广西生物质发电的探讨

来源:用户上传      作者: 李明亮

　　摘要：广西在一次能源的构成里，化石能源相当匮乏，缺煤少油无气，唯有水能尚还算相对丰富，这也导致了广西能源对水能的依赖比较重。但是水能的季节变化比较大，在枯水期，广西电力供应一度紧张。而广西地处亚热带，雨量充沛，植被资源非常丰富，利用生物质发电是广西缓解能源供应的首当之选。按照《广西能源发展“十二五”规划》，到2015年，广西生物质发电装机容量将达到80万千瓦。目前广西已有上思、柳城、苹果等几个已建及在建项目，预计会有不少项目将会在不久的将来陆续上马。
　　关键词：能源 生物质 焚烧发电
　　一、 由于生物质的分布是均匀分散的，所以建生物质发电厂的规模不能太大，否则会造成运输路线过长，成本过大，进而影响电厂的经济性；但也不能太小，太小则全厂热效率底下，也是不经济的。从已运行项目的经验看，半径50公里的范围内的农林废弃物即可满足3万千瓦的装机容量燃料需求，此范围大约为一个县的管辖区域，所以可在每个有条件的县建立一家生物质焚烧发电厂。考虑到发电厂运行的稳定性，宜设两炉两机的运行模式，装机容量为2×15MW。如有供热需求，汽轮机宜选抽汽凝汽式，如无供热需求则选纯凝式。目前国内可供选用的机组有两种参数，分别是高温高压（540℃，9.8Mpa，后文叫高参数），次高温次高压（485℃，5.3Mpa，后文叫次高参数），2×15MW高参数机组配的锅炉一般为2×65t/h；次高参数机组锅炉一般配2×75t/h。生物质的低位发热值综合按2500kCal/kg计算。两者比较参见下表：
　　注：锅炉排污率选2%，厂内汽水损失选3%
　　二、 目前国内在运行的生物质发电厂，多选用次高参数，厂热效率不高，在价格方面，虽然相同出力的机组，高温高压比次高温次高压的价格高，但全厂热效率却高出5个左右百分点，整体效能多出20%左右，也就是说耗用相同的燃料，高参数机组比次高参数机组要多发约20%的电。以2×15MW生物质电厂为例，高参数的主设备投资比次高参数多出大约1000万元，如每年运行7000小时，发电上网电价按0.7元每度（含国家上网电价补贴0.25元每度），厂用电按10%计，则在消耗相同燃料的情况下，次高温次高压机组每年售电收入约为1.3亿元，高温高压机组每年售电收入约为1.56亿元，采用高参数机组每年可比次高参数机组多出近2600万的利润，不用半年即可收回多出的设备投资费用。所以生物质发电厂宜尽量选用高参数机组。
　　三、 目前以生物质为燃料的锅炉主要有两种类型，炉排炉和流化床炉。我国初期建的生物质发电厂均采用炉排炉，生物质直接成捆推入炉膛燃烧，由于生物质中含有的碱、氯、氮等物质，此类燃烧容易引发结渣、结灰和腐蚀等问题，且排放的烟气NOx含量大，锅炉热效率低下，无论在经济性上还是环保上钧不大理想。流化床炉是后起的炉型，低温燃烧可有效降低生物质燃烧过程产生的结渣、腐蚀、空气污染等难题，其热效率比炉排炉高，而造价大约只相当于炉排炉的一半。所以新建生物质发电厂，宜优先选用流化床锅炉。
　　四、生物质电厂的建设除了要考虑交通运输、供水、供电等问题外，燃料的收集和供应是必须要考虑的问题。
　　生物质燃料的主要是农林业废弃物，存在着季节性强和收集运输困难的特点。农作物收割后秸秆广泛的分布在农村地区，且秸秆密度小、体积大、重量轻、不便于运输；而林业木材、枝叶等林业废弃物绝大部分分布在山区及林场，交通不便，收集工作量大。为了降低生物质收集与运输的成本，参照糖厂蔗渣打包模式，可将松散的秸秆、树枝和木屑等农林废弃物经机械设备挤压成为固体颗粒燃料，以提高生物质单位容积的重量和热值，方便运输和储藏。
　　在对已运行的电厂进行考察，发现秸秆经破碎后入炉的许多生物质发电厂家还遇到了燃料入炉难的问题，使锅炉难以达到额定出力。然而，生物质固体颗粒压缩成型的应用可使上述难题迎刃而解，为生物质电厂安全生产做出有力的保障。具体在电厂燃料供应范围内的各乡镇建立若干个加工点，这些加工点具有以下几个好处：
　　1、收集不再难。生物质固体成型设备以小型（产量为0.5～1吨/小时）、价格在十万元以内为宜，一家一户即可买得起，放得下，干得了。在村庄里由农户就地将秸秆加工成型，避免了秸秆远距离运输，使秸秆收集不再难。
　　2、储存不再难。大量的分散的农户加工使固体成型燃料分储于农户之中，就象千百家生物质“小煤矿”遍地开花，分散的储存方法使储存不再难。
　　3、运输不再难。生物质固体成型燃料的密度通常为1吨/立方米左右，和煤差不多。可大批量集中运输，使运输不再难。
　　4、防火不再难。秸秆可能用一根火柴就能使其燃烧起熊熊大火，而压缩成型后与空气接触的表面积大大变小，通常难以引燃，使其防火不再难。
　　5、入炉不再难。秸秆压缩成型后，体积大幅度缩小，密度大幅度增加，不再象秸秆那样输送入炉时容易蓬住、卡住，使生物质燃料入炉不再难。
　　由于生物质压缩成型燃料密度大，便于储存和运输和燃烧。但在生物质固体颗粒在成型过程中要耗费人力、动力、物力，造成进厂燃料成本会有一定的上升，但是也减少了厂内部分堆放场地，电厂运行顺利且有保障，高出的部分价格还是划算的。不建议过多压低生物质进厂价，否则容易伤害农户的积极性，燃料的价格制定应与当地的劳动成本相挂钩，这样才能保证燃料能收得进来。
　　五、 由于生物质电厂上网电价可享受国家补贴，所以在一次投资里应考虑尽量减少厂用电的措施，辅机宜尽量选用变频调控。虽然初期投资会大一些，但是从长远利益看是物超所值的。
　　生物质发电是一个具有广阔前景的产业，可以改善农村生活环境，提高农民生活质量，增加农民收入，提供更多就业机会，同时还可以缓解我国化石能源供应紧张，减少化石能源对环境的污染。同时生物质发电作为一种新能源发电，也需要国家资金及的政策大力扶植，才能欣欣向荣的发展。
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