秸秆发电的意义

秸秆发电的意义（精选8篇）

秸秆发电的意义 篇1

秸秆已经被认为是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源,推广秸秆发电,将具有重要意义:

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;

e)作为燃料,煤炭开采具有一定的危险性,特别是矿井开采,管理难度大。农作物秸秆与其相比,则危险性小,易管理,且属于废弃物利用。

秸秆发电的意义 篇2

【关键词】罗茨风机;旋转卸料阀;螺旋输送机;布袋除尘器

0.引言

在当前大力提倡节约环保的大环境下，秸秆的废物利用也一直是人们精心研究的课题， 秸秆发电，就是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式。秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤。秸秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等的出台，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速增长趋势。

1.主要工艺流程

秸秆发电一般分为燃料准备阶段和燃料输送阶段。进入燃料仓之前的秸秆处理生产线为燃料准备阶段，从燃料仓到炉前这个阶段为燃料输送阶段。

1.1 燃料准备阶段的工艺流程

秸秆通过皮带输送线（上料）→切碎机（粗加工）→锤磨机（细加工）→旋风分离器（分离切碎的秸秆和粉尘，秸秆进入料仓）→布袋除尘器（粉尘回收、气体排放）

燃料准备阶段：秸秆成捆运送至燃料准备车间，经过探测仪进行秸秆含水量检测，任何一包秸杆的含水量超过25%，则为不合格，合格后的秸秆通过输送线运送至切碎机进行粗加工。

切碎机的工作原理是切碎机有一个旋转的进料斗，内含电机（分别驱动几十把切刀），把秸秆切成小于100cm的小段，经过底部出料螺旋输送器向外输送。进入连接管道。经过气力输送，在输送过程中经过石块分离去除石头和固体废物后，秸秆进入到锤磨机进行细加工。经过锤磨机处理后的秸秆长度小于15cm。

从锤磨机出来的秸秆碎片通过气力作用传输进入旋风分离器，旋风分离器的工作原理是：当含杂质物料沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的秸秆在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落至设备底部，从设备底部进入到专门储存秸秆的燃料仓。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至进入布袋除尘器。旋转卸料阀在使用中的主要用途：(1)旋转卸料阀常用在气力输出系统中,对于压力输出系统或负压输出系统,旋转卸料阀可以均匀,连续地向输料管供料.以保证气力输出管内的气、固体比较稳定, 从而使气力输送能正常工作, 同时,又能将卸料阀的上、下部气压隔断而起到锁气作用。因此，旋转卸料阀是气力输送系统中常用的重要部件。(2)当上部料仓的物料靠自重落下充填在叶片之间的空隙中,随叶片的旋转而在下部卸出.因此，旋转卸料阀可以定量而连续地卸料。(3)旋转卸料阀可以用在收集物料系统中,作为料仓的卸料器。

布袋除尘器的工作原理是：气体由进气口进入滤袋室，含尘气体透过滤袋为净气进入净气室，在经净气室排气口由风机排走。粉尘积附在滤袋的外表面，且不断增加，使布袋除尘器的阻力不断上升，为了使布袋除尘器能继续工作，需定期清除滤袋上的粉尘，清灰是由程序控制器定时顺序启动脉冲阀，使气包内压缩空气由喷吹管孔喷出，通过文氏管诱导数倍于一次风的周围空气进入滤袋，在瞬间急剧膨胀，并伴随着气流的反方向作用抖落粉尘，达到清灰的目的。气力输送由一台高压风机作为动力。

1.2燃料输送阶段的工艺流程

秸秆通过位于燃料仓下部平面布置的由变频电机驱动的横向排放螺旋输送机驱动进而送入一个纵向螺旋输送机。从纵向螺旋输送机出来的燃料进入出料口的旋转气阀。通过一次风机（罗茨风机），将从位于燃料仓的下部出料口出来的燃料以气动的形式分别送入燃烧器进行燃烧。

