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一、生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)原理

（1）發(fā)電原理：與燃煤發(fā)電原理相同

生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電與燃煤火力發(fā)電在原理上沒有本質(zhì)區(qū)別，主要區(qū)別體現(xiàn)在原料上，火力發(fā)電的原料是煤，而直接燃燒發(fā)電的原料主要是農(nóng)林廢棄物和秸稈。直接燃燒發(fā)電是把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定蒸汽鍋爐中，產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

具體流程如下：將秸稈等生物質(zhì)加工成適于鍋爐燃燒的形式（粉狀或塊狀），送入鍋爐內(nèi)充分燃燒，使儲(chǔ)存于生物質(zhì)燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能；鍋爐內(nèi)的水燒熱后產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽在過熱器內(nèi)繼續(xù)加熱成過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)，將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，最后由發(fā)電機(jī)將機(jī)械能變成電能。

生物質(zhì)發(fā)電廠的發(fā)電設(shè)備和同樣規(guī)模的燃煤發(fā)電設(shè)備是非常相似的，目前我國大多數(shù)生物質(zhì)直燃發(fā)電廠內(nèi)所使用的燃燒工具主要包括生物質(zhì)水冷振動(dòng)爐排鍋爐、生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐以及聯(lián)合爐排鍋爐，其中運(yùn)用最廣泛的是水冷振動(dòng)爐排鍋爐。蒸汽發(fā)電機(jī)組多采用高溫高壓抽凝式汽輪機(jī)組。

（2）生物質(zhì)發(fā)電核心不同在于燃燒鍋爐

雖然生物質(zhì)發(fā)電廠的發(fā)電設(shè)備與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電設(shè)備相似，但是由于生物質(zhì)在燃燒過程中的特殊性，對(duì)所使用的燃燒鍋爐具有較高的技術(shù)要求。目前最常用的生物質(zhì)發(fā)電鍋爐主要有：水冷振動(dòng)爐排爐和循環(huán)流化床鍋爐。

1、水冷振動(dòng)爐排爐：

水冷振動(dòng)爐排鍋爐本體由四部分組成：爐膛、冷卻室、過熱器室和尾部豎井。

爐膛底部布置水冷振動(dòng)爐排，爐排下部設(shè)置四個(gè)獨(dú)立風(fēng)室，沿鍋爐寬度方向?qū)ΨQ布置，一次由風(fēng)室穿過爐排孔進(jìn)入爐內(nèi)。燃燒室在爐膛下部，其斷面積較大，爐膛中下部前后墻水冷壁形成收腰機(jī)構(gòu)，設(shè)二次風(fēng)管，及時(shí)投入二次風(fēng)助燃。適當(dāng)?shù)囊欢物L(fēng)系統(tǒng)，加上通過調(diào)節(jié)水冷振動(dòng)爐排頻率和周期，可適用不同的秸稈燃料燃燒。

2、循環(huán)流化床（CFB）鍋爐：

循環(huán)流化床鍋爐是在傳統(tǒng)鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來用于燃煤鍋爐的一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)。之前常用于燃煤鍋爐，其主要特點(diǎn)在于燃料及脫硫劑經(jīng)過多次循環(huán)，反復(fù)的進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，可以降低氮氧化物和硫氧化物的排放。循環(huán)流化床的燃燒發(fā)生在爐膛的整個(gè)容積空間中，是一種三維液態(tài)化燃燒方式。

由于其相對(duì)與傳統(tǒng)燃煤鍋爐對(duì)原料適用性更廣，也可以用來進(jìn)行生物質(zhì)燃燒。由于生物質(zhì)燃料與煤的性質(zhì)不同，在使用循環(huán)流化床進(jìn)行生物質(zhì)發(fā)電的時(shí)候，鍋爐狀態(tài)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

3、循環(huán)流化床鍋爐適用于生物質(zhì)原料時(shí)的一些不適應(yīng)問題：

（1）生物質(zhì)燃料熔點(diǎn)低，易結(jié)焦。生物質(zhì)中富含鉀和鈉，容易形成低熔點(diǎn)的共晶體，將沙粒粘接。因此在鍋爐設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格控制循環(huán)燃燒系統(tǒng)的溫度水平。

（2）生物質(zhì)中的堿金屬對(duì)爐膛具有腐蝕性。同樣由于鉀氧化物和納氧化物熔點(diǎn)很低，在爐膛正常燃燒溫度下很容易升華，在膛內(nèi)表觀為氣相，并會(huì)在高溫過熱器上面凝結(jié)，對(duì)受熱面造成腐蝕。

（3）不同生物質(zhì)產(chǎn)生熱量不同給燃料供給系統(tǒng)增大困難。循環(huán)流化床鍋爐對(duì)進(jìn)料的粒徑大小、密度等要求較高，而生物質(zhì)燃料具有季節(jié)性變化，不同生物質(zhì)性質(zhì)不同，給循化流化床的設(shè)計(jì)建設(shè)難以定型，隨著鍋爐容量增加，這一問題更為突出。

由于循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)的原因，需要解決受熱面的磨損、循環(huán)物料平衡和物料結(jié)焦等問題。對(duì)中壓參數(shù)鍋爐，其尾部受熱面布置需要認(rèn)真考慮受熱面腐蝕問題。另外，廠用電率高也是機(jī)組運(yùn)行需要考慮的問題。

（3）以生物質(zhì)為燃料的兩種鍋爐對(duì)比

水冷振動(dòng)爐排爐與循環(huán)流化床爐相比，雖然設(shè)備初期投資較大，但考慮到燃燒效率高使得單位發(fā)電量燃料耗量低、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定使得年發(fā)電小時(shí)數(shù)多；設(shè)備磨損較流化床爐輕使得日常維修、部件更換費(fèi)用低；設(shè)備廠用電率低使得同等裝機(jī)容量的電廠上網(wǎng)電量多；從整體生命周期綜合考慮，水冷振動(dòng)爐排爐的整體指標(biāo)和效益，優(yōu)于循環(huán)流化床鍋爐。