秸秆发电的能源意义

2024-08-03

秸秆发电的能源意义（共4篇）

秸秆发电的能源意义篇1

中国生物质能资源非常丰富,农作物秸秆资源量超过7.2×108t,其中6.04×108t可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术,嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验,结合中国国情,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重要意义。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秸秆为低碳燃料,且硫含量、灰含量均比煤炭低,是一种较为“清洁”的燃料,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。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。据有关部门统计数据,中国在用作能源的农作物秸秆中,其中用于畜牧饲料为1.45×108t,还田肥料0.91×108t,工业原料0.14×108t,作为农民传统生活燃料的秸秆为2.8×108t,分别占总量的24%、15%、2.3%和40%。除上述用途外,还有18.7%的剩余秸秆没有任何用途,大部分被农民在田野焚烧,严重污染环境,造成生物质能源的极大浪费。

秸秆发电的意义篇2

a)农作物秸秆量大,覆盖面广,燃料来源充足;

b)秸秆含硫量很低。国际能源机构的有关研究表明,秸秆的平均含硫量只有0.38%,而煤的平均含硫量约达百分之一。且低温燃烧产生的NOx较少,所以除尘后的烟气不需要脱硫,烟气可直接通过烟囱排入大气。丹麦等国家的运行试验表明秸秆锅炉经除尘后的烟气不加其它净化措施完全能够满足环保要求。所以秸秆发电不仅具有较好的经济效益,还有良好的生态效益和社会效益;

c)各类作物秸秆发热量略有区别,但经测定,秸秆热值约为15 000 k J/kg,相当于标准煤的50%。其中麦秸秆、玉米秸秆的发热量在农作物秸秆中为最小,低位发热量也有14.4 MJ/kg,相当0.492 kg标准煤。使用秸秆发电,可降低煤炭消耗;

d)秸秆通常含有3%~5%的灰分,这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集,含有丰富的营养成分如K、Mg、P和Ca,可用作高效农业肥料;

浅谈新能源——秸秆发电篇3

关键词：秸秆发电,新能源,效益,措施

近年来中国能源、电力供求趋紧, 国内外发电行业对资源丰富、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的关注。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, 主要是利用生物质燃烧或生物质转化为可燃气体燃烧发电的技术, 主要有直接燃烧发电、混合燃烧发电和气化发电三种方式。

1 秸秆发电与燃煤电厂 (循环流化床) 的区别

1) 从燃烧原理上区别。循环流化床锅炉是悬浮燃烧。用风把燃料吹起来, 悬在炉膛中进行燃烧。秸秆锅炉是床上燃烧。燃料在炉排上燃烧, 炉排是振动炉排。因为燃料很轻, 所以秸秆锅炉的风压很低。2) 燃料上的区别。循环流化床锅炉的燃料是小于13mm的煤粒。秸秆锅炉的燃料是破碎后的秸秆, 长度一般在200mm以内。3) 从给料方式上区别。循环流化床锅炉是先通过煤仓, 然后进入全封闭胶带给料机进行给料。秸秆锅炉是在炉前专门设一个料仓, 加螺旋给料机进行给料。4) 从破碎方式上区别。循环流化床锅炉一般采用环锤式细粒破碎机。燃料通过地下给料仓输送到皮带, 然后通过皮带运输到破碎室, 破碎后再通过多段皮带进入厂房。秸秆锅炉采用多齿辊破碎, 两个多齿辊对转破碎。燃料用抓斗机直接给破碎机, 前面没有皮带。破碎后的燃料再通过多段皮带运到厂房。

2 秸秆发电的效益分析

秸秆发电将本来可能废弃的植物秸秆, 经收集处理后送到发电站的仓库, 然后送进燃烧炉, 产生电能, 并入电网。发电后产生的秸秆灰烬中含有丰富的钾、镁、磷和钙等化学成分, 可作为高效农业肥料还田利用, 也可运到钢铁公司, 作为防止钢花飞溅灼伤的材料。秸秆的碳灰质高, 产生的热能较大。秸秆发电产生一系列的经济效益、生态效益和社会效益。

