當(dāng)前，我國生物質(zhì)的主要利用方式仍是爐灶式的直接燃燒，其熱效率很低，而且對環(huán)境污染嚴重。生物質(zhì)直燃發(fā)電不僅具有較好的經(jīng)濟效益，還有良好的環(huán)境效益，與同等規(guī)模燃煤火電廠相比，每年可減少大量C02、S02的排放量。我國現(xiàn)階段生物質(zhì)發(fā)電尚處于初步階段，還存在兩大問題，一是缺乏高效利用再生資源的技術(shù)，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換規(guī)模小，資源利用率低；二是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和裝置的綜合經(jīng)濟性與國外相比還存在較大差距，缺少先進技術(shù)與高效率的裝備，尤其是在特種鍋爐的蒸汽參數(shù)方面，國內(nèi)現(xiàn)用的蒸汽壓力、溫度等級偏低。國外方面，北歐的芬蘭和瑞典是生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展和應(yīng)用都最為廣泛的國家之一，其中瑞典有完善和廣泛的集中供熱系統(tǒng)，80%的城市是利用生物質(zhì)能供熱電站供熱。據(jù)統(tǒng)計，我國生物質(zhì)資源可轉(zhuǎn)化為能源的潛力巨大，大約為15億t標(biāo)準(zhǔn)煤。開發(fā)“綠色能源”已成為國家節(jié)能減排和保護環(huán)境的重要手段。
1、工程實例
1.1概述
山東省陽信市某生物科技企業(yè)投資興建了配套的自備熱電廠，其主要熱用戶是工業(yè)用汽（木糖車間和糠醛車間的生產(chǎn)用汽），所有生產(chǎn)用汽要求供熱連續(xù)可靠。該熱電聯(lián)產(chǎn)T程直接燃燒生物質(zhì)發(fā)電，將生物質(zhì)原料送人適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中，生產(chǎn)蒸汽，驅(qū)動蒸汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。利用汽輪機組的抽汽或排汽供熱，實現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)。該工程系統(tǒng)示意見圖1。
(1)熱負荷計算
工程熱負荷主要包括生產(chǎn)工藝熱負荷和其它主要熱負荷兩部分。生產(chǎn)工藝熱負荷主要包括木糖車間和糖醛車間用汽，用汽參數(shù)均為0.3—0.6 MPa（絕壓）、220—230℃下的過熱蒸汽，年利用小時數(shù)按7 200 h計算，其具體熱負荷見表1。
其它主要熱負荷指生活用汽熱負荷、采暖（空調(diào)）熱負荷兩項。其中生活用汽熱負荷為0.5 t/h，采暖（空調(diào)1熱負荷為3 t/h。據(jù)此確定工程平均總熱負荷為38.42 t/h。
將上述過熱蒸汽進行焓值換算，換算為本工程汽機出口參數(shù)0.98 MPa、300C下的過熱蒸汽，換算系數(shù)取0,9，并考慮到對外供熱管網(wǎng)損失（取5%）和最大負荷同時使用系數(shù)（取0.9）。換算得出，工程平均總熱負荷約為117.43 KJ/h。
(2)電負荷計算
電負荷主要分生產(chǎn)用電和生活辦公用電兩部分。其中，生產(chǎn)用電包括年產(chǎn)4 000 t木糖的生產(chǎn)線用電、年加工20 000 t油料的浸出制油生產(chǎn)線用電、年加工20萬擔(dān)皮棉的軋花剝絨生產(chǎn)線用電、年產(chǎn)1 000萬條毛巾的生產(chǎn)線用電，年產(chǎn)5 000 t糠醛的生產(chǎn)線用電，計算得出生產(chǎn)用電總共約12 000 kW；生活辦公用電約300 kW。據(jù)此可得工程總電負荷約為12 300 kW。
1.3設(shè)備選擇
循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，尤其75t/h及其以下的主要鍋爐已經(jīng)得到普及。因此，根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)特性和工程負荷計算，并考慮到企業(yè)的后續(xù)發(fā)展，鍋爐選型上采用lx75t/h次高溫次高壓高低差速床秸稈燃燒鍋爐。
