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【摘 要】本文通过对秸秆电厂发展中存在的厂址选择、收储运、堵料、结焦及秸秆灰的综合利用等问题,笔者结合多年秸秆电厂建设经验、考察情况、调研成果进行了针对性的原因分析,并分析总结出相应的防治措施和建议,对秸秆电厂的建设和机组运行有一定的指导和帮助作用。
【关键词】秸秆电厂;建设;问题分析;防治措施
0.引言
据中商情报网发布的《2009-2013年中国生物质能发电行业投资分析及发展战略咨询报告》我国各种农作物每年产生秸秆6亿多吨,其中可以作为能源使用的约4亿吨,林木总生物量约190亿吨,可获得量为9亿吨,可作为能源利用的总量约为3亿吨。对能源日益紧张的今天,利用好秸秆非常重要。但秸秆电厂,亏损严重,据知情人士透露七成以上都在亏损,秸秆电厂发展遇到瓶颈,难以良性发展。笔者2006年参加秸秆电厂的建设,有几座秸秆电厂的建设经历,针对电厂建设和机组运行中存在的问题进行了分析,并分析总结出相应的防治措施。
1.发展秸秆电厂的重要性
在《可再生能源中长期发展规划》中提出,到2020年,我国生物质发电的装机容量要达到30000MW。生物质能发电行业在“十二五”阶段仍将作为战略性新兴产业予以重点扶持,这就保证了生物质发电企业的盈利能力。在2010年7月,国家发改委发布了《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》,明确生物质发电统一执行标杆上网电价为0.75元/千瓦时,而政府对企业的补贴则是0.3元/千瓦时。可以预见,生物质发电行业未来发展前景非常广阔。结合我国国情,如何创新生物质能发电新模式以实现更大的经济和社会效益正在成为全行业探索的重点。因此,发展秸秆电厂对于节能减排、绿色环保,建设新农村服务“三农”具有重要意义。
2.秸秆电厂存在的问题分析
2.1厂址选择
秸秆电厂的厂址选择直接影响到发电成本,如何才能科学选址,成为亟待解决的问题。笔者认为主要从以下几方面考虑:
(1)首先在拟选厂址方圆一百公里内,调研黄色秸秆(玉米、高粱、麦子、水稻秸杆等)或木质秸秆(棉花、荆条杆、树枝、树皮等)晒干后总产量。其中40﹪可用于电厂燃料,60﹪用于冬季农户取暖,牲畜喂养、秸秆还田等。并且对农户近几年种植农作物种类、数量进行统计,取得较为保守的每年秸秆产量,还要预测耕地的减少给秸秆产量带来的影响等,确保未来几十年机组运行燃料购买经济、数量充足。然后根据秸秆类型、产量确定拟建秸秆电厂锅炉型号和机组大小,经过对电厂建设条件(还包括:地质环境、水、出线、供气等)的认真调研最后确定拟建厂址。
(2)根据调查了解,一亩地晒干秸秆产量:河北地区,棉花秸杆亩产量约300-400公斤/亩,玉米秸秆400-500公斤/亩,小麦和水稻秸秆约200公斤/亩;内蒙古地区,玉米秸秆产量300-400公斤/亩。距离近便于农用车辆运输,燃料购买成本低。据对四座秸秆电厂考察,一百公里内是最经济合理的。
(3)机组燃料用量。如:一台装机容量为30MW机组、130吨锅炉,每小时消耗木质燃料22吨,一年木质秸秆燃料消耗量大约是18万吨;一台装机容量为12MW机组,75t锅炉,一年黄色秸秆燃料消耗量大约是10万吨。又如,内蒙古某秸秆电厂,从电厂240公里外收购秸秆一吨要增加50-70元成本,所以燃料采购成本提高,是电厂亏损的主要原因之一。
(4)据对丹麦建秸秆电厂考察,是农场主根据每年的秸秆剩余量来决定筹建机组的类型和大小的。然后再考虑电厂的工艺需求,最后综合研究拟选厂址是否适合建秸秆电厂。这样燃料的数量、质量有保障,燃料成本稳定,发电成本也稳定。
