談綠色環(huán)保農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電

談綠色環(huán)保農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，而作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，能源消耗需求增長(zhǎng)極其明顯，煤炭供求關(guān)系緊張。同時(shí)，農(nóng)村秸稈資源沒(méi)有得到充分利用，不僅浪費(fèi)了資源，同時(shí)也造成嚴(yán)重的空氣污染。為此，國(guó)家將逐步關(guān)停能耗高、效率低、污染大的小火電機(jī)組。根據(jù)第一批關(guān)停計(jì)劃，到2010年前，要關(guān)停裝機(jī)規(guī)模534.55萬(wàn)千瓦的小火電機(jī)組?！犊稍偕茉捶ā返谑臈l規(guī)定：電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購(gòu)其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。一、農(nóng)林生物質(zhì)資源存量和發(fā)展前景（一）農(nóng)業(yè)資源構(gòu)成。農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源是指農(nóng)業(yè)作物（包括能源植物），主要有以下兩個(gè)部分構(gòu)成：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，如農(nóng)作物秸稈（玉米秸﹑高粱秸﹑麥秸﹑豆秸﹑棉稈和稻草等）；農(nóng)業(yè)加工業(yè)的廢棄物，如稻殼、玉米芯、甘蔗渣、花生殼等。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，可以利用的主要有兩個(gè)方面：秸稈和農(nóng)業(yè)加工廢棄物。其中，秸稈的產(chǎn)量約為每年6.5億噸，折合約3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。稻殼重量約在稻谷重量的20%以上，由此可以推算出2005年我國(guó)谷物（包括稻谷、小麥、玉米）產(chǎn)量為37428.7萬(wàn)噸，其中稻谷產(chǎn)量為16065.6萬(wàn)噸，稻殼產(chǎn)量為3213.2萬(wàn)噸。另外，稻殼的熱值為12560～14650kJ/kg。所以，稻殼在每年谷物處理過(guò)程中是一種不可忽視的能源。我國(guó)玉米的主要產(chǎn)區(qū)（2000千公頃以上）有河北、吉林、黑龍江、山東、河南。2005年玉米的產(chǎn)量為11583萬(wàn)噸，玉米芯的平均熱值為14400kJ/kg。（二）林業(yè)資源的構(gòu)成。林業(yè)生物質(zhì)資源包括森林生長(zhǎng)和林業(yè)生產(chǎn)加工資源中所提供的能源，主要有以下三個(gè)部分構(gòu)成：碳薪林、在森林撫育和間伐過(guò)程中的零散木材、殘留的樹(shù)枝、樹(shù)葉和木屑等；木材采運(yùn)和加工過(guò)程中的枝丫、鋸末、木屑等；林業(yè)副產(chǎn)品的廢棄物（如果殼和果核等）。林業(yè)生物質(zhì)資源在我國(guó)農(nóng)村能源中具有重要地位。林業(yè)生物質(zhì)資源占農(nóng)村能源總消費(fèi)的21.2%，在丘陵、山區(qū)和林區(qū)等區(qū)域，這個(gè)比例高達(dá)50%以上。在2005年我國(guó)農(nóng)村消耗林業(yè)生物質(zhì)資源約為1.66億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，碳薪林是一種產(chǎn)量高而生長(zhǎng)期短的生物質(zhì)能資源，它主要可以緩解農(nóng)村的燃料需求，減少對(duì)自然林木的砍伐從而減少對(duì)環(huán)境的破壞。壓縮成型燃料的燃燒特性、污染物控制等進(jìn)行研究。（表1）試驗(yàn)結(jié)果表明：秸稈的發(fā)熱量為3670～3890大卡，玉米骨子的發(fā)熱量為3700大卡，果木枝條的發(fā)熱量為4170大卡。各種生物質(zhì)無(wú)論產(chǎn)自何地，幾乎其成分和熱值基本相近，發(fā)熱量相當(dāng)于中等煙煤。清華大學(xué)得出這樣的技術(shù)結(jié)論：1、從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，單一生物質(zhì)燃燒主要集中于燃燒前期；而煤燃燒主要集中于燃燒后期。生物質(zhì)與煤混燒的情況下，燃燒過(guò)程明顯地分成兩個(gè)燃燒階段。在煤中摻入生物質(zhì)后，可以改善煤的著火性能。在煤中加入生物質(zhì)后，燃燒的最大速率有前移的趨勢(shì)，同時(shí)可以獲得更好的燃盡特性。生物質(zhì)在燃燒過(guò)程中放熱比較均勻。在煤中加入生物質(zhì)后，可改善燃燒放熱的分布狀況，對(duì)燃燒前期的放熱有增進(jìn)作用。煤中加入生物質(zhì)后，使得煤的燃燒最大速率有所增加，生物質(zhì)的燃燒特性普遍較好。2、通過(guò)不同比例的摻混成型秸稈燃燒，對(duì)于試驗(yàn)范圍內(nèi)，燃燒溫度提高到1050OC時(shí)，均未發(fā)生結(jié)焦。3、摻混10%～20%的成型秸稈的混合燃料，SO2排放較低，在不添加石灰石情況下，SO2排放可以控制在200ppm以?xún)?nèi)。4、摻混10%～20%的成型秸稈的混合燃料，NOx排放可以控制在200ppm以?xún)?nèi)?？傊谀壳暗难h(huán)流化床鍋爐設(shè)備中，無(wú)需經(jīng)過(guò)過(guò)多改動(dòng)，利用秸稈壓縮發(fā)電摻燒比例可達(dá)到20%在技術(shù)上是完全可行的。不僅可以減少煤的使用量降低燃料成本，摻燒生物質(zhì)還可以起到助燃作用，提高鍋爐燃燒室的溫度，從而提高鍋爐的熱效率（北山電廠鍋爐熱效率在74%～77%），同時(shí)在降低飛灰可燃物（摻燒前為27%）、減少排渣帶走的熱損失（摻燒前為700大卡）上都能發(fā)揮效能。四、經(jīng)濟(jì)可行性預(yù)測(cè)考慮到秸稈的采購(gòu)、儲(chǔ)運(yùn)、安全等方面因素，我們準(zhǔn)備采取將粉碎、壓縮設(shè)備分散到農(nóng)戶(hù)手中，由農(nóng)民將秸稈壓縮成型后再送到廠里摻燒的辦法。以河北秦皇島北山電廠擁有的一臺(tái)裝機(jī)容量為2.5萬(wàn)千瓦、二臺(tái)1.22.5萬(wàn)千瓦的凝汽式火力發(fā)電機(jī)組為例：1、摻燒對(duì)底渣物理熱損失、未完全燃燒損失的改善以及對(duì)飛灰未完全燃燒損失的改善，以摻燒秸稈量為Xo=20%（重量比）考慮，效率總體可提高△?濁=2.49%。2、考慮秸稈的熱值Q1為3550～3800kcal/kg，煤的熱值為Qo=3200kcal/kg（未考慮爐前煤損失），以及對(duì)效率的影響摻燒20%的秸稈，可以替代22.19%～25.64%的煤量。3、秸稈壓縮后到廠價(jià)格每噸可控制在150元（根據(jù)我們收集的數(shù)據(jù)按秸稈50元/噸、電費(fèi)25元/噸、半徑50公里的運(yùn)費(fèi)40元/噸、人工15元/噸、利潤(rùn)20元/噸計(jì)算），3200大卡原煤的到廠價(jià)格全年平均價(jià)格約為186元/噸。