生物质气化-燃煤耦合发电气化模型研究

为实现能源转型和减少碳排放,必须大力发展可再生能源。生物质能作为其中重要的一部分,利用方式多样并有很好的发展前景。生物质气化-燃煤耦合发电是生物质能利用的重要技术和发展方向,它对燃煤锅炉影响小,发电效率高并便于监测电量。为分析和研究生物质气化与燃煤耦合发电的系统特性,首先需要了解生物质气化过程并获得生物质气化燃气的组分及相关气化指标。建立基于热化学平衡的生物质气化模型,用Visual Basic编程计算,得到燃气组分、气化指标与气化剂当量比、水分的关系曲线。结果表明:水分越高,燃气热值和气化效率越低,气化产率越高;气化剂当量比越大,气化产率和气化效率越高,燃气热值越低。这些关系曲线可为气化过程控制提供借鉴,也可为设计和优化生物质气化-燃煤耦合系统奠定基础。

生物质气化与燃煤耦合发电系统能流和流分析

生物质气化耦合燃煤发电可充分利用我国的生物质资源,减少煤炭的燃烧,改善能源结构,实现节能减排。为分析生物质气化-燃煤耦合发电系统能量流动及损失分布,基于热力学第一定律和热力学第二定律,建立了系统能流、流分析模型,计算得到系统能流和流图。结果表明:采用科学合理的燃气配气方式,锅炉燃烧稳定性几乎不受影响;额定工况、75%额定工况和50%额定工况下,系统能效分别为32.39%、31.93%和31.38%,效率分别为30.27%、31.83%和30.35%。生物质气化-燃煤耦合发电系统具有较高的能源利用效率,高于现有生物质直燃电厂发电项目的系统效率,技术经济效益明显。能损和损分析可为系统设计和优化奠定理论基础,也为生物质气化耦合燃煤锅炉发电的推广应用指明方向。

燃煤耦合生物质发电

在我国能源转型、应对气候变化和控制碳排放,而煤炭现在仍然是我国的主体能源的大形势下,煤电面临的巨大挑战之一,是如何较大幅度地降低CO_2排放。在提高煤电效率的基础上,大型燃煤电厂采用煤电+生物质耦合发电技术,是当前最可行的降低碳排放的措施。介绍了我国生物质资源、生物质发电和燃煤耦合生物质发电技术现状及前景、技术特点和经验、在大容量燃煤火电厂实现混烧生物质的技术途径、以及燃煤耦合生物质发电的国际经验,在此基础上,提出对我国如何发展燃煤耦合生物质发电的建议。

生物质耦合燃煤发电经济环境效益评估

建立了生物质直燃、生物质耦合燃煤发电及煤电的经济及环境影响评估模型,对比了四种不同的生物质预处理技术,量化了生物质固体燃料的供应链成本,不同发电策略的度电成本,电力碳排放强度,边际减排成本,以及考虑碳交易情况下的电厂成本收益率。研究发现,生物质耦合燃煤发电较生物质直燃发电是更为低碳的生物质利用路径,且可利用电厂的规模效应,即随着规模增大度电成本降低,成本利润率上升,而直燃发电相反。与煤电相比,耦合发电的度电成本更低,且可受益于碳交易,成本利润率更高。因此,生物质耦合燃煤发电是具有经济与环境效益的煤电淘汰方案。

生物质气化耦合燃煤发电技术应用

分析了生物质资源利用的重要性,介绍了国内外生物质利用技术发展状况及我国推动生物质能发展的政策环境.分析了生物质气化耦合燃煤发电工艺的先进性,提出了我国开展生物质耦合发电的必要性和面临的问题.

基于空间分析方法的我国燃煤耦合生物质发电潜力分析

燃煤耦合生物质发电可以降低燃煤电厂CO_(2)排放,减少空气污染。考虑秸秆资源能量密度较低等特点,燃煤耦合生物质发电技术的应用潜力很大程度上取决于燃煤电厂与秸秆资源在空间上的匹配程度。因此,从空间分析角度,研究燃煤耦合生物质发电潜力具有重要意义。基于高分辨率燃煤电厂与秸秆资源数据,采用空间匹配方法对燃煤耦合发电的可能潜力进行评价。结果表明,我国燃煤电厂与秸秆资源空间匹配程度较高,约89%的可收集秸秆位于燃煤电厂半径100 km以内。燃煤电厂可掺混秸秆量受秸秆可能源化利用率和电厂秸秆可掺混比例影响。秸秆可能源化利用率越高且电厂秸秆可掺混比例越高时,燃煤电厂可掺混的秸秆量越多。在秸秆高能源化利用率与30%掺混比例的情景下,1066个电厂可以在半径100 km以内找到可掺混的秸秆资源,其中约52.6%电厂可满足30%掺混比例。该情景下,电厂可消纳秸秆3.84亿t,减排CO_(2)约5.11亿t。相关结论可为我国燃煤耦合生物质发电技术支持政策以及秸秆能源化利用政策的制定提供技术支撑。

