应用前景广阔。
目前,循环流化床锅炉技术在我国已经得到了广泛的应用,已经形成了一定的产业规模和技术积累。
随着我国能源结构调整和环保政策的不断加强,循环流化床锅炉技术有望得到更广泛的推广和应用。
在燃煤电厂领域,循环流化床锅炉技术已经成为了主流技术,其使用寿命长、安全性高、排放清洁等优点使其受到了众多企业和政府的青睐。
循环流化床锅炉技术也在生物质能源利用和垃圾焚烧等领域有着广阔的应用前景,可以有效地解决我国在生态环保和资源利用方面的问题。
未来,随着科技的不断进步和能源环保要求的不断提高,循环流化床锅炉技术有望迎来新的发展机遇。
随着技术的不断创新,循环流化床锅炉的性能将得到进一步提升,燃烧效率和节能效果将得到进一步提高,从而更好地满足国家的节能减排政策要求。
在生物质能源和废弃物焚烧领域,循环流化床锅炉技术也将得到更广泛的应用,成为生态环保和资源利用的重要手段。
在循环流化床锅炉技术的配套领域,如脱硫、脱硝、除尘等设备的技术也将得到进一步发展,为循环流化床锅炉技术的应用提供更为完善的解决方案。
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉技术是一种先进的锅炉燃烧技术,具有节能、环保、高效、安全等特点,被广泛应用于发电、热水供应等领域。
本文将介绍循环流化床锅炉技术的现状以及未来发展前景。
1、技术特点循环流化床锅炉技术以煤炭、煤屑、废热、废料等非化石能源为主要燃料,通过高速风流使燃料在炉内均匀分布,从而使燃料的燃烧充分、热效率高。
该技术具有以下特点:(1)熄火、剧烈爆炸等现象很少发生,能够保证燃料的可靠燃烧,从而减少污染排放。
(2)燃料颗粒大小范围较广,可处理不同种类的燃料。
(3)含硫、含氯等有害成分的排放量明显降低,可以达到环保排放标准。
(4)炉内温度均匀,使用寿命长,可靠性高。
(5)锅炉采用循环式加料,自动控制,操作简便。
(6)应用范围广泛,可以用于发电、热水供应、工业锅炉、化工等领域。
2、技术应用循环流化床锅炉技术已经被广泛应用于国内外的发电和热水供应等领域。
在中国,国内已有一些大型发电厂采用循环流化床锅炉技术。
例如,湖南金山电厂、山西黄陵发电厂以及华能大兴发电厂等发电厂都采用了循环流化床锅炉技术。
3、技术进展随着技术的不断进步,循环流化床锅炉技术也在不断完善。
近年来,循环流化床锅炉技术的主要进展包括以下方面:(1)热效率提高:目前循环流化床锅炉技术的热效率已经达到了 85%以上,在很大程度上节约了能源。
(2)技术可靠性提高:现代循环流化床锅炉技术采用先进的控制系统,可以实现全自动化控制,使得技术可靠性大大提高。
(3)减少污染排放:近年来,循环流化床锅炉技术在减少污染排放方面也取得了重大进展。
例如,采用低氮燃烧技术和脱硝技术等措施可以大幅减少氮氧化物的排放量。
循环流化床锅炉技术应用范围十分广泛,可以应用于电力、冶金、化工、建材、纺织、食品等多个行业。
随着技术的不断发展,循环流化床锅炉技术将会在更多行业中得到应用。
2、技术创新推动行业进步循环流化床锅炉技术的不断创新和发展将推动整个燃热行业的进步。
中国大型循环流化床锅炉机组运行现

脱硫设备投运率
平均脱硫效率
脱硫设备投运率 % 脱硫效率 %
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2004 2005 2006 2007
年份
100
80
60
系列1
40
20
0 2004 2005 2006 2007 年份
2.2135MWe级循环流化床机组环保性
