生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)項目設(shè)計有關(guān)問題的探討

1、 PAGE PAGE 3生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)工程設(shè)計有關(guān)問題的探討B(tài)y 于國續(xù) 2022 4 月前言主要包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)三剩物、糧食加工廢棄物玉米芯稻殼等，熱電聯(lián)產(chǎn)是指利用直接入系統(tǒng)、關(guān)心生產(chǎn)系統(tǒng)等問題，在相應的標準和標準中，一些原則并不明確，為此在設(shè)計中，因理解的差異，觀點各有不同。在設(shè)計評審時，專家可能提到一的參考材料，作為引玉之磚，不當之處，敬請批判指正。1、政策依據(jù)中華人民共和國電力法2022 年修正中華人民共和國可再生能源法修正，2022 12 26 日2022 年煤電規(guī)劃建立風險預警的通知 國能電力202242 號小型火力發(fā)電廠設(shè)計標準GB50049-2022秸稈發(fā)電廠設(shè)計標準GB

2、50762-2022建立治理暫行規(guī)定的通知發(fā)改能源2022 141 號熱電聯(lián)產(chǎn)工程可行性爭辯技術(shù)規(guī)定及修改條文2022 年發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)治理方法的通知發(fā)改能源2022 617號發(fā)改辦能源2022 3003 號的通知發(fā)改能源2022 625 號分布式發(fā)電治理暫行方法 發(fā)改能源2022 1381 號12) 國家能源局綜合司關(guān)于開展生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)縣域清潔供熱示范工程建立的通知國能綜通能202265 號2、生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)準入相關(guān)產(chǎn)業(yè)和準入政策摘要國家進展打算委員會、國家經(jīng)濟貿(mào)2022 26 號“1.2 以煤為燃料的區(qū)域性熱電廠和企業(yè)的自備熱電站，以及凝汽式發(fā)電機組改造為供熱式機組的工程工

3、程?！薄?.4 各類熱電廠應符合以下指標：常規(guī)燃煤熱電廠：全廠年平均總熱效率大于 45%；全廠年平均熱電比應符合以下要求：1.525MW 100%；50、100、125MW 的供熱機組，其年平均熱電比應大于50%；200、300MW 的供熱機組，其在采暖期的平均熱電比應50%?！标P(guān)于進展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定計根底2022 1268 號已廢止 常規(guī)燃煤熱電廠指標要求同計根底2022 26 號3國家進展改革委、建立部關(guān)于印發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)和煤矸石綜合利用發(fā)電項目建立治理暫行規(guī)定的通知發(fā)改能源2022141 號聯(lián)產(chǎn)機組；限制建并逐步淘汰次高壓參數(shù)及以下燃煤油抽凝機組。生物質(zhì)能、太陽能和地熱能等可再生能源，”關(guān)于

4、印發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)治理方法的通知發(fā)改能源2022617 號對規(guī)劃建 2 臺 30 萬千瓦級抽凝熱電聯(lián)產(chǎn)機組釆暖期熱電比應不低于80%。對燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)工程釆暖型聯(lián)合循環(huán)工程供熱期熱電比不低于 60%，供工業(yè)用汽型聯(lián)合循環(huán)工程全年熱電比不低于 40%。的通知國能綜通能202265 號20 萬平方米，單個鄉(xiāng)鎮(zhèn)或獨立的工商業(yè)設(shè)施等暖面積不小于 2 萬平方米，采暖季熱電比不小于100%100%；生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)工程的準入準入政策的解析聯(lián)產(chǎn)工程可行性爭辯技術(shù)規(guī)定主要適用于以煤為燃料的區(qū)域性熱電于生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)工程。按關(guān)于進展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定，已廢止。按發(fā)改能源2022141 號，國家支持利用多種方

