燃料對(duì)生物質(zhì)電機(jī)機(jī)組穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響

閆飛朝 孫東海 劉志剛

摘要：生物質(zhì)電廠的燃料種類多、分布廣、收集效率低等特點(diǎn)，經(jīng)常因燃料問題對(duì)生物質(zhì)電廠的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行造成很大的困難。本文從生物質(zhì)燃料的來源、燃料質(zhì)量等幾個(gè)方面分析了對(duì)生物質(zhì)電廠機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的影響，隨意的燃料配比對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響，并通過提升燃料采購(gòu)效率，提高燃料質(zhì)量，尋求合理的燃料摻配等并措施來提高生物質(zhì)電廠的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)電廠;燃料摻配;穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性

1? 前言

生物質(zhì)發(fā)電既節(jié)省了傳統(tǒng)的煤炭、石油等不可再生能源，又解決了農(nóng)戶隨意燃燒造成的環(huán)境污染及野外燃燒引起的火災(zāi)，同時(shí)還能給農(nóng)戶帶來一定收益，是當(dāng)前值得關(guān)注的新興產(chǎn)業(yè)[1]。

生物質(zhì)發(fā)電利用稻殼、秸稈、木屑等作為燃料，正常運(yùn)行時(shí)燃料需求量大，但因種類多、分散廣，收集起來比較困難，因此解決好燃料的供應(yīng)問題和尋求更合理的燃料配比對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的影響。

2? 影響生物質(zhì)電廠機(jī)組運(yùn)行的因素

2.1 燃料的分散性性

對(duì)于農(nóng)戶來說，收集農(nóng)作物的成本較大，因此對(duì)于生物質(zhì)電廠來說存在很大的變數(shù)，很難形成規(guī)模型的收購(gòu)方式，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2]：

1）秸稈收購(gòu)價(jià)格不高，個(gè)體農(nóng)戶出售秸稈的收益低;對(duì)個(gè)體農(nóng)戶的吸引力比較小。

2）交通不便的農(nóng)田，秸稈回收費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

3）秸稈粉碎還田等新技術(shù)對(duì)生物質(zhì)電廠的燃料收購(gòu)造成沖擊。

4）收割時(shí)節(jié)任務(wù)繁重，除了收割還要忙于下一季的種植， 農(nóng)戶缺乏時(shí)間進(jìn)行出售。

所有這些問題都有可能造成生物質(zhì)電廠的燃料供應(yīng)出現(xiàn)斷鏈情況，一旦燃料供應(yīng)不足，將會(huì)直接影響生物質(zhì)電廠運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2燃料的質(zhì)量問題

2.2.1 燃料的風(fēng)化

生物質(zhì)燃料由于熱值低，密度小等特點(diǎn)，使得電廠不得不提前儲(chǔ)存燃料，但生物質(zhì)燃料尤其是廢柴燃料經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)之后，燃料很容易風(fēng)化，風(fēng)化之后的燃料熱值會(huì)降低保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性就需要消耗掉更多的生物質(zhì)燃料，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行不利[3]。

2.2.2水分太大

由于生物質(zhì)電廠的局限性，干料棚里現(xiàn)存的燃料不可能持續(xù)太長(zhǎng)時(shí)間，為保持系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，不得不臨時(shí)存放一些露天的燃料，在潮濕的陰雨天，若對(duì)燃料采用自然風(fēng)干的方法難以降低燃料的含水量，這就會(huì)造成尾部煙氣的溫度超過設(shè)計(jì)的溫度。長(zhǎng)時(shí)間的超溫將會(huì)大大降低布袋除塵器的使用壽命，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性運(yùn)行。

2.2.3含雜質(zhì)太多

在收購(gòu)的生物質(zhì)燃料中，尤其是木屑里面易夾雜著一些鐵片等金屬，稍大的金屬在爐膛燃燒過程中堵塞爐膛底部的風(fēng)帽等位置，影響鍋爐的流化水平，更有甚者會(huì)發(fā)生堵料，結(jié)焦，滅火等問題，對(duì)鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性造成很壞的影響，甚至直接導(dǎo)致停爐。

2.3 隨意的燃料摻配導(dǎo)致機(jī)組燃燒的不經(jīng)濟(jì)

由于對(duì)燃料摻配的不重視，導(dǎo)致機(jī)組的燃燒狀況不穩(wěn)定，鍋爐尾部出口溫度經(jīng)常超過設(shè)定值，對(duì)相連的布袋除塵壽命造成很大的影響。此外，燃料的不合理?yè)脚湓斐珊艽蟮娜剂侠速M(fèi)。生物質(zhì)電廠運(yùn)行階段，燃料成本占了運(yùn)行成本的70%-80%。以30MW的機(jī)組為例，鍋爐每天的燃料量每天的生產(chǎn)成本在1000噸?，F(xiàn)每噸燃料大概為400元/噸。僅僅每天的燃料費(fèi)就在40萬。因此提高燃料摻配比例對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大的影響。

3. 提高機(jī)組穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的措施

3.1 多渠道燃料供應(yīng)

