燃生物质锅炉在工业中的应用优势

在当前严峻的能源紧缺和环境污染形势下,生物质能作为一种清洁能源,其特点非常符合清洁能源的要求,既可以循环再利用,还可以达到环保的目的。文章对燃生物质锅炉在燃料来源、成型和热效率等方面进行了分析,提出了在工业中大力发展燃生物质锅炉对于减少温室气体排放、减轻环境污染、优化我国能源结构具有重要意义。

南平地区燃生物质锅炉能耗情况及其改进措施

为解决多年来南平地区工业锅炉,尤其是燃生物质锅炉热效率偏低、耗能高和排放高的问题,以2018—2021年南平地区在用工业锅炉的能效测试数据为依据,对燃生物质锅炉的燃烧方式、排烟温度和过量空气系数等方面进行了研究。通过分析得出导致燃生物质锅炉能耗高的主要原因是炉型偏小、排烟温度高、过量空气系数高、燃烧不充分。针对这些问题,提出相应的改进措施。

煤与生物质耦合燃烧的协同效应

生物质燃料是替代化石燃料的重要能源,在燃煤机组上掺烧生物质是当下生物质能利用的主要途径。由于煤和生物质耦合燃烧过程中存在协同效应,生物质燃料与煤耦合燃烧性能与二者单独燃烧的燃烧性能差异无法通过化学成分或相关性质算术平均来确定,与此同时,生物质中富含的碱金属K也会加重受热面结渣倾向。为研究煤与生物质混合燃烧过程中协同效应,选取神府烟煤与板栗壳作为试验样品,通过混合、研磨与压制,制备成圆饼形颗粒并在Hencken平焰燃烧器上进行燃烧试验。利用高速摄像机结合图像处理技术计算着火延迟时间,利用光谱仪结合自发辐射理论测量燃烧过程中火焰温度、气相K浓度。探讨耦合燃烧着火特性、燃烧特性与气相碱金属释放特性协同效应及其原因。最后,结合灰分分析结果计算各工况结渣指数,获得燃烧气相碱金属释放量与结渣指数相关性关系。结果表明:煤与生物质耦合燃烧着火延迟时间低于理论值,证明耦合燃烧着火存在协同效应,表现为促进着火。受纤维素热解与碱金属元素催化共同影响,生物质质量分数为50%时,着火延迟时间与理论值之差达到最大1.91 s,协同效应最大;耦合燃烧释放的碱金属低于理论值,说明耦合燃烧气相碱金属释放协同效应表现为抑制气相碱金属释放,由挥发分-焦炭相互作用与无机反应共同控制,无机反应中Si、Al元素与K反应占主导;随气相K释放量增大,碱酸比与硅比数值增大,结渣倾向升高,结渣指数与气相K释放量间相关性系数均大于95%,说明气相K释放量与结渣指数高度相关,可见在线监测获得的气相K释放浓度具有判别结渣特性潜力。

300 MW循环流化床锅炉燃煤耦合生物质燃烧及污染物排放特性试验研究

在碳达峰、碳中和背景下,发展燃煤与生物质耦合发电是加快电力转型升级、实现煤电低碳发展的重要途径之一。在某台300 MW循环流化床(CFB)锅炉上设计建设了一套燃煤直燃耦合生物质的燃烧发电系统,并利用该系统进行了燃煤直燃耦合生物质的燃烧特性试验研究。结果表明:该生物质直燃耦合系统运行稳定可靠;CFB锅炉在掺烧木屑颗粒燃料时,随着掺烧比的增加,混合燃料的飞灰含碳量下降、CO排放量降低,混合燃料的燃尽性得以改善;掺烧后经过锅炉燃烧配风优化,锅炉NOx排放量比纯烧原煤排放量略有降低。试验典型工况污染物测试表明:掺入木屑颗粒燃料后,锅炉烟气二噁英排放量为0.0088 ng TEQ/m^(3)(标准工况,φ(O_(2))=11%,下同),飞灰中二噁英排放量为0.0206 ng TEQ/m^(3);飞灰中重金属及P、As、Se等有害微量元素排放值总量为32.121mg/L;底渣中重金属及P、As、Se等有害微量元素排放值总量为3.918 mg/L,烟气和飞灰中的二噁英和重金属等有害物质排放均满足国家环保标准排放限值。

