农作物秸秆发电项目调研报告

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1、1农作物秸秆发电项目研究报告全球经济发展迅速，煤炭、石油、天然气等一次性能源的消耗量不断增加，终有枯竭的一天，人类为了自身的生存和发展，不断寻找新的能源以减少或替代一次性能源的消耗。由于生物质秸秆能源具有热值含量高、易获得、清洁等优势，生物质秸秆发电近年来不断发展，成为一项利用可再生能源的新技术，被越来越多的国家研究和利用。 秸秆发电的历史和现状 秸秆发电在欧洲，尤其是北欧的一些国家已有 20 多年的历史。随着一次性能源的逐渐减少及人们对环境质量的进一步要求，开发新能源和可再生能源在发达国家已方兴未艾。1973 年的石油危机，促使丹麦开始研究生物质能秸秆发电技术。其中丹麦 BWE 公司率先研发

2、秸秆生物燃 烧发电技术，并在 1988 年投运了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂（Haslev，5MW），此后 BWE 公司在西欧 设计并建造了大量的生物发电厂，其中最大的发电厂是英国的 Ely 发电厂，装机容量为 38MW，现在以秸秆发电等可再生能源已经占丹麦能源消耗的 24%以上。瑞典、芬兰、西班牙等国由丹麦 BWE 公司提供技术设备建成了秸秆2发电厂，许多国家还制定了相应的计划，如日本的“阳光计划” ，美国的“能源 农场” ，印度的 “绿色能源工厂”等，它们都将生物质能秸秆发电技术作为 21 世纪发展可再生能源战略的重点工程。欧美国家把秸秆资源作为优先发展的可再生能源并予以高度重视并给予政

3、策和资金的大力支持。欧洲国家秸秆利用技术成熟，政策较为完善。 可再生能源中长期发展规划确定了 2020 年生物质发电装机 3000 万千瓦的 发展目标。秸秆直接燃烧技术的研究在我国起步较晚，缺乏合适的技术和规模 2003 年以来，国家发改委先后批复江苏如东、山东单县和河北晋州 3 个国家级秸秆发电示范项目，拉开了我国秸秆发电建设的序幕。2004 年，国家发改委批准河北省晋州市秸秆发电厂建设项目，这是我国第一个完全利用秸秆燃烧发电的发电厂。2006 年，宿迁秸秆直燃发电示范项目在江苏宿迁正式投产。这是我国投入点火运行的首个拥有自主知识产权的国产化秸秆直燃发电示范项目。近年来，全国各地生物质能电厂

4、蓬勃发展。 无论在国内还是国外，秸秆的收集和储存都是一个难以忽略的问题。由于国内秸秆市场体系还不够健全和完善，导致目前秸秆发电项目燃料成本过高，这是制约目前我国秸秆发电产业进一步发展的障碍。但是从长远来看，秸秆发电项目仍将因其在3减少二氧化碳排放、保护环境、可再生等方面的优越性而获得足够的发展空间。客观地讲，我国的秸秆发电产业发展初期走得并不顺利，在最初的热情和兴奋过去之后，秸秆发电行业暴露出关键设备运行效果不好、运行经营难度大、现有扶持力度下效益不佳等诸多问题。即便是那些早期介入、采用相对成熟的引进技术的大公司也在频频抱怨秸秆电厂的运行和经营困难。秸秆电站该如何发展，成了当下国内各秸秆电厂都

5、面临的一个难题。 秸秆发电的技术分析 秸秆可以通过锅炉直接燃烧发电和供热，也可以气化之后再发电，从技术上说，气化发电虽然效率更高，但尚有不少技术难题未能完全解决，建设成本较高，实用性较差。相比而言，直接燃烧发电和供热更加方便可行。 秸秆发电与普通的燃煤电站发电原理相同，都分为給料系统、锅炉系统、汽轮机系统、空气冷凝器和环境保护系统。相比燃煤电站，秸秆的收集和处理是秸秆电站遇到的主要问题之一，秸秆的进料和退料系统都需要进行专门的设计。此外，秸秆发电会造成比较严重的结渣问题以及腐蚀问题，这些问题都对秸秆电站的锅炉提出了更高的要求。 1、秸杆的给料系统 发电厂内建设独立的秸杆仓库。运输货车送来的秸杆

