生物质发电技术与系统(课程PPT)第4章(生物质燃烧发电)-----2016

1、2第四章第四章 生物质燃烧发电生物质燃烧发电 （4学时）学时）目录目录第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 生物质燃烧发电图生物质燃烧发电图第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 生物质燃烧发电图生物质燃烧发电图5第第一一节节 生物质收集、贮存及预处理生物质收集、贮存及预处理1、生物质收集、运输和供应、生物质收集、运输和供应 农林废弃物密度小，发热量低，电厂需求量大，在农林废弃物密度小，发热量低，电厂需求量大，在原料供应上应考虑：原料供应上应考虑：1）了解和确定当地生物质燃料特性；）了解和确定当地生物质燃料特性；2）确定以电厂）确定以电厂为中心一定

2、半径内原料的可供应性；为中心一定半径内原料的可供应性；3）确定电厂容量）确定电厂容量和生物质需求量的匹配性；和生物质需求量的匹配性；4）生物质收集方式；）生物质收集方式；5）确定生物质燃料的运输量；确定生物质燃料的运输量；6）确定运输方式；）确定运输方式；7）确）确定交通装况；定交通装况；8）计算总成本。）计算总成本。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 6 第一第一节节 生物质收集、贮存及预处理生物质收集、贮存及预处理1、预处理、预处理 生物质水分变化大，能量密度低，需增加预处理生物质水分变化大，能量密度低，需增加预处理 ，以增加能量密度。以增加能量密度。 预处理可以

3、改变生物质特性，如硬度、颗粒度、预处理可以改变生物质特性，如硬度、颗粒度、密度以及部份化学特性。密度以及部份化学特性。 生物质预处理包括干燥、破碎、造粒和固化成型。生物质预处理包括干燥、破碎、造粒和固化成型。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 7第一第一节节 生物质收集、贮存及预处理生物质收集、贮存及预处理1、预处理、预处理1）干燥）干燥 干燥是利用热有将农林生物质的水份排出，获得尽干燥是利用热有将农林生物质的水份排出，获得尽可能含水量低的干物质的过程。可能含水量低的干物质的过程。-自然干燥：利用空气流通或太阳能干燥生物质的过自然干燥：利用空气流通或太阳能干燥生物质的

4、过程；成本低廉。程；成本低廉。-人工干燥：利用一定的设备和热能干燥生物质的过人工干燥：利用一定的设备和热能干燥生物质的过程；不受气候条件影响，可缩短干燥时间，但成本高。程；不受气候条件影响，可缩短干燥时间，但成本高。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 8第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理1、预处理、预处理1）干燥）干燥-人工干燥方法有：人工干燥方法有：I）流化床干燥流化床干燥：使用惰性介质和生物质充分混合，在：使用惰性介质和生物质充分混合，在流动状态下进行介质传热，蒸发水份，干燥物料；一流动状态下进行介质传热，蒸发水份，干燥物料；一般干物质

5、较小，如花生壳，稻壳等；般干物质较小，如花生壳，稻壳等；II）回转圆筒干燥回转圆筒干燥：设备是一个缓慢转动的圆柱形壳：设备是一个缓慢转动的圆柱形壳体，壳体倾斜，物料由高到低缓慢前移过程中进行干体，壳体倾斜，物料由高到低缓慢前移过程中进行干燥；也适合较小体积的生物质。燥；也适合较小体积的生物质。III）筒仓型干燥筒仓型干燥：将生物质堆垛在筒仓内干燥。：将生物质堆垛在筒仓内干燥。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 9第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理2、破碎、破碎1）颚式破碎：是一种挤压式破碎式法；结构简单、工）颚式破碎：是一种挤压式破碎式法；

6、结构简单、工 作可靠，制造容易，维修方便。作可靠，制造容易，维修方便。2）冲击式破碎：进入冲击式破碎机的物料受到转子的）冲击式破碎：进入冲击式破碎机的物料受到转子的猛烈撞击，受到第一次破碎；同时获得能量高速撞击猛烈撞击，受到第一次破碎；同时获得能量高速撞击机壁，受到第二次破碎；从壁弹回的物料再次受到转机壁，受到第二次破碎；从壁弹回的物料再次受到转子的破碎，如此反复；最后在固定板和转子夹击破碎。子的破碎，如此反复；最后在固定板和转子夹击破碎。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 10第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理2、破碎、破碎2）冲击式破碎

7、：适应性强，适合不同类型的物料；构）冲击式破碎：适应性强，适合不同类型的物料；构造简单，外形尺寸小，操作方便，易于维护。造简单，外形尺寸小，操作方便，易于维护。 有反击式破碎机有反击式破碎机 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 11第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理2、破碎、破碎 錘式破碎机錘式破碎机 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 12第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理2、破碎、破碎2）剪切式破碎：通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，）剪切式破碎：通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，将

