生物质发电

生物质发电厂原理简介

一、生物质能相关解释

生物质能：就是太阳能以化学能的形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源与绿色植物的光和作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽用之不竭，是一种可再生的能源，同时也是唯一一种可再生的炭源。

生物质：是指利用大气、水、土地等通过光和作用而产生的各种有机体，即一切有生物命的可以生长的邮寄物质通称为生物质。

生物质能发电：就是利用贮存在生物质里面能量来发电，把生物质能转化为电能的过程。其中利用最广泛的就是利用植物的枝干，秸秆，枝叶来发电。其形式主要有农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

二、生物质发电的流程

生物质发电厂是利用桔梗、树皮等燃料的化学能产出电能的工厂，即为燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。

桔梗、树皮燃烧后生成的灰渣，其中大的灰子会因自重从气流中分离出来，沉降到炉膛底部的冷灰斗中形成固态渣，最后由排渣装置排入灰渣沟，再由灰渣泵送到灰渣场。大量的细小的灰粒（飞灰）则随烟气带走，经除尘器分离后也送到灰渣沟。

由锅炉过热气出来的主蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，冲转汽轮机，从而带动发电机发电。从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器，在此被凝结冷却成水，此凝结水称为主凝结水。主凝结水通过凝结水泵送入低压加热器，有汽轮机抽出部分蒸汽后再进入除氧器，在其中通过继续加热除去溶于水中的各种气体（主要是氧气）。经化学车间处理后的补给水与主凝结水汇于除氧器的水箱，成为锅炉的给水，再经过给水泵升压后送往高压加热器，汽轮机高压部分抽出一定的蒸汽加热，然后送入锅炉，从而使工质完成一个热力循环。循环水泵将冷却水（又称循环水）送往凝结器，这就形成循环冷却水系统。

经过以上流程，就完成了蒸汽的热能转换为机械能，电能，以及锅炉给水供应的过程。因此生物质发电厂是由炉，机，电三大部分和各自相应的辅助设备及系统组成的复杂的能源转换的动力厂。

三、生物质秸秆电站锅炉

针对秸秆类生物质的特点，在已有的循环流化床锅炉技术基础上，开发出适应秸秆类生物质的循环流化床锅炉，避免或解决了生物质燃烧及换热过程中的积灰和结渣问题，并且能够长期稳定运行。烟气的排放满足国家相关的环保标准，灰渣含碳量低，可以实现飞灰的综合利用。锅炉容量可以含盖75t/h及以下容量；生物质循环流化床锅炉可以应用于新建项目，也可以在已有电厂和供热系统中，对原有锅炉实行技改来实现。

四、生物质焚烧发电

生物质焚烧发电就是将生物质直接作为燃料进行燃烧，用于发电或者热电联产。生物质直接燃烧具有以下特点：

（1）生物质燃烧所放出的CO2大体相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2， 因此可以认为是CO2的零排放，有助于缓解温室效应；

（2）生物质的燃烧产物用途广泛，灰渣可以综合利用；

（3）生物质燃料可与矿物质燃料混合燃烧，既可以减少 运行成本，提高燃烧效率，又可以降低SO2、NOx 等有害气体的排放浓度；

（4）采用生物质燃烧设备可以最快速度实现各种生物质资源的大规模减量化、无害化、资源化利用，而且成本较低，因而生物质直接燃烧技术具有良好的经济性和开发潜力。

五、生物质气化发电

生物质气化发电系统采用农业、林业和工业废弃物为原料，也可以以城市垃圾为原料。固定床气化炉用于小规模气化发电系统，采用内燃机发电方式；流化床气化炉用于大、中规模气化发电系统，采用燃气轮机或蒸汽轮机发电方式，也可采用内燃机发电方式。

1、 气化发电原理及工艺流程

经处理的（以符合不同气化炉的要求）生物质原料，由进料系统送进气化炉内。由于有限地提供氧气，生物质在气化炉内不完全燃烧，发生气化反应，生成可燃气体─—气化气。气化气一般与物料进行热交换以加热生物质原料，然后经过冷却及净化系统。

