燃煤與生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)方案分析

1、Internal Combustion Engine & Parts-133 燃煤與生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電技術(shù)方案分析周咼強（山東電力工程咨詢院有限公司， 濟南250013）摘要院目前國內(nèi)燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電處于示范階段，論文通過可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)論證了燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電具有客觀的經(jīng)濟效益，為燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電項目的實施具有一定的參考價值。關(guān)鍵詞院生物質(zhì)氣化；循環(huán)流化床；生物質(zhì)燃?xì)釯nternal Combustion Engine & Parts-# Internal Combustion Engine & Parts-# 術(shù)性了原WO理過程簡、采用較可以運行溫度生0引言

2、生物質(zhì)燃料屬于一種可再生能源，利用生物質(zhì)能發(fā)電，不僅可以開發(fā)新能源，節(jié)約煤炭，改善我國能源結(jié)構(gòu)，減少CO、so和煙塵的排放量，保護環(huán)境，而且可以充分2 2利用當(dāng)?shù)刭Y源，增加農(nóng)民收入，增強企業(yè)經(jīng)濟效益和生存 能力，具有重要意義。燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電是目前最高 效、最清潔的利用生物質(zhì)的技術(shù)路線，也是電力十三五規(guī)劃重點推薦的技術(shù)路線。1工藝技術(shù)方案本文以2伊1000MW燃煤與生物質(zhì)耦合發(fā)電工程為例進行詳細(xì)分析，該發(fā)電工程擬采用大容量、高參數(shù)、高效率等最先進燃煤電站技術(shù)和低氮燃燒、高效脫硫、脫硝、除塵等環(huán)保協(xié)同治理技術(shù)，確保實現(xiàn)能耗最低、效率最高、超凈 排放的清潔生產(chǎn)目標(biāo)。并結(jié)合當(dāng)前對生物質(zhì)氣化研究的

3、最 新技術(shù)成果，探索生物質(zhì)燃?xì)馀c燃煤發(fā)電的耦合示范試點。生物質(zhì)氣化技術(shù)是生物質(zhì)在循環(huán)流化床內(nèi)氣化，產(chǎn)生的低熱值燃?xì)?，通過熱燃?xì)廨斔凸艿浪腿脲仩t燃燒室與煤 混合燃燒的技術(shù)。作為一種理想的氣化原料，生物質(zhì)可以在較低的溫度下迅速轉(zhuǎn)化為氣體燃料，且氣化后的燃?xì)庠谌济哄仩t中很容易燃燒。氣化產(chǎn)生的燃?xì)鉁囟葹?50益左右，燃?xì)庵恍枥鋮s到 400-450益,冷卻的熱量通過燃煤鍋 爐的冷凝水回收，不浪費，然后通過燃?xì)饧訅猴L(fēng)機把燃?xì)?送入燃煤鍋爐中燃燒，在此溫度下，焦油不會凝結(jié)，并且這 種方式可將生物質(zhì)灰與煤灰分離處置，減少對鍋爐的影 響，對生物質(zhì)灰可充分回收利用。相比直接燃燒而言，氣化利用技術(shù)有很多優(yōu)點：克服了

4、生物質(zhì)灰熔點低、具有腐蝕性、粘結(jié)性的問題對燃 煤鍋爐的困擾；燃?xì)庠谳^高溫度下從氣化爐進入燃煤鍋 爐，焦油不會冷凝。、于環(huán)境效益：同時于生物值!氣在鍋分取代的燃燒減少了減少了CO22的排放。NOX、Ii f：y疔口 屮I 屮I 屮I 屮I 屮I 屮I 屮I 屮I 屮I 屮I要者要要要院周要要要要6要要要河南南樂人，工程師，從事電廠熱 機設(shè)計工作。物質(zhì)原料的形態(tài)來提高能量轉(zhuǎn)化效率，獲得高品位能源, 為生物質(zhì)與煤的利用提供了優(yōu)化的機會。廠既有的高效發(fā)電設(shè)備， 保證在任何規(guī)模下都有較高的發(fā) 電效率。工藝技術(shù)方案分為生物質(zhì)原料處理、生物質(zhì)上料系 統(tǒng)、循環(huán)流化床氣化爐，燃?xì)鈱?dǎo)熱油降溫系統(tǒng)、燃?xì)廨斔拖?統(tǒng)、