8、固体生物质破碎成适宜的形状和尺寸。将固体生物质破碎成适宜的形状和尺寸。 有冯有冯罗尔型往复剪切破碎机、林德曼型剪切式破罗尔型往复剪切破碎机、林德曼型剪切式破碎机（先压缩再剪切）、旋转剪切式破碎机（利用碎机（先压缩再剪切）、旋转剪切式破碎机（利用 高高速转动的旋转刃和固定刃的间隙挤压和剪切破碎）。速转动的旋转刃和固定刃的间隙挤压和剪切破碎）。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 13第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理2、储存、储存 生物质生产的周期性和电厂运行的连续性，建立生物质生产的周期性和电厂运行的连续性，建立合适的燃料储存系统是十分必要的

9、。合适的燃料储存系统是十分必要的。 1）收集点储存：包括秸秆户存：在院落周围晾晒、）收集点储存：包括秸秆户存：在院落周围晾晒、存放，比较安全，适合于经济欠发达地区；存放，比较安全，适合于经济欠发达地区；2）集中存储：易于实施，适于连续性生产，但成本高。）集中存储：易于实施，适于连续性生产，但成本高。在发达地区较为适用。在发达地区较为适用。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 14第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理3、燃料输送和给料、燃料输送和给料-将燃料从仓储到炉膛将燃料从仓储到炉膛 生物质从仓库输送至燃烧系统的给料装置，对燃生物质从仓库输送

10、至燃烧系统的给料装置，对燃烧系统性能有一定的影响。应考虑因素：烧系统性能有一定的影响。应考虑因素：1) 生物质颗粒大小、含水率等；生物质颗粒大小、含水率等；2）输送距离和高度；）输送距离和高度；3）输送量；）输送量；4）初期投资、运行和维护费用等。）初期投资、运行和维护费用等。 原料输送分为：气力输送，适于长距离输送；带原料输送分为：气力输送，适于长距离输送；带式输送：成本低；螺旋输送：距离短，一般约式输送：成本低；螺旋输送：距离短，一般约6m。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 15第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理3、燃料输送和给料、燃

11、料输送和给料-将燃料从仓储到炉膛将燃料从仓储到炉膛 包括三个阶段：包括三个阶段：1）燃料借助重力或机械力的作用从储仓排出，根椐给）燃料借助重力或机械力的作用从储仓排出，根椐给料器不同可分为三种方式：料器不同可分为三种方式：重力作用给料器重力作用给料器旋转给料器旋转给料器往复式给料器往复式给料器第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 16第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理3、燃料输送和给料、燃料输送和给料-将燃料从仓储到炉膛将燃料从仓储到炉膛 包括三个阶段：包括三个阶段：2）燃料输送到炉前）燃料输送到炉前 包括气力输送、管道内输送和槽内输送包括气

12、力输送、管道内输送和槽内输送3）燃料加入到炉膛）燃料加入到炉膛 包括直接重力方式，非直接重力方式，气力输送包括直接重力方式，非直接重力方式，气力输送方式，螺旋加料方式，活塞加料方式方式，螺旋加料方式，活塞加料方式第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 17第一第一节节 生物质收集、贮存及生物质收集、贮存及预处理预处理4、电厂输送给料工艺、电厂输送给料工艺 小型电厂多采用气力输送装置：通过倾斜臂式给小型电厂多采用气力输送装置：通过倾斜臂式给料器将燃料排出仓库，由气力输送至气固分离装置料器将燃料排出仓库，由气力输送至气固分离装置 ，再经重力作用将燃料加入到炉膛。再经重力作用将

13、燃料加入到炉膛。 大型电厂多采用带式或活塞式给料系统，通过输大型电厂多采用带式或活塞式给料系统，通过输送带送到活塞式给料器，加入到炉堂燃烧。燃烧后的送带送到活塞式给料器，加入到炉堂燃烧。燃烧后的烟气经受热面降温和除尘后排出。烟气经受热面降温和除尘后排出。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 18 1、压缩原理、压缩原理 压缩又称压实，是通过外力加压于松散的固体物压缩又称压实，是通过外力加压于松散的固体物上，以缩小其体积，增加密度的一种方法；一般压缩上，以缩小其体积，增加密度的一种方法；一般压缩成棒状、粒状和块状。压缩包括三个过程：密实填充、成棒状、粒状和块状。压缩包括三

14、个过程：密实填充、表面变形和破坏、塑性变形。表面变形和破坏、塑性变形。 塑性变形是生物质在外力作用下比密度增加几百塑性变形是生物质在外力作用下比密度增加几百甚于几千倍，产生复杂的机械齿合和分子间结合，形甚于几千倍，产生复杂的机械齿合和分子间结合，形成不易回复原形状的过程。成不易回复原形状的过程。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型192、压缩工艺、压缩工艺 根椐压缩力可分为：高压压缩（根椐压缩力可分为：高压压缩（100MPa)，带加，带加热的中等压力压缩热的中等压力压缩(5-100MPa)和添加粘结剂的低压压和添加粘结剂的低压

15、压缩缩(5MPa)。 根椐压缩工艺可分为：根椐压缩工艺可分为：1）湿压成型工艺：是将生物质在高温下浸泡数日，其）湿压成型工艺：是将生物质在高温下浸泡数日，其纤维变得柔软、湿润、邹裂并开始部份降解腐化，易纤维变得柔软、湿润、邹裂并开始部份降解腐化，易于压缩成型，热值可达到于压缩成型，热值可达到23MJ/kg。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型202）炭化成型工艺）炭化成型工艺 生物质经高温分解后产生可燃气、木醋酸和焦油生物质经高温分解后产生可燃气、木醋酸和焦油等物质后生成木炭，经粘结剂粘结加压后形成一定形等物质后生成木炭，经粘

