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一、前言
    能源，是人類社會賴以生存的重要物質基礎。幾百年前，人類利用的能源土要足水力、風能、柴薪等傳統的可再生能源。自工業業革命以后，煤炭、石油、天然氣等化石能源快速發展，逐漸成為生產生活的主導能源。目前，全球每年能源消費總量已經超過150億噸標準煤，其中90%左右是化石能源。可足，化石能源儲量有限，小可再生。按現用能消耗水平預測，到下世紀中葉全球主要化石能源資源將枯竭。同時，大規模開發和利用化石能源也帶來環境污染，惡化生態環境，直接威脅著人類社會的可持續發展。
    生物質能作為自然界的第四人能源，資源分布廣，可以持續利用。自上個世紀七十年代石油危機以來，再可生能源的開發利用日益受到世界各國的高度重視，許多國家都制定了相應的發展計劃，形成了各具特色的產品。產業規模不斷擴人、技術水平，日趨成熟，成為世界能源領域的一大亮點。
    北歐等發達國家已擁有較為成熟的生物質能發電技術，生物質能發電量在電力總量中所占比重逐年上升，其中瑞典的生物質能源利用率已占其能源消費總量的16%左右。丹麥生物質能燃燒提供的能源占到總能源的20%以上，瑞典占到15%。據悉，北毆的秸稈直燃發電名列前茅，僅丹麥就建起了幾十家秸稈電廠或熱電廠。以秸稈為原料的發電廠效率達到30%左右，熱電廠的效率接近90%。秸稈電廠的煙氣排放均達到歐盟規定的排放標準；排放的灰渣，富含鉀、鎂、磷和鈣，全部作為肥料還田。
    生物質燃燒主要有生物質氣化和生物質直接燃燒兩種。氣化模式的發電功率均比較小，最大的1000kW左右；生物質直燃電。的發電功率可以做到25MW。生物質直燃發電足我國利用生物質燃燒發電的主要形式。
二、秸稈直燃發電
    秸稈是一種極具開發、規模利用的綠色可再生能源。我國每年農作物秸稈年產量約為6.5億噸，預計到2010年將達到7. 26億噸，相當于3.5億噸標準煤；薪柴和林業廢棄物資源量中，可開發量每年達到6億噸以上。在我國建設資源節約型和環境友好型社會的背景下，生物質能
的利用再次被重視，恰逢其時。況且，發展秸稈發電也是T業反哺農業的重要支農項目。
1、秸稈直燃發電項目
    秸稈直燃發電在我國快速興起。我院就國產秸稈示范項目的技術路線開展了廣泛的調研和論證。2005年10月，由我院牽頭，邀請國內鍋爐設計、傳熱及燃燒等方面的資深專家，召開了秸稈焚燒發電關鍵設備技術方案論證會，認為：國內生物質燃燒發電技術已實施了多年，高水分、低熱值的城市生活垃圾焚燒技術方面也積累了豐富的實踐經驗，研發生物質能鍋爐要結含國情，在吸收國外先進技術的前提下，走自主創新的道路。實踐證明：田內自主設計的65t/h秸稈直燃鍋爐運行是成功的，可以作為第一代國產秸稈鍋爐推向市場。從常規熱力循環的系統而言，提高機組熱效率的措施就是提高蒸汽參數等級，合理規劃供熱用戶，降低秸稈燃料的運行成本。
2、示范項目
    宿遷直燃發電示范項目究全采用我國自主研發設計和制造的秸稈直燃鍋爐技術，這不僅可以大大節約建設成本，同時還帶動相關產業的發展。
  1)秸稈供應是關鍵
    從幾個秸稈電廠投運情況來看，“燃燒技術與設備方面的問題小大，項目成功的關鍵在于秸稈資源的可供性”。秸稈直燃供熱、發電的最大問題是：我國農村耕作模式、生產規模和農民的生活水平與歐美國家家有很大差異；生物質資源的局部產量不大，比較分散，收集困難，限制了該項技術的推廣應用。
    宿遷項目中對秸稈相關技術進行仔細論證，實地考察蘇北典型農業產區的資源，調杏資源可供性，并根據當地資源的實際可獲得量，確定了項日的建設規模。