螺旋输送机的工作原理：螺旋输送机一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成。螺旋输送机如同一根旋转的螺旋轴，带动物料沿其轴向移动，当螺旋体连续旋转时则物料也连续输送。无轴螺旋体为较厚的带状叶片，叶片成螺旋状焊接在输送管上。通过驱动端驱动，中间无轴。通过旋转的螺旋叶片将物料推移前行。使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力。螺旋输送机可中间多点装料。在使用时必须注意的是，有数台输送机串联运行时，应从卸料端开始，顺序起动。全部正常运转后，方可入料. 停车前必须先停止入料，等输送机上存料卸尽方可停车。

罗茨风机的工作原理：罗茨风机是一种恒转矩高压风机，其工作的主要参数是风量，输出的压力随管道和负载的变化而变化，风量变化很小。它是利用一对相互啮合的齿轮进行空气的吸入和排出。每转一周就排出一定体积的气体。不受管道阻力的影响。属于恒流量风机，也称定容式风机。而普通的离心风机属于恒压风机，工作的主要参数是风压，输出的风量随管道和负载的变化而变化，风压变化不大。故在需要恒流量的情況下选用罗茨风机作为燃料输送阶段气力输送的动力。

由于管道输送距离长，所以在输送管道上要均匀布置一些压力传感器，和相对应的加速器电磁阀。其功能为当传感器显示为压力过大时，表明此点管路堵塞，应自动开启电磁阀往里吹气，用于疏通管路。输送管道终点即燃烧器前应设置快关阀，用于紧急事故时的保护。

燃料仓底部的螺旋输送机采用变频器控制，便于调整速度，满足生产节拍，变频器输出一个反馈的电流信号给控制系统。横向螺旋输送器的工作频率，由控制系统输出一个4~20mA信号给变频器作为整定。螺旋输送机可正反转，反转只用于手动、维修时。在燃料仓内相应位置布置料位传感器和温度传感器，料位传感器采取三取二的办法，即三个指示器有两个指示高点就可视为料仓料位高，两个指示低点就可视为料仓料位低。料位指示高时，停上游燃料准备线。料位低时报警。温度传感器同样采取三取二，即两个高为高。当温度高于70℃时报警，90℃时启动连锁保护，开启事故喷水阀。快关阀前和输送管线入口处也各设置3个温度传感器，工作中如果发现有两个温度传感器超温，则开启报警，关闭上游进料阀，3分钟后关闭罗茨风机，再关闭炉前快关阀。输送管线入口处如果检测到超温，则立即关闭上游进料阀。

由于这套设备电机功率大，安装分散，传送距离远。所以在电气控制上要有相应的保护。

整套控制系统包括一台现场控制站及一台工程师站、程序控制采用PLC和电厂的DCS系统相结合。以实现数据采集、顺序控制、回路控制、设备连锁保护。

工程师站完成系统组态，程序下装等功能，完成所有工艺点的数据采集处理和生产过程的监视，功能包括：流程画面显示、工艺参数在线监视、报警打印、参数设定等。在控制柜上有“ 就地/远控 ”选择旋钮，当选择就地时，可直接操作电器柜上按钮来控制电机启停。当选择远控时，电器柜上按钮不起作用，可在显示屏上操作。用显示屏操作可分“ 程控/手动 ”两种选择，程控为风机按逻辑顺序依次自行启停，手动为单独点动各电机启停。

燃料准备线设备的启动顺序是燃料仓料位不高→旋转卸料阀→布袋除尘器→高压风机→锤磨机→切碎机输送螺旋→切碎机主电机→切碎机旋转料斗→进料输送机

燃料输送线设备启动顺序应该是炉前快关阀→罗茨风机→进料阀→纵向螺旋输送机→横向螺旋输送机

其中罗茨风机的启动条件：(1)炉前快关阀开启；(2)快关阀附件3个温度传感器其中两个温度值在70℃以下；(3)罗茨风机运行1分钟后进料阀才能开启；(4)进料阀停止运行3分钟后才能停罗茨风机；(5)如果工作中发现炉前有两个温度传感器超过70℃，则开启报警，关闭进料阀，3分钟后关闭罗茨风机，再关闭炉前快关阀；(6)如果罗茨风机故障停机，则开启报警，关闭进料阀，关闭炉前快关阀。