污染物排放水平
灰渣综合利用率
CFB
77.51 5.63 9.44 353.86 2.34 100 93.46 299.43 93.29
PC
78.23 0.89 5.67 338.79 2.6 ﹥50 93.56 185.58/﹥1000 500~1200
结论
▪ (1)循环流化床锅炉的特有优势决定了其在我国得到了迅速发 展,大量装备的循环流化床锅炉对于优化我国电力结构、改 善电力供应品质、提高我国整体资源利用效率以及降低污染 物排放方面发挥出了重要的作用。
▪ (2)循环流化床锅炉的劣质燃料综合利用特性以及环保性能 是常规煤粉锅炉所不能比拟的。
▪ (3)循环流化床锅炉机组的经济性与其负荷率有着密切的联 系,因此,为了提高循环流化床锅炉电厂的效益,有必要提 高这部分电厂的上网电量,这有利于整个行业的发展。
▪ (4)循环流化床锅炉在厂用电率、供电煤耗、点火耗油量等 经济性指标上略逊于同级别的煤粉锅炉,这也是今后循环流 化床锅炉发展过程中所需要解决的问题。循环流化床锅炉朝 着大型化、高参数发展的一个重要原因是能够有效降低供电 煤耗。
1、装备现状
▪ 135MWe级已投运机组加上拟在建的在200台 以上(400~490t/h)。
▪ 300MWe级已投运13台。 ▪ 300MWe级在建与拟在建机组40多台。 ▪ 总装机容量约6400万千瓦。
循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景【摘要】循环流化床锅炉技术是一种高效和环保的燃烧技术,在能源领域具有重要的应用价值。
本文首先介绍了循环流化床锅炉技术的基本原理,包括气固两相流动和传热方式。
接着探讨了循环流化床锅炉技术的优势与特点,如燃烧效率高、烟尘排放少等。
然后分析了当前循环流化床锅炉技术的应用领域,如电力、化工等行业。
接下来讨论了循环流化床锅炉技术的发展趋势,以及在环保领域的应用前景。
最后总结了循环流化床锅炉技术的未来发展方向和市场前景,强调了其重要性和潜力。
循环流化床锅炉技术将在未来得到更广泛的应用,为我国能源结构转型和环保减排做出重要贡献。
【关键词】循环流化床锅炉技术、现状、发展前景、基本原理、优势、特点、应用领域、发展趋势、环保领域、应用前景、未来发展方向、市场前景、重要性。
1. 引言1.1 循环流化床锅炉技术的现状及发展前景循环流化床锅炉技术是一种先进的燃烧技术,具有高效、节能、环保等优点,在工业领域得到广泛应用。
随着环保意识的不断增强和能源结构的调整,循环流化床锅炉技术的发展前景备受关注。
循环流化床锅炉技术的基本原理是通过循环流动的流体化床,在适当的温度和压力下,使燃料在气流中燃烧,同时有效控制燃烧过程中产生的污染物排放。
这种独特的燃烧方式不仅提高了燃烧效率,还减少了污染物的排放,符合现代工业对能源利用效率和环保要求的双重标准。
当前循环流化床锅炉技术已经广泛应用于电力、化工、钢铁等领域,为企业节能减排提供了有效手段。
未来,随着技术的不断创新和完善,循环流化床锅炉技术将更加普及和深入,成为工业领域不可或缺的重要技术之一。
循环流化床锅炉技术在环保领域的应用前景广阔,可以有效减少大气污染物的排放,提高空气质量,助力生态环境保护。
未来,循环流化床锅炉技术将持续发展壮大,为实现清洁能源、节能减排做出更大贡献。
2. 正文2.1 循环流化床锅炉技术的基本原理循环流化床锅炉技术的基本原理是指在循环流化床内,通过气体或液体的流化作用将固体颗粒悬浮并使其呈现类似于液体的状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
