燃料對生物質電機機組穩定經濟運行的影響

閆飛朝 孫東海 劉志剛

摘要：生物質電廠的燃料種類多、分布廣、收集效率低等特點，經常因燃料問題對生物質電廠的經濟穩定運行造成很大的困難。本文從生物質燃料的來源、燃料質量等幾個方面分析了對生物質電廠機組穩定運行的影響，隨意的燃料配比對機組經濟運行的影響，并通過提升燃料采購效率，提高燃料質量，尋求合理的燃料摻配等并措施來提高生物質電廠的穩定性和經濟性。

關鍵詞：生物質電廠;燃料摻配;穩定性和經濟性

1? 前言

生物質發電既節省了傳統的煤炭、石油等不可再生能源，又解決了農戶隨意燃燒造成的環境污染及野外燃燒引起的火災，同時還能給農戶帶來一定收益，是當前值得關注的新興產業[1]。

生物質發電利用稻殼、秸稈、木屑等作為燃料，正常運行時燃料需求量大，但因種類多、分散廣，收集起來比較困難，因此解決好燃料的供應問題和尋求更合理的燃料配比對機組的穩定經濟運行有著重要的影響。

2? 影響生物質電廠機組運行的因素

2.1 燃料的分散性性

對于農戶來說，收集農作物的成本較大，因此對于生物質電廠來說存在很大的變數，很難形成規模型的收購方式，主要表現在以下幾個方面[2]：

1）秸稈收購價格不高，個體農戶出售秸稈的收益低;對個體農戶的吸引力比較小。

2）交通不便的農田，秸稈回收費時費力。

3）秸稈粉碎還田等新技術對生物質電廠的燃料收購造成沖擊。

4）收割時節任務繁重，除了收割還要忙于下一季的種植， 農戶缺乏時間進行出售。

所有這些問題都有可能造成生物質電廠的燃料供應出現斷鏈情況，一旦燃料供應不足，將會直接影響生物質電廠運行系統的穩定性。

2.2燃料的質量問題

2.2.1 燃料的風化

生物質燃料由于熱值低，密度小等特點，使得電廠不得不提前儲存燃料，但生物質燃料尤其是廢柴燃料經過長時間的存儲之后，燃料很容易風化，風化之后的燃料熱值會降低保持系統的穩定性就需要消耗掉更多的生物質燃料，對系統的穩定運行不利[3]。

2.2.2水分太大

由于生物質電廠的局限性，干料棚里現存的燃料不可能持續太長時間，為保持系統運行的穩定性，不得不臨時存放一些露天的燃料，在潮濕的陰雨天，若對燃料采用自然風干的方法難以降低燃料的含水量，這就會造成尾部煙氣的溫度超過設計的溫度。長時間的超溫將會大大降低布袋除塵器的使用壽命，從而影響整個系統的穩定性運行。

2.2.3含雜質太多

在收購的生物質燃料中，尤其是木屑里面易夾雜著一些鐵片等金屬，稍大的金屬在爐膛燃燒過程中堵塞爐膛底部的風帽等位置，影響鍋爐的流化水平，更有甚者會發生堵料，結焦，滅火等問題，對鍋爐運行的穩定性造成很壞的影響，甚至直接導致停爐。

2.3 隨意的燃料摻配導致機組燃燒的不經濟

由于對燃料摻配的不重視，導致機組的燃燒狀況不穩定，鍋爐尾部出口溫度經常超過設定值，對相連的布袋除塵壽命造成很大的影響。此外，燃料的不合理摻配造成很大的燃料浪費。生物質電廠運行階段，燃料成本占了運行成本的70%-80%。以30MW的機組為例，鍋爐每天的燃料量每天的生產成本在1000噸。現每噸燃料大概為400元/噸。僅僅每天的燃料費就在40萬。因此提高燃料摻配比例對機組的經濟運行有很大的影響。