    宿遷是蘇北傳統的農業主產區，秸稈資源除了極少數農民自用外，其余都足在田焚燒。為了保證原料收得上，示范項曰的收購環節采用了當地政府搭臺市場化運作的模式，由專業化公司進行秸稈收購，同時準備把農民交售秸稈和新型農村合作醫療保險相結合，通過交售秸稈不僅可以解決部分困難群眾自身看病的問題，而且通過新型農村合作醫療保險這個載體調動農民交售秸稈的積極性。
2)項目投資與規模化效益
    大力開發生物質能，促進了我國自有知識產權的生物質能技術產業化。不少單位將秸稈發電作為“十一五”期間的攻關重點。
    中國節能投資公司在兩個試點經驗的基礎上，做了一個發展規劃：
    近期擬在江蘇、黑龍江、河南、四川等農業人省投資建設30個凝汽發電或熱電聯產示范項目，每個項目規模2.4萬千瓦，形成70多萬千瓦裝機規模，年消耗秸稈600萬噸左右，減排二氧化碳880萬噸／年，節約標煤400萬噸／年，可為農民增加收入18億元／年。
    遠期規劃投資建設100個秸稈發電項目，形成240萬千瓦裝機規模，年消耗秸稈2000萬噸左右，節約標煤1000萬噸／年，可為農民增加收入60億元／年，創造約3萬個農村直接就業機會，明顯改善農村生態環境。
三、輸運系統及其它
    生物質直燃發電與常規的煤電廠最人區別是在燃料的倉儲、上料和出灰系統。其余設備與常規電廠相同。
1、倉儲方式
    倉儲方式要適應生物質原料的季節性特點。由于廠內可用于儲存秸稈的場地較小，為方便集中收割季節收購和儲存，建立了多個中轉收購站，并在離主廠區較近地區建設一座中心收購站，即在廠外建設數個普通收購站和一個中心收購站。收購站功能之一是儲存功能，以75T/H鍋爐為例總儲量應達50000噸以上。
    在收購站內，松散的秸稈被壓縮打成捆。收購站內采用國產的打包機，困內打包機打出的秸稈捆的尺寸為1000×800×600mm，秸稈捆的密度在150、200kg/m3左右。
    根據普通收購站和中心收購站具體的分布情況，燃料直接用平板汽車和拖拉機從普通收購站運入中心收購站內，稱重后堆垛。
    秸稈捆可由統一管理和經營的普通收購站和中心收購站打包，秸稈捆的規格可根據丁程選用的鍋爐和上料系統而定。
    廠內設置秸稈庫，可不設露天堆場。秸稈捆在中心收購站用帶有特殊抓具的起重機來卸車和堆料。
2、機械設備
    世界上最大的秸稈電廠Elean電廠以及南歐生物質能建設的里程碑西班牙EHN Sanguesa電廠積累許多運行經驗，采用有效的機械設備。
    秸稈電廠采用一次能抓起12捆(捆的尺寸為2500x1200x800mm)（圖1）白q國外制造的秸稈捆起重機，抓具采用一次抓起12包秸稈捆的特殊抓具，根據我國國情，…般工程的秸稈捆比較小，可選用兩臺國產秸稈包橋式抓斗起重機作為卸車及堆垛的主要機械設備，用于卸料、堆垛以及上料，同時選用l輛國產鏟運車作為上料的輔助機械．
    一般至少設自．兩臺切草機和-．臺鼓式削片機，為了滿足鍋爐對燃料的粒度的要求，需要對秸稈捆以及楊樹枝條進行破碎．由于鍋爐對粒度的要求相對較高，在秸稈庫區內設置一個破碎區，破碎區內設置有2臺鏈板輸送機和2臺切草機以及1臺鼓式削片機．鏈板輸送機用來輸送秸稈捆，切草機主要用來切秸稈捆，鼓式削片機主要用來切枝條，切草機也可用來切枝條．
    由鏟運機將秸稈捆直接放到傾斜的鏈板輸送機上．這樣很多捆秸稈被放到傾斜的鏈板輸送機上，疊在上面的秸稈捆靠自重下滑，使得秸稈捆較均勻地輸送到切草機的進料皮帶上，然后進入切草機被切碎。