5、式解決中小城鎮(zhèn)季節(jié)性準入條件。按最 2022 年的熱電聯(lián)產(chǎn)治理方法，涉及準入條件，除對規(guī)劃2 30 30 個百分點外，對于其它規(guī)模的熱電聯(lián)產(chǎn)工程的準入條件未提及。的通知的規(guī)定，是申報示范工程的條件，不是行業(yè)準入的條件。由上可見，對于燃用生物質(zhì)能的熱電聯(lián)產(chǎn)工程目前尚無相應的準入政策。準入政策的運用聯(lián)產(chǎn)工程的產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)準入進展論證。上暫無明確的適用標準。通過可再生能源法，在法律層面上認定其符合準入條件。限制，難以滿足以煤為燃料的常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)工程準入指標。不應以不符合常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)的準入條件為由予以否認，生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)工程的主要設(shè)計數(shù)據(jù)發(fā)電年利用小時和年發(fā)電量工程的年發(fā)電量等于工程額定發(fā)電功率與

6、年利用小時數(shù)的乘積?；痣姍C組年平均設(shè)備利用小時 =8760h設(shè)備可用率%火電機組年負荷率%1-負載、事故備用率%。目前，電力網(wǎng)裝機容量過剩，負載率較低， 4000 小時。50005500 小時把握。依據(jù)“國家實行可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度”，所發(fā)電力不受限制。為仃機時間。負荷率主要受燃料供給狀況影響，如運輸和收貯的波動等。為此，生物質(zhì)能熱電聯(lián)產(chǎn)工程年發(fā)電設(shè)備利用小時數(shù)遠高于常規(guī)的熱電聯(lián)產(chǎn)工程。可用率可達 90%以上，負荷率主要受燃料供給狀況影響，也可達 90%以上。設(shè)計在計算工程年發(fā)電量的發(fā)電設(shè)備的年利用小時一般取 70007500 小時較為適宜。年供熱量41 線計算。熱電比熱電聯(lián)產(chǎn)工程

7、熱電比是年供熱量與年發(fā)電量之比。3.1 統(tǒng)計資料名稱規(guī)模名稱規(guī)模t/h MW燃料及熱值MJ/kg年耗燃料量104t發(fā)電煤耗g/kWh 供熱煤耗kg/GJ廠區(qū)占地hm2冷卻塔及通風方式年補水量104m3靜態(tài)投資萬元發(fā)電設(shè)備年供熱面積104m2供熱方式機力機力2022m2機力1000m227501000m2低真空低真空低真空低真空+低真空+低真低真空熱化系數(shù)年均熱效%年均熱電%熱價元/GJ安廣乾安鎮(zhèn)賚扶余前郭蛟河榆樹1130+1130+1150+375+3375+3230+21130+1301301301212120130玉米玉米秸秸稈和稻秸稈玉米秸殼及花稈、稻林業(yè)廢玉米秸和稻殼稈12.25和林木

8、生殼棄物11.8212.2513.9311.83殼13.7714.2420.6722.328.1823.0445.0821.930930932837634032832840.5641.0844.154142.18417.959.8710.056.075.37.73自然自然m2自然自然7779848652.397289682703419860261423239352810269857000700080006500650075007000111.811019020013010380抽汽抽汽空？111111148.54559.1248.0954.553.84880.481.3145157.61469

9、568.430.262930.2633.23325 PAGE PAGE 1045%以上。熱電比在 68158 %，熱電比超過 100%的工程，其發(fā)電設(shè)備年利用6500 小時，供熱面積明顯較大。4、燃料供給與燃料特性指農(nóng)作物收獲籽實后的剩余局部和枝狀林作物的統(tǒng)稱，包含硬質(zhì)秸稈和軟質(zhì)秸 資源量資源量的調(diào)查與評價制，有些地區(qū)根本不適于建立生物質(zhì)發(fā)電工程，50km 的范圍內(nèi)。目前農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查主要依據(jù)農(nóng)作物秸稈資源調(diào)查與評價技術(shù)標準NY/T1701-2022 目資源調(diào)查與評價技術(shù)規(guī)定試行2022。在資源核查時，要深入鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村谷比系數(shù)和工程可收集率，從而計算出可收集量。秸稈資源調(diào)查報告經(jīng)專家評審和工