1) 经济效益。有利于增加农民收入。秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。我国生物质能资源非常丰富, 农作物秸秆资源量超过7.2亿吨, 其中6.04亿吨可作能源使用。生物质发电使生物秸秆变废为宝, 同时生物质秸秆的收、储、运工作可给农村造就成千上万个新的就业岗位。2) 生态效益。有利于环境的改善。长期以来, 农作物秸秆基本上是被作为废品处理。每到收获季节, 对生态环境造成极大危害。而将这些秸秆变废为宝, 可以减少不必要的大气污染。另外, 秸秆发电是国际上发达国家普遍推行的CDM (清洁发展机制) 项目, 装机容量为12MW机组的生物质发电机组年减排当量CO2约3.85万吨, 可大幅降低全球温室气体排放, 极少有污染物 (特别是SO2) 排放。3) 社会效益。改善能源结构。我国的能源结构以煤炭为主, 约占70%左右, 燃煤严重污染环境, 急需增加清洁能源比重, 秸秆发电项目在减少直接燃烧秸秆产生大气污染的情况下, 成为清洁能源的一个有效补充。随着其在全国的推广应用, 不但可以改善能源结构, 而且对污染控制、缓解环境压力、减排温室气体起到了很大的作用。

3 开发中的阻力因素

我国的秸秆发电技术还处于示范、探索阶段, 还存在许多的阻力因素, 如:关键的技术还需要从国外引进, 成本较高, 上网电价难以支撑秸秆发电厂的正常运营, 国家和地方政府出台的可再生能源政策的可操作性还不强, 补贴渠道还不畅通等等。这些因素具体表现在:

1) 成本高。秸秆发电与其它一次性能源相比, 秸秆能源的成本投入上也还存在很大的差距。生物质发电成本远高于常规燃煤发电成本, 约为煤电的1.5倍, 主要体现在:一是起动资金高。二是机组热效率低于常规火电机组。三是燃料成本较高, 由于生物质秸秆燃料热值较低, 再加上秸秆比重轻、密度小, 体积大, 运输成本巨大, 这些都将导致燃料成本偏高。2) 技术不成熟。就现实而言, 我国用来秸秆发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备大部分依靠进口, 由于与国外生产运输方式、工作习惯和文化的差异, 很可能在技术和设备引进以后造成消化不良。另外, 由于缺乏核心技术, 投产后生物质发电企业很有可能将长期受制于国外企业。少部分全部使用国内设备的电厂由于国内设备还不成熟, , 且设备可靠性不强, 使机组不能可靠的、安全的运行。此外, 电力设计院设计的物流系统与秸秆运输与前处理等的要求也仍然有待磨合。3) 秸秆储运组织困难。与国外相比, 我国实行的是家庭联产承包制, 生物质秸秆的收购和组织面对的是千万家的小农户, 无成熟的模式或经验可循, 比较困难。a.收购难。农民多年来都是把秸秆作为生活燃料的主要来源, 出售秸秆的意识不强。加之农作物秸秆的收购往往在农村大忙季节, 收集秸秆的力量不足。b.运输难。如何把秸秆从田间地头运输到工厂车间, 不同地域、不同作物对机械的要求也是不同的, 拖拉机的马力也需要相应变化。c.存储难。秸秆收购具有很强的季节性, 无法均衡收购, 要维持企业的正常运转, 必须有半年的储存量。因秸秆比重轻, 体积大, 堆入存储场地广大, 还需一系列的防雨、防潮、防火等配套设备, 投资建设和维护费用大。

4 秸秆发电应采取的关键性措施

1) 合理选址, 保证燃料充足。从现实情况看, 燃料收集半径太大发电成本自然会高, 秸秆收集经济半径不宜超过25km, 在现阶段根据半径内燃料实际可利用量的40%确定锅炉容量。与此同时, 还要尽可能考虑锅炉使用燃料多元化保证出力。2) 加快技术进步。我国目前秸秆锅炉尚处于起步阶段, 还是以引进技术、国内制造为主, 其价格相对较高, 这对降低投资、控制工程造价是非常不利的。对于我国这样一个生物质资源非常丰富的农业大国要加快推广生物发电来说, 我国必须尽快开发具有自主知识产权的国产秸秆锅炉, 以最大限度地降低生产成本, 改进系统的经济性、可靠性和稳定性。3) 积极引导, 制定相应的扶持政策。要鼓励实现秸秆发电, 必须制定适当的价格水准, 起码是不让投资者吃亏, 这样他们才有积极性。可喜的是, 我国自2005年《中华人民共和国可再生能源法》通过后, 不断有与之相配套的法规出台, 这充分表明了我国政府鼓励发展可再生能源发电的决心和力度。