16、结剂粘结加压后形成一定形状的块状炭。状的块状炭。3）捆扎成型工艺）捆扎成型工艺 在生物质收获季节，使用打捆机对生物质进行打在生物质收获季节，使用打捆机对生物质进行打捆压缩收集处理。捆压缩收集处理。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型214）热压成型工艺）热压成型工艺 在一定温度条件下对生物质进行压缩成型。可分在一定温度条件下对生物质进行压缩成型。可分为只在成型部位加热的非预热热压工艺；或在成型之为只在成型部位加热的非预热热压工艺；或在成型之前预加热和成型部位分别加热的预热热压成型工艺。前预加热和成型部位分别加热的预热热压成型工

17、艺。 加热的目的：把生物质的有些组分如木质素软化加热的目的：把生物质的有些组分如木质素软化作为粘结剂；生物质表面炭化避免在模具表面粘连难作为粘结剂；生物质表面炭化避免在模具表面粘连难以出模；为生物质结构塑性变形提供能量。以出模；为生物质结构塑性变形提供能量。 热压成型是生物质压缩的主流工艺。热压成型是生物质压缩的主流工艺。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型224）热压成型工艺）热压成型工艺 I) 螺旋挤压成形：是最早研制的热压成型设备，用途螺旋挤压成形：是最早研制的热压成型设备，用途最为广泛；最为广泛；II）活塞冲压式成型机

18、：可分为机械驱动和液压驱动，）活塞冲压式成型机：可分为机械驱动和液压驱动，运行稳定性较差；运行稳定性较差；III）压辊式成型机：主要用于生产颗料状成型燃料；）压辊式成型机：主要用于生产颗料状成型燃料；根椐压模形状不同，可分为卧式和立式两种机型；机根椐压模形状不同，可分为卧式和立式两种机型；机型构造简单，结构紧湊，使用方便。型构造简单，结构紧湊，使用方便。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型234）热压成型工艺）热压成型工艺 生物质压缩成型可分为三个阶段：生物质压缩成型可分为三个阶段：I)松散阶段：随着压力的增加，生物质变形速度

19、加松散阶段：随着压力的增加，生物质变形速度加快，压力和变形呈线性关系；可用较小的压力获快，压力和变形呈线性关系；可用较小的压力获得较大的压缩量；得较大的压缩量；II) 过渡阶段：压力和变形呈非线性关系，以内部压过渡阶段：压力和变形呈非线性关系，以内部压缩为主；缩为主；III) 压紧阶段：压力和变形呈近似线性关系压紧阶段：压力和变形呈近似线性关系第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型243、影响压缩成型的因素、影响压缩成型的因素 1）生物质种类：不同种类差别很大；秸秆中含有木）生物质种类：不同种类差别很大；秸秆中含有木质素，没有熔

20、点，有软化点；在温度质素，没有熔点，有软化点；在温度70-110C时，粘时，粘结力增加；在温度结力增加；在温度200-300C时，木质素软化，彼此有时，木质素软化，彼此有较好粘结作用；较好粘结作用；2）含水率：一般在）含水率：一般在15%-25%之间；块状或棒状成型之间；块状或棒状成型燃料含水率不大于燃料含水率不大于10%；水分含量过低，影响木质素；水分含量过低，影响木质素软化，过高则发生软化，过高则发生“汽堵或放炮汽堵或放炮”现象。现象。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型253、影响压缩成型的因素、影响压缩成型的因素 3）

21、粒度及其分布：一般压缩前进行筛分；粒度较小）粒度及其分布：一般压缩前进行筛分；粒度较小时，流动性较好，成型物容易结合紧密；粒度过小，时，流动性较好，成型物容易结合紧密；粒度过小，则流动性反而下降，成型物的强度降低。则流动性反而下降，成型物的强度降低。4）成型压力：压力是生物质压缩成型的基本条件。施）成型压力：压力是生物质压缩成型的基本条件。施加压力的作用：破坏原生物质的物相结构；增加生物加压力的作用：破坏原生物质的物相结构；增加生物质分子间的凝聚力；为生物质在模具内成型创造必要质分子间的凝聚力；为生物质在模具内成型创造必要的条件。的条件。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学

22、时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型263、影响压缩成型的因素、影响压缩成型的因素 5）粘结性：最好本身也可以燃烧，保证成型物有足）粘结性：最好本身也可以燃烧，保证成型物有足够的强度和抗潮解性，而且在燃烧时不产生烟尘和异够的强度和抗潮解性，而且在燃烧时不产生烟尘和异味。一般有无机粘结剂、有机粘结剂和纤维类粘结剂。味。一般有无机粘结剂、有机粘结剂和纤维类粘结剂。无机粘结剂有粘土等；有机粘结剂有焦油、沥青、树无机粘结剂有粘土等；有机粘结剂有焦油、沥青、树脂等；纤维类粘结剂有废纸浆和水解木纤维等，价格脂等；纤维类粘结剂有废纸浆和水解木纤维等，价格低廉，有较好的粘结力。低廉，有较好的粘结力