生物质振动炉排炉燃烧过程建模及动态特性分析

为探究生物质振动炉排炉的炉内燃烧特性,实现机组燃烧过程的控制优化,通过对生物质燃料特性以及燃烧机理的分析,建立炉排炉燃烧过程的机理模型,研究炉排燃料量的动态变化,并预测炉膛温度、烟气含氧量等关键参数,探讨炉排的周期性振动对炉内燃烧状态的影响。结果表明:炉排燃料量与当前给料速度、燃料燃烧速度相关,且燃料在炉排上有较大的存储量,导致燃料着火燃烧与当前给料存在较大的迟延;炉膛温度与烟气含氧量的预测值能较好地跟随实测值的变化,其变化情况与燃烧特性一致;炉排的周期性振动会引起炉内燃烧状态的周期性变化,当炉排振动时,燃料燃烧速度、炉膛温度、炉膛压力都会随之升高,而烟气含氧量则有所降低,随着炉排的停振,这些参数又恢复到稳态水平。

燃煤机组耦合生物质直燃发电研究进展:非球形生物质大颗粒气固两相动力学模型

在双碳目标背景下,燃煤机组耦合生物质直燃发电是充分利用近零碳排放的生物质能源资源的可行和现实途径之一。目前,国内燃煤机组耦合生物质直燃发电的示范工程较少、技术成熟度还有待提升,存在燃料破碎和输运、燃烧组织、锅炉受热面腐蚀等问题。计算流体力学为能源与动力装置优化设计与运行提供了一种有效的研究方法。重点综述了生物质颗粒气固两相动力学模型的研究现状,总结了其存在的问题,并提出了研究建议。生物质颗粒较大,且呈不规则的非球形;在国内目前缺乏成熟技术方案和相关经验的情况下,准确模拟不规则、非球形生物质大颗粒的运动轨迹是准确模拟其燃烧过程的基础和关键,也是该领域的难点。但在稀相流条件下,目前还缺乏非球形生物质大颗粒气固两相动力学通用模型。建议加强生物质颗粒高效燃烧气固两相动力学模型的基础理论研究,通过颗粒分辨的直接数值模拟获得各种典型的非球形颗粒的曳力升力系数和力矩系数的新关联式,耦合非球形颗粒平移及旋转运动,构建适用于非球形生物质大颗粒的通用气固两相动力学模型,进一步开展试验验证后应用于工业界的多相流模拟中,为揭示生物质与煤粉直燃耦合过程中的颗粒输运和热转化特性提供支撑。

燃煤机组耦合生物质直燃发电技术的研究

燃煤机组耦合生物质发电技术是双碳形势下火电机组减少碳排放、提升可再生能源发电比例的有效方式。目前,我国燃煤机组耦合生物质发电技术的应用还比较有限。为进一步发挥可再生能源在我国电力系统中的作用,利用燃煤机组灵活的优势,本文研究了燃煤机组耦合生物质发电技术,并分析了耦合方式和燃煤电场耦合生物质对机组的影响,介绍了燃煤机组耦合生物质直燃发电技术的应用情况。

我国生物质直燃发电区域成本及发展潜力分析

明确生物质直燃发电优先发展区域是落实国家生物质能中长期发展规划的重要环节。以25 MW装机规模的秸秆直燃电厂为例,采用优化的发电成本计算方法,对我国生物质直燃发电成本进行分省区域研究。结论表明,我国中部与东北部地区直燃发电成本居中,生物质资源丰富,具有生物质直燃发电规模化发展的潜力;同时技术的成熟与碳排放收费等政策的建立将有助于提高直燃发电的经济性,促进其迅速发展。

生物质直燃锅炉过热器管材的高温腐蚀动力学特性

针对生物质中氯含量较高,生物质直燃锅炉在运行中经常发生氯引起的过热器高温腐蚀问题,模拟生物质直燃锅炉过热器工作的温度条件和含HCl的烟气气氛,利用管式炉采用增重法对15Cr Mo G,12Cr1Mo VG,12Cr2Mo WVTi B,20G,T91,TP347H和0Cr25Ni20七种常用的过热器管材进行高温腐蚀实验.研究各管材的腐蚀增重拟合曲线,并基于热分析动力学方法对高温腐蚀的动力学模型进行分析.结果表明,腐蚀增重符合抛物线规律,温度和HCl浓度对腐蚀速度影响显著.7种管材中,T91,TP347H,0Cr25Ni20具有较好的耐高温腐蚀性能,这可能与它们的合金组分中较高的镍含量有关.动力学分析结果显示,高温腐蚀反应遵循一维扩散动力学模型.

