浅谈生物质锅炉发电

来源:用户上传      作者: 何维国 张 娟

　　[关键词]生物质;气化发电;装机规模
　　
　　能源紧张已经成为世界各地普遍存在的问题,利用生物质能气化发电技术的研究与开发,已经受到到世界各国政府与科学家的普遍关注。我国发展生物质能气化技术,为农村地区提供生活和生产用能,不仅有利于这些地区脱贫致富,实现小康社会的奋斗目标,也有助于建立可持续的再生能源系统,促进国家节能减排和国民经济的健康发展。尽管我国对生物质能气化发电的研究和应用起步较晚,存在气化发电项目运行成本偏高、装机规模小、独立运行稳定性和安全性差、经济效益低等问题,但是如果能整合可用资源扩大项目规模,政府能够出台发电上网的准入措施,制定合理上网电价和加大环境的监管力度,生物质能气化发电必将会有很好的发展前景。
　　我国具有丰富的生物质资源,每年农民燃烧的大量秸秆,还有大量的荒草地、沼泽地、盐碱地以及木材加工业的废弃料都具有巨大的开发潜力。如将这些资源加以有效利用,变废为宝。我国的生物质发电是可持续的。
　　一、我国生物质能气化发电的基本状况
　　生物质能气化发电主要由两大部分组成:气化炉将生物质能原料在不完全燃烧工况下产生气化气;燃气发电机组将可燃气转换成电能(目前运行的均为内燃式机组)。这个过程中的关键设备为气化炉,一般分为固定床和流化床,前者运行可靠,适于干料和低灰粉大块混合料,后者气化反应更加充分,要求物料颗粒较小。
　　对生物质能气化发电技术的研究与开发早已受到世界各国政府与科学家的关注,许多国家都制定了相应的开发研究计划。上世纪80年代,我国就有各种产气原料的厌氧产气装置的应用,并且取得了一定的社会和经济效益,但对生物质能气化发电的研究和应用却起步较晚。
　　二、我国生物质能气化发电存在的问题
　　1.装机规模小,投资大,运行成本高。目前我国建设的生物质能气化发电项目运行成本普遍偏高,许多资源不能被有效利用,限制了生物质能气化发电项目的发展规模。以黑龙江为例,现在生物质能气化发电项目都是大米加工企业利用本企业废弃物稻壳为燃料的企业自备电站,装机容量一般都在2X200kW到5X200kW之间。造成这种装机规模偏小的主要原因有三个:一是由于气化发电厂都是按企业自身用电负荷来配置装机容量,自发自用;二是电厂没有上网运行,电力无法向社会出售,只为本企业服务;三是目前生物质能气化发电都是以米厂自身的废弃物稻壳为燃料,没有吸纳其他小型米厂稻壳,另外还有可作为生物质能气化发电的玉米、小麦、大豆、水稻等秸秆也没有被利用,资源利用范围窄,利用量少,限制了装机规模的扩大。装机规模的偏小,使建设投资增大。而装机规模的偏小,也使电厂运行成本增加。
　　2.生物质能气化发电厂独立运行,稳定性和安全性差。据不完全统计,目前国内所建设的生物质能气化发电厂多为企业自备电厂,没有并网,而且独立运行,发电厂采用直配线的方式向企业用电设备供电。尽管大部分电厂安装了双网快速转换保护装置,在一定程度上提高了安全用电的可靠性,但是这种供电方式由于没有大功率电源的支持,电力参数随用电负荷的变化和设备的起动变化较大,电力系统调节能力很弱,用电的稳定性和安全性最终还是受到了影响。
　　3.设备运行时数少,热效率低,经济效益低。目前国内大米加工企业都是按市场需求而生产的,所以电厂的运行也就随着企业的生产而进行,企业生产电厂运行,企业停产电厂停运。黑龙江省近几年生物质能气化发电厂始终处于间断运行状态,年设备利用小时数均在1 800小时至1 100小时左右,平均在1 350小时左右,这与正常情况下年设备利用4 000小时这个数值还有相当大的差距。
　　三、促进生物质能气化发电发展的建议
　　1.整合可用资源,扩大项目规模。用于生物质能气化发电的燃料不仅有稻壳,还有玉米、水稻、小麦、大豆等农作物秸秆以及其他生物质能,目前国内除稻壳外,其他农作物秸秆并未得到有效利用。黑龙江省目前仅在有条件的大型大米加工企业利用稻壳进行气化发电,而一些小型大米加工企业的稻壳和大量的玉米、水稻、小麦、大豆等秸秆类生物质没有被利用。这种企业的自备生物质能电站和单一燃料的建设方式存在着建设规模小,设备利用率低,经济效益差的致命弱点,很难实现并网运行向规模化市场化方向发展。
　　像黑龙江这样的农业大省,生物质资源非常丰富,比较适宜发展大规模生物质能气化发电项目。应改变目前企业自备生物质能电站和单一燃料的建设模式,整合各方面可利用资源,建设规模化热电联产气化电厂,实现并网运行,面向社会供电供热,以提高资源利用效率。实现经济效益和社会效益的双赢。
　　2.出台发电上网准入措施,制定合理上网电价。从目前黑龙江省已建的生物质能气化发电厂运行状况来看,都存在装机规模小,设备利用率和热效率低,电价高,经济效益差等诸多不利因素。产生这些不利因素的最主要问题就是没有一个可供上网的措施和合理的上网电价,束缚了生物质能气化发电项目向规模化租立场化方向发展,形成了目前的企业自备小电站的局面。随着生物质能气化发电技术的成熟,现已具备了建设规模化生物质能气化发电厂的条件,所以政府要制定优惠政策和合理上网电价,允许具有一定规模的生物质能气化发电厂上网运行,以鼓励和促进项目向规模化发展,提高资源的利用率。
　　3.加大环境的监管力度。目前稻壳用途较少,由于其具有不易腐烂的特性而无法进行还田处理,除各别较大的大米加工企业用于气化发电和作为锅炉燃料外,其余几乎全部作为废弃物扔掉、烧掉,不仅造成了极大的资源浪费,而且对当地环境产生了严重的污染。环保、税务及工商等相关部门要加大对稻壳乱堆乱放、随意焚烧的监管力度,制定相关奖惩制度,引导和促进企业和社会综合利用。
　　开发利用可再生能源,对于保障能源安全、保护生态环境、实现可持续发展具有重要意义。国家已经决定,将安排资金支持可再生能源的技术研发、设备制造及检测认证等产业服务体系建设。总地说来,生物质能发电行业有着广阔的发展前景。
　　
　　收稿日期:2010-08-02□
　　(编辑/刘佳)

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