10、程單位確認后，可作為設(shè)計依據(jù)?？晒┵Y源量估確定?？晒┵Y源量按農(nóng)作物秸稈可收集資源量、可獲得資源量折減后獲得。計算出農(nóng)作物秸稈的年產(chǎn)量。農(nóng)作物秸稈可獲得資源量是考慮扣除秸稈調(diào)查范圍內(nèi)農(nóng)作物秸稈其它用途 0.5 左右。0.3。秸稈有效收集時間10 3月份。燃料特性秸稈含水的特點在 40%以上。剛收獲的玉米秸稈甚至到達 80%以上。視氣象條件，一般經(jīng)約 22030%。米秸稈水分變化秸稈含水量的關(guān)系。結(jié)果說明，玉米葉片在收割后 40d 左右含30%70d 30%。結(jié)論是玉米秸稈含水量隨風干時間延長而下降。作為燃料的秸稈水分4.2.1 10 月份收獲，秸稈10 3 月份，5 個月。秸稈的收獲和收購是連續(xù)

11、性的，12 個月。10 3 5 14 個月的風干時間。這意味著供給電廠燃用的秸稈可能有足夠的風干時間。防霉變不宜大于 30%。先期收購的秸稈水分應把握在 30%以內(nèi)，這可通過推遲收購約2 個月即可實現(xiàn)。電廠運行不期望秸稈的水分太大，秸稈在收貯站自然風干后，量穩(wěn)定，變化幅度不宜過大。秸稈特性設(shè)計值的取定環(huán)境影響在確定其設(shè)計值時需格外慎重。8.5%充分風干，30%，致使秸稈的檢測結(jié)果相差較的檢測結(jié)果作為設(shè)計值，將會對工程的設(shè)備和系統(tǒng)的選擇產(chǎn)生較大的偏差。鍋爐的燃料應當相對穩(wěn)定。燃煤工程，鍋爐燃料的偏差在 510%，可以保證鍋爐的出力、參數(shù)和效率。含水量，不同的全水份，秸稈的工業(yè)和元素分析數(shù)據(jù)相差很

12、大。作為設(shè)計值基準。幾個試樣進展檢測，作為確定電廠燃料特性的設(shè)計值分析依據(jù)。2025%3035%的檢測結(jié)果，作為校核燃料。燃料的收貯生物質(zhì)電廠燃料收購方式式。直接在收購地打捆，運力全部由供貨人自行解決。中運至擬建電廠的廠外的儲料場或電廠內(nèi)儲料場。生物質(zhì)電廠燃料收集面臨的問題原料自然密度低，收集量大導致同一種類的農(nóng)作物秸稈自然密度低，這使得原料收集工程量大。很多農(nóng)夫不愿耗時耗力收集廉價的秸稈，而是直接燃燒還田。收集時間緊促且難以把握氣變化難以把握，這加大農(nóng)作物生物質(zhì)收集的難度。機械化程度低合我國土地耕種模式的秸稈收獲機，80%以上的秸稈收集是通過人工打包打捆，這不但耗時耗力而且還增加了原料收集本

13、錢。生物質(zhì)電廠秸稈的存儲方式秸稈采收具有很強的季節(jié)性,不能做到長期均衡連續(xù)收購。為了平衡秸稈采中心儲料場、廠內(nèi)儲料場庫。儲法、倉庫式存儲法。發(fā)電工程在進展原料儲存時，需要綜合地權(quán)衡存儲的投資本錢和存儲效果生物質(zhì)電廠燃料的運輸系統(tǒng)已經(jīng)有了確定的進展根底，主要有分散型和集中型兩種模式。大降低了企業(yè)的投資、治理和維護本錢。但是，為追求最大利潤，會隨機抬高收秸稈的質(zhì)量把關(guān)，然后統(tǒng)一打捆、堆垛、存儲。自己經(jīng)營秸稈收集、儲運、治理各個環(huán)節(jié)的工作。11場需求的增加，集中型模式將成為主要進展方向。212MW 量 800 噸左右，全部為汽車、農(nóng)用車運送。但是由于生物質(zhì)自身密度較小，裝車后體積蓬松約 6m3/t，