    切草機其進料和出料都是通過皮帶機來完成的．進料口側面有進料輥，可以讓秸稈捆更好地進入，進料口上面有壓料輥，用來壓實要切的秸稈。切料部分有4把飛刀，每小時可以處理20t/h的秸稈。切料部分到出料部分采用密封外殼，防止灰塵的外逸，在切料部分的上部設有一個吸風口，可以用風機通過管道來除塵，有效地防治環境的粉塵含量，單臺切草機可以滿足要求，切草機的刀片需要定期更換，換下的刀片可以重復利用，將其磨刀后就可以再次使用．為了系統的可靠安全地運行，建議設有兩臺切草機，一用一備。
    削片機為了滿足鍋爐的多燃料的粒度的要求，需要對枝條進行切割。枝條捆經人工散包后，用起重機或鏟運車直接將散料放到削片機進料段。出力為15～20m3／h（實積），切碎后的楊樹枝條的密度為400～500kg/m3．按照400 kg/m'密度計算，則出力為6～8t/h。采用三班制運行，每天運時間為20小時，可以滿足摻燒20%樹枝條的要求。
    廠內輸送系統采用皮帶輸送。切草機的碎料通過尾部出料皮帶機輸送的；鼓式削片機碎枝條也是由底部出料的，參考《小型火力發電廠設計規范》(GB50049-94)．可選用帶式輸送機來輸送碎秸稈。帶式輸送機是比較成熟的產品，無故障連續運行時間較長，可采用單路帶式輸送機輸送方式，將破碎后的秸稈燃料送入秸稈庫或直接送到主廠房的轉運間．
3、其它設施
    秸稈鍋爐毆有爐前料倉，可以存儲1個小時左右的鍋爐的燃料．如果前面的破碎和輸送系統出現故障，可以保證鍋爐的1個小時左右的燃料供應，不至于由于燃料供應的問題而停爐，從而提高整個系統運行的安全可靠性．有爐前料倉的系統很容易滿足鍋爐變負荷運行要求。
    生物質鍋爐的煙氣凈化一般采用布袋除塵器，可滿足環保的要求。布袋除塵器收集的干灰，落入下方的灰斗后，經蝶旋輸送機，輸送全濕式攪拌機，經過加濕處理，直接裝車外運，綜合利用．考慮到設備故障及檢修問題，布袋除塵器灰斗需有8小時的容灰量。同時，當外運車子出問題時，灰可以運至臨時堆渣場，可在廠內建一處堆渣場，面積為2000m2，可以容納約15天的灰渣量。電廠的其他系統均與常規熱力電廠相同，圖2為汽輪機車問實況。
四、建立秸稈燃料的管理體系
1、秸稈燃料可供性
  綜合利用器類秸稈資源是繁榮農村經濟和增加農民收入的必然選擇，符合減量化、資源化和物料再利用的循環經濟原則，實現低消耗、低排放和高效率的目標。除了合理分配地區的秸稈綜合利用外，剩余秸稈就是直燃發電機組的燃料。
    為此地方政府要加強對秸稈利用的組織和管理。由于農作物秸稈是集中收獲，全年消費和利用，要建立健全相應的秸稈儲備辦法，解決存不下、放不住、易發生火災等安全問題，保證秸稈均衡供應，促進秸稈產業穩步發展。
2、秸稈燃料產業化
    制定和完善秸稈利用政策。采取有力措施，重視和發展秸稈產業的穩定產量，在優化農作物的種植結構過程中，要兼顧秸稈的質量和產量，進行合理的秸稈生產布局。使秸稈燃料產業化。
  3、秸稈生產與用戶的利益掛鉤
    制定合理的秸稈收購利用政策，使農民獲得合理收益，調動和保護農民利用秸稈的積極性。從根本上解決秸稈密度低、收獲季節性強，收集和儲存比較困難的難題，建立秸稈收集、儲存、運輸管理的產業化機制，保證秸稈數量和質量。制定地方政府、秸稈用廣和農民之間的多贏政策。
四、總結
    綜上所述，秸稈直燃發電發展的方向就足要提高機組熱效率如提高小容量鍋爐蒸汽參數等級，合理規劃供熱用戶，降低秸稈燃料的運行成本。
    隨著國內生物質直燃電J一的發展，必然帶動秸稈燃料的產業化。通過建立有效的秸稈管理機制，使秸稈質量、產量處在穩定的水平，提高秸稈電廠燃料的可供性。也就是使秸稈電廠的企業效益、社會效益真正有了保證。