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。

燃煤机组耦合生物质直燃发电技术研究

在"30·60"碳达峰、碳中和目标下,燃煤机组碳减排势在必行。燃煤机组耦合生物质发电是碳减排的重要手段之一。文章依托某350 MW热电联产机组,对生物质散料送粉管道耦合和成型颗粒送粉管道耦合两种方案进行了系统设计和技术经济性分析:按照10%的掺烧比例,送粉管道耦合方案对主辅机影响很小,对污染物排放无不利影响;生物质掺烧将导致上网电价增加,建议通过电量补贴等方式进行鼓励。相较于纯燃生物质机组、烟气脱碳等碳减排方案,燃煤机组耦合生物质直燃发电技术在机组效率、投资运行成本等方面均优势明显,是目前较为合适的燃煤机组碳减排及生物质能利用方式。

燃煤锅炉耦合生物质直燃技术

燃煤锅炉耦合生物质直燃技术是一种将生物质能源与传统煤炭资源有机结合的新型能源利用技术,这一技术的重要性体现在诸多方面,包括环保、资源节约、经济效益等多个层面。为减少碳排放、提高可再生能源的利用效率,就燃煤锅炉耦合生物质发电技术开展研究,以期能在实现节能减排的同时,有效减少对燃烧设备的腐蚀。

燃煤机组耦合生物质直燃发电综合分析

燃煤机组耦合生物质发电能有效减少碳排放,是当前煤电实现低碳化的最佳途径。文章借助某电厂300 MW煤粉锅炉掺烧生物质的热力试验结果,从安全性、经济性、技术性和环保性等方面,综合分析了生物质直燃耦合对燃煤机组的影响,并对掺烧生物质可能引起的锅炉受热面的沾污和腐蚀、SCR脱硝催化剂的中毒、湿法脱硫石灰石活性的削弱、制粉系统出力和效率的下降、灰渣利用的限制以及燃煤机组运行经济性的下降等问题,提出了相应的建议和应对措施,为我国燃煤机组的低碳绿色转型提供了参考。

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。

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。

燃煤机组直接耦合生物质发电技术经济性分析

燃煤机组直接耦合生物质发电能够降低机组碳排放,同时显著提高现有生物质的燃料化利用水平。针对某在建直接耦合生物质发电项目,通过锅炉热力校核计算和建立经济分析模型,分析其技术经济性。结果表明:直接耦合20t/h成型生物质发电后,锅炉排烟温度升高0.38~2.10℃,锅炉热效率下降0.05%~0.17%;原有的送、引风系统无需改造就可满足要求;年减排CO_(2)约(1.3~1.4)×10^(5)t。生物质燃料价格、补贴时长和标煤价格对项目经济性的影响较大,考虑我国目前的碳税实际情况,建议此类项目从降低生物质燃料价格、降低投资成本和争取补贴政策等方面提高项目经济性。

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。

生物质能直燃发电厂综合自动控制技术

以山东单县生物发电工程(灰杆燃料)和辽宁黑山生物发电工程(黄杆燃料)为背景,以提高我国生物质能发电厂运行效率及安全、经济运行水平为目的,提出了生物质能直燃发电厂综合自动化控制技术。该控制技术根据生物质发电厂燃烧过程中的过氧量调节风量及给料量,对生物质能直燃发电厂综合自动控制技术中的负荷控制、燃烧控制及给料控制等关键环节进行了详细设计,解决了生物质燃料热值不稳定、灰分中含有大量碱金属盐容易导致结焦和腐蚀等问题。单县及黑山生物质能发电厂的成功运行也证明该控制技术更加有利于提高生物质直燃发电厂的稳定、高效运行水平,有利于推动我国生物质大型直燃发电产业的发展。