由于设备是在电厂运行，电网抗启动冲击能力较强，故电机功率小于100KW的设备启动时可直接启动，大于100KW的设备采用软启动器启动。有调速需要的可采用变频器。

当电机功率较大时，输出信号应采用中间继电器,为避免大功率电机同时启动对电网干扰太大,故电机依次启动时，15KW以上的间隔应大于30秒。任意设备故障停机，其上游设备连锁停。

2.结论

秸秆发电的能源意义 篇3

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。

秸秆发电的阻力因素 篇4

a) 成本高。秸秆发电是一个全新事物, 对于价格水平, 国内还没有参照系数。从目前实践情况看, 与其它一次性能源相比, 秸秆能源成本投入上也还存在很大差距。据有关权威部门测算, 在现有技术水平下, 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: (a) 起动资金高; (b) 机组热效率低于常规火电机组; (c) 燃料成本较高;

b) 技术缺陷。就现实而言, 中国用来秸秆发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备绝大部分依靠进口, 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, 使机组无法安全、稳定、满发运行;

c) 储运不便。与国外相比, 中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小农户, 无成熟模式或经验可循, 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。特别是一些发达地区的农户, 因秸秆收购价达不到他们的期望值, 积极性不高。加之农作物秸秆收购往往在农村大忙季节, 收集秸秆的力量不足; (b) 储存难。秸秆收购具有很强的季节性, 无法均衡收购, 要维持企业正常运转, 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。

秸秆发电的锅炉系统 篇5

秸秆发电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。由于秸杆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, 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, 并在国际上的大多数秸杆发电厂中得到运用。

秸秆发电及全球现状 篇6

秸秆是一种很好的清洁可再生能源, 是最具开发利用潜力的新能源之一, 具有较好的经济、生态和社会效益。秸秆发电, 就是以农作物秸秆为主要燃料的一种发电方式, 又分为秸秆气化发电和秸秆燃烧发电。

现在以秸秆发电等可再生能源已占丹麦能源消费量的24%以上。丹麦BWE公司是享誉世界的发电厂设备研发、制造企业之一, 长期以来在热电、生物发电厂锅炉领域处于全球领先地位。丹麦BWE公司率先研发的秸秆生物燃烧发电技术, 迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在这家欧洲著名能源研发企业的技术支撑下, 1988年丹麦诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。目前丹麦已建立了13家秸秆发电厂, 还有一部分烧木屑或垃圾的发电厂也能兼烧秸秆。BWE公司的秸秆发电技术已走向世界。瑞典、芬兰、西班牙等国由BWE公司提供技术设备建成了秸秆发电厂, 其中位于英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂, 装机容量3.8×104k W。到2006年, 秸秆发电在欧洲, 尤其是北欧的一些国家已有近20年的历史。20世纪70年代爆发世界第一次石油危机后, 能源一直依赖进口的丹麦, 在大力推广节能措施的同时, 积极开发生物质能和风能等清洁可再生能源, 到2006年, 秸秆发电等可再生能源已占丹麦能源消费量的24%以上。《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》分别于1992年和1997年出台后, 为了建立清洁发展机制, 减少温室气体排放, 丹麦进一步加大了生物质能和其他清洁可再生能源的研发利用力度。丹麦BWE公司是享誉世界的发电厂设备研发、制造企业, 长期以来在热电、生物发电厂锅炉领域处于全球领先地位, 该公司率先研发的秸秆生物燃烧发电技术, 一直到21世纪初期, 在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在这家欧洲著名能源研发企业的技术支撑下, l988年丹麦诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。

浅谈秸秆发电技术 篇7

随着经济的快速增长和人民生活水平的不断提高,中国正面临着资源和环境的双重压力。从人均化石能源资源量看,中国煤炭、石油、天然气资源分别只有世界平均水平的60%、10%、5%。从能源生产和消费来看,目前,中国已经成为世界上能源生产和能源消费的第二大国,由此带来的能源安全和环境问题日益突出,中国节能减排的压力越来越大。为了缓解能源短缺、改善环境、扩大乡镇产业规模、促进循环经济的发展,中国必须大力开发利用包括风能、生物质能、太阳能、地热和海洋能等可再生能源[1]。