5、床料補充系統(tǒng)、生物質(zhì)燃?xì)庠偃枷到y(tǒng)、燃?xì)獬煞荼O(jiān)測及 計量系統(tǒng)、電氣控制、保護及吹掃系統(tǒng)等組成。下面分別介 紹幾個主要系統(tǒng)。1.1生物質(zhì)原料處理本項目選用生物質(zhì)燃料，主要用農(nóng)、林廢棄物為燃料。 （表 1）1.2循環(huán)流化床氣化爐循環(huán)流化床氣化爐是在氣化爐爐膛下部有一個密相 區(qū)，燃燒與氣化反應(yīng)都在密相區(qū)發(fā)生。在從安裝在布風(fēng)板 上的風(fēng)帽進入的氣化劑（空氣）作用下，物料顆粒、砂子、氣 化劑充分接觸，受熱均勻，在爐內(nèi)呈“流化”狀態(tài)，氣化反應(yīng) 速度快，產(chǎn)氣率高。本循環(huán)流化床氣化爐是采用高溫分離循環(huán)流化床、燃用木質(zhì)燃料、秸桿的氣化爐。該循環(huán)流化床氣化爐具有高 效，高溫分離，灰循環(huán)安全易控；運行可靠性高，啟動迅速

6、 等特點。氣化爐由前部、中部及尾部三個豎井組成。前部豎井 是絕熱爐膛，為支撐結(jié)構(gòu)，爐膛四周由t=8mm鋼板組成， 自下而上依次為風(fēng)室、 布風(fēng)板、風(fēng)帽、密相區(qū)、懸浮段。中部 豎井是氣化爐旋風(fēng)分離器，采用支承結(jié)構(gòu)，氣化爐旋風(fēng)分離器下部接回送裝置。尾部除塵分離器，同樣采用支承結(jié)構(gòu)，除塵分離器下部接水冷螺旋冷灰機，使最終排除的灰溫度不大于100益。爐膛、旋風(fēng)分離器、除塵分離器之間由 金屬膨脹節(jié)柔性連通。氣化室及分離器內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi) 襯以及保溫，外置金屬護板。在氣化爐左側(cè)，設(shè)置惰性床料 給料裝置，包括斗提機、沙倉、螺旋給料機等組成。由10根 型鋼柱承受氣化爐、除塵分離器及惰性床料給料系統(tǒng)及本 體附屬設(shè)

7、施全部重量。氣化爐采用床下油點火，在進風(fēng)室的風(fēng)道內(nèi)布置了Internal Combustion Engine & Parts-135 木質(zhì)燃料類型粒度規(guī)格水份堆積密度(kg/m3)自然堆積角軟質(zhì)木質(zhì)燃料硬質(zhì)木質(zhì)燃料150mm以下的100% ;其中100mm以下 躍 90%25%35-6560毅150mm以下的100% :其中100mm以下 躍90%25%80-25045毅表1破碎后木質(zhì)燃料原料規(guī)格指標(biāo)底部為冷灰斗，鍋爐采用前后墻對 沖燃燒方式。1.6.1鍋爐設(shè)計及燃?xì)廨斔?-80鍋爐準(zhǔn)備摻燒由木質(zhì)燃料等生-6物質(zhì)氣化后產(chǎn)生的燃?xì)?，單臺鍋爐Internal Combustion Engi

8、ne & Parts-# 參加燃燒'，燃?xì)馀_后墻內(nèi)呈現(xiàn)高溫少氧環(huán)境， 生物質(zhì)燃料在此通過干餾熱解及化 學(xué)氧化反應(yīng)后產(chǎn)生含有一氧化碳、氫氣、甲烷等氣體成分的生物質(zhì)氣。燃?xì)饽茉跔t膛內(nèi)停留5-6秒，保證高的氣化效率，然后高溫燃?xì)鈯A帶固體粒子進入氣化爐旋風(fēng)分離器 進行氣固分離。分離下來的粒子進入回送裝置，通過回料器從爐膛下部送至密相區(qū)以控制床溫。從氣化爐旋風(fēng)分離器出來的燃?xì)膺M入除塵分離器，進一步將生物質(zhì)氣中的固體顆粒物分離，提高可燃?xì)怏w的品質(zhì)， 分離下來的灰通過 水冷螺旋冷灰機后，溫度降到100益以下進行收集回收。氣化爐采用干式岀灰，灰的排放有三個途徑。一是通 過密相區(qū)底部的排渣管排放