(5)秸秆电厂厂址拟选在距离县城比较近的地方,优先采用供热机组,这样既可以发电又可以给县城居民供暖,企业供暖、供气。可降低成本增加收入,也可以减少县城的燃煤供热锅炉,减少环境污染。
2.2秸秆的收购和储存
(1)秸秆的收购和储存是关键环节,与国外不同,必须符合我国国情。国外是农场主把作为燃料秸秆在地里晾干,就地压缩打包储存起来。而我国需要各农户交到收购点,然后由电厂的燃料公司打包储存。如2006年建成投产的河北某秸秆电厂,年机组安全运行超过7000小时。几年来一直处于盈利,成为某集团公司始终没有亏损的电厂。其做法是要符合我国国情,当地政府重视,派出专门人员帮助收购秸秆,扶持走入正轨,最终实现市场化运作。在电厂周围建4个大储存场,外围有16个小储存场,虽然建储料场多,前期投入大,但农户运送距离近,便于收购和农用车辆运输,同时燃料收购价格也就低了,也就降低了发电成本。通过今年对该厂燃料公司走访,运行较好。
(2)收购秸秆一定要控制含水量和含土量,并且制定检测办法和标准;燃料储存必须有防火、防雨和防霉变等措施。如辽宁某秸秆电厂储料场秸秆着火,十几辆消防车都无法灭火,一夜间近3万吨秸秆化为灰烬。
2.3锅炉进料口堵料防治
从河北某秸秆电厂的运行情况分析,主要是棉花秸秆粉碎后颗粒长,并且棉花秸杆皮韧性大粘连结团所致。用树枝粉碎和木屑燃料就不存在堵料问题。所以在秸秆粉碎时改进生产工艺,就可以解决堵料问题,经过反复试验效果很好。黄色秸秆(如玉米秸杆、高粱秸杆、麦秸和水稻秸秆)只要粉碎质量保证,一般不会出现堵料问题。
2.4锅炉炉膛结焦防治
从河北和内蒙古的秸秆电厂运行情况分析,主要是振动炉排上燃料出现积料较多燃烧不充分和秸秆中含土、含水量较大,产生结焦现象,经分析有以下产生原因和防止方法:
(1)在给料量增大后没有同时增大一次风量及一次风压,造成燃料没有足够的配风,导致燃料燃烧不完全,从而造成燃料堆积。
(2)振动炉排的振动与停止时间设置不合适,容易造成炉排上燃料堆积较多,适当减少炉排振动停止时间,加大炉排的振动幅度,可消除燃料堆积。
(3)燃料湿度过大,在进入炉膛后不能迅速开始燃烧,滞留时间较长。在上次的来料刚开始燃烧的时候,就被新来燃料覆盖从而使燃料越堆积越多,甚至造成结焦。所以必须加强燃料质量控制,防止湿度和含土量过大的燃料进入炉膛。同时不同燃料在进行掺烧的时候也应注意调整配风及炉排振动时间,运行人员要就地经常查看炉膛内燃烧情况及时调整燃烧。
(4)锅炉压火停炉再次启动后,由于压火时有可燃物存在,在压火期间造成结焦。
防止方法是在秸秆收购和粉碎过程中,严格控制含水和含土量,控制燃料的加工质量;机组运行过程中,根据燃料情况及时按以上四项措施调整,就可以解决锅炉炉膛的结焦问题。
2.5秸秆灰收集及利用
秸秆中通常含有3%-5%的灰分,这种灰以锅炉飞灰和灰渣、炉底灰、布袋除尘器集灰的形式被收集,含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙,可用作高效农业肥料。利用秸秆灰与畜禽粪生产有机肥料是近几年新兴的一种方法,变废为宝。虽然目前还在初步的发展阶段,但是随着消费者对饮食健康的重视,绿色蔬菜、绿色粮食的需求量增大,有机肥料的发展前景一定会更好!同时也可以为秸秆电厂增加一部分收入。
3.结束语
综上所述,通过分析制约秸秆发电产业发展存在的问题,如厂址的选择、燃料的收储运、软秸秆“堵料”、锅炉炉膛结焦、秸秆灰的利用、初期建储料场多、投资成本高等问题,结合笔者多年来从事秸秆电厂的建设经验,分析了产生问题的原因,总结出了相应的改进措施、防止办法,希望在秸秆电厂建设和运行中有所帮助。通过技术改进,总结经验教训,采取有效的防治措施,在探索中求发展,秸秆电厂的发展一定能走出一条符合我国国情的新的发展模式。在国家有关政策的大力扶持下,走出瓶颈,为节能绿色环保,建设社会主义新农村服务“三农”做出巨大贡献! [科]