生物质与煤混燃过程中碱金属对汞氧化影响的热力学研究

针对生物质中Cl和碱金属含量高的特点,研究生物质与煤混燃过程中Hg的氧化机制。使用化学热力学软件Chemical Equilibrium with Applications(CEA)建立C/H/O/N/S/Cl/K/Na模型,分析碱金属元素K、Na与非金属元素Cl和S的反应,发现1100K以下Cl仍然主要以HCl形式存在,SO2的含量逐渐减少,碱金属主要以碱金属硫酸盐(A2SO4)的形式存在,这对Hg的氧化反应变得更为有利,同时随着生物质的添加,这种趋势更为明显。同时使用动力学软件Chemkin4.1构建了Hg/C/H/O/N/S/Cl/K/Na的化学和气相平衡模型,进一步研究了生物质与煤混燃过程中对Hg氧化的影响。计算结果表明,生物质与煤之比越高,对Hg的氧化越有利,生物质中高含量的Cl是促进Hg氧化最主要的因素,而K、Na的存在对Hg的氧化有进一步的促进作用,这进一步证实了热力学计算结果。

生物质直燃发电系统的生命周期评价

生物质直燃发电系统是规模化利用我国生物质资源的一种重要技术途径。以装机容量为25MW的秸秆直燃发电系统为研究对象,对其进行生命周期评价,以系统、全面地评价它对生态环境的显见和潜在的影响。建立生命周期分析方法学模型和支撑数据库,对系统边界、环境影响指标、决定系统环境性的重要参数进行讨论,并对系统运转的生命周期进行完整地清单分析和效应分析,这对解决诸多环境问题有重要的价值。

燃料特性对生物质直燃电站运行影响的研究

以生物质直燃发电项目为研究对象,通过对引进北欧技术设计投产的电厂的运行情况进行分析,发现燃料特性(尤其是发热量、水分和灰分数据的准确性)是造成电厂给料系统缺陷、除尘器磨损和机组不能正常运行的主要原因。给出了生物质燃料特性的经验数据,为后续生物质直燃电厂的建设和运行提供了参考。

我国生物质直燃发电的现状、问题及政策建议

我国生物质发电产业正处于起步阶段,产业化和商业化程度较低,有关政策及激励措施的支持力度不够。当前,可从以下方面加大政策扶持力度:规定对所有清洁能源一律确保其发电量全额上网,允许不同所有制的企业进入生物质发电领域;调整上网电价;做好资源调查和评价,编制发展规划;加大财政投入和税收优惠力度;支持技术研究开发和设备制造;建立设备检测认证体系,制定技术标准和规范规程;推行绿色电力配额制度和认购制度。

生物质电热气肥多联产系统运行优化研究

为了解决生物质电厂秸秆燃烧飞灰的处理问题以及如何实现沼气的高效制备与沼液沼渣的充分利用等问题,本文将生物质直燃发电机组与沼气池耦合,构建了生物质电热气肥多联产系统,并对系统设备进行特性建模;其次,考虑系统经济性及温室气体减排特性,建立了生物质电热气肥多联产系统多时间尺度运行优化模型,并采用人工蜂群智能优化算法求解;最后,基于算例分析了所提出系统的优势以及日前、日内调度中各设备出力特点。研究结果表明本文构建的系统利用多能互补特性,可有效提高沼气池的供能效率,促进了生物质资源的消纳,使得系统拥有较好的经济性和温室气体减排特性。

130 t/h生物质直燃循环流化床锅炉设计与运行

介绍了一种130t/h生物质直燃循环流化床(简称CFB)锅炉的基本设计和运行状况,探讨了CFB锅炉直燃生物质时所存在的一些问题并提出了可行的解决方案,对我国生物质直燃CFB锅炉的发展具有一定的参考意义。

浅谈秸秆生物质直燃发电技术

介绍国内外生物质发电的现状,生物质燃料的资源与燃烧特性,并结合本公司产品介绍了生物质锅炉的特点及其燃烧设备——水冷振动炉排对生物质燃料的适应性。

130t/h超高压带再热生物质直燃CFB锅炉设计与运行

介绍了130 t/h超高压带再热生物质直燃循环流化床(简称CFB)锅炉的总体结构和性能考核结果,锅炉应用于山东省兰陵琦泉生物质发电有限公司,结果表明该锅炉结构设计合理,燃烧运行稳定,对我国生物质直燃CFB锅炉的发展具有一定的参考意义。

一台燃煤工业锅炉改烧生物质燃料的能效分析

一台SZL6-1.25-WII型工业锅炉由于当地的环保要求被禁止继续使用燃煤,随后使用单位在未对锅炉任何调整的情况下改烧生物质燃料,对该锅炉改烧生物质燃料后的工况进行了能效测试,并对测试结果进行了分析,给出了改进措施。

生物质直燃发电厂燃料组织关键问题分析

生物质燃料资源的可供性是影响生物质发电厂生存和发展的根本问题,生物质发电厂燃料组织的关键在于燃料的收集、储存、运输等,文章结合柳城生物质直燃发电项目的开展,对生物质电厂燃料供应、储存、运输、价格控制等关键问题进行了分析,提出了解决的思路和方案。