23、。6）温度：在）温度：在150-300C之间；温度过高，功耗增加之间；温度过高，功耗增加第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第二节第二节 生物质压缩成型生物质压缩成型271、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术 生物质燃煤可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚生物质燃煤可分为炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧和固体燃料燃烧。烧和固体燃料燃烧。 炉灶燃烧是为简单。炉灶燃烧是为简单。 锅炉烯烧和垃圾焚烧适合大规模利用生物质，效锅炉烯烧和垃圾焚烧适合大规模利用生物质，效率高；但投资高，且垃圾热值低，投资更大。率高；但投资高，且垃圾热值低，投资更大。 固体燃料燃烧是把生物质压缩固化后，采用传统

24、固体燃料燃烧是把生物质压缩固化后，采用传统设备燃烧，投资小，较为节能。设备燃烧，投资小，较为节能。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统281、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术1）生物质燃料的发热量：单位是）生物质燃料的发热量：单位是kJ/kg，取决于燃料，取决于燃料的化学组成和可燃成分的多少；的化学组成和可燃成分的多少；2）生物质燃烧反应过程）生物质燃烧反应过程 -干燥：在加热条件下使生物质脱水；干燥：在加热条件下使生物质脱水；-挥发分析出燃烧：在挥发分析出燃烧：在150C时，挥发成分包括一氧时，挥发成分包括

25、一氧化碳、氢气、低分子碳氢化合物等产生并燃烧；化碳、氢气、低分子碳氢化合物等产生并燃烧；-焦炭燃烧：挥发成份燃烧后，氧气和碳接触燃烧焦炭燃烧：挥发成份燃烧后，氧气和碳接触燃烧 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统291、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术3）生物质燃烧特性）生物质燃烧特性 生物质燃料特性和化石燃料不同，从而导致在燃生物质燃料特性和化石燃料不同，从而导致在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度等和化石燃料不同烧过程中的燃烧机理、反应速度等和化石燃料不同4）影响燃烧的主要因素）影响燃烧的主要因素 （1）水分

26、含量：水分蒸发需要强烈吸收热量，多数）水分含量：水分蒸发需要强烈吸收热量，多数生物质燃料维持燃烧时水分不超过生物质燃料维持燃烧时水分不超过65%；如果超过这；如果超过这个值，需要补助辅助燃烧。个值，需要补助辅助燃烧。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统301、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术4）影响燃烧的主要因素）影响燃烧的主要因素 （2）空气供给量：空气量太小，燃烧不完全；空气）空气供给量：空气量太小，燃烧不完全；空气量太大，空气吸收热量增大，导致温度降低，燃烧稳量太大，空气吸收热量增大，导致温度降低，燃烧

27、稳定性差；定性差；（3）颗粒尺寸：表面积越大，有利于氧和生物质的接）颗粒尺寸：表面积越大，有利于氧和生物质的接触，减少颗粒尺寸，有利于燃烧反应的进行。触，减少颗粒尺寸，有利于燃烧反应的进行。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统311、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术4）影响燃烧的主要因素）影响燃烧的主要因素 （4）反应时间：燃烧反应需要一定的时间，有利于）反应时间：燃烧反应需要一定的时间，有利于燃烧反应的完全。燃烧反应的完全。 （5）气固混合：气固混合：燃烧时有灰分会沉积和）气固混合：气固混合：燃烧时有灰分会

28、沉积和包裹在炭的表面，因此适当的扰动灰层，有利于暴露包裹在炭的表面，因此适当的扰动灰层，有利于暴露出炭表面与氧气接触进行燃烧。出炭表面与氧气接触进行燃烧。 （6）灰分：灰分是不可燃成分，灰分越高，热值低）灰分：灰分是不可燃成分，灰分越高，热值低第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统321、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术4）影响燃烧的主要因素）影响燃烧的主要因素 （7）反应温度：较高的温度有利于燃烧，但与生物）反应温度：较高的温度有利于燃烧，但与生物质自身热值有关。质自身热值有关。 （8）影响燃烧的三个要素：）

29、影响燃烧的三个要素：-温度：是燃烧的首要条件。一般干燥的生物质燃温度：是燃烧的首要条件。一般干燥的生物质燃点是点是250C左右，而在左右，而在400 C条件下，干燥的生物质容条件下，干燥的生物质容易燃烧易燃烧第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统331、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术 （8）影响燃烧的三个要素：）影响燃烧的三个要素：-合适的空气量和燃料良好的混合：空气是生物质合适的空气量和燃料良好的混合：空气是生物质发生氧化燃烧的必要条件；而良好的扰动，可使灰分发生氧化燃烧的必要条件；而良好的扰动，可使灰分从

30、炭表面脱落，有利于燃烧。从炭表面脱落，有利于燃烧。-足够的燃烧时间和空间：空间过小，燃料停留时足够的燃烧时间和空间：空间过小，燃料停留时间短，燃烧不充分；适当延长停留时间，有利于充分间短，燃烧不充分；适当延长停留时间，有利于充分燃烧。燃烧。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统341、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术 5）生物质燃烧和煤炭的区别）生物质燃烧和煤炭的区别（1）含碳量较少：一般是）含碳量较少：一般是50%左右，热值低；左右，热值低；（2）含氢量稍多：一般比煤炭略多，存在于挥发成分）含氢量稍多：一般比