14、為降低運輸本錢，運輸戶不得不對車輛改型或裝車府協(xié)調(diào)相關(guān)部門，為各類生物質(zhì)燃料運輸車輛開拓“綠色通道”。生物質(zhì)電廠秸稈到廠價格的初步測算結(jié)合目前全國大局部地區(qū)生物質(zhì)發(fā)電燃料到廠價格的實際狀況，初步測算：5 公里左右收210 元/190 元/噸。資金本錢等本錢和經(jīng)營利潤，合計約 75 元/噸。小麥、大豆秸稈收儲價格約為285 元/265 元/噸。3050 公里。按其他電廠實際訪談50 元/噸。綜合上述分析，某生物質(zhì)燃料測算到廠價格折合含水率15%為：小麥、335 元/噸，玉米秸稈315 元/噸。此外，依據(jù)現(xiàn)有的木材加工余料資源400 元/噸。5、工程建立規(guī)模與機組選型工程建立規(guī)模GB 50762-

15、2022，供熱式發(fā)電廠的建立規(guī)50km 的范圍內(nèi)。 PAGE PAGE 15由于生物質(zhì)能工程具有地域特點，其建立規(guī)模確實定首先是該區(qū)域的資源 規(guī)?！?，其次才是熱負荷的需求，“以熱定電”規(guī)求，為此需要另外考慮補充熱源。秸稈發(fā)電廠設(shè)計標準規(guī)定，發(fā)電廠的規(guī)劃容量不宜大于 30MW，規(guī)劃臺數(shù)為宜超過兩臺1.0.6。50km 2550 萬噸，3060MW 建立規(guī)模的要求。100200 萬平方米。230MW1 時，供100200 萬平方米左右。供熱方案與汽輪機選型水供熱或熱泵等方案。背壓式方案對于生物質(zhì)燃料，由于非采暖季無熱負荷，背壓機仃運，秸稈不能被利用發(fā)電，為供熱而違反生物質(zhì)能源利用的初衷，對于生物質(zhì)

16、能熱電聯(lián)產(chǎn)工程是不適合的。抽凝式方案該方案是利用汽輪機采暖抽汽供熱。目前 1225MW 單機容量的額定抽汽1530t/h 2040 有工業(yè)熱負荷，一般也不適合。抽凝式或凝汽式機組+低真空循環(huán)水供熱方案該方案是在采暖期汽輪機承受低真空運行方式，利用循環(huán)水進展供熱的方案，供熱力氣較大。汽輪機可承受抽凝式或凝汽式。抽汽式+低真空，采暖期承受汽輪機低真空運行方式，在采暖期最大熱負荷凝汽式+水的旁路調(diào)整熱網(wǎng)循環(huán)水量，從而保證熱網(wǎng)系統(tǒng)的連續(xù)和穩(wěn)定運行。1 100200 萬平方米左右。假設(shè)供熱力氣能滿足，凝汽式+低真空是一個發(fā)電供熱兩全的方案。抽凝式或凝汽式機組+熱泵方案算，對于 30MW 抽凝式或凝汽式機

17、組，通過吸取式熱泵回收的循環(huán)水熱量可滿足20 萬平方米左右。該方案供熱力氣較小，但不影響機組發(fā)電，假設(shè)熱負荷可以滿足，也是一個發(fā)電供熱兩全的方案。建議方案式、抽凝式方案。供熱方案宜承受低真空循環(huán)水供熱或熱泵方案。主蒸汽參數(shù)利用率。目前國內(nèi)建的 130t/h 級別的鍋爐均承受高溫高壓參數(shù)，可比中溫中35%。30 25MW 高壓參數(shù)； 單機容量為 15 12MW 機組，宜選用次高壓或中壓參數(shù)；單機容6MW 及以下機組，宜選用中壓參數(shù)。機組選型鍋爐設(shè)備秸稈鍋爐燃燒機理和燃燒技術(shù)來看，目前兩種鍋爐均能滿足燃用秸桿燃料的要求。依據(jù)秸稈發(fā)電廠設(shè)計標準GB 50762-2022，7.1 鍋爐設(shè)備，秸稈大容量