生物质直接燃烧发电(简称生物质发电)是目前世界上仅次于风力发电的可再生能源发电技术。秸秆发电是生物质能源利用中最具开发潜力和利用规模的1种形式,已引起世界各国政府的高度关注。秸秆发电既有社会效益又有经济效益,且能保护生态环境,改善中国的能源结构。

1 生物质能源

生物质能源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,是取之不尽、用之不竭的可再生能源,也是唯一1种可再生的碳源。

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。据生物学家估算,地球陆地生产1 000×108t/a~1 250×108t/a,海洋生产500×108t/a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。中国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3×108t。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。

2 生物质发电技术

生物质发电技术是利用生物质能转化为电能的1种技术,是可再生能源发电的1种,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、沼气发电等,其中,最主要的是利用农作物秸秆作为发电燃料,因此,又称为秸秆发电技术。

生物质发电起源于20世纪70年代。当时,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,大力推行秸秆等生物质发电。如今,国土面积只有中国山东省面积1/4的丹麦,已建立了15家大型生物质直燃发电厂,提供丹麦全国5%的电力供应。自1990以来,生物质发电在欧美许多国家开始大发展,特别是2002年,约翰内斯堡可持续发展世界峰会以来,生物质能的开发利用正在全球加快推进。截至2004年,世界生物质发电装机已达3 900×104k W,发电量约2 000×104k W·h/a,可替代标煤7 000×104t,是风电、光电、低热等可再生能源发电量的总和。

3 秸秆发电技术

秸秆是很好的清洁可再生能源,每2 t秸秆的热量值就相当于1 t标煤,在生物质的再生利用过程中排放的CO2,与生物质再生时吸收的CO2达到平衡,具有CO2零排放的作用,对缓解和最终解决温室效应问题具有很大的贡献。秸秆发电技术主要包括以下3种。

3.1 秸秆直接燃烧发电

直接燃烧发电是指把秸秆原料送入特定的蒸汽锅炉中,生产蒸汽驱动蒸汽轮机,带动发电机发电的过程。目前,全中国有10多个生物质能直燃发电工程项目在建,装机规模超过200 MW。

3.2 秸秆混合燃烧发电

混合燃烧发电是指将秸秆用于燃煤电厂中,使用秸秆和煤的混合燃料进行发电,其主要方式有,a)将秸秆原料直接送入燃煤锅炉中,与煤共同燃烧;b)先将秸秆原料在气化炉中气化成可燃气体,再送入燃煤锅炉中与煤共同燃烧产生蒸汽。这2种方式中,生物质原料的预处理技术是非常关键的,被处理过的生物质原料才能符合燃煤锅炉或气化炉的要求。

3.3 秸秆气化发电

将秸秆在缺氧状态下燃烧,发生化学反应,生成高品质、易输送、利用效率高的可燃气体,气体经过净化供给内燃机或者小型燃气轮机,带动发电机发电。秸秆气化发电工艺流程复杂,难以实现大型化,主要用于较小规模的发电项目。

中国幅员辽阔,各地农村条件差异很大,且经济发展水平参差不齐。因此,发展秸秆发电产业,不能采取单一的模式,应根据当地秸秆等生物质原料的种类和特点,针对不同的用途,因地制宜地采用不同的发电技术,鼓励秸秆发电的多样化,在规模上应大中小同时并举。

4 秸秆发电的优势

秸秆已经被认为是新能源中最具开发利用规模的绿色可再生能源,推动秸秆发电的主要优势有:a)农作物秸秆量大,覆盖面广,燃料来源充足;b)秸秆含硫量低。秸秆平均含硫量只有0.38%,煤的平均含硫量约达1.0%,且低温燃烧产生的NOx较少,除尘后的烟气不用进行脱硫。丹麦等国家进行的试验表明,秸秆锅炉除尘后的烟气不加其他净化措施完全符合环保要求;c)秸秆的发热量较高,经测定,秸秆热值约为15 000 k J/kg,相当于标煤的50%。其中,麦秸秆、玉米秸秆的发热量在各种秸秆中是最小的,但也有14 400 k J/kg,相当于0.492 kg标煤;d)秸秆通常含有3%~5%灰分,灰中含有丰富的营养成分,如,K,Mg,P和Ca,可用作高效农业肥料。