【关键词】秸秆电厂;建设;问题分析;防治措施
0.引言
据中商情报网发布的《2009-2013年中国生物质能发电行业投资分析及发展战略咨询报告》我国各种农作物每年产生秸秆6亿多吨,其中可以作为能源使用的约4亿吨,林木总生物量约190亿吨,可获得量为9亿吨,可作为能源利用的总量约为3亿吨。对能源日益紧张的今天,利用好秸秆非常重要。但秸秆电厂,亏损严重,据知情人士透露七成以上都在亏损,秸秆电厂发展遇到瓶颈,难以良性发展。笔者2006年参加秸秆电厂的建设,有几座秸秆电厂的建设经历,针对电厂建设和机组运行中存在的问题进行了分析,并分析总结出相应的防治措施。
1.发展秸秆电厂的重要性
在《可再生能源中长期发展规划》中提出,到2020年,我国生物质发电的装机容量要达到30000MW。生物质能发电行业在“十二五”阶段仍将作为战略性新兴产业予以重点扶持,这就保证了生物质发电企业的盈利能力。在2010年7月,国家发改委发布了《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》,明确生物质发电统一执行标杆上网电价为0.75元/千瓦时,而政府对企业的补贴则是0.3元/千瓦时。可以预见,生物质发电行业未来发展前景非常广阔。结合我国国情,如何创新生物质能发电新模式以实现更大的经济和社会效益正在成为全行业探索的重点。因此,发展秸秆电厂对于节能减排、绿色环保,建设新农村服务“三农”具有重要意义。
2.秸秆电厂存在的问题分析
2.1厂址选择
秸秆电厂的厂址选择直接影响到发电成本,如何才能科学选址,成为亟待解决的问题。笔者认为主要从以下几方面考虑:
(1)首先在拟选厂址方圆一百公里内,调研黄色秸秆(玉米、高粱、麦子、水稻秸杆等)或木质秸秆(棉花、荆条杆、树枝、树皮等)晒干后总产量。其中40﹪可用于电厂燃料,60﹪用于冬季农户取暖,牲畜喂养、秸秆还田等。并且对农户近几年种植农作物种类、数量进行统计,取得较为保守的每年秸秆产量,还要预测耕地的减少给秸秆产量带来的影响等,确保未来几十年机组运行燃料购买经济、数量充足。然后根据秸秆类型、产量确定拟建秸秆电厂锅炉型号和机组大小,经过对电厂建设条件(还包括:地质环境、水、出线、供气等)的认真调研最后确定拟建厂址。
(2)根据调查了解,一亩地晒干秸秆产量:河北地区,棉花秸杆亩产量约300-400公斤/亩,玉米秸秆400-500公斤/亩,小麦和水稻秸秆约200公斤/亩;内蒙古地区,玉米秸秆产量300-400公斤/亩。距离近便于农用车辆运输,燃料购买成本低。据对四座秸秆电厂考察,一百公里内是最经济合理的。
(3)机组燃料用量。如:一台装机容量为30MW机组、130吨锅炉,每小时消耗木质燃料22吨,一年木质秸秆燃料消耗量大约是18万吨;一台装机容量为12MW机组,75t锅炉,一年黄色秸秆燃料消耗量大约是10万吨。又如,内蒙古某秸秆电厂,从电厂240公里外收购秸秆一吨要增加50-70元成本,所以燃料采购成本提高,是电厂亏损的主要原因之一。
(4)据对丹麦建秸秆电厂考察,是农场主根据每年的秸秆剩余量来决定筹建机组的类型和大小的。然后再考虑电厂的工艺需求,最后综合研究拟选厂址是否适合建秸秆电厂。这样燃料的数量、质量有保障,燃料成本稳定,发电成本也稳定。
(5)秸秆电厂厂址拟选在距离县城比较近的地方,优先采用供热机组,这样既可以发电又可以给县城居民供暖,企业供暖、供气。可降低成本增加收入,也可以减少县城的燃煤供热锅炉,减少环境污染。