18、的鍋爐。燃方式，另一種是循環(huán)流化床燃燒方式。經(jīng)濟比照詳見下表。兩種燃燒方式比照燃燒方式層燃循環(huán)流化床燒室內(nèi)混合良好，且停留時間長，因此隨著層燃鍋爐爐排及燃燒技術(shù)的改床燃燒有很高的碳燃盡率。由于高溫鍋爐燃燒效率進，燃燒效率較以前有較大提升。鍋90。現(xiàn)在的生物質(zhì)層燃鍋爐一般承受水 90。循環(huán)流化床鍋爐機械故障率較低，連續(xù)運行能機械故障高，但爐排的本錢較高。力強。廠用電用量機組耗電量較小對燃料裂開要求較低，對于某些生物燃料裂開要求質(zhì)燃料甚至不需要裂開，直接入爐燃燒層燃鍋爐對燃料適應性較高，但對于燃料適應性灰熔點低的燃料易產(chǎn)生結(jié)焦、受熱面結(jié)渣等問題燃燒穩(wěn)定性度不均，壓力變化較大且很難把握，而且爐排局部

19、過熱簡潔導致結(jié)焦。污染物排放生物質(zhì)燃料含硫較低，所以硫排放較機組耗電量大于層燃鍋爐機組粒度50mm 都可直接入爐燃燒。循環(huán)流化床鍋爐對燃料適應性較高，隨著這些年循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的進步，現(xiàn)在已經(jīng)根本循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐床溫較低，一般低于850，入爐燃料與床料充分混合，爐膛溫度分布均勻，壓力變化較小，燃燒穩(wěn)定。循環(huán)流化床鍋爐承受爐內(nèi)脫硫方式，很簡潔達燃燒方式層燃循環(huán)流化床占地面積負荷調(diào)整濃度較高，需要必要的脫硝措施。占地面積大變化慢。到國家環(huán)保要求。循環(huán)流化床鍋爐的低溫燃燒方式有效的遏制了氮氧化物的生成，爐膛出口的氮氧化物主要是由原料里的氮元素生成。當生物質(zhì)燃料氮元素含量較低時，鍋爐原始氮氧SN

20、CR 脫硝設(shè)備即可滿足國家環(huán)保要求。占地面積小循環(huán)流化床鍋爐負荷變化快，適應性強。循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐大型化只受燃料供給的機組容量不宜過大。對于生物質(zhì)層燃鍋爐，國量130t/h何問題。循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)引進時間長，由于其燃料由于國內(nèi)生物質(zhì)發(fā)電起步較晚，國內(nèi) 適應性強、污染物排放低等特點，使其在國內(nèi)技術(shù)成熟性開發(fā)缺乏，引進技術(shù)時間短，消化不完全，所以技術(shù)的成熟性相對差。生物質(zhì)層燃鍋爐運行時不添加關(guān)心 添加關(guān)心床料改進，還是無法從根本上解決這個問，治標不治本。爐。過程中混進大量的灰塵有關(guān)系。放、機組容量等方面優(yōu)于層燃方式。鍋爐選型還要充分考慮生物質(zhì)燃料的易加工性、燃料組成和燃燒特點?；矤t要慎重。

21、對于灰熔點低和易產(chǎn)生結(jié)焦的燃料，承受層燃爐也要慎重。 PAGE PAGE 17NOx 的生成和消退熔渣、避開結(jié)焦等優(yōu)點，如無秸稈的裂開和結(jié)焦的問題，宜優(yōu)先選擇循環(huán)流化床鍋爐。汽輪機設(shè)備依據(jù) 秸稈發(fā)電廠設(shè)計標準GB 50762-2022，9.1 汽輪機設(shè)備，供條件許可時，優(yōu)先選擇較高參數(shù)、較大容量和經(jīng)濟效益更高的供熱式機組。與供熱方案有關(guān)，汽輪機設(shè)備可選擇抽凝式或凝汽式機組停運最大一臺機組時對供熱產(chǎn)生過大影響。當抽凝式或凝汽式機組承受低真空循環(huán)水供熱時，汽輪機組無需大規(guī)模改 造，只需將凝汽器循環(huán)冷卻水的入口及出口管路接入供熱系統(tǒng)。將冷凝器作為 一級加熱器，利用排汽的汽化潛熱加熱循環(huán)水，用循環(huán)水代替熱網(wǎng)水供暖，從