6、需要4测试含水量。任何一包秸杆的含水量不能超过 25%，否则为不合格。 秸秆粉碎压块儿成品在欧洲的发电厂中，这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在中国，现在常用手动探测器插入每一个秸杆捆中测试水分。货车卸货时，叉车将秸杆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸杆包放在进料输送机上；进料输送机有一个缓冲台，可保留秸杆 5 分钟；秸杆从进料台通过带密封闸门（防火）的进料输送机传送至进料系统；秸杆包被推压到两个立式螺杆上，通过螺杆的旋转扯碎秸杆，然后将秸杆传送给螺旋自动给料机，通过给料机将秸杆压入密封的进料通道，然后达到炉床。炉床为水冷式振动炉床，是专门为秸杆燃烧发电厂而开发的设备

7、。2、锅炉系统 秸秆电站的锅炉一般采用自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸杆灰中碱金属的含量相对较高因此，烟气在高温时（450以上）具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，5将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题，因此，专门设计了过热器系统，并在国际上的大多数秸杆发电厂中得到运用。3、汽 轮 机 系 统 工 艺 流 程 图 涡 轮 机 和 锅 炉 必 须 在 启 动 、部 分 负 荷 和 停 止 操 作 等方 面 保 持 一

8、致 ，协 调 锅 炉 、汽 轮 机 和 空 冷 凝 汽 器 的 工 作 非 常 重 要 。 4、空 冷 凝 汽 器 丹 麦 的 所 有 发 电 厂 都 是 海 水 冷 却 的 ，西 班 牙 的 Sanguesa 发 电厂 是 河 水 冷 却 ，英 国 的 Ely 发 电 厂 装 有 空 气 冷 凝 器 。在 中 国 ，空 气 冷凝 器 是 一 种 很 成 熟 的 产 品 ，可 以 在 秸 秆 发 电 厂 中 采 用 。 5、环 境 保 护 系 统 在 湿 法 烟 气 净 化 系 统 之 后 ，安 装 一 个 布 袋 除 尘 器 ，以 便 收 集 烟气 中 的 飞 灰 。3布 袋 除 尘 器 的

9、 排 放 低 于 25mg/Nm 。 欧 洲 各 国 由 于 利 用 生 物 质 能 时 间 较 早 ，经 过 几 十 年 的 研 究 与 实践 ，在 农 作 物 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 在 整 个 能 源 总 量 中 占 较 大 的 比 重 。丹麦 在 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 直 燃 发 电 领 域 处 于 世 界 顶 尖 水 平 ，1986 年 丹麦 政 府 通 过 了 一 项 能 源 政 策 ，规 定 在 1995 年 之 前 ，将 建 造 利 用 丹 麦国 内 燃 料 （秸 秆 、木 屑 、垃 圾 、沼 气 和 天 然 气 ）总 发 电 功 率 为 450MW6的 分

10、布 式 热 电 厂 。1990 年 丹 麦 政 府 又 通 过 另 一 项 有 关 增 加 使 用 天 然气 和 农 作 物 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 的 政 策 ，主 要 通 过 新 建 热 电 厂 和 将 现有 燃 煤 和 燃 油 区 域 供 热 系 统 转 为 实 用 天 然 气 和 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 燃料 热 电 厂 来 实 现 。丹 麦 已 建 立 了 130 多 家 秸 秆 发 电 厂 ，2002 年 ，丹麦 可 再 生 能 源 占 全 国 能 源 总 消 耗 量 的 12%，其 中 ，秸 秆 和 农 林 废 弃物 占 其 中 的 81%。丹 麦 的 秸 秆 发

11、 电 技 术 已 经 成 熟 ，并 且 向 世 界 各 国出 口 。 德 国 的 秸 秆 发 电 技 术 也 已 相 当 成 熟 ，其 可 再 生 能 源 发 电 总 量 比例 已 经 从 1998 年 的 4.7%提 升 到 2003 年 的 8%，政 府 计 划 到 2020 年 达 到 20%。德 国 在 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 直 燃 发 电 、发 电 机 组 配 套 涡轮 机 、生 物 质 预 处 理 等 方 面 技 术 都 已 成 熟 ，其 经 过 预 处 理 的 生 物 质 密度 和 热 值 大 幅 提 高 ，基 本 接 近 于 劣 质 煤 碳 ，便 于 运 输 和 储