9、；二是通過分離器下部的回送裝置排放；三是作為飛灰被除塵分離器收集排放(主要排放點)。1.3旋風(fēng)除塵系統(tǒng)為進一步降低燃?xì)庵谢覊m含量，在高溫燃?xì)獾膶缈谠O(shè)置旋風(fēng)除塵分離器，外壁用8mm厚的Q235A鋼板制成，內(nèi)設(shè)有防磨內(nèi)襯；中心筒采用耐熱合金鋼板，保證燃?xì)庵谢覊m含量小于15g/Nm3,額定負(fù)荷時工作溫度 730-750益1.4燃?xì)鈱?dǎo)熱油降溫系統(tǒng)本導(dǎo)熱油換熱器置于生物質(zhì)氣化爐的尾部，用于吸 收生物質(zhì)氣化爐排岀的高溫燃?xì)庵械臒崃?，從而降低?氣溫度。加熱后的高溫導(dǎo)熱油靠循環(huán)油泵的壓頭在液相 狀態(tài)下，強制輸送至吸熱設(shè)備，當(dāng)高溫導(dǎo)熱油在吸熱設(shè)備 的受熱端釋放熱能后，沿回路管程經(jīng)循環(huán)泵繼續(xù)進入本 導(dǎo)熱油換熱器

10、，在導(dǎo)熱油換熱器內(nèi)又被加熱，周而復(fù)始，從而實現(xiàn)連續(xù)換熱之目的。在本系統(tǒng)中，吸熱設(shè)備為熱冷凝水。本導(dǎo)熱油換熱器為立式模塊化組裝鍋爐， 導(dǎo)熱油換熱 器的受熱面是上中下三組對流管束組成。 鍋爐分上中下三 個模塊組裝出廠，工地上對三個大的模塊進行組裝，再裝焊連接管道即可。高溫?zé)煔庾陨隙驴v向沖刷受熱面，受熱面管子順列布置， 不易積灰，同時在導(dǎo)熱油換熱器側(cè)面 布置有若干個清灰口和吹灰器，利用蒸汽吹灰。1.5燃?xì)廨斔拖到y(tǒng)為保證2臺氣化爐能保證長時間運行，燃?xì)獾妮斔凸艿啦捎媚腹苤?，即兩臺氣化爐產(chǎn)生的溫度為400益的燃?xì)庥扇細(xì)饧訅猴L(fēng)機加壓后送入母管，由母管把燃?xì)馑偷綘t 前，再由支管把燃?xì)馑腿朊悍坼仩t燃燒。每一

11、個進入母管 和引岀母管的支管路，均加盲板閥隔斷，盲板閥隔斷采用三偏心多層次金屬密封結(jié)構(gòu)，無機械磨損，可達到零泄漏，有優(yōu)良的雙向密封功能，最高工作溫度可達 600益。1.6生物質(zhì)燃?xì)庠偃枷到y(tǒng)原鍋爐為煤粉鍋爐， 鍋爐燃燒室斷面呈正方形，燃燒室各面墻全部采用膜式水冷壁，由光管和扁鋼焊制而成； 摻燒生物質(zhì)燃?xì)饬?16800Nm3 通過燃燒器送.沖燃?xì)馊紵?，與原煤粉燃燒器同樣采用前后墻對沖布置。 兩臺處理量為 8t/h的生物質(zhì)氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)獠捎媚腹苤婆c2臺煤粉鍋爐連接，助燃用的熱空氣通過母管與2氣后的熱力計算結(jié)果和對煤粉鍋爐的影響摻燒的燃?xì)庠跓嶂当炔淮笥?0%的情況下，對鍋爐的運行幾乎沒有影響。1.

12、7燃?xì)獬煞荼O(jiān)測及計量系統(tǒng)1.7.1生物質(zhì)氣化再燃發(fā)電計量兩種方式介紹目前，在燃?xì)鉄崃恳延嬎銓绲那闆r下有兩種方式進行 生物質(zhì)熱能轉(zhuǎn)電能的計算方式1：第一種通過鍋爐效率、管道效率、汽機熱耗進行電能 計算。生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電功率可采用下列模型進行計算：Nfd=Q b伊濁/HR式 =中186 生物質(zhì)燃?xì)馊霠t總熱量，由氣化爐實際 測量所得，kJ/h燃?xì)庀牧?，Nm3Fq/h燃?xì)獍l(fā)熱量，kcal/Nm3Qn et.rq 濁鍋爐效率，%濁一一管道效率，取99% 濁d第二種：汽機上一年度火電機組的煤耗和當(dāng)期綜合廠 用電率來計算。生物質(zhì)氣化再燃供電量依據(jù)生物質(zhì)氣化濕熱燃?xì)馓?供的熱量與該發(fā)電機組上一年度平均供電煤耗

