當(dāng)前，我國(guó)生物質(zhì)的主要利用方式仍是爐灶式的直接燃燒，其熱效率很低，而且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。生物質(zhì)直燃發(fā)電不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，還有良好的環(huán)境效益，與同等規(guī)模燃煤火電廠相比，每年可減少大量C02、S02的排放量。我國(guó)現(xiàn)階段生物質(zhì)發(fā)電尚處于初步階段，還存在兩大問(wèn)題，一是缺乏高效利用再生資源的技術(shù)，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換規(guī)模小，資源利用率低；二是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和裝置的綜合經(jīng)濟(jì)性與國(guó)外相比還存在較大差距，缺少先進(jìn)技術(shù)與高效率的裝備，尤其是在特種鍋爐的蒸汽參數(shù)方面，國(guó)內(nèi)現(xiàn)用的蒸汽壓力、溫度等級(jí)偏低。國(guó)外方面，北歐的芬蘭和瑞典是生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展和應(yīng)用都最為廣泛的國(guó)家之一，其中瑞典有完善和廣泛的集中供熱系統(tǒng)，80%的城市是利用生物質(zhì)能供熱電站供熱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生物質(zhì)資源可轉(zhuǎn)化為能源的潛力巨大，大約為15億t標(biāo)準(zhǔn)煤。開發(fā)“綠色能源”已成為國(guó)家節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境的重要手段。
1、工程實(shí)例
1.1概述
山東省陽(yáng)信市某生物科技企業(yè)投資興建了配套的自備熱電廠，其主要熱用戶是工業(yè)用汽（木糖車間和糠醛車間的生產(chǎn)用汽），所有生產(chǎn)用汽要求供熱連續(xù)可靠。該熱電聯(lián)產(chǎn)T程直接燃燒生物質(zhì)發(fā)電，將生物質(zhì)原料送人適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中，生產(chǎn)蒸汽，驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用汽輪機(jī)組的抽汽或排汽供熱，實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)。該工程系統(tǒng)示意見圖1。
(1)熱負(fù)荷計(jì)算
工程熱負(fù)荷主要包括生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷和其它主要熱負(fù)荷兩部分。生產(chǎn)工藝熱負(fù)荷主要包括木糖車間和糖醛車間用汽，用汽參數(shù)均為0.3—0.6 MPa（絕壓）、220—230℃下的過(guò)熱蒸汽，年利用小時(shí)數(shù)按7 200 h計(jì)算，其具體熱負(fù)荷見表1。
其它主要熱負(fù)荷指生活用汽熱負(fù)荷、采暖（空調(diào)）熱負(fù)荷兩項(xiàng)。其中生活用汽熱負(fù)荷為0.5 t/h，采暖（空調(diào)1熱負(fù)荷為3 t/h。據(jù)此確定工程平均總熱負(fù)荷為38.42 t/h。
將上述過(guò)熱蒸汽進(jìn)行焓值換算，換算為本工程汽機(jī)出口參數(shù)0.98 MPa、300C下的過(guò)熱蒸汽，換算系數(shù)取0,9，并考慮到對(duì)外供熱管網(wǎng)損失（取5%）和最大負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)（取0.9）。換算得出，工程平均總熱負(fù)荷約為117.43 KJ/h。
(2)電負(fù)荷計(jì)算
電負(fù)荷主要分生產(chǎn)用電和生活辦公用電兩部分。其中，生產(chǎn)用電包括年產(chǎn)4 000 t木糖的生產(chǎn)線用電、年加工20 000 t油料的浸出制油生產(chǎn)線用電、年加工20萬(wàn)擔(dān)皮棉的軋花剝絨生產(chǎn)線用電、年產(chǎn)1 000萬(wàn)條毛巾的生產(chǎn)線用電，年產(chǎn)5 000 t糠醛的生產(chǎn)線用電，計(jì)算得出生產(chǎn)用電總共約12 000 kW；生活辦公用電約300 kW。據(jù)此可得工程總電負(fù)荷約為12 300 kW。
1.3設(shè)備選擇
循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，尤其75t/h及其以下的主要鍋爐已經(jīng)得到普及。因此，根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)特性和工程負(fù)荷計(jì)算，并考慮到企業(yè)的后續(xù)發(fā)展，鍋爐選型上采用lx75t/h次高溫次高壓高低差速床秸稈燃燒鍋爐。