2.2秸秆的收购和储存
(1)秸秆的收购和储存是关键环节,与国外不同,必须符合我国国情。国外是农场主把作为燃料秸秆在地里晾干,就地压缩打包储存起来。而我国需要各农户交到收购点,然后由电厂的燃料公司打包储存。如2006年建成投产的河北某秸秆电厂,年机组安全运行超过7000小时。几年来一直处于盈利,成为某集团公司始终没有亏损的电厂。其做法是要符合我国国情,当地政府重视,派出专门人员帮助收购秸秆,扶持走入正轨,最终实现市场化运作。在电厂周围建4个大储存场,外围有16个小储存场,虽然建储料场多,前期投入大,但农户运送距离近,便于收购和农用车辆运输,同时燃料收购价格也就低了,也就降低了发电成本。通过今年对该厂燃料公司走访,运行较好。
(2)收购秸秆一定要控制含水量和含土量,并且制定检测办法和标准;燃料储存必须有防火、防雨和防霉变等措施。如辽宁某秸秆电厂储料场秸秆着火,十几辆消防车都无法灭火,一夜间近3万吨秸秆化为灰烬。
2.3锅炉进料口堵料防治
从河北某秸秆电厂的运行情况分析,主要是棉花秸秆粉碎后颗粒长,并且棉花秸杆皮韧性大粘连结团所致。用树枝粉碎和木屑燃料就不存在堵料问题。所以在秸秆粉碎时改进生产工艺,就可以解决堵料问题,经过反复试验效果很好。黄色秸秆(如玉米秸杆、高粱秸杆、麦秸和水稻秸秆)只要粉碎质量保证,一般不会出现堵料问题。
2.4锅炉炉膛结焦防治
从河北和内蒙古的秸秆电厂运行情况分析,主要是振动炉排上燃料出现积料较多燃烧不充分和秸秆中含土、含水量较大,产生结焦现象,经分析有以下产生原因和防止方法:
(1)在给料量增大后没有同时增大一次风量及一次风压,造成燃料没有足够的配风,导致燃料燃烧不完全,从而造成燃料堆积。
(2)振动炉排的振动与停止时间设置不合适,容易造成炉排上燃料堆积较多,适当减少炉排振动停止时间,加大炉排的振动幅度,可消除燃料堆积。
(3)燃料湿度过大,在进入炉膛后不能迅速开始燃烧,滞留时间较长。在上次的来料刚开始燃烧的时候,就被新来燃料覆盖从而使燃料越堆积越多,甚至造成结焦。所以必须加强燃料质量控制,防止湿度和含土量过大的燃料进入炉膛。同时不同燃料在进行掺烧的时候也应注意调整配风及炉排振动时间,运行人员要就地经常查看炉膛内燃烧情况及时调整燃烧。
(4)锅炉压火停炉再次启动后,由于压火时有可燃物存在,在压火期间造成结焦。
防止方法是在秸秆收购和粉碎过程中,严格控制含水和含土量,控制燃料的加工质量;机组运行过程中,根据燃料情况及时按以上四项措施调整,就可以解决锅炉炉膛的结焦问题。
2.5秸秆灰收集及利用
秸秆中通常含有3%-5%的灰分,这种灰以锅炉飞灰和灰渣、炉底灰、布袋除尘器集灰的形式被收集,含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙,可用作高效农业肥料。利用秸秆灰与畜禽粪生产有机肥料是近几年新兴的一种方法,变废为宝。虽然目前还在初步的发展阶段,但是随着消费者对饮食健康的重视,绿色蔬菜、绿色粮食的需求量增大,有机肥料的发展前景一定会更好!同时也可以为秸秆电厂增加一部分收入。
3.结束语
综上所述,通过分析制约秸秆发电产业发展存在的问题,如厂址的选择、燃料的收储运、软秸秆“堵料”、锅炉炉膛结焦、秸秆灰的利用、初期建储料场多、投资成本高等问题,结合笔者多年来从事秸秆电厂的建设经验,分析了产生问题的原因,总结出了相应的改进措施、防止办法,希望在秸秆电厂建设和运行中有所帮助。通过技术改进,总结经验教训,采取有效的防治措施,在探索中求发展,秸秆电厂的发展一定能走出一条符合我国国情的新的发展模式。在国家有关政策的大力扶持下,走出瓶颈,为节能绿色环保,建设社会主义新农村服务“三农”做出巨大贡献! [科]