1）生物質(zhì)電廠可以在電廠周圍建立多個(gè)收購(gòu)站，在收購(gòu)半徑范圍內(nèi)，每個(gè)收購(gòu)站以鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村為單位進(jìn)行收割作業(yè)面劃分，與相關(guān)負(fù)責(zé)人溝通并與村民達(dá)成協(xié)助收割協(xié)議;生物質(zhì)電廠對(duì)收購(gòu)半徑范圍內(nèi)的秸稈進(jìn)行收割，并對(duì)該范圍內(nèi)收割的秸稈有優(yōu)先收購(gòu)權(quán)，農(nóng)戶可以出售秸稈抵減收割。每個(gè)供應(yīng)站每天的存儲(chǔ)量通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴镔|(zhì)電廠的后臺(tái)，使得電廠工作人員清楚燃料的儲(chǔ)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以便動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2）對(duì)于處于山區(qū)的生物質(zhì)電廠，可以包荒山種林，既可以對(duì)綠化環(huán)境，又可以儲(chǔ)存燃料作為備用。

3.2 提高燃料的質(zhì)量

3.2.1 提高生物質(zhì)燃料的干燥度

在天氣寒冷的冬季或濕冷的陰雨天或者在燃料收購(gòu)頻繁的季節(jié)，大量堆砌在堆場(chǎng)內(nèi)的木屑、秸稈等燃料很難有效的進(jìn)行自然風(fēng)干;在燃料的收集量減少時(shí)，由于庫(kù)存不多，收集的木屑、秸稈等也不會(huì)經(jīng)過風(fēng)干處理。因此，利用有效的方法來干燥生物質(zhì)燃料是很關(guān)鍵的。生物質(zhì)電廠煙氣的余熱溫度較高，通過一定的方法充分利用這部分熱量對(duì)收集來的生物質(zhì)燃料進(jìn)行干燥，既可以在降低煙氣排煙溫度又可以提高生物質(zhì)電廠的能量利用率，同時(shí)提高生物質(zhì)電廠運(yùn)行的穩(wěn)定性[4]。

3.2.2 提高生物質(zhì)燃料的清潔度

生物質(zhì)燃料的清潔度直接影響著鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定程度。所以，要做到生物質(zhì)燃料的清潔度必須要從源頭做起：在生物質(zhì)燃料用破碎機(jī)破碎之后，派專門人員對(duì)下料之前的燃料進(jìn)行初步的篩選，并用大型吸鐵石進(jìn)行排查，盡量避免燃料里的大金屬塊影響鍋爐的正常運(yùn)行。

對(duì)于用廢材做生物質(zhì)燃料的鍋爐，爐膛里都會(huì)有一些鐵釘?shù)刃〉慕饘?，為避免金屬雜質(zhì)對(duì)鍋爐造成影響，要時(shí)刻關(guān)注爐膛溫度的變化，一旦爐灰下落不順甚至有堵塞的現(xiàn)象，要及時(shí)派檢修人員進(jìn)行疏通，保證爐膛里流化正常。

3.3 尋求合理的燃料摻配

3.1 本文以宣城中盈綠色能源開發(fā)有限公司1×30MW機(jī)組中燃燒稻殼和木屑燃料在調(diào)試投運(yùn)中的問題為載體，分析不同燃料對(duì)機(jī)組鍋爐運(yùn)行的影響，分析問題并通過合理的燃料摻配來提高燃料的利用率，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)組鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（以鍋爐運(yùn)行24小時(shí)為例）。

1）當(dāng)木屑和稻殼的比例為7：3時(shí)，每天最多可節(jié)省300噸燃料，按照每噸燃料400元計(jì)算，則每天可節(jié)約成本為12萬元。

2）當(dāng)木屑和稻殼的比例為5：5時(shí)，每天最多可節(jié)省200噸燃料，則每天可節(jié)省成本8萬元。

3）當(dāng)木屑和稻殼的比例為3：7時(shí)，每天可節(jié)省噸燃料，則每天可節(jié)省成本4萬元。

從試驗(yàn)可知，在機(jī)組平均負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，合理的燃料摻配不同，機(jī)組的燃料消耗也不同。通過調(diào)節(jié)燃料值不同的兩種燃料，對(duì)優(yōu)化機(jī)組鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。

4 結(jié)論

本文通過從燃料源、燃料的質(zhì)量、燃料的配比等幾個(gè)方面分析了影響生物質(zhì)電廠穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的因素，同時(shí)提出了合理的改進(jìn)措施，對(duì)生物質(zhì)電廠的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

參考文獻(xiàn) ：

[1] 胡婕，賈冰，許雪記. 江蘇省生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀問題及解決對(duì)策研究[J]. 可再生能源，2015，33（2）：283-288.

[2] 梁建國(guó)，馬曉暉.生物質(zhì)發(fā)電工程燃料輸送系統(tǒng)的優(yōu)化配置[J].能源與節(jié)能，2011，（ 06）

[3] 馬龍海，鄧宇昆.董勝亮.我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀分析及研究[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2012，（ 06）

[4] 馮志華.生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].華北電力大學(xué)，2011