生物質電廠燃料輸送系統的設計研究

朱韶坤

摘 要：通過分析近些年來國內的生物質發電項目的狀況，介紹了電廠進行燃料輸送的類型，進一步分析了現在的燃料輸送系統存在的問題，提高燃料輸送的適應能力。通過相關的生物質發電工程，研究了生物質發電廠的燃料輸送系統。

關鍵詞：生物質發電；生物質燃料；燃料輸送系統；適應性

中圖分類號：TM619 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.114

在20世紀70年代左右，生物質發電技術得到了發展，其最初的發展目的是為了解決國際上的石油危機問題。這種技術是可以把存在于自然界的可再生生物質資源通過一定的反應轉換成電能的新型科學技術，通常使用農作物的廢棄秸稈和林業廢棄物作為其主要的發電燃料。由于環境的破壞和資源的不合理使用，生物質資源的發展迫在眉睫，要利用生物質資源來節約煤、石油和天然氣等不可再生資源，利用好生物質燃料也是現在國際上普遍關注的問題。

不過，由于在中國，生物質燃料發電起步時間比較晚，所以缺乏足夠的經驗，設備的制造水平不高，加上我國的農作品種類比較多，所以電廠的燃料組成具有一定的復雜性，這樣一來直接導致燃料的熱值不一樣，規格上也會存在差異，因此造成燃料的輸送難題。如果要把多樣的燃料安全運輸至目的地，就要加大力度開發適合我國發展的燃料輸送系統。

1 輸送方式簡介

對于輸送方式來說，由于生物質燃料的物理特征與煤炭存在差異，所以在燃料的輸送上也會有所不同。一般情況下，按照生物質燃料劃分，可以把輸送方案分成“黃色燃料”和“灰色燃料”。其中，黃色燃料是指一些破碎樹皮、甘蔗渣、建筑廢料等輕質秸稈燃料，而灰色燃料又被稱為硬質燃料，它通常是指一些類似樹皮、樹頭等木質燃料。因為黃色燃料和灰色燃料的物理特征、燃燒特征等方面都存在差別，所以這兩種燃料的輸送角度會有很大的不同。

2 黃色燃料輸送系統

對于黃色燃料來說，它們的密度比較小，要想實現燃料的收集，進一步實現運輸的經濟性和合理性，就要把打包貫穿于收集過程中。除此之外，還要在運輸過程里進行打包和壓縮。這樣一來，就能縮小體積，降低成本。黃色燃料的運輸通常情況下采用的是秸稈捆抓斗起重機加鏈式輸送機的方式。除此之外，還有解包機上料的方式。不過，在解包地點的選擇上，通常有兩種可選擇的方案，一是通過分散狀物料形式運輸到爐前，二是在爐前進行解包。

在調研了一些運輸黃色燃料的電廠后，發現其在運輸中仍然存在一定的不足和問題。首先，解包機不是可以對任何包裹進行工作的，它不僅對尺寸有較高的要求，對工藝也有較高的要求。因為技術不足，成本較高，導致在國內很難提高燃料包的合格率。綜合上面的因素影響，在運輸中難免出現掉包和燃料堵料問題的發生。在這一問題的制約下，電廠經常要進行二次打包，所以運營的成本會隨之增加。其次，在系統運行時，秸稈捆抓斗起重機工作時經常伴有掉包問題，在分析和研究以后得出相關結論，即這是由打包不合標準所致，另一方面還有司機操作熟練性不強的原因。在進行大包的輸送時，條輸送機上會發生卡包的問題，在這一問題發生以后，要通過人工來完成動作的調整。綜合來看，單一的黃色燃料輸送系統并不能滿足需求，不僅有上面提及的問題，還有在黃色燃料存在收購問題時，難以通過其它燃料來取代，其適應能力很弱。

3 灰色燃料輸送系統

因為灰色燃料在粉碎以后，它的物理特征與煤炭相類似，因此可以參考煤燃電廠的相關輸送方案，不過在本質上又有一定的差別。因為在生物質電廠的灰色燃料種類繁多，包括樹皮等纖維燃料、板材下腳料等木質燃料、木皮和樹皮等成品燃料和樹根等面積和質量都比較大的塊燃料。對于灰色燃料系統來說，其輸送主要有兩種方案，一種是裝載機或者其它上料設備和地下料斗配合上料方案，另一種是橋式抓斗起重機和地下料斗上料方案。

在對電廠進行調查研究后發現，實行單一的灰色燃料輸送也會有一些問題存在，比如在輸送時通常會出現篷料、灑料現象，與此同時，因為輸送系統只可以輸送散狀物料，在灰色燃料缺少時，就需要黃色燃料的供應，而對黃色大包的秸稈燃料解包存在不便性，因此導致適應性也不強。

4 黃色和灰色燃料輸送系統的結合

我國國土面積比較大，而生物質資源也比較多。因為以玉米秸稈等輕質燃料為基礎的燃料不能滿足需要，電廠的燃料收購問題會受到影響，它們通常只能購買幾種燃料，這樣一來成本會隨之增加，而其它未被使用的生物質燃料會遭到浪費。如果想解決上述單一黃色燃料和灰色燃料輸送的問題，提高生物質資源的適用性，就要把灰色燃料的輸送和灰色燃料的輸送相結合。事實上，這不僅是單純的兩套系統的結合，要按照現在的實踐來進行混合。通常情況下，有兩種方案可供選擇，一種是在爐前實現混合，另一種是在系統里進行混合。這兩種方案都有自身的長處和短處，第一種方案的投資成本比較高，但是它是單獨設立的輸送系統，效果會比較明顯；第二種是通過轉運站來進行燃料的融合，因此，一開始的投資并沒有第一種方案高，輸送機的長度也比較短。

5 總結

從原理上講，生物質發電工程的原理和燃煤燃油和發電原理比較相似，分析其不同點，主要是燃料的不同。對于生物質發電工程來說，其燃料主要是生物質，燃料的流動性不強，比例比較低，體積也比較大，而顆粒也不規則。在生物質電廠中，燃料的輸送系統比較復雜，所以生物質電廠的燃料輸送系統十分重要。通過燃料的輸送適應性，順利實現黃色燃料和灰色燃料的輸送，為突破農作物類型和大小的限制奠定了一定的基礎，增加了可供鍋爐燃燒的燃料種類，提高了電廠燃料來源的可靠性，保障了電廠燃料來源的穩定性。

參考文獻

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〔編輯：王霞〕