31、煤炭略多，存在于挥发成分中，如析出速度过快，燃烧不完全，冒黑烟；中，如析出速度过快，燃烧不完全，冒黑烟；（3）含氧量多：热值低，但燃烧时补给空气量可少一）含氧量多：热值低，但燃烧时补给空气量可少一些些（4）密度小：质地疏松）密度小：质地疏松 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统351、生物质燃烧技术、生物质燃烧技术 5）生物质燃烧和煤炭的区别）生物质燃烧和煤炭的区别（5）含硫量低：一般含硫量少于）含硫量低：一般含硫量少于0.12%；（6）生物质燃烧析出的二氧化碳是零排放；）生物质燃烧析出的二氧化碳是零排放；

32、（7）灰渣可综合利用）灰渣可综合利用 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统362、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 1）概况：生物质燃烧发电是生物质燃烧后的热能转）概况：生物质燃烧发电是生物质燃烧后的热能转化为蒸汽进行发电，在原理上，和燃煤发电相似。化为蒸汽进行发电，在原理上，和燃煤发电相似。 生物质燃烧发电技术主要包括原料预处理技术、生物质燃烧发电技术主要包括原料预处理技术、蒸汽锅炉的多种原料适用性、蒸汽锅炉的高效燃烧、蒸汽锅炉的多种原料适用性、蒸汽锅炉的高效燃烧、蒸汽轮机的效率。蒸汽轮机的效率。

33、美国、欧州、芬兰等国等有较为成熟的生物质燃美国、欧州、芬兰等国等有较为成熟的生物质燃烧发电技术；丹麦的较为先进，装机容量约烧发电技术；丹麦的较为先进，装机容量约40MW。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统372、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 2）生物质燃烧发电系统）生物质燃烧发电系统 生物质燃烧系统包括原料收集系统、预处理系统、生物质燃烧系统包括原料收集系统、预处理系统、储存系统、给料系统、燃烧系统、热利用系统和烟气储存系统、给料系统、燃烧系统、热利用系统和烟气处理系统。处理系统。 3）生物质燃

34、烧设备）生物质燃烧设备 可分为大型锅炉、中型锅炉和热电联产锅炉；按可分为大型锅炉、中型锅炉和热电联产锅炉；按用途与燃料品种可分为木材炉、壁炉、顆粒燃烧炉等；用途与燃料品种可分为木材炉、壁炉、顆粒燃烧炉等；第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统382、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 3）生物质燃烧设备）生物质燃烧设备 按燃烧形式可分为片烧炉、梱烧炉和颗粒层燃炉按燃烧形式可分为片烧炉、梱烧炉和颗粒层燃炉等。等。 欧州国家等的生物质成型材料燃烧设备已定型，欧州国家等的生物质成型材料燃烧设备已定型，有了冲压式

35、成型、颗粒成型机及配套的燃烧设备。有了冲压式成型、颗粒成型机及配套的燃烧设备。 但存在燃料品种单一、易结碴、电耗高等缺点。但存在燃料品种单一、易结碴、电耗高等缺点。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统392、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 3）生物质燃烧设备）生物质燃烧设备 主要有：主要有：I）一体式锅炉：燃烧室和受热面是一个整体，可分为）一体式锅炉：燃烧室和受热面是一个整体，可分为火山式炉排火山式炉排水平式炉排水平式炉排倾斜式炉排倾斜式炉排第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时

36、） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统402、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 3）生物质燃烧设备）生物质燃烧设备II）有预热室锅炉）有预热室锅炉 锅炉的燃烧室和受热面是分开的。燃料在预燃室中锅炉的燃烧室和受热面是分开的。燃料在预燃室中进行前期燃烧，后期燃烧和受热面吸热都发生在后续进行前期燃烧，后期燃烧和受热面吸热都发生在后续炉膛中。炉膛中。 一次风起引燃和前期燃烧作用，二次风在后续炉膛一次风起引燃和前期燃烧作用，二次风在后续炉膛送入，加强燃料后期燃烧和燃尽。送入，加强燃料后期燃烧和燃尽。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三

37、节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统412、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 3）生物质燃烧设备）生物质燃烧设备III）流化床锅炉）流化床锅炉 国内外广泛采用。需要在流化床中加入合适的床料国内外广泛采用。需要在流化床中加入合适的床料以改善流化质量，为高水分、低热值的生物质燃料创以改善流化质量，为高水分、低热值的生物质燃料创造良好的着火条件；如河沙、石英砂等，价格低廉、造良好的着火条件；如河沙、石英砂等，价格低廉、无毒无味；流化床锅炉可安装螺旋、活塞输送给料。无毒无味；流化床锅炉可安装螺旋、活塞输送给料。IV） 悬浮燃烧锅炉悬浮燃烧锅炉 因气体流动使物料在炉膛内燃烧。因气体