城市污泥耦合燃煤发电技术现状及发展趋势

污泥干化耦合燃煤发电是一种新的技术工艺,可实现污泥资源化、无害化、减量化和稳定化处理,从而降低污泥焚烧处置成本,防止二次污染发生。本文先介绍了污泥干化耦合燃煤发电技术,然后重点对其技术现状及发展趋势进行了研究,以供参考。

660 MW燃煤电厂的生物质气化耦合技术研究与应用

文章针对湖北某电厂进行生物质气化耦合发电进行技术研究,提出了:(1)660 MW燃煤电厂的生物质气化耦合应用技术方案,分析了660 MW燃煤电厂生物质气化耦合的可行性;(2)掺烧改造方案通过在主燃区前后墙各布置2只生物质燃气燃烧器,能实现锅炉掺烧生物质气化燃气的目的;(3)通过分析生物质气化耦合发电对2#锅炉的影响,得出生物质气化耦合发电对锅炉动力场、对流换热、排烟温度影响非常小,能降低NO_x污染物、SO_x污染物排放并且能作为基础负荷与660 MW机组深度调峰相结合。

国内外生物质能源发电技术应用进展

生物质能源是可再生清洁能源,对节能减排具重要意义。生物质发电不仅能实现“碳中和”,在我国实现“碳达峰”后还可替代部分煤电,成为电网调峰的重要力量。分析了生物质燃烧特性,分别介绍了国内外纯燃生物质发电、生物质与煤混烧发电和生物质气化耦合燃煤锅炉的应用现状。指出生物质纯燃发电项目容量小,发电效率不高且易出现积灰和氯腐蚀的问题,机组可用率偏低。生物质与煤混烧技术可以利用现有大容量发电机组,需要的额外投资小,具有较高的灵活性,可有效提高生物质利用效率,避免纯燃带来的一系列问题,是现阶段更经济可行的发电方案。目前,生物质与煤混烧发电项目的建设和运营需要上网电价的政策支持。

利用空冷机组余热干燥生物质可行性分析

流化床气化系统稳定运行要求生物质原料水分应低于一定值。利用直接空冷凝汽器出口的热空气对生物质原料进行干燥,既可以达到利用余热进行干燥的目的,又不会造成生物质可燃成分热值的浪费。本文对基于空冷装置的热电耦合式能量综合利用系统进行了热平衡分析,并与传统蒸汽供能的多层带式干燥器运行经济性进行对比,进一步从多能流可靠性、能源梯度对口和技术成熟度等方面探讨新技术可行性。结果表明:空冷凝汽器出口热空气耦合发电生物质干燥剂的能量裕量充足,说明该技术方案可行;相比传统多层带式干燥器,本系统每年可节约运行费用550万元;利用空冷凝汽器出口的热空气对生物质原料进行干燥是一项具有应用潜力的技术。

循环流化床气化温度对稻壳气化固相产物特性的影响

为解决燃煤机组耦合生物质气化发电过程中固相产物的妥善利用问题,以稻壳为原料,在襄阳电厂6#燃煤机组耦合生物质循环流化床上,考察了稻壳气化发电时气化温度对燃气组分以及固相产物的含碳量、比表面积、微观形貌和吸附能力的影响。结果表明:燃气主要可燃成分CO和H_(2)随温度升高先增大后减小,当温度为775℃时达到最高值,分别为18.79%和7.83%,625~775℃燃气热值高,固相产物含碳量较高;在较低的气化温度条件下,固相产物孔结构发育更加完全,且孔隙数量增加,孔壁厚度中等,比表面积随温度降低而不断增加;碘吸附值和比表面积基本线性相关;625℃时,固相产物比表面积最大为145.3 m^(2)/g,碘吸附值最大为265 mg/g,可应用于消耗大、对吸附能力要求不高的场所。

煤电机组应对二氧化碳减排的策略

美国环保署要求,新建燃煤电厂的CO_2排放限值为年平均发电碳排放强度不大于635 kg/MWh。其建议的"减排最佳系统"(BSER)技术路线为:对部分烟气量进行碳捕捉、运输和储存(CCS)。由于CCS存在成本、安全性和地质储存条件苛刻等短板,可采用非CCS的煤电机组碳减排策略,即进一步提高超超临界机组的热效率、采用冷热电联供、燃煤耦合生物质发电等3种技术路线。对这些技术路线满足美国碳排放限值的技术现状、前景和条件进行分析后,得出了当前的技术水平下采用冷热电联供或燃煤耦合生物质发电是两个可行且经济的手段,而进一步提高超超临界机组的热效率也具有现实可行性的结论。