3. 提高機組穩定經濟運行的措施

3.1 多渠道燃料供應

1）生物質電廠可以在電廠周圍建立多個收購站，在收購半徑范圍內，每個收購站以鄉鎮、村為單位進行收割作業面劃分，與相關負責人溝通并與村民達成協助收割協議;生物質電廠對收購半徑范圍內的秸稈進行收割，并對該范圍內收割的秸稈有優先收購權，農戶可以出售秸稈抵減收割。每個供應站每天的存儲量通過數據傳輸到生物質電廠的后臺，使得電廠工作人員清楚燃料的儲備的實時數據，以便動態的調節運行狀況，確保系統的穩定運行。

2）對于處于山區的生物質電廠，可以包荒山種林，既可以對綠化環境，又可以儲存燃料作為備用。

3.2 提高燃料的質量

3.2.1 提高生物質燃料的干燥度

在天氣寒冷的冬季或濕冷的陰雨天或者在燃料收購頻繁的季節，大量堆砌在堆場內的木屑、秸稈等燃料很難有效的進行自然風干;在燃料的收集量減少時，由于庫存不多，收集的木屑、秸稈等也不會經過風干處理。因此，利用有效的方法來干燥生物質燃料是很關鍵的。生物質電廠煙氣的余熱溫度較高，通過一定的方法充分利用這部分熱量對收集來的生物質燃料進行干燥，既可以在降低煙氣排煙溫度又可以提高生物質電廠的能量利用率，同時提高生物質電廠運行的穩定性[4]。

3.2.2 提高生物質燃料的清潔度

生物質燃料的清潔度直接影響著鍋爐運行的穩定程度。所以，要做到生物質燃料的清潔度必須要從源頭做起：在生物質燃料用破碎機破碎之后，派專門人員對下料之前的燃料進行初步的篩選，并用大型吸鐵石進行排查，盡量避免燃料里的大金屬塊影響鍋爐的正常運行。

對于用廢材做生物質燃料的鍋爐，爐膛里都會有一些鐵釘等小的金屬，為避免金屬雜質對鍋爐造成影響，要時刻關注爐膛溫度的變化，一旦爐灰下落不順甚至有堵塞的現象，要及時派檢修人員進行疏通，保證爐膛里流化正常。

3.3 尋求合理的燃料摻配

3.1 本文以宣城中盈綠色能源開發有限公司1×30MW機組中燃燒稻殼和木屑燃料在調試投運中的問題為載體，分析不同燃料對機組鍋爐運行的影響，分析問題并通過合理的燃料摻配來提高燃料的利用率，進而促進機組鍋爐的經濟運行（以鍋爐運行24小時為例）。

1）當木屑和稻殼的比例為7：3時，每天最多可節省300噸燃料，按照每噸燃料400元計算，則每天可節約成本為12萬元。

2）當木屑和稻殼的比例為5：5時，每天最多可節省200噸燃料，則每天可節省成本8萬元。

3）當木屑和稻殼的比例為3：7時，每天可節省噸燃料，則每天可節省成本4萬元。

從試驗可知，在機組平均負荷穩定的情況下，合理的燃料摻配不同，機組的燃料消耗也不同。通過調節燃料值不同的兩種燃料，對優化機組鍋爐的經濟運行有著重要的意義。

4 結論

本文通過從燃料源、燃料的質量、燃料的配比等幾個方面分析了影響生物質電廠穩定經濟運行的因素，同時提出了合理的改進措施，對生物質電廠的經濟穩定運行具有重要的意義。

參考文獻 ：

[1] 胡婕，賈冰，許雪記. 江蘇省生物質發電產業現狀問題及解決對策研究[J]. 可再生能源，2015，33（2）：283-288.

[2] 梁建國，馬曉暉.生物質發電工程燃料輸送系統的優化配置[J].能源與節能，2011，（ 06）

[3] 馬龍海，鄧宇昆.董勝亮.我國生物質發電現狀分析及研究[J].電力勘測設計，2012，（ 06）

[4] 馮志華.生物質發電產業發展戰略研究[D].華北電力大學，2011