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【摘 要】作为秸秆电厂的主要设备，锅炉选型直接影响到秸秆电厂运行可靠性和经济性。随着《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等的出台，秸秆发电备受关注，秸秆发电呈快速增长趋势。秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有3.8‰，而煤的平均含硫量约达1%。在生物质的再生利用过程中，对缓解和最终解决温室效应问题将具有重要贡献。本文阐述了秸秆发电的优势及其效益，对秸秆锅炉的选型进行了探讨分析。
【关键词】秸秆；发电；优势；效益分析；选型分析
前言：将玉米秸秆等农作物作为原料，经过粉碎后加压、增密成型，即变成了“秸秆煤炭”。其具有比重大、热值高、燃烧好、成本低、使用方便、洁净卫生等优点，便于贮存和运输。可替代煤、天然气、液化气等广泛用于生活炉灶、取暖灶、热水锅炉、风干炉、工业锅炉等方面，是一种新型的环保、清洁、可再生的燃料。与燃煤相比，这种秸秆煤炭在使用中可减少烟尘排放量50%-70%，大大降低烟尘浓度和二氧化硫浓度，这对大气环境的保护能起到显著的效果。
一、秸秆发电的优势
秸秆已经被认为是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源，推广秸秆发电，具有以下优势：（1）农作物秸秆量大，覆盖面广，燃料来源充足。（2）秸秆含硫量很低。国际能源机构的有关研究表明，秸秆的平均含硫量只有千分之3.8，而煤的平均含硫量约达百分之一。且低温燃烧产生的氮氧化物较少，所以除尘后的烟气不进行脱硫，烟气可直接通过烟囱排入大气。丹麦等国家的运行试验表明秸秆锅炉经除尘后的烟气不加其他净化措施完全能够满足环保要求。所以秸秆发电不仅具有较好的经济效益，还有良好的生态效益和社会效益。（3）各类作物秸秆发热量略有区别，但经测定，秸秆热值约为15000KJ/Kg，相当于标准煤的50%。其中麦秸秆、玉米秸秆的发热量在农作物秸秆中为最小。使用秸秆发电，可降低煤炭消耗。（4）秸秆通常含有3%~5%的灰分，这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集，含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙，可用作高效农业肥料。（5）作为燃料，煤炭开采具有一定的危险性，特别是矿井开采，管理难度大。农作物秸秆与其相比，则危险性小，易管理，且属于废弃物利用。
二、秸秆发电的效益分析
1、有利于增加农民收入。生物质发电使生物秸秆变废为宝，根据有关人员调查，某地区可年产小麦、玉米、棉花及水稻等农作物秸秆100多万吨，约相当于50万吨标煤。1个装机容量为25MW的机组年耗生物质秸秆30万吨以上，若按150元/吨的价格计算，则当地农民年收入约4500万元，再加上生物质秸秆的收、储、运工作，可给当地提供大量新的就业岗位。
2、有利于环境的改善。长期以来，农作物秸秆基本上是被作为废品处理。每到收获季节，大部分地区都会出现"村村点火，处处冒烟，秸秆遍地，烽烟四起"的局面，对生态环境造成极大危害。而将这些秸秆变废为宝，可以减少这些不必要的大气污染。另外，秸秆发电是国际上发达国家普遍推行的CDM（清洁发展机制）项目，装机容量为12MW机组的生物质发电机组年减排当量CO2约3.85万吨，可大幅降低全球温室气体排放，比燃煤火电清洁得多，极少有污染物（特别是SO2）排放。可以说，秸秆发电使传统的单向线性经济"资源--产品--污染排放"转化为"资源--产品--再生资源"的循环经济。
经济效益