5 秸秆发电的效益分析

5.1 生态效益

秸秆发电有利于环境的改善。长期以来,秸秆都被当作废物来处理。到了收获季节,大部分地区会出现“村村点火,处处冒烟、秸秆遍地、烽烟四起”的局面,不仅对生态环境造成很大危害,且存在安全隐患。若将这些秸秆变废为宝,可减少不必要的大气污染。此外,秸秆发电是国际上发达国家普遍推行的CDM项目,装机容量为12 MW机组的生物质发电机组CO2减排当量约3.85×104t/a,可大幅度降低全球温室气体的排放。

5.2 经济效益

有利于增加农民的收入。据调查,中国内地人口为100×104的县,可产小麦、玉米、棉花及水稻等农作物秸秆100×104t/a,相当于标煤50×104t。装机容量为25 MW的机组耗生物质秸秆30×104t/a以上。按150元/t的价格计算,农民收入约可增加4 500×104元/a,再加上生物质秸秆的收、储、运工作,可增加大量的就业岗位。

5.3 社会效益

改善能源结构。中国的能源是以煤炭为主的,约占70%左右,燃煤对环境的污染非常严重,急需增加清洁能源比重,才能建成资源节约型、环境友好型的和谐社会。

秸秆发电可消除农村大气污染和河水污染,随着农村燃料结构和肥料结构的改变,现在中国农村绝大多数农作物秸秆基本就地燃烧或者推入河中,不仅污染了大气,还使得河水变臭,导致水生物死亡等灾害[2]。

6 秸秆发电存在的问题

尽管中国生物质发电具有巨大的资源潜力,部分技术实现了商业化,产品、产业也有了一定的发展,但是秸秆发电产业的发展还面临着一些问题和障碍。

6.1 成本高

秸秆发电是全新的事物,处于起步阶段,技术不成熟、项目造价高,总投资大,运行成本高,尽管国家给予了电价优惠政策,但盈利水平还是不如常规火电。据测算,在现有的技术水平下,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。究其原因,a)单位造价高;b)燃料成本高;c)生物质发电企业实际税率太高[3]。

6.2 技术不成熟

目前,中国用于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,有可能在技术和设备引进以后造成消化不良,使得机组无法安全、满负荷地运行,同时,由于缺乏核心技术,投产后很有可能长期受制于国外企业。

6.3 秸秆储运组织困难

与国外相比,中国实行的是家庭联产承包责任制度,秸秆的收购和组织面对着千家万户的农户,没有成熟的模式和经验可循,比较困难。a)收购难。农民出售秸秆的意识不强,积极性不高,且秸秆的收购往往在农村收获的大忙季节,收集秸秆的人力不足;b)储存难。秸秆的收购具有很强的季节性,无法均衡收购,再加上秸秆比重轻,体积大,堆入存储占地大,且需要一系列的防雨、防潮、防火等配套设备,储存场地的投资建设和维护费用昂贵[4]。

7 结语

中国秸秆资源丰富,秸秆发电技术成熟。随着秸秆发电在中国的推广应用,不仅可以解决能源危机,改善能源结构,且可控制污染、缓解环境压力,减排温室气体。秸秆发电技术正在形成新的朝阳产业。

摘要：叙述了生物质发电的国内外发展状况、秸秆发电技术的原理及其产业化发展的概况以及各种秸秆发电技术的特点、优势、效益及存在的问题,指出,生物质发电的潜力巨大、前景广阔。

关键词：生物质能源,生物质发电,秸秆发电

参考文献

[1]吴志坚,叶枝全,沈辉.新能源和可再生能源的利用[M].北京:机械工业出版社,2006.