13、計算取得：)伊10W中 .移Q / (29271 g 伊b一一統(tǒng)計期內(nèi)生物質(zhì)氣化再燃供電量，kW-h；Wgk移d一統(tǒng)計期內(nèi)熱濕燃?xì)獾臀还崃坷鄯e值，GJ；夕由電廠、電網(wǎng)及政府相關(guān)部門確定的上一年度該發(fā)電機組年平均供電煤耗，g/(kW-h)； 量 單位271一一 “國際蒸汽表卡”換算的標(biāo)準(zhǔn)煤低位發(fā)熱1.7.2生物質(zhì)氣化再燃發(fā)電量生物質(zhì)氣化再燃發(fā)電量依據(jù)生物質(zhì)氣化濕熱燃?xì)庠?燃發(fā)電的供電量與當(dāng)期的綜合廠用電率計算取得：kh)W=Wgk/(1-LInternal Combustion Engine & Parts-137 水產(chǎn)養(yǎng)殖智能增氧系統(tǒng)分析Analysis of Aquaculture

14、 Intelligent Aeration System張淋江淤闔志龍淤曰唐國盤于（淤河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院網(wǎng)絡(luò)管理中心，鄭州450011;于河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院動物科技學(xué)院，鄭州450011）摘要院水產(chǎn)養(yǎng)殖智能增氧系統(tǒng)是通過傳感器對池塘中溶解氧的含量進行實時檢測，并將獲取的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給智能控制系統(tǒng)，由智能控制系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)置溶解氧含量的下限和上限主動控制增氧機工作的新技術(shù)。當(dāng)池塘當(dāng)中的氧含量低于用戶設(shè)定值時，系統(tǒng)能夠?qū)⑿畔⒎答伒接脩舨⑶覇釉鲅鯔C工作，當(dāng)池塘中的氧含量超岀設(shè)定值時，增氧機停止工作。智能增氧系統(tǒng)能夠提高水樣安全系數(shù)，改善水質(zhì)，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量。Abstract: Aquacultu

15、re intelligent aeration system mainly refers to the real-time detection of the content of dissolved oxygen sensor in the pond, and transmits collected data to the intelligent control system through the network, intelligent control system can active control of aerator according to the lower and upper

16、 bounds of dissolved oxygen content the user sets. When the oxygen content of the pond is lower than the value the user sets, the system can feedback to the user and start the work system of the aerator, when the oxygen content in thewaterpond exceedsthe setting value, the aerator stops working. The

17、 only system can improve the safety coefficient of water samples, improve;傳感器；溶解氧Key words: aquaculture； aerator；ZigBee； senso; dissolved oxygenInternal Combustion Engine & Parts-# Internal Combustion Engine & Parts-# 注：生物質(zhì)燃料熱值 15MJ/kg，秸稈價格300元/噸.3經(jīng)濟收益分析每年發(fā)電量不變，則每年節(jié)則生物質(zhì)發(fā)電每年收入8250萬元0引言近年來，我國養(yǎng)

18、殖產(chǎn)業(yè)獲得了快速發(fā)展，水產(chǎn)品產(chǎn)量要題要要要要南省要要科技專要要 課題編號121100111000;河南 省高等學(xué)校重點科研項目，課題編號15A520002。作者簡介 酈淋江（1975-），男，河南南陽人，河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院網(wǎng) 絡(luò)管理中心，高級工程師，碩士，研究方向為無線傳感器 網(wǎng)絡(luò)；劉志龍（1984-），男，河南安陽人，河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué) 院網(wǎng)絡(luò)管理中心，講師，碩士，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)安 全;唐國盤（1979-），男，安徽阜南人，河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院 動物科技學(xué)院，講師，碩士，研究方向為水產(chǎn)養(yǎng)殖。2項目預(yù)期達到的主要技術(shù)指標(biāo)表2煤電與生物質(zhì)耦合系統(tǒng)和生物質(zhì)直燃的技術(shù)指標(biāo)比較表序號項目單位煤電與生物質(zhì)耦合生物質(zhì)直燃備注1機組容量 氣化爐效率MW20302鍋爐效率%853汽輪機效率%95874管道效率%52.2637.345機組發(fā)電效率%99996發(fā)電標(biāo)煤耗%41.7832.167秸稈消耗量g/kWh294.37382.43Ot/h11491cc on逐年增加。但是，我國當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖方式還比