2. 气化产物及处理

气体的净化主要是除去产出气体中的固体颗粒、可冷凝物及焦油。常用旋风分离器，水浴清洗器及生物质过滤器来净化气体。焦油问题是影响气化气使用的最大障碍，水浴清洗器除焦油效果较其它过滤器稍好些。

3. 发电方式

生物质气化发电有3种方式。

（1）作为蒸汽锅炉的燃料燃烧生产蒸汽带动蒸汽轮机发电。这种方式对气体要求不很严格，直接在锅炉内燃烧气化气。气化气经过旋风分离器除去杂质和灰分即可使用，不需冷却。燃烧器在气体成分和热值有变化时，能够保持稳定的燃烧状态，排放物污染少。

（2）在燃气轮机内燃烧带动发电机发电。这种利用方式要求气化压力在10~30kg/cm2，气化气也不需冷却，但有灰尘、杂质等污染的问题。

（3）在内燃机内燃烧带动发电机发电。这种方式应用广泛，而且效率较高。但该种方式对气体要求严格，气化气必须净化及冷却。

六、沼气发电

沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气中杂质含量如 Si 、 HS 等应控制在一定的范围内，沼气的温度为 10~60 ℃，压力为 0~5kpa ，一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求，污水处理沼气需要脱硫 等处理，垃圾填埋沼气需要脱水等处理。沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。

七、生物质发电的意义

首先，它是服务社会主义新农村建设，促进社会主义和谐社会构建的有效途径之一。大力发展生物质发电产业，能够使大量资金持续不断地流向农村，有效增加农民收入，缩小城乡差距，转移农村剩余劳动力，实现工业反哺农业。据测算，一台装机容量为2.5万千瓦的农林剩余物生物质发电厂一年的发电量可以达到1.5亿千瓦时，新增产值近亿元；年消耗农林剩余物约20万吨，经过收集、加工、运输等环节，到发电厂的平均成本约为每吨300-350元，可为当地农民增加就业岗位1000余个，增加收入达到6000万元以上。在这里提到的农林剩余物也就是大家常说的农林废弃物，一些农林专家反对把秸秆称为废弃物，因为如果将其使用起来的话就不是废弃物，只有当它不被使用时才是废弃物，所以用农林剩余物这个概念。另外，生物质发电产业对农业机具有着巨大的市场需求，将大大促进我国农业机械化程度和农业现代化水平的提高。在生物质发电业的推动下，传统的农业产业链将被延伸，形成新的产业链，进而促进农业与农村的进步。

其次，推进生物质发电产业发展是解决秸秆焚烧，改善城乡环境，促进生态良性循环，建设环境友好型社会的重要举措。随着农民生活水平的提高和能源利用方式的转变，秸秆等农业剩余物带来的环保问题越来越突出。废弃的秸秆无法有效处理，随意丢弃，严重影响了村容村貌，也带来了面源污染。秸秆直接在田间焚烧带来的大气污染和消防安全问题更是危害巨大，甚至影响交通和人民群众的健康，是长期以来普遍存在而又无法有效解决的难题。大力发展生物质发电项目，能够有效处理农林剩余物，改善环境效果明显。据测算，一个2.5万千瓦的生物质发电厂每年保守估计可减少CO2排放超十万吨。

推进生物质发电产业发展也是变废为宝，发展循环经济，实现化石能源替代，走可持续发展道路的具体体现。生物质发电能够大量消耗农林生产过程中产生的剩余物，发出绿色电力，燃烧后的灰分还可以以肥料的形式还田，是一个变废为宝的良性循环过程。另外，发展生物质发电是用可再生能源替代传统能源的有效途径之一，对于构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系具有积极的作用。一个装机容量2.5万千瓦的机组，一年消耗农林剩余物20万吨，按热值计算，可替代标准煤约9万吨。