本工程熱負荷主要是生產(chǎn)工藝用熱，又兼顧到熱負荷有一定的季節(jié)性波動，所以汽輪機選型上采用12 MW次高溫次高壓單抽汽凝汽式汽輪機，不足電力由電網(wǎng)購買。根據(jù)上述確定的熱、電負荷，所選主要設(shè)備性能參數(shù)見表2。
2、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能性分析
2,1燃料特性及消耗量
本工程以燃燒糠醛渣、木糖渣為主，當(dāng)它們供應(yīng)不足時，
生物質(zhì)鍋爐燃燒農(nóng)業(yè)秸稈，主要為棉桿和果桑枝條�？啡┰�、木糖渣占燃料份額的80%，農(nóng)業(yè)秸稈占燃料份額的20%(重量比)，糠醛渣和秸稈分開燒，不摻燒�？啡┰剂系牡臀话l(fā)熱量約為9 478 kj/kg，農(nóng)業(yè)秸稈的低位發(fā)熱量范圍為15 000~17 300 U/kg，按16 000 kj/kg計算。
熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)燃料的消耗量：
計算得出燃料的消耗量約為13.33 t/h，標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量為29 270 kj/kg，通過換算得出，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)煤耗量約為4.91 t/h。
2.2熱電聯(lián)產(chǎn)總熱效率
熱電聯(lián)產(chǎn)總熱效率為輸出電、熱兩種產(chǎn)品的總能量與輸入能量之比，是熱電廠綜合評價的總指標(biāo)之一。該工程熱電聯(lián)產(chǎn)年均總熱效率：
計算結(jié)果顯示，系統(tǒng)年均總熱效率為60.9%，而中小型純凝式發(fā)電機組總熱效率為35%左右，實施熱電聯(lián)產(chǎn)后系統(tǒng)年均總熱效率提高約25.9%。這主要是以下幾方面原因引起的，首先，系統(tǒng)按照熱負荷需求進行了機組選型，實現(xiàn)了各主要設(shè)備容量的關(guān)聯(lián)匹配；其次，盡量保證工程熱負荷常年較穩(wěn)定，使整個機組常年在較高熱負荷下運行。
2.3系統(tǒng)節(jié)能的經(jīng)濟效益
據(jù)初步測算，該工程燃燒生物質(zhì)達95 976 t/a，以標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量29 270 U/kg計算，相當(dāng)于燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤約35 352t/a。實際上，以燃燒生物質(zhì)來代替燃煤，則其每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約35 352 t/a。若每噸標(biāo)準(zhǔn)煤運到廠按680元／t計算，則其每年可節(jié)約購煤成本約2 403.94萬元，經(jīng)濟效益非�？捎^。
3、結(jié)論
該工程節(jié)能的三個主要原因：熱負荷確定合理、盡量保證熱負荷較高且較穩(wěn)定、以燃燒生物質(zhì)代替燃煤來節(jié)約一次能源。該熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能性明顯優(yōu)于中小型純凝式機組的，實施聯(lián)產(chǎn)后全廠總熱效率達60.9%，較中小型純凝式機組的提高約25.9%；系統(tǒng)年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量約35 352 t/a，企業(yè)年生產(chǎn)成本大幅降低，每年節(jié)約成本約2 403.94萬元，聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟效益非�？捎^，發(fā)展熱電梯級利用能量對節(jié)能降耗具有實際意義。
三門峽富通新能源銷售
生物質(zhì)鍋爐，同時也銷售生產(chǎn)
生物質(zhì)顆粒燃料的
秸稈壓塊機、
秸稈顆粒機等生物質(zhì)成型燃料機械設(shè)備。