本工程熱負(fù)荷主要是生產(chǎn)工藝用熱，又兼顧到熱負(fù)荷有一定的季節(jié)性波動(dòng)，所以汽輪機(jī)選型上采用12 MW次高溫次高壓?jiǎn)纬槠狡啓C(jī)，不足電力由電網(wǎng)購(gòu)買。根據(jù)上述確定的熱、電負(fù)荷，所選主要設(shè)備性能參數(shù)見表2。
2、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能性分析
2,1燃料特性及消耗量
本工程以燃燒糠醛渣、木糖渣為主，當(dāng)它們供應(yīng)不足時(shí)，
生物質(zhì)鍋爐燃燒農(nóng)業(yè)秸稈，主要為棉桿和果桑枝條。糠醛渣、木糖渣占燃料份額的80%，農(nóng)業(yè)秸稈占燃料份額的20%(重量比)，糠醛渣和秸稈分開燒，不摻燒。糠醛渣燃料的低位發(fā)熱量約為9 478 kj/kg，農(nóng)業(yè)秸稈的低位發(fā)熱量范圍為15 000~17 300 U/kg，按16 000 kj/kg計(jì)算。
熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)燃料的消耗量：
計(jì)算得出燃料的消耗量約為13.33 t/h，標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量為29 270 kj/kg，通過(guò)換算得出，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)煤耗量約為4.91 t/h。
2.2熱電聯(lián)產(chǎn)總熱效率
熱電聯(lián)產(chǎn)總熱效率為輸出電、熱兩種產(chǎn)品的總能量與輸入能量之比，是熱電廠綜合評(píng)價(jià)的總指標(biāo)之一。該工程熱電聯(lián)產(chǎn)年均總熱效率：
計(jì)算結(jié)果顯示，系統(tǒng)年均總熱效率為60.9%，而中小型純凝式發(fā)電機(jī)組總熱效率為35%左右，實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)后系統(tǒng)年均總熱效率提高約25.9%。這主要是以下幾方面原因引起的，首先，系統(tǒng)按照熱負(fù)荷需求進(jìn)行了機(jī)組選型，實(shí)現(xiàn)了各主要設(shè)備容量的關(guān)聯(lián)匹配；其次，盡量保證工程熱負(fù)荷常年較穩(wěn)定，使整個(gè)機(jī)組常年在較高熱負(fù)荷下運(yùn)行。
2.3系統(tǒng)節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益
據(jù)初步測(cè)算，該工程燃燒生物質(zhì)達(dá)95 976 t/a，以標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量29 270 U/kg計(jì)算，相當(dāng)于燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤約35 352t/a。實(shí)際上，以燃燒生物質(zhì)來(lái)代替燃煤，則其每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約35 352 t/a。若每噸標(biāo)準(zhǔn)煤運(yùn)到廠按680元／t計(jì)算，則其每年可節(jié)約購(gòu)煤成本約2 403.94萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。
3、結(jié)論
該工程節(jié)能的三個(gè)主要原因：熱負(fù)荷確定合理、盡量保證熱負(fù)荷較高且較穩(wěn)定、以燃燒生物質(zhì)代替燃煤來(lái)節(jié)約一次能源。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性明顯優(yōu)于中小型純凝式機(jī)組的，實(shí)施聯(lián)產(chǎn)后全廠總熱效率達(dá)60.9%，較中小型純凝式機(jī)組的提高約25.9%；系統(tǒng)年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量約35 352 t/a，企業(yè)年生產(chǎn)成本大幅降低，每年節(jié)約成本約2 403.94萬(wàn)元，聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益非常可觀，發(fā)展熱電梯級(jí)利用能量對(duì)節(jié)能降耗具有實(shí)際意義。
三門峽富通新能源銷售
生物質(zhì)鍋爐，同時(shí)也銷售生產(chǎn)
生物質(zhì)顆粒燃料的
秸稈壓塊機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)等生物質(zhì)成型燃料機(jī)械設(shè)備。
