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4、物质燃料发电技术的应用
生物质能发电技术主要包括:直接燃烧发电技术、热化学转换发电技术、生物化学转换发电技术等3种途径。
(1)直接燃烧发电技术。是指生物质原料送入适合的锅炉内燃烧,生产蒸汽,产生的蒸汽膨胀做功,从而带动发电机发电。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶,推广效率可达20%~30%的节柴灶,其技术简单、易于推广,是效益明显的节能措施。
(2)热化学转换发电技术。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术,由燃料的热能转换为电能的方式。
(3)生物化学转换发电技术。指汽轮机和往复式发动机以生物化学转换燃料作为主要的燃料来源,以发动机的动力驱动发电机发电的过程。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中,通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气,乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。沼气发电是指汽轮机和往复式发动机以沼气作为主要的燃料来源,以发动机的动力驱动发电机发电的过程。
5、燃料发电成本分析
5.1生物质燃料价格上涨的原因
现在机耕,秸秆粉碎、劳务费、柴油价格等都很高。2007年小麦留在30cm左右。省时省力,每小时能割3.3~4.0km留在15cm以下,每小时只能割2.0km左右,还额外增加成本15~30元。将秸秆收割收集每亩成本约50~80元。加上运输等费用,成本将急剧增加。2008年的油价比2007年更高,秸杆价格必然上涨。今后柴油价格是否还会再升,是决定秸秆价格主要因素之一。
5.2设备运行
某电厂原有4台发电机组已拆去较老的2台,其厂房用为生物质燃料储存厂房,其余2台15MW机组保留。其中一台锅炉投资4560万元更换成SF一75/3.82一T型链条炉排蒸汽锅炉。参数为:锅炉最大出力75t/h;主蒸汽温度450℃;主蒸汽压力3.82MPa。上料系统在原输煤系统适当改造而成,由于秸秆燃料是按一定规格的散料收购。与燃煤大体相当,所以输送系统不需作大的改动,改造时间短。运行中只在下料斗处有专人监管。当发生堵塞时及时清理。目前,掺泥沙尚未有采用清理防止措施。在收购时把好关。投运来的运行效果较好,多种秸杆混烧不仅没有结焦而成为有效充足的燃料供给的一种手段,可因地制宜参考这种方式。
5.3运行经济分析
由于收购燃料价格上涨到310元/t,运行成本约为0.586元/(kW˙h),上网电价为0.635元/(kW˙h)(含0.25元/(kW˙h)的补贴)时,尚盈余0.049元/(kW˙h),约满负荷运行5500h计算可赢利404.25万元,考虑每年还本付息473.2万元,还本付息后要亏损68.95万元,约每年运行小时数达到6500h才基本持平。从以上估算看,政府出台的政策也要随着市场变化适当调整,否则这些绿色能源很难维持下去,投资者也会很快退出生物质发电这个市场。
5.4环境效益
生物质能是一种可再生、CO零排放、SO2、NO、含尘质量分数极低的清洁能源,是化石能源很好的替代燃料。欧洲国家对生物质电厂赋予的职责是消耗秸秆维护大气环境,对于生物质发电给予较大的补贴,不考虑电厂的连续运行时间和盈利问题。目前,出台的相关政策支持度已很大。但随着市场变化其支持力度还应相应跟上,使这一新兴产业更好地发展。
6、生物质燃料发电现状及前景
6.1我国农林固体生物质燃料特性
作为能源的农林固体生物质,与化石燃料能源有很大的区别。农林固体生物质将具有可再生性,只要人类行为得当,这种能源就不会枯竭,可以周而复始的产生;生物质能的利用不会导致大气圈内主要温室气体二氧化碳的净增加积累,从而减缓地球的温室效应;农林固体剩余物的分布密度低,品种多样,依照区域、气候、地形、土壤、地形的不同而差别巨大,为原料的收集、运输、加工和规模化利用带来困难。生物质燃料的特点:(1)挥发份含量高,一般超过65%;(2)固定碳含量低,一般不超过20%;(3)低位发热量约比煤小40%;(4)含灰量显著低于煤,一般不超过l0%;(5)含硫量几乎比煤低一个数量级;(6)灰熔点比煤低200~300℃。
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