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取长补短节能环保煤炭与生物燃料共烧技术流量

发布时间:2019-11-20 18:00:26 阅读: 来源:废铁厂家

取长补短节能环保———煤炭与生物燃料共烧技术

取长补短节能环保———煤炭与生物燃料共烧技术

随着人类环境意识的提高,利用可再生能源发电将成为电力工业发展的方向。作为可再生能源,生物原料有很大潜力。生物原料除了在专用电站中用来发电外,也可与煤炭共烧发电。生物燃料可以是林业和农业的废料,如木柴、稻草和甘蔗渣,也可以是诸如芦苇、谷类植物、树木等专门栽培的可再生原料。

共烧的效率   大型燃煤电站(每台锅炉发电能力为50万千瓦至100万千瓦)发电效率高,而燃烧生物燃料的电站效率低,其效率低的部分原因是因为生物原料的热值低,水分高,但最主要的还是因为这种专门烧生物燃料的电站规模小。

生物燃料的发电规模一般限制在大约5万千瓦,运行中的许多此类电站发电规模更小。在以生物为燃料的电站中,很少装备有再加热循环的分离式透平机,它是燃煤电站的标准设备,能够提高总发电效率。所以,以生物为燃料的电站效率约为20%,而通常燃煤电站效率为35%至38%。

因此,与生物燃料直接燃烧相比,在大型燃煤电站中,生物与煤炭合烧,使生物的动力转变效率提高大约2%。即使是目前正在开发的以生物为燃料的先进技术,预计电站效率可与许多燃煤锅炉通常达到的效率相比。从此前景看,生物燃料与煤炭合烧是生物燃料利用中最有利的方法之一。

共烧的系统及经济优点

与单一燃煤相比,生物与煤炭共烧的附加投资成本和燃料成本要高。然而与纯生物燃料燃烧相比,共烧可为生物利用提供经济的方法,而且共烧利用现有电站的话,投资成本就降低了。例如,在德国,建设一座新的生物燃料电站,成本是每千瓦装机容量800马克至1500马克。将现有燃煤电站改造成共烧电站,附加投资每千瓦容量150马克至300马克。燃料准备在成本中占了很大部分。

生物生长是季节性的,因此,共烧使电站在没有生物原料时也能发电,同时也避免了因生物储存使燃料质量下降造成的影响。

共烧的电站运行

只要没有因运行问题出现的障碍,生物燃料与煤炭共烧就是利用生物最经济的方法。运行在很大程度上根据燃料、使用的生物百分比及燃料系统而定。木柴在使用上没有很大的运行问题,像稻秆等农业生物,因含有碱和氯会导致运行上的问题,但如果采用粉状燃料,运行中的问题就可以得到解决。

通过不断研究,不同生物燃料共同利用的构想及各种生物燃料的污染、结渣、腐蚀、飞灰利用和微量元素散射问题得到检验。此外,还研究了不同规模的加压流化床和循环流化床燃烧装置的运行。最终结论是,对电站运行的影响将由所加生物燃料量及其性质决定。

尽管大家知道,一些生物飞灰形成熔化炉渣,而飞灰沉积作用是燃料特有的。研究表明,与纯生物燃料燃烧相比,共烧大大降低了运行问题。

关于腐蚀

在共烧生物燃料锅炉中,释放出氯化钾,在锅炉表面上凝结,形成更多腐蚀。高出某种金属温度,沉积在锅炉表面的氯化碱通过各种机制,将导致高腐蚀率。生物中即使存在少量的氯,也可在流化床锅炉中造成问题。然而,由于在加压流化床锅炉中,燃料中大量的氯化钾主要转化成硅酸和硫酸盐,因而其腐蚀程度比循环流化床锅炉要低。

根据专家的研究,木柴与煤炭共烧不会出现腐蚀问题,煤炭与高达20%的稻秆共烧,也不会出现腐蚀问题。与燃煤相比,烟道气中硫酸盐含量高,因而可能出现腐蚀。研究改进设计,可以减轻高温腐蚀。调查的方法包括对生物燃料进行预处理并改进循环流化床设计。

对飞灰的利用

研究集中在加压流化床和循环流化床燃烧共烧飞灰的特点上。采用流化床燃烧系统,生物燃料加到50%,对飞灰的化学性质影响很小;共烧飞灰中微量元素的含量低于参考标准;具有足够沥滤性。一些国家需要制定新的法规,允许像利用煤炭飞灰一样,利用共烧飞灰。

排放与微量元素

煤炭中许多种微量元素的含量比生物燃料中的要高,因此,煤炭和生物共烧有助于减少滞留在燃烧器中的微量元素。此外,可从煤炭与生物燃料混合物成分特性中预测出混合物的特点。将生物燃料加入煤炭共烧,不会提高微量元素排放量。

运行中的问题

与单纯燃烧生物燃料相比,共燃大大减少了运行方面的问题。单纯燃烧生物燃料,即使是木材也能产生腐蚀。在加压流化床锅炉中生物燃料与煤炭直接共烧,由于共烧产生的炉渣不符合飞灰在水泥工业利用的欧洲标准,因而比生物燃料和煤炭分别燃烧要复杂。尽管总的来说,利用燃烧流化床炉渣效果要比加压流化床飞灰要差,飞灰利用上各种可能性为共烧产生的炉渣的利用提供了一个好机会。由于上述限制,采用事先处理技术可提供一个经济的解决办法。

总之,生物燃料与煤炭共烧为发电利用生物提供了最有利的方法。通常,共烧风险最小,是利用可再生能源资源生产能源最有效的方法,利用现有设施又有许多好

处。很明显,生物燃料与煤炭共烧与环境允许的未来相适应。

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