38、流动使物料在炉膛内燃烧。 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统422、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 3）生物质燃烧技术分类）生物质燃烧技术分类 按燃烧系统不同，生物质燃烧技术可分为：层燃、按燃烧系统不同，生物质燃烧技术可分为：层燃、流化床和悬浮态燃炉。流化床和悬浮态燃炉。 I）层燃方式：生物质平铺在炉排上形成一定厚度的）层燃方式：生物质平铺在炉排上形成一定厚度的燃料层，进行干燥、干馏、还原和燃烧。一次风从下燃料层，进行干燥、干馏、还原和燃烧。一次风从下部通过燃料层为燃烧提供氧气、可燃气体与二次风在

39、部通过燃料层为燃烧提供氧气、可燃气体与二次风在炉排上方空间流分混合燃烧。炉排上方空间流分混合燃烧。 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统432、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 4）生物质燃烧技术分类）生物质燃烧技术分类I）层燃方式：根椐燃料和烟气流动方向不同，可将层）层燃方式：根椐燃料和烟气流动方向不同，可将层燃分为：燃分为： 顺流：燃料和烟气流动方向相同，适于干燥燃料顺流：燃料和烟气流动方向相同，适于干燥燃料 逆流：燃料和烟气流动方向相反，逆流：燃料和烟气流动方向相反， 适于湿燃料适于湿燃料 交叉

40、流：烟气从炉膛中间流出交叉流：烟气从炉膛中间流出 层燃按炉排方式可分为：层燃按炉排方式可分为： 固定、移动、旋转等固定、移动、旋转等 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统442、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 4）生物质燃烧技术分类）生物质燃烧技术分类II）流化床方式）流化床方式 是基于气固流态化的方式；流化床有大量床料，是基于气固流态化的方式；流化床有大量床料，蓄积大量热量，易于燃料干燥；同时，床内高温炽热蓄积大量热量，易于燃料干燥；同时，床内高温炽热燃烧颗粒激烈流动，使固体燃料表面的灰层快速剥去

41、，燃烧颗粒激烈流动，使固体燃料表面的灰层快速剥去，减少了气体的输送阻力，延长颗粒在床内的停留时间，减少了气体的输送阻力，延长颗粒在床内的停留时间，有利于颗粒的燃尽。有利于颗粒的燃尽。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统452、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 4）生物质燃烧技术分类）生物质燃烧技术分类 流化床锅炉对生物质燃料的适应性较好，负荷调流化床锅炉对生物质燃料的适应性较好，负荷调节范围大，床内颗粒扰动剧烈，传热和传质工况十分节范围大，床内颗粒扰动剧烈，传热和传质工况十分优越，有利于高温烟气、空气

42、和燃料的充分混合。优越，有利于高温烟气、空气和燃料的充分混合。 流化床锅炉有利于维持生物质在低温下稳定燃烧，流化床锅炉有利于维持生物质在低温下稳定燃烧，减少了氮氧化物等的产生。减少了氮氧化物等的产生。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统462、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 4）生物质燃烧技术分类）生物质燃烧技术分类II）悬浮燃烧方式）悬浮燃烧方式 生物质含水量少于生物质含水量少于15%，颗粒尺寸小于，颗粒尺寸小于2mm；将；将生物质和空气一起混合喷入燃烧室内，呈悬浮状态燃生物质和空气一起混合喷入燃

43、烧室内，呈悬浮状态燃烧，有利于气固混合，效率较高。烧，有利于气固混合，效率较高。 由于高温燃烧，会有一定量的结垢由于高温燃烧，会有一定量的结垢 产生。产生。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统472、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 5）生物质直燃工程简介）生物质直燃工程简介 国内第一个生物质直燃发电厂由国能公司和山东荷国内第一个生物质直燃发电厂由国能公司和山东荷泽光能公司合作，于泽光能公司合作，于2004年立项，年立项，2007年建成并网发年建成并网发电，容量电，容量25MW，年耗生物质原料，年耗生

44、物质原料15万吨。万吨。 其经济效益来源于：（其经济效益来源于：（1）售电效益，上网电价）售电效益，上网电价0.85元元/kWh；（；（2）燃烧炉碴作为肥料出售；（）燃烧炉碴作为肥料出售；（3）通）通过过CDM机制实现碳汇收益；（机制实现碳汇收益；（4）生态和社会效益。）生态和社会效益。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统482、生物质燃烧发电工艺、生物质燃烧发电工艺 5）生物质直燃工程简介）生物质直燃工程简介 小型生物质电厂：湖南岳阳纸业小型生物质电厂：湖南岳阳纸业1500kW生物质电生物质电厂。厂。 大

45、型生物质直接燃烧发电厂，规模大，效率高，大型生物质直接燃烧发电厂，规模大，效率高，效益好，但建设费用大，原料利用半径受限制。效益好，但建设费用大，原料利用半径受限制。 小型生物质直接燃烧发电厂，生物质原料易得，投小型生物质直接燃烧发电厂，生物质原料易得，投资小，见效快。资小，见效快。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统493、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术1）生物质和煤混合燃烧方式）生物质和煤混合燃烧方式 生物质和煤混合燃烧在国内外有一定的实践，可生物质和煤混合燃烧在国内外有一定的实

