生物质气化发电设备(生物质发电如何冷却)
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- 2022-06-20 22:56:12
生物质气化发电的组成部分
生物质气化内燃发电系统主要由野圆气化炉、气体净化系统和内燃发电机等组成。气化炉是将生物质能从固态转化为气态的装置。在生物质气化炉中,通过控制供气量,进行不完全燃烧,实现低值生物质能由固体向气体的转化,生成含有氢气(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、多碳烃(CnHm)等可燃成分的燃气,完成生物质的气化过程。生物质气化发电机组气化室的气体出口温度根据气化炉的类型从350到650不等,气体中含有未完全裂解的焦油和粉尘等杂质。为了满足内燃机长期可靠运行的要求,必须对气体进行冷却和净化,使气体温度降至40以下,焦油和粉尘含量控制在50mg/Nm3以内。净化后的气体进入内燃机发电。在内燃机中,燃气空气混合气的燃烧做功,带动主轴高速旋转,主轴带动发电机发电。通过上述过程,生物质气化和内燃发电可以讴歌各种废弃物,将其转化为优质电能,解决废弃物污染和能源合理利用的问题。
生物质直燃发电,混燃发电和气化发电各自的优势和劣势是什么?
1生物质混燃发电与直燃发电、气化发电的比较常见的生物质发电技术有直燃发电、沼气发电、甲醇发电和生物质燃气发电技术。目前,国内对生物质直接燃烧发电和生物质气化发电技术的研究较多,但对生物质混合燃烧发电技术的应用研究有限。基于我国小火电厂数量多、污染重的特点,以及大量农村生物质的特殊国情,本文首先从技术和政策的角度探讨了生物质混燃发电技术,然后分析了生物质混燃发电的经济效益、环境效益和社会效益,后者更为重要。1.1生物质直燃发电现状生物质发电主要以农林废弃物为原料,也可以以城市垃圾为原料直接燃烧发电。例如,英国伊利秸秆直燃电站是目前世界上最大的秸秆直燃电站,装机容量3.8万千瓦,年秸秆消耗量约20万吨,古巴政府与联合国发展组织等机构合作,预计投资1亿美元建设以蔗渣为原料的环保电厂。我国直燃发电在南方已有一定规模。广东、广西两省有300多台小型发电机组,总装机容量800MW。生物质直接燃烧发电技术相对成熟。因为生物质能需要大规模利用才能有明显的经济效益,所以要求生物质资源集中,数量巨大,生产经济。1.2生物质气化发电的现状生物质气化发电是指生物质经热化学转化后在气化炉中气化产生可燃气体,经净化后驱动内燃机或小型燃气轮机发电。小型气化发电采用气化-内燃机(或燃气轮机)发电技术,大型气化-燃气轮机联合循环发电系统是一种先进的生物质气化发电技术。其能耗低于常规系统,整体效率高于40%。但关键技术还不成熟,仍处于论证和研究阶段。在气化发电技术方面,广州能源研究院在江苏省镇江市丹徒经济技术开发区开展了4MW生物质气化燃气-蒸汽一体化联合循环发电示范工程的设计研究,并取得了一定的成果。1.3生物质混燃发电技术在挪威、瑞典、芬兰和美国的应用现状。早在2003年,美国生物质发电装机容量就达到970万千瓦,占可再生能源装机容量的10%,发电量约占全国总发电量的1%。其中生物质混燃发电在美国生物质发电中占很大比重,混燃生物质燃料的份额大多占3% ~ 12%。预计可能会有更多的电厂采用这项技术。英国Fiddlersferry电厂的4台500MW机组直接混合燃烧生物质,如压制的废木质颗粒燃料和橄榄核。掺烧比例为锅炉总输入热量的20%,生物质用量约为1500t天,每年可减少SO2排放10%,CO2排放100万t。生物质混燃发电技术在我国应用较少,与发达国家差距较大。然而,该技术可以减少CO2的净排放,符合低碳经济的发展要求,满足温室气体减排的需求,具有巨大的发展潜力。在我国农村,由于农民土地分散,秸秆收集困难,收集运输成本限制了秸秆的收集半径。此外,秸秆种类复杂,难以保证经济上的可持续发展
混合还可以提高秸秆等生物质的利用效率,缓解腐蚀问题,减少污染,简化基础设施。生物质混燃发电技术分析由于我国小火电厂数量多,污染重,与其废弃关闭,不如因地制宜对一些小燃煤电厂稍加改造,利用生物质能发电。典型的生物质电厂设备规模小,装机容量30MW;而利用生物质混燃发电,不仅可以充分发挥现有煤粉燃烧发电的高效率,还可以实现生物质的大量高效利用。而且现有小火电厂改造不需要大量资金投入,凸显了生物质混燃发电的优越性,尤其是生物质气化混燃发电的通用性,比直接混燃发电对原有电站的影响更小。根据生物质锅炉的燃烧方式,有几种方案可供选择,如分层燃烧锅炉、流化床锅炉、悬浮燃烧锅炉等。现有火力发电厂采用混合燃烧技术进行改造,锅炉
本体结构不需大的变化(主要改造锅炉燃烧设备)。改造主要涉及在已有燃料系统中进行生物质掺混,有以下3方式。 (1)在给煤机上游与煤混合,再一起制粉后喷入炉膛燃烧。 (2)采用专门的破碎装置进行生物质的切割或粉碎,然后在燃烧器上游混入煤粉气流中,或通过专设的生物质燃烧器喷入炉膛燃烧。 (3)将生物质在生物质气化炉中气化,产生的燃气直接通到锅炉中与煤混合燃烧。本文主要以第2种和第3种为研究对象。 技术上,生物质和煤混燃关键是生物质燃料的选择和积灰问题。燃料的选择可以通过管理手段并辅以掺混设备加以解决。下面主要讨论积灰问题。 生物质和煤混燃的可行性,在一定程度上受积灰的影响很大。不同燃料的积灰特性与多种因素相关,如灰的含量、飞灰的粒径分布、灰的组成和灰的流动性。积灰是必须考虑的重要因素,因为积灰对锅炉运行、锅炉效率、换热器表面的腐蚀和灰的最终利用都有重要影响。与煤相比,生物质(如秸秆)和煤混燃时,两种原料之间的相互作用会改变积灰的组成、降低颗粒的收集效率和灰的沉降速率。生物质灰中碱性成分(特别是碱金属K)含量也比较高,且主要以活性成分存在,从火焰中易挥发出来凝结在受热面上形成结渣和积灰,实际商业应用中生物质掺混比*高为15%,当掺比较小时,一般不会发生受热面灰污问题。国际和国内的经验均表明,生物质混燃发电在技术上没有大的障碍,技术上是完全可行的。
生物质气化炉的种类主要有哪些?
生物质气化炉目前规模比较大的是流化床气化炉,固定床都是衡友比较小规模的,上吸式和下吸式都有,发电可以做到500KW 查歼迟看原氏拦李帖>>
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