12、存 。 我 国 在 生 物 质 能 利 用 方 面 起 步 较 晚 ，秸 秆 发 电 技 术 尚 不 太 成 熟 。表 1 列 举 了 我 国 现 运 行 的 5 家 秸 秆 电 厂 的 运 行 现 状 。英 国 的 Ely 发 电 厂 装 有 空 气 冷 凝 器 。在 中 国 ，空 气 冷 凝 器 是 一 种很 成 熟 的 产 品 ，可 以 在 秸 秆 发 电 厂 中 采 用 。 5、环 境 保 护 系 统 在 湿 法 烟 气 净 化 系 统 之 后 ，安 装 一 个 布 袋 除 尘 器 ，以 便 收 集 烟气 中 的 飞 灰 。3 布 袋 除 尘 器 的 排 放 低 于 25mg/Nm 。

13、 欧 洲 各 国 由 于利 用 生 物 质 能 时 间 较 早 ，经 过 几 十 年 的 研 究 与 实 践 ，在 农 作 物 秸 秆 和7农 林 废 弃 物 在 整 个 能 源 总 量 中 占 较 大 的 比 重 。丹 麦 在 秸 秆 和 农 林 废弃 物 直 燃 发 电 领 域 处 于 世 界 顶 尖 水 平 ，1986 年 丹 麦 政 府 通 过 了 一 项能 源 政 策 ，规 定 在 1995 年 之 前 ，将 建 造 利 用 丹 麦 国 内 燃 料 （秸 秆 、木屑 、垃 圾 、沼 气 和 天 然 气 ）总 发 电 功 率 为 450MW 的 分 布 式 热 电 厂 。1990 年

14、丹 麦 政 府 又 通 过 另 一 项 有 关 增 加 使 用 天 然 气 和 农 作 物 秸 秆 和农 林 废 弃 物 的 政 策 ，主 要 通 过 新 建 热 电 厂 和 将 现 有 燃 煤 和 燃 油 区 域供 热 系 统 转 为 实 用 天 然 气 和 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 燃 料 热 电 厂 来 实 现 。丹 麦 已 建 立 了 130 多 家 秸 秆 发 电 厂 ，2002 年 ，丹 麦 可 再 生 能 源 占 全国 能 源 总 消 耗 量 的 12%，其 中 ，秸 秆 和 农 林 废 弃 物 占 其 中 的 81%。丹 麦 的 秸 秆 发 电 技 术 已 经 成 熟 ，

15、并 且 向 世 界 各 国 出 口 。 德 国 的 秸 秆发 电 技 术 也 已 相 当 成 熟 ，其 可 再 生 能 源 发 电 总 量 比 例 已 经 从1998 年 的 4.7%提 升 到 2003 年 的 8%，政 府 计 划 到 2020 年 达到 20%。德 国 在 秸 秆 和 农 林 废 弃 物 直 燃 发 电 、发 电 机 组 配 套 涡 轮 机 、生 物 质 预 处 理 等 方 面 技 术 都 已 成 熟 ，其 经 过 预 处 理 的 生 物 质 密 度 和热 值 大 幅 提 高 ，基 本 接 近 于 劣 质 煤 碳 ，便 于 运 输 和 储 存 。 我 国 在 生物 质 能

16、 利 用 方 面 起 步 较 晚 ，秸 秆 发 电 技 术 尚 不 太 成 熟 。通 过 以 上 技 术对 比 可 以 得 到 如 下 结 论 ： 1) 国 产 秸 秆 锅 炉 在 振 动 炉 排 的 密 封 上 设 计 不 细 ，造 成 炉 排 密封 效 果 差 ，炉 排 面 缺 风 ，秸 秆 燃 烧 不 充 分 ，效 率 低 ； 2) 给 料 均 匀 性 、炉 排 振 动 装 置 及 振 动 效 果 较 差 ，经 常 出 故 障 ，8对 锅 炉 稳 定 燃 烧 影 响 很 大 ； 3) 没 有 考 虑 到 秸 秆 燃 烧 的 特 点 以 及 国 内 秸 秆 品 种 的 复 杂 性 ，前 期 投 运 的 秸 秆 锅 炉 没 有 设 计 未 燃 尽 秸 秆 颗 粒 分 离 装 置 ，再 加 上 锅炉 负 压 大 ，造 成 布 袋 频 繁 烧 坏 ； 4) 除 渣 系 统 的 设 备 以 及 设 计 不 成 熟 。 在 经 济 性 方 面 ，我 国 现 有 的 秸 秆 电 厂