小型火电厂生物质燃气与煤混烧技术与示范工程研究

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1、小型火电厂生物质燃气与煤混烧技术与示范工程研究1立项背景长期以来，在我国大部分地区，大量过剩的农作物秸秆在田间地头被直接焚烧，既严重污染了环境，又带来飞机延误、汽车相撞等严重的安全问题。这种浪费资源现象与当前的常规能源因过量开采而导致的资源馈乏现象形成强烈的反差，制约着社会的发展。因此国家有关部委及各级地方政府多次发文要求禁止焚烧秸秆。可见，农作物资源的有效利用已成为我国农业可持续发展的重要问题。八十年代以来，我国就开始重视生物质能的开发与利用。国家“七五”、“八五”、“九五”计划将生物质能的研究与开发作为攻关课题，其中生物质气化技

2、术由此产生，并受到了全国人大、国务院、国家计委、科技部、建设部、国家环保总局等重视和大力支持。1998年在山东省济南市成立了国家生物质气化技术研究推广中心。为了加强生物质气化技术的示范和应用工作，1997年农业部连续两次下放通知，并在山东省召开了全国秸秆焚烧与综合利用工作会议。1999年国家环境保护总局、农业部、财政部、铁道部、交通部、中国民航总局制定了《秸秆焚烧与综合利用管理通知》。国家政府从“九五”开始，投入大量的财力和人力，在全国范围内重点推广生物质气化集中供气技术。根据国办发(1999)44号文件精神，要求对效率低、效益差、

3、污染严重的小型火电厂实行关停或进行综合利用改造。河南省小型火电厂数量多，分布广，截止到1999年底，全省总装机容量在55MW以下的电厂有92家，单机容量在IOMW以下的发电机组有189台，这些电厂大都属于县管企业或企业自备电厂，效率低下，污染严重，效率效益差，都在关停之列。如果这些小型燃煤火力发电厂被关、停、转，将会对河南省经济和就业造成较大的影响。小型火力发电厂生物质气化燃烧技术与示范工程研究和示范，将从生物质气化发电的技术可行性和经济可行性等方面，为今后生物质气化发电站的建设提供了技术保证。同时，小型火力发电厂生物质气化燃烧技术

4、的研究开发，可以大规模地处理农作物秸秆，又可以与我省现有的小型燃煤电站的改造结合起来，所以本项目的进行既是我省经济发展的需要，又是国家863计划的需要，具有重要的现实意义和科学意义。2合作国别小型火电厂生物质燃气与煤混烧技术与示范工程研究项目是根据欧盟第六个科研框架计划(FP6)而进行的国际合作项目，属于FP6中第六主题计划中生物质能领域。生物质能领域是欧盟委员会2004年在能源方面的重点，该项目是为了加强欧盟国家间以及与世界其它国家间的科学技术合作而专门制订的中期重大科研计划，具备研究水平高、涉及领域广，投资力度大，参与国家多等特

5、点。就世界范围内生物质能开发与利用技术来说，比欧国家技术一直处于国际领先水平，所以此次项目主要和北欧国家进行技术交流、引进和合作。该项目主要合作国家是芬兰、丹麦、荷兰、比利时、英国等欧盟国家。3研究进展3．1研发内容本项目研究内容：本项目以我省为数众多的小别燃煤火力发电厂为对象，研究开发生物质流化床气化燃气与煤混合燃烧发电技术及成套设备，并同时利用小型燃煤火力发电厂6MW的燃煤发电机组，建设一座生物质利用规模为3MW发电功率(相当于17MW热功率)的生物质燃气与煤混合燃烧系统，并使该技术工程化、产业化。把收集来的生物质原料粉碎、烘千

6、，由传送带送至料仓，再由螺旋上料机送入循环流化床气化炉气化，生成的高温燃气由管道送至燃煤锅炉与煤混合燃烧，推动蒸气轮机发电。生物质气化燃烧工艺流程主要包括以下几个基本过程：(1)原料预处理与输送：生物质原料进厂后需根据其含水量，进行粉碎、烘干预处理，预处理后符合气化要求的原料通过输送设备及气化炉加料设备送进气化炉中。(2)生物质流化床气化：生物质在800℃的流化床或循环流化床气化炉中进行气化，生成C0、CH4、H2等可燃气，同时有少量的焦油和飞灰。(3)燃气输送：生成的高温燃气通过高温管道直接送到锅炉中进行燃烧，为了保证焦油在输送过

7、程中不会冷凝堵塞管道，燃气输送过程必须保证燃气温度高于200℃，所以送气管道必须保温。(4)燃气燃烧：燃气送进流化床锅炉或链条炉排锅炉后立即进行燃烧，由于锅炉炉膛温度较高，燃气有一定温度，所以燃烧过程比较稳定，燃烧效率也很高。3．3关键技术(1)农作物秸秆原料预处理技术研究专题，由河南省科学院能源研究所承担，要求农作物秸秆原料预处理后的含水量<20％，燃料颗粒平均大小在<Φ10mm(最大不超过25mm)，所以秸秆粉碎与烘干预处理是本项目的关键技术之一。(2)农作物秸秆循环流化床气化技术放大及改进研究专题，由河南省科学院能源研究所与郑

8、州轻工业学院共同承担，要求生物质气化有合适的温度(一般为750—850℃)，而且为了保证秸秆的灰不结焦，气化炉温的控制较为困难，所以气化炉控制是整个工艺中最关键的技术。拟达到技术指标为气化效率(热燃气)>90％，产气量>10000m3