5 结语

秸秆发电的能源意义篇4

关键词：生物质能,秸秆发电,工艺技术

0 引言

生物质能作为唯一可运输并储存的可再生能源, 凭其优越的先天条件, 在强大的政策助推下, 越来越彰显华彩。而生物质能用以发电的物质, 以秸秆为主。秸秆是农作物的主要副产品, 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, 是一种低碳量、含硫量极低的清洁燃料。在我国生物质能资源非常丰富;秸秆被当成仅次于煤碳、石油、天然气的第四大能源。目前在欧美国家已把秸秆资源作为21世纪发展可再生能源的战略重点, 欧洲多个国家已建成多个秸秆直燃发电厂, 如:丹麦、西班牙、英国等。按照我国创建节约型社会的发展纲要, 我国计划到2010年发展生物质能发电量要超过300万k W, 目前秸秆直燃发电厂已列入国家级示范项目。本文就生物质能秸秆发电、可再生能源的开发与利用进行探讨。

1 秸秆发电很清洁——以某电力有限公司秸秆发电示范项目为例

农作物秸秆指玉米、水稻、小麦等一年生农作物的枝干。研究表明, 秸秆是一种很好的清洁可再生能源, 平均含硫量只有3.8‰, 而煤的平均含硫量约达1%。目前, 我国每年用于发电的煤炭高达8.5亿t。而另一方面, 我国可供直燃发电的秸秆资源量每年至少达到2亿t, 折合标准煤1亿t, 但是目前绝大部分秸秆被白白焚烧、低值利用。此外, 每年产生的稻壳、蔗渣、林木枝条等农林业废弃物, 折合标准煤高达几亿吨。这些生物质材料经加工后燃用发电, 成本比常规燃煤发电或直燃发电投资大大减少。

以某电力有限公司秸秆发电示范项目为例, 一期工程从2006年正式开工建设到正式点火, 仅用了7个月的时间。据介绍, 与国外同类产品相比, 国产锅炉的耐用性有较大程度提高, 150天才需停产清理一次锅炉, 而国外的100天就要停产清理一次。秸秆不仅具有燃烧发电的价值, 其燃烧后产生的余热、废气可就近提供给当地的工业园区使用, 降低了园区的运作成本。每年发电产生的2 000t废弃底渣, 还可以提供给当地的水泥厂生产水泥。秸秆燃烧后产生的粉尘含钾量达到10%, 达到钾肥生产标准, 每年可以收集到1万多吨。当地一家生态化肥厂从电厂就近获取原料, 不仅解决了电厂处理废料的难题, 每年还可节约资金200多万元。生产出来的绿色有机钾肥, 以较低的价格卖给农民, 又可返回农田, 真正实现了各个环节的绿色闭合。

该电力有限公司秸秆直燃发电示范项目共投资2.48亿元人民币, 每年发电量1.32亿度, 可节约标准煤10万t, 减排二氧化碳22万t。据粗略统计, 电厂的上网电价为0.63元/度, 而当地电价为0.39元/度, 每年发电的纯收益为600万~800万元, 加上余热、废气、废弃粉尘的销售收入, 估计10年内能收回投资成本。秸秆发电项目覆盖半径50km, 不仅使当地农民年人均增收500元~1 500元, 也能为当地政府提供一定的财政收入。

2 生物质能秸秆发电工艺技术

生物质能是一种清洁、易获取、可再生性强的能源。燃秸秆发电锅炉为构建生物质能循环利用系统奠定了基础。通过生物质废弃物的收集—运输—加工—储存—锅炉燃烧—并网发电—余热利用—灰渣综合利用, 形成循环经济产业链, 充分发挥秸秆的多功能作用, 产生良好的经济、社会、生态和环境效益。