[2]梁宇宏,申仲涛,余英,等.(绿色电力)生物质发电及其效益分析[M].北京:中国电力出版社,2007.

[3]马永贵,钟史明.秸秆发电技术综述[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2007,3(3):1-3.

秸秆发电的意义 篇8

当前, 石油、煤炭等传统能源的短缺已成为影响社会发展的重大问题[1]。结合中国国情, 加快可再生能源的开发利用, 已成为中国能源战略发展的必由之路[2]。

农作物秸秆由于产量大、分布广, 成为生物质能的重要组成部分。利用秸秆发电, 既能避免焚烧秸秆造成的资源浪费, 又能减轻大气污染[3]。秸秆发电项目与常规电站项目相比, 燃料来源方面有较大区别。本文通过专业的评价方法, 对秸秆发电项目燃料资源评估应考虑的因素进行分析和探讨。

1 影响秸秆资源评估的主要因素

1.1 秸秆资源总量

一定区域内的秸秆资源总量可由式 (1) 计算得出:

式 (1) 中, n为区域内作物秸秆的种类;Qi为第i种作物的产量, t;ri为第i种作物的谷草比。

由于各种作物秸杆的折标煤系数 (低位发热量与标准煤发热量的比值) 不同, 需根据各自的生成量分别折算成标煤。中国幅员辽阔, 各地气候、土壤等差异较大, 品种质量、农业耕作水平、机械化程度等参差不齐。因此农作物的谷草比和折标煤系数仍需在当地进行抽样调查后确定。

1.2 秸杆的可获得量

秸杆的可获得量是指可转化为有用能源的秸杆资源量, 与技术条件密切相关, 反映了技术条件对秸杆资源利用的制约, 分为最大可获得量和技术基准可获得量两种指标。

由于目前的秸杆发电项目大都是指对秸杆进行直接燃烧, 对秸杆无任何要求, 可利用所有作物的秸杆, 因此其最大可获得量和技术基准可获得量是相同的。当然, 如果是一些其它途径的秸杆利用项目, 例如采用秸杆气化发电, 则由于气化技术对原料水份和灰份的限制, 使某些作物的秸杆不能用作原料, 则计算其技术基准可获得量时, 应从最大可获得量中扣除不能利用的部分。

秸杆的可获得量可通过式 (2) 计算得出:

秸杆可获得量=生成量×收集系数, (2)

式 (2) 中, 收集系数是一个与收集半径、作物种植的集中程度等因素有关的参数。需考虑的因素有农田密度、运输道路状况等, 如果需采用水路运输, 还要考虑出现水面障碍的因素。

考虑到中国目前大多数地区的情况, 对秸秆发电项目来说, 需地方政府对收集工作给予大力协调和支持, 最好由专门的秸杆收购、储运公司设置收购点来进行打捆收集;根据运输条件, 收集半径通常定为50km左右, 平原地区可以扩大到100 km, 因而通常以1个行政县作为收集区域比较合适, 范围可适当扩大至周边县乡, 在这个区域内, 收集系数可认为接近或等于1。

1.3 秸杆的可利用量

秸杆的可利用量是指实际可用来进行直接燃烧发电的秸秆资源量, 可通过式 (3) 计算得出:

秸杆可利用量=可获得量×可利用系数。 (3)

可利用系数主要是指收集区域内秸秆资源能用于直接燃烧发电部分所占的份额。目前秸秆的主要消费流向有:还田作肥料、牲畜饲料、工业原料 (如造纸等) 、生活燃料、收集损失及丢弃。

据有关部门统计资料, 2008年中国秸杆消费流向如下:还田及收集损失占14%, 工业原料占2.7%, 牲畜饲料占26%。剩余57.3%的秸杆都可用作发电的燃料。由于农作物种类的不同、地区的差别, 秸秆消费流向会有很大差异, 如:小麦秸秆通常可用于沤肥还田、燃料、饲料、造纸等, 玉米秸秆通常用于燃料、饲料、粉碎后沤肥等, 棉花秸秆则主要用于燃料等。另外, 还需考虑一些当地的人文环境因素, 如经济发达地区农民卖秸秆的积极性可能会由于秸秆收购价格相对较低而比较低, 可能会出现宁愿丢弃也不愿收集后卖给电厂的情况。这就需要制定合理的收购价格, 既鼓励农民卖秸杆的积极性, 又能保证控制电厂运行的成本。