我国循环流化床锅炉发展现状以及未来李建锋 郝继红 冀慧敏 杨迪 黄海涛(全国电力行业 CFB 机组技术交流服务协作网,北京 100038)【摘要】总结了我国循环流化床锅炉机组的装备现状,同时根据循环流化床锅炉的特点,分析了循环流化床锅炉在生物质能的利用、烟气余热利用方面的特有优势,为循环流化床锅炉行业在我国的发展提供了有益的参考。
【关键词】循环流化床;锅炉;生物质能;烟气余热利用1 我国循环流化床锅炉发展现状循环流化床(CFB)锅炉因为其燃料适用性广、负荷调节性强以及环保性能优良而得到了越来越多的重视。
在我国能源与环境的双重压力下,循环流化床锅炉在我国得到了快速的发展。
据全国电力行业 CFB 机组技术交流服务协作网(CFB 协作网)统计,我国现有不同容量的循环流化床锅炉近 3000台,约 63000MW 的容量投入商业运行,占电力行业中锅炉总台数的三分之一强。
截止到目前,这些机组中,410-480t/h(100-150MW)等级循环流化床锅炉达到 150 多台,已投运的 300MW 循环流化床锅炉机组达到了 13 台。
与此同时,我国在建与拟建的 300MW 循环流化床锅炉机组也已超过了 50 台,超过了世界上中国之外的总和;目前我国最大的江西分宜发电有限公司的 330MW 循环流化床机组正在调试过程中,即将开始进行 168 小时试运转。
根据计划,600MW 超临界循环流化床锅炉机组将于 2010 年前后投产。
因此,可以预见,循环流化床锅炉将会在我国得到更大的发展[1]。
大量循环流化床锅炉机组的装备对于优化我国电力结构、改善电力供应品质、提高我国整体资源利用效率以及降低污染物排放方面发挥出了不可替代的作用。
2 循环流化床锅炉的特点循环流化床 (CFB) 锅炉最为突出的特点主要有以下几个方面:燃料适用性广、环保性能优良以及负荷调节性强。
2.1 循环流化床锅炉的燃料适应性循环流化床锅炉机组的燃料适应性广的主要含义是指对于循环流化床这种锅炉来说,它可以适应很多种燃料,比如各种燃煤、煤矸石、石油焦、生物质以及有机垃圾等,但是对于一台已经设计好的锅炉来说,它的燃料是一定的,也就是说在燃用这种设计燃料的时候,其性能发挥最为出色,而随着燃料特性与设计特性的偏离,其性能会有很大的限制,因此不能够将循环流化床锅炉的燃料适应性无限夸大。
当然,与此相对比,煤粉锅炉如果燃料特性与设计特性相差太远,可能会面临无法运行的状况,这也是循环流化床对煤粉锅炉的优势之一。
根据 CFB 协作网的统计,我国已投运循环流化床锅炉机组的燃料种类繁多,包括无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤以及煤矸石等;从燃料的特性上看,发热量11147-23360kJ/kg、含灰分量 20-55%、挥发份含量 5-40%、含水量 ≤35% 的燃料在循环流化床锅炉里面都可以得到充分的利用。
因此从上面的这些数据来看,循环流化床锅炉机组的燃料适用性非常广泛。
2.2 循环流化床锅炉的环保性能循环流化床锅炉由于能够采用低温燃烧以及炉内脱硫技术,所以其烟气中 NOx 以及 SO2 的产生量都很低。
见图 1[2]。
图 1 给出了 CFB 协作网统计的 135MWe 级循环流化床锅炉机组烟气中 SO2 以及 NOx 的平均排放浓度,从图 1 中可以看出,循环流化床锅炉机组不仅污染物的排放浓度低,而且随着人们环保意识的加强,烟气中污染物的排放浓度有进一步下降的趋势。