3、改善能源结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆中国的能源结构以煤炭为主，约占70%左右，燃煤严重污染环境，急需增加清洁能源比重，才能建成资源节约型、环境友好型的和谐社会。秸秆发电项目在处理环境接受不了的秸秆以及减少直接燃烧秸秆产生大气污染的情况下，成为清洁能源的一个有效补充。随着其在全国的推广应用，不但可以解决我国能源危机，改善能源结构，而且对污染控制、缓解环境压力、减排温室气体。
三、秸秆锅炉的选型分析
秸秆直燃炉在燃烧方面分为：联合炉排锅炉、水冷振动炉排炉和循环流化床锅炉。目前已建成和在建项目采用引进丹麦BWE技术制造的水冷震动炉排式锅炉和水冷振动炉排炉居多。循环流化床锅炉在部分科研院所、设计院、锅炉厂的推动下，开始进入生物质发电领域，下面将联合炉排锅炉、水冷振动炉排炉、循环流化床锅炉的特点进行分析。
1、燃料颗粒度要求。
联合炉排锅炉、水冷振动炉排锅炉对燃料破碎粒度要求低（不阻塞能送入即可，一般≤10cm）。如若解决进料问题，软质秸杆不用破碎，对燃烧无影响。循环流化床锅炉对燃料破碎粒度要求严格（宜5cm左右，一般≤8cm），所有秸秆须破碎。
2、燃料适应性。
联合炉排锅炉燃料适应性介于水冷振动炉排炉和循环流化床锅炉之间，对燃料破碎粒度要求低（不阻塞能送入即可）。水冷振动炉排锅炉适宜设计燃料，对不同种类燃料适应性差；要求水分≤20%，高水分、高灰渣燃料适应性差；适宜软硬秸秆，对稻壳适应性差。循环流化床锅炉燃料适应性强，不同种类燃料均可燃烧。对燃料水分、灰渣要求低（高水分、高灰渣燃料可适应）；适宜软硬秸秆。
3、年运行时间。
联合炉排锅炉故障率高于水冷振动炉排锅炉。炉排由往复炉排+鳞片式链条炉排组成，零部件太多，机械运转故障率偏高。水冷振动炉排锅炉故障率低。故障率表现在炉排振动设备故障，炉排、过热器等结焦，尾部积灰，高温管道腐蚀等，锅炉年运行时间≥7000h。循环流化床锅炉故障率高于水冷振动炉排锅炉。故障率表现在床上、返料器易结焦；过热器结焦，尾部积灰；高温管道腐蚀；磨损问题等。锅炉年运行时间≥6000h。
4、运行维护。
联合炉排锅炉操作控制要求高于水冷振动炉排锅炉，两级炉排存在搭配问题。由于运行电耗低，燃料破碎要求低，采用人工点火，操作控制要求低，辅机电耗较低，故运行费用低。水冷振动炉排锅炉操作控制要求低，主要控制炉排燃烧温度。运行费用与联合炉排锅炉相当。循环流化床锅炉操作控制要求高于水冷振动炉排锅炉，主要控制床温和返料器温度，需添加床料。由于运行电耗高，燃料破碎要求高，采用油点火，操作控制要求高，辅机电耗较高（送引风机功率较大），故运行费用高。
5、点火方式。
联合炉排锅炉、水冷振动炉排锅炉可采用人工点火，非常简单。循环流化床锅炉一般采用床下油点火。油点火要求高，且需上轻油站设施，增加一定的投资。
6、锅炉效率。
联合炉排锅炉、水冷振动炉排锅炉效率一般在84～86%左右。循环流化床锅炉效率一般可达88～90%。
结束语：
综上所述，炉排炉锅炉效率虽然低于流化床炉，但是用电的减少基本可弥补相对低的锅炉效率，炉排炉综合运行指标占优；从燃料适应性来说，明显流化床锅炉占优；从燃料含水量和含灰量来说，流化床锅炉占优。由于燃料受市场、气候当地农民种植选择影响较大，目前实际投产的秸秆电厂运行中使用的燃料与设计燃料均有较大偏差，所以循环流化床锅炉在秸秆发电领域适应性更强，具有更广阔的发展空间。
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论文作者:任学军
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第16期
论文发表时间:2016/8/16
标签：秸秆论文; 锅炉论文; 燃料论文; 水冷论文; 流化床论文; 适应性论文; 故障率论文; 《低碳地产》2015年第16期论文;