1.4 有效供应时间

评价可再生能源资源供应在时间维度上的持续性是标志资源质量的一项重要指标。

由于秸秆发电项目对秸秆的需求量很大, 必须保证秸秆能够连续不断地、稳定地供应。但秸杆的生成具有季节性, 例如通常冬小麦到夏季收获, 而玉米和棉花在秋季收获, 因此全年有很长时间不会收获到秸杆, 如果想在电厂中储存足够的秸秆, 以满足到下一个收获季节之间这段时间发电的需要, 则秸杆储存量将十分巨大, 需要相当大的占地面积, 这是无法实现的。为具有足够缓冲储存容量, 应考虑由当地政府协调, 在各乡镇设立收储站, 其管理运作由专门的秸杆收购、储运公司来进行。

另外, 还需对当地的气候条件、交通运输条件等因素进行研究, 以确保秸杆供应的持续性。

2 工程实例

2.1 工程简介

河南东部夏邑县, 拟建1×25 MW供热机组, 配套2×80 t/h高温高压直接燃烧秸杆锅炉, 年消耗秸秆量折算为标煤大约需要84 790 t。

该县辖区内有22个乡镇, 农业人口100×104人, 全县耕地面积82.7 km2。各乡镇距电厂拟选厂址, 最远的运输距离为38 km。

2.2 秸秆生成量

根据近几年县农业局统计的数据平均值, 主要农作物的年总产量如下:小麦18.07×104t;玉米12.14×104t;大豆3.13×104t;棉花8.24×104t。

2.3 秸秆可获得量

针对该秸秆发电项目, 县政府非常支持, 拟制定专门的秸秆收、储、运管理办法, 成立专业储运公司, 统一购置秸秆打捆设备, 采用流动形式在田间打捆。每个乡镇成立2个~3个收储站, 全县共设置50个收储站。各收储站与电厂之间均有县道等级以上柏油公路连接, 运输非常方便, 据此可认为收集系数接近于1, 即可获得量与秸秆生成总量基本相等。

2.4 秸秆可利用量

经调研, 该县秸杆除去还田、饲料、生活燃用及收集损耗外, 可供电厂燃用的总量相当于15.45×104t标煤, 是电厂耗煤量的1.93倍, 满足要求。

通过走访该县乡村, 大部份农民对收购秸秆持积极响应态度, 特别是棉花秸秆, 主要是因为目前除了做燃料以外, 其余只能露天堆放或就地焚烧, 卖出还能增加一部分收入。

2.5 秸秆供应持续性

每个收储站的容量按照储存2 000 t秸杆考虑, 全县50个收储站共储存约10×104t秸杆 (折合标煤5.3×104t) 。每年拟定2次收集外运, 吞吐量共计20×104t (折合标煤10.6×104t) , 再加上电厂内自建的仓储库, 可保证秸秆的持续供应。

该县气候属于暖温带季风大陆性气候, 可满足农作物一年两熟的需要, 气候灾害较少, 适合农作物的生长。另外, 由于道路状况较好, 恶劣天气对秸秆运输的影响不大。

综上所述, 该项目的燃料来源是比较有保证的。

3 结语

电厂需要稳定、可靠的燃料来源, 这在项目的可行性研究阶段就需要做专题论证。秸秆属于可再生能源, 但不确定性因素较多。秸秆资源总量、可获得量、可利用量及有效供应时间都直接影响燃料来源的可靠性。因此, 在项目的论证阶段就应充分分析各种因素的影响, 从而保证秸秆发电项目建成后, 能安全、稳定、经济地运行。

参考文献

[1]吴文军, 刘元.生物质电厂经济性分析[J].能源工程, 2013 (02) :42-44.

[2]周宁.秸秆发电厂物流探讨[J].可再生能源, 2013 (07) :13-16.