此外,据 CFB 协作网统计,2007 年循环流化床锅炉机组 SO2 排放浓度平均值最低值不足 50mg/Nm3,而 NOx 排放浓度不足 15mg/Nm3。
图 1 135MWe 等级 CFB 锅炉的 SO2 与 NOx 排放2.3 循环流化床锅炉的负荷调节性循环流化床锅炉由于炉内布风板上有大量的循环床料积蓄大量的热量,因此其在小负荷的状况下也能够点燃进炉燃煤,所以也就能够在低负荷下较好的保持运行状态,见表 1。
表 1 部分 300MWCFB 锅炉机组的最低负荷电厂名称机组编号最小负荷范围[MW]四川白马循环流化床示范电站有限公司1——秦皇岛发电有限责任公司1≤802≤80大唐红河发电有限责任公司1≤1052≤105国电开远发电有限公司7≤1058≤105云南华电巡检司发电有限公司6——从上表中可以看出,循环流化床锅炉机组的最小连续运行负荷可以达到不足设计负荷的 1/3,这在电网负荷的调峰中能够发挥出很大的作用。
3 循环流化床锅炉在生物质能利用方面的优势3.1 我国生物质能总量与利用现状目前,在可再生能源中,生物质能是非常具有开发潜力的一种。
生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的、以生物质为载体的能量。
生物质能是人类使用的最古老的能源,也一直是人类赖以生存的重要能源。
目前它仅次于煤炭、石油和天然气而位居于世界能源消费总量的第四位,在整个能源系统中占有重要地位,未来生物质能更会成为支柱能源之一。
生物质资源一般包含农业废弃物,比如秸秆、粮食加工废弃物等;林业剩余物以及城市生活垃圾等。
其中农业废弃物即农作物秸秆是最有开发潜力的生物质能资源。
中国农作物秸秆总产量基本稳定在 6 亿吨左右。
农作物秸秆的主要去向有生活燃料、饲料、肥料和工业原料。
其中作为饲料的秸秆占总资源量的 24%,约 1.44 亿吨;直接还田作为肥料的占 15%,约 0.9亿吨;约 2.3%,0.14 亿吨的秸秆被用作了工业原料。
除此之外,占总秸秆量 58.7% 的 3.52 亿吨秸秆可以作为能源使用。
而由于林业资源废弃物的使用,这 3.5 亿吨的秸秆只有近 2 亿吨被中国农民在民用炉灶内直接燃烧用于炊事和采暖,其余至少 25%,约1.5 亿吨的秸秆被露天焚烧或废弃,其中露天焚烧的秸秆约为 5000-7000 万吨,这既浪费了资源又严重总第 71 期1污染了环境,在焚烧现象较为严重的地区,焚烧过程所产生的烟尘甚至影响了飞机的起降。
尤其是近年来,由于中国农村经济的发展和生活水平的不断提高,人们的消费观念以及消费方式有了很大的改变,农民越来越多地开始使用矿物燃料,因此焚烧的秸秆资源量也在不断增加。
目前,露天焚烧现象越来越多地引起了社会的关注。
因此将没有得到充分利用的秸秆进行发电,既可以降低燃煤消耗,保护环境,又能够增加农民收入,提高社会主义新农村建设步伐,利国利民。
目前较大规模的,在商业上作为能源来利用农作物秸秆的方式主要有:生物质秸秆直燃发电、生物质秸秆气化等。
生物质秸秆直燃发电一般是利用锅炉设备采用直接燃烧的方式将生物质能转化为热能,再将热能转换为电能的过程,此时可以是纯粹的生物质燃烧,也可以是和燃煤等其他燃料在一起混燃。
作为生物质秸秆电厂,考虑到生物质的收集、储存以及运输等因素,装机容量不可能太大,因此机组效率低下;又由于纯烧生物质秸秆所带来的锅炉腐蚀因素,所以锅炉换热面必须采取一定的防腐措施,这些因素导致了这种发电方式投资巨大,约 1 万元/千瓦,而且运行费用较高。
生物质气化又分为化学方式和生物方式,化学气化为在气化炉内通过不完全燃烧的方式将生物质转化为可燃气体,然后再利用可燃气体去发电。