46、践，可相互弥补缺陷；一般煤灰中掺入相互弥补缺陷；一般煤灰中掺入1%-8%的生物质，完的生物质，完全不影响煤燃烧的稳定性，在我国有广泛的前景。全不影响煤燃烧的稳定性，在我国有广泛的前景。 （1）直接混合燃烧：如芬兰的生物质发电厂，燃料）直接混合燃烧：如芬兰的生物质发电厂，燃料以以45%的煤和的煤和10%木屑、木屑、35%树皮等构成。包括生物树皮等构成。包括生物质和煤直接混合，生物质和煤分别混合后燃烧。质和煤直接混合，生物质和煤分别混合后燃烧。 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统503、生物质和煤混合燃烧发电

47、技术、生物质和煤混合燃烧发电技术1）生物质和煤混合燃烧方式）生物质和煤混合燃烧方式（2）气化发电）气化发电 生物质在气化炉中气化，产生燃气生物质在气化炉中气化，产生燃气（主要成份为甲烷、一氧化碳、氢气、小分子烷烃），（主要成份为甲烷、一氧化碳、氢气、小分子烷烃），经简单处理垢经简单处理垢 ，直接输送至锅炉燃烧室与煤进行混合，直接输送至锅炉燃烧室与煤进行混合燃烧。燃烧。 产生燃气的温度为产生燃气的温度为600-800C，不需要冷却，在炉，不需要冷却，在炉内实现完全燃烧。如芬兰，奥地利的生物质发电厂。内实现完全燃烧。如芬兰，奥地利的生物质发电厂。 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学

48、时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统513、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术2）生物质和煤混合燃烧发电方式）生物质和煤混合燃烧发电方式 主要是在燃烧段有技术改良，在汽轮机发电方式主要是在燃烧段有技术改良，在汽轮机发电方式上和燃煤发电基本相同。上和燃煤发电基本相同。 主要有：生物质在一个独立系统中燃烧；生物质在主要有：生物质在一个独立系统中燃烧；生物质在组装于燃煤锅炉炉膛中的炉排上燃烧；破碎后的生物组装于燃煤锅炉炉膛中的炉排上燃烧；破碎后的生物质在燃煤锅炉中与煤粉一起燃烧；生物质在气化炉中质在燃煤锅炉中与煤粉一起燃烧；生物质在气化炉中气

49、化，燃气作为锅炉燃料，与煤粉一起燃烧。气化，燃气作为锅炉燃料，与煤粉一起燃烧。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统523、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术2）生物质和煤混合燃烧发电方式）生物质和煤混合燃烧发电方式 典型发电厂：包括燃烧系统、汽水系统和电气系典型发电厂：包括燃烧系统、汽水系统和电气系统。我国首座生物质和煤混合燃烧发电厂即山东枣庄统。我国首座生物质和煤混合燃烧发电厂即山东枣庄华电国际十里泉发电厂于华电国际十里泉发电厂于2005年年12月投产，工程投资月投产，工程投资约约80

50、00万元，年利用秸秆万元，年利用秸秆10万吨左右，引进了丹麦万吨左右，引进了丹麦BWE的生物质发电理念。的生物质发电理念。 具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统533、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术3）生物质和煤混合燃烧发电前景与制约因素）生物质和煤混合燃烧发电前景与制约因素 在国外，生物质和煤混合燃烧发电厂技术较为成在国外，生物质和煤混合燃烧发电厂技术较为成熟，一般生物质掺入比例达到熟，一般生物质掺入比

51、例达到30%-50%。 国内在发展中，一般国内在发展中，一般300MW的发电厂，生物质掺的发电厂，生物质掺 入比例可达到入比例可达到5%。 制约因素有技术制约，政策上补贴不稳定。制约因素有技术制约，政策上补贴不稳定。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统543、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术4）污染物控制）污染物控制（1）烟尘的生成与控制）烟尘的生成与控制-粉尘：飞灰粒径在粉尘：飞灰粒径在10-200 m；-炭黒：为气相析出物，是生物质在氧气不足条件炭黒：为气相析出物，是生物质在氧气不

52、足条件下受热分解生成的颗粒物。下受热分解生成的颗粒物。 通过机械除尘、湿式除尘、过滤式除尘、静电降通过机械除尘、湿式除尘、过滤式除尘、静电降尘和组合式除尘等方式脱除。尘和组合式除尘等方式脱除。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统553、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术4）污染物控制）污染物控制 机械除尘包括重力沉降、惯性除尘和旋风除尘。机械除尘包括重力沉降、惯性除尘和旋风除尘。 湿式除尘主要利用喷洒水分除尘。湿式除尘主要利用喷洒水分除尘。 过滤式除尘包括袋式除尘和颗粒层除尘。过滤式除尘

53、包括袋式除尘和颗粒层除尘。 静电降尘：分为电离、粉尘荷静电降尘：分为电离、粉尘荷 电和沉积三个步骤，电和沉积三个步骤，利用外加电压产生电晕放电现象，使粉尘带电在集尘利用外加电压产生电晕放电现象，使粉尘带电在集尘极上沉积。具有效率高，耐高温，但设备投资大。极上沉积。具有效率高，耐高温，但设备投资大。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统563、生物质和煤混合燃烧发电技术、生物质和煤混合燃烧发电技术4）污染物控制）污染物控制 （2）NOx 的生成与控制：生物质含的生成与控制：生物质含N比较高，在燃比较高，在燃烧过