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。

燃煤机组耦合农林生物质发电技术现状及展望

燃煤机组耦合生物质发电具有改造成本低、调峰灵活、运行安全等特点,是双碳形势下火电机组减少碳排放,提高可再生能源发电比例的有效途径。目前,我国燃煤机组耦合生物质发电技术的应用非常有限。为进一步发挥生物质等清洁零碳的可再生能源在我国新型电力系统中的作用,同时利用燃煤机组灵活可调度的优势,详细调研了我国生物质资源现状、燃煤机组和生物质的耦合方式、国内外典型燃煤机组耦合生物质发电项目的运行情况。指出我国生物质尤其是农林废弃物存在较大资源浪费,燃煤机组耦合生物质发电技术在国外尤其是欧洲国家已得到大规模应用,国内目前尚未应用于大型机组。梳理了燃煤机组直燃耦合生物质发电技术目前面临的挑战,主要包括稳定低成本的生物质原料供应和加工流程尚未形成、高比例掺烧缺乏成熟技术、受热面沾污腐蚀问题亟待解决、掺烧时生物质发电量的计量尚未形成标准等。为提高大型燃煤机组灵活性、降低CO_(2)排放量,未来需在以下几方面做出努力:通过在电厂周边或边际土地上种植某些能源作物保证生物质原料的相对单一性和稳定性,避免原料性质变化太大对机组运行的影响;发展高比例生物质耦合发电技术,保证煤与生物质掺混比例灵活可调;探索更先进的生物质发电计量方式,以此确定生物质掺烧合理的补贴及运营方式,加快形成具有竞争力的、可复制、可传播的生物质发电循环经济链;按照掺烧比例由低到高开展工程示范项目,并探索生物质结合碳捕集与封存技术在火力发电厂中的应用,逐步将火电机组从原料减碳过渡到原料脱碳直至烟气脱碳。

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。

生物质直燃和混燃发电环境效益分析

利用生物质代替矿物燃料发电可以减少CO2和SO2的排放量。确定了燃煤机组CO2和SO2排放量基准,建立生物质发电的CO2和SO2的排放量模型及其偏差模型;计算不同发电方式下CO2和SO2的生成量及减排量;分析了气化炉气化效率对生物质发电CO2和SO2生成量的影响。结果表明,提高生物质发电效率和气化效率可以显著降低CO2和SO2的排放;生物质发电的环境效益明显优于燃煤发电,而生物质气化合成气与煤混燃发电的环境效益优于生物质直燃发电。

生物质直燃发电经济性及影响因素分析

对生物质能直燃发电方式的成本进行核算,对影响发电成本的年负荷利用小时、设备初投资、燃料价格、机组效率等因素进行定量分析,结合我国电价的制定,对生物质发电内部收益率(FIRR)、财务净现值(FN-PV)、投资回收期(PP)等经济指标及其敏感性进行计算,提出生物质能直燃发电企业要盈利并获得良好的经济效益的条件。

欧洲大型燃煤锅炉耦合生物质发电技术综述

燃煤锅炉耦合生物质混烧发电技术是解决燃煤电厂CO2减排的有效措施之一,并在欧洲得到了广泛应用。调研了荷兰、芬兰、英国等欧洲国家的大型燃煤锅炉耦合生物质技术,介绍了该技术在欧洲的发展情况及典型电厂,总结了欧洲大型燃煤锅炉耦合生物质发电主要技术路线,指出了英国是目前世界上大型燃煤锅炉耦合生物质发电技术应用最成熟的国家。提出大型燃煤锅炉耦合生物质发电技术将是“十四五”燃煤发电机组发展的主要技术之一,国内应重点开展该技术的研究。生物质耦合燃烧比例(质量分数)15%~40%是比较适合我国未来大型燃煤锅炉耦合生物质发电的主要技术路线,并对该技术发展提出了建议。

小型生物质直燃供热技术研究进展

小型生物质直燃供热灵活、方便,特别适用于分散分布、能量密度低的生物质能源的应用。本文总结了目前国内外小型生物质直燃供热技术的现状,以及这些技术在我国应用存在的问题,为我国小型生物质直燃供热技术的发展提供参考。

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。

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。

生物质直接燃烧发电技术的探索

介绍了生物质直接燃烧发电技术原理及其设备的工作过程,着重讨论了生物质锅炉燃烧过程中的燃料收集和存储、送料堵塞以及受热面结焦等问题,并提出了优化运行和提高锅炉效率的改进措施。

我国生物质直燃发电问题探讨

针对生物质直燃电厂可否大规模发展的问题,对比了秸秆综合利用途径效益及消化能力,得出生物质直燃发电是我国现阶段最具现实意义的秸秆资源化利用技术。通过分析现有生物质直燃电厂存在的问题,获得了直燃电厂利用秸秆资源的关键在于直燃机组参数、容量、布局均要基于辐射区内秸秆冗余量来规划,同时政府在电价上要给予一定的配套支持。