2.1 秸秆的处理、输送和燃烧

发电厂内建设两个独立的秸秆仓库。每个仓库都有大门, 运输货车可从大门驶入, 然后停在地磅上称重, 秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25%, 则为不合格。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, 叉车将秸秆包放在进料输送机上;进料输送机有一个缓冲台, 可保留秸秆5min;秸秆从进料台通过带密封闸门 (防火) 的进料输送机传送至进料系统;秸秆包被推压到两个立式螺杆上, 通过螺杆的旋转扯碎秸秆, 然后将秸秆传送给螺旋自动给料机, 通过给料机将秸秆压入密封的进料通道, 然后输送到炉床。炉床为水冷式振动炉, 是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备。

2.2 锅炉系统

锅炉采用自然循环的汽包锅炉, 过热器分两级布置在烟道中, 烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高, 因此烟气在高温时 (450℃以上) 具有较高的腐蚀性。此外, 飞灰的熔点较低, 易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体, 运行中就很难清除, 就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道, 将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题, 因此, 专门设计了过热器系统, 已经用在最新的发电厂中。由国电山东龙源环保有限公司自主研发、具有自主知识产权的国内首台75t/h带外置高温过热器的秸秆发电循环流化床锅炉在山东京能2×12m W生物质发电项目中并网发电, 锅炉负荷、蒸汽温度和压力、锅炉效率等参数全部达到设计值。自投产至今两年来, 一直高效稳定商业运行, 其经济效益、环保效益、社会效益显著。

该秸秆发电循环流化床锅炉采用单锅筒、自然循环、膜式水冷壁、外置高温过热器等技术和结构, 解决了高温腐蚀、碱金属低温辐射、床层结焦、受热面积灰等一系列技术关键难题, 其整体技术已经获得5项专利, 其中1项发明专利, 4项实用新型专利。主要技术突破和创新如下:开发了国内首台高流速、高循环量、采用外置式高温换热器的75t/h秸秆发电循环流化床锅炉, 实现了生物质秸秆的减量化、无害化和资源化利用;研制出外置式高温换热装置。该装置将高温过热器置于含Cl浓度很低的旋风料腿下小型流化床换热室内, 有效防止生物质燃烧含Cl气体对受热面的高温腐蚀, 同时可通过调节小型流化床料层高度来控制过热蒸汽温度;研制出防碱金属腐蚀阻塞的宽节距、顺排对流管束, 作为蒸发受热面, 降低受热面金属壁面温度, 使得高温燃烧形成的碱金属蒸汽和碱金属低共熔点化合物易于在对流管束区域冷凝沉积下来, 这些冷凝沉积的固体颗粒比较疏松、容易清除, 可以有效防止碱金属腐蚀和后续受热面的积灰堵塞;开发了差速双螺旋变螺距秸秆加料系统, 实现了秸秆的连续、稳定和安全加料。

2.3 汽轮机系统

2.3.1 汽轮机系统

涡轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致, 汽轮机和锅炉, 协调锅炉、汽轮机和空冷凝汽器的工作非常重要。

2.3.2 空冷凝汽器

丹麦的所有发电厂都是海水冷却的, 西班牙的Sanguesa发电厂是河水冷却, 英国的Ely发电厂装有空气冷凝器。在中国, 空气冷凝器是一种很成熟的产品, 可以在秸秆发电厂中采用。

2.3.3 环境保护系统

在湿法烟气净化系统之后, 安装一个布袋除尘器, 以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25mg/Nm3, 大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。布袋除尘器为脉动喷射式, 容器由压缩空气脉冲清洁。

2.3.4 副产物

秸秆通常含有3%~5%的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集, 这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙, 可用作高效农业肥料。

3 结论

农作物是可再生资源, 推广秸秆发电具有取之不尽、用之不竭的资源优势和低廉的成本优势。农作物秸秆是一种很好的清洁可再生资源, 秸秆发电项目将具有十分广阔的发展前景, 对创建节约型社会, 发展循环经济起到十分重要的作用。因此我们可以预计, 生物质能秸秆发电在可再生能源的开发与利用中大有作为。

参考文献