采用这种方式利用的时候,气化炉的转化效率比较低,生产出来的气化气热值很低,而且气化过程中的所产生的焦油也很难处理。
现在大规模的秸秆生物气化装置还没有得到大范围的推广。
3.2 循环流化床锅炉混烧生物质秸秆分析从能量利用的角度来看,利用现有的循环流化床锅炉进行生物质混燃的主要优势有以下几个方面: (1)利用效率较高,采用混燃发电的方式可以使生物质能以大机组的效率进行高效利用,因此效率远高于生物质直燃电站。
(2)循环流化床锅炉机组由于燃料适应性广,因此对生物质秸秆的品种和与燃煤的配比方面较为灵活,尤其是当锅炉设计煤种为烟煤而实际煤种为无烟煤或贫煤的时候,无烟煤或贫煤经过与秸秆的适当配比可以使得配出的燃料具有烟煤的特性,更有利于锅炉运行。
(3)设备改造投资较低,锅炉本体几乎不需要做大的改动,紧紧需要改动相应的辅机设备以及安装检测计量装置即可。
(4)混烧比例可调,能够防止直燃电站所面临的秸秆价格飞涨问题。
(5)利用生物质秸秆进行点炉可以节省大量燃油,这对于提高电站的经济性是非常有利的。
(6)有可能将混烧秸秆做成 CDM 项目,从而进一步提高电厂效益。
(7)有利于推动国家制定相关混烧鼓励政策,进一步推动混烧工作的开展。
综上所述,循环流化床锅炉开展生物质秸秆的混烧是利用生物质能的一个很好途径。
基于此,CFB 协作网将利用行业协会的平台优势,通过国外公司合作,积极推动混烧工作在中国的开展,并努力将之做成 CDM 项目[3]。
4 循环流化床锅炉尾部烟气余热利用研究前文已经说过,循环流化床锅炉在烟气污染物排放方面具有突出的优势,因此有必要研究循环流化床锅炉在尾部烟气余热利用方面的优势。
目前排烟热损失是电站锅炉热损失中最大的一个方面,因此如果能够将排烟热损失得以充分利用,对于提高锅炉整体效率具有特别重要的意义。
循环流化床锅炉因为采用炉内脱硫的燃烧方式,因此其天然 SO2 排放浓度将大大低于煤粉锅炉,与此相对应,因为烟气中 SO2 浓度的降低,必将导致SO3 浓度的降低,有文献指出,循环流化床锅炉的烟气中 SO3 浓度不足 7ppm[4],这样低浓度的 SO3 必将使得排烟酸露点温度大大降低,甚至可以降低到90℃ 以下。
相比较煤粉锅炉,循环流化床锅炉因为风机出口压头较高,达到 20kPa 以上,所以风机出口空气温度可以比环境温度提高约 20℃,如果在循环流化床锅炉空气预热器设计上忽略了这一点,那会导致排烟温度进一步增高,从而显著降低锅炉效率。
2007年,我国运行的 135MW 级循环流化床锅炉排烟平均温度接近 140℃,见图 2[2]。
因此如果能够将循环流化床锅炉排烟温度降低到 100℃ 以下,我国循环流化床锅炉将平均提高锅炉效率在 2% 以上,节能非常明显。
图 2 135MWe 等级 CFB 锅炉排烟温度目前广东新会双水发电有限公司已经对循环流化床锅炉机组的烟气余热进行了利用,他们采用吸收式制冷机组,利用烟气余热制冷,供应全厂空调使用,效益十分显著。
今后,CFB 协作网将进一步研究并推广循环流化床锅炉烟气余热利用方式,以更进一步推动行业发展。
5 循环流化床锅炉其他方面改进工作的研究5.1 石灰石与燃煤直接混合入炉研究目前循环流化床锅炉机组的脱硫方式为采用独立的石灰石系统,利用石灰石系统将石灰石粉末喷入炉膛,从而达到脱硫效果。
但是从实际运行效果来看,石灰石系统出现过很多故障,比如给料困难、磨损等,这大大影响了锅炉脱硫效率。
CFB 协作网经过调研后认为,如果采取去掉石灰石系统,而是将燃煤与石灰石粉末直接混合后经过煤仓供给锅炉可能是更好的方式。