54、程产生烧过程产生NO和和NO2；它们在人体有较大的伤害作用。；它们在人体有较大的伤害作用。 其控制方法：其控制方法：-燃烧控制：降低温度，多级送风和流化床燃烧。燃烧控制：降低温度，多级送风和流化床燃烧。-烟气净化：通过采用加氨等与烟气净化：通过采用加氨等与NO反应生成反应生成N2等。等。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第三节第三节 生物质燃烧与发电工艺系统生物质燃烧与发电工艺系统571、生物质燃烧发电关键设备、生物质燃烧发电关键设备 关键设备主要有燃烧锅炉和生物质输送系统；其关键设备主要有燃烧锅炉和生物质输送系统；其他设备如汽轮机和发电机等和燃煤锅炉基本相同。他设

55、备如汽轮机和发电机等和燃煤锅炉基本相同。1）锅炉燃烧技术：与生物质气化发电相比，直燃发电）锅炉燃烧技术：与生物质气化发电相比，直燃发电具有设备结构简单、投资省、易于大型化等。但具有具有设备结构简单、投资省、易于大型化等。但具有挥发分较高、灰分大、热值低和灰熔点较低等缺点。挥发分较高、灰分大、热值低和灰熔点较低等缺点。（1）炉排燃烧）炉排燃烧 ：炉排有逆折移动式、链条式等；炉：炉排有逆折移动式、链条式等；炉排由铬钢浇铸而成。排由铬钢浇铸而成。 第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第四节第四节 生物质燃烧与发电关键设备与技术生物质燃烧与发电关键设备与技术581、生物质燃烧

56、发电关键设备、生物质燃烧发电关键设备（2）水冷式振动炉排：丹麦）水冷式振动炉排：丹麦BWE公司开发，在丹麦公司开发，在丹麦应用较多，有应用较多，有100多家生物质直燃发电厂，发电量占丹多家生物质直燃发电厂，发电量占丹麦总发电量的麦总发电量的24%左右。左右。 解决了传统锅炉的燃料分布不均匀、空气容易短解决了传统锅炉的燃料分布不均匀、空气容易短路、燃烧效率等缺点。路、燃烧效率等缺点。 但适应性较差，对秸秆原料供应品种单一、秸秆收但适应性较差，对秸秆原料供应品种单一、秸秆收集稳定、预处理高度标准化的情况下有较好作用。集稳定、预处理高度标准化的情况下有较好作用。 第二章第二章 生物质气化发电生物质气

57、化发电 （4学时）学时） 第四节第四节 生物质燃烧与发电关键设备与技术生物质燃烧与发电关键设备与技术591、生物质燃烧发电关键设备、生物质燃烧发电关键设备（3）循环流化床锅炉）循环流化床锅炉 当气体流过一个一定体积与重量的固体颗粒层时，当气体流过一个一定体积与重量的固体颗粒层时，若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时（即达到临界流化速度），固体床就流动并上升，时（即达到临界流化速度），固体床就流动并上升，在这个过程中气泡与固体颗粒碰撞，给固体氧化反应在这个过程中气泡与固体颗粒碰撞，给固体氧化反应提供足够氧来源，加快燃烧速度。上升被带走的颗

58、粒提供足够氧来源，加快燃烧速度。上升被带走的颗粒通过分离器后重新进入流化床，形成循环流化床。通过分离器后重新进入流化床，形成循环流化床。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第四节第四节 生物质燃烧与发电关键设备与技术生物质燃烧与发电关键设备与技术601、生物质燃烧发电关键设备、生物质燃烧发电关键设备（3）循环流化床锅炉）循环流化床锅炉 其优点有：其优点有：-燃料适应性广燃料适应性广 ； -燃烧效率高：气固混燃烧效率高：气固混 合性好，燃烧效率可达到合性好，燃烧效率可达到99%左右；左右；-高效脱硫，高效脱硫，代代Nox排放：燃烧温度在排放：燃烧温度在850-930C之

59、间，易于脱硫反之间，易于脱硫反应，同时低于应，同时低于Nox大量产生大量产生1200C范围内；范围内；-燃烧燃烧强度高：截面热负荷强度高：截面热负荷 为为3.5-4.5MW/m3；-燃烧燃烧稳定，负荷稳定，负荷 调节范围大；调节范围大；-节约水资源；节约水资源；-投投资运行成本较低。资运行成本较低。第二章第二章 生物质气化发电生物质气化发电 （4学时）学时） 第四节第四节 生物质燃烧与发电关键设备与技术生物质燃烧与发电关键设备与技术611、生物质燃烧发电关键设备、生物质燃烧发电关键设备（3）循环流化床）循环流化床 循环流化床是一种先进的燃烧技术，十分适合于循环流化床是一种先进的燃烧技术，十分适合于生物质燃料的燃烧，即使水分含量在生物质燃料的燃烧，即使水分含量在65%左右时也能左右时也能稳定燃烧，其主要由炉膛、高温旋风分离器、返料