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秸稈鍋爐直接應用于城市供熱的技術問題
城市供熱區域鍋爐房主要是層燃爐,包括鏈條爐、往復推動爐等,這類鍋爐結構簡單、操作方便,技術上是可以燃煤層燃爐直接使用秸稈燃料運行的。但是由于生物質顆粒燃料與煤的燃燒特性不同,所以原有鍋爐結構與操作工藝必須加以改造和改進,否則將出現鍋爐出力和鍋爐熱效率大幅下降,甚至出現鍋爐設備事故,如直接使用秸稈燃料會發生以下問題:
(1)使用秸稈燃料的結焦問題。層燃爐使用生物質燃料應重點考慮燃料床結焦現象,生物質燃料本身的灰分中含有鈣、鈉、鉀等離子,在生物質燃料中秸稈里的堿金屬元素遠遠超過燃煤的堿含量,層燃爐在改燒生物質燃料后會形成渣層,進而出現大面積結焦現象,對一次風構成較大影響。堿金屬(Na,K)氧化物和鹽類可以與SiO:形成的低溫共熔體熔融溫度分別僅為874。和764。,從而造成嚴重的燒結現象,會發生以下反應:
- 2SiO2+Na2CON0'l:2SiO2+CO2(1)
- 4SiO2+K2CO3_÷K204SiO2+CO2(2)
(2)使用秸稈燃料的腐蝕問題。秸稈燃料中的氯元素不僅加重結焦還加重腐蝕現象,研究結果表明,當燃料中氯含量大于0.3%時,與氯有關的鍋爐管束高溫腐蝕加劇。同時在鍋爐管的高溫腐蝕中,硫的腐蝕是一次性的,而氯的腐蝕是重復性。這就增加了鍋爐運行的故障率和以及維修成本。
(3)秸稈燃料的揮發分過高引起的問題。燃煤鍋爐不改造就不能很好地適應秸稈燃料燃燒。原因一是因為秸稈燃料揮發分太高,揮發分集中析出要求集中供應二次風。二是揮發分高使得燃燒設備的燃燒空間和受熱面要進行重新設計。三是秸稈燃料碳含量少,鍋爐內高溫停留時間短,需要的爐排面積和燃燒強度都比燃煤鍋爐小。四是秸稈燃料燃燒溫度低,原有燃煤鍋爐受熱面需要按照秸稈燃燒特性設置。
秸稈鍋爐項目
生物質能發電產生的環境問題
盡管生物質燃料本身具有低灰、低硫特性,在直接燃燒發電和氣化發電兩種系統的環境污染物排放都顯著優于火電廠,但仍然會有一定量的污染物產生。因此生物質發電項目必須依法開展環境影響評價,項目應編制環境影響報告書。
秸稈鍋爐應用目前存在的其他問題
秸稈發電鍋爐應用目前存在的問題一是電價補貼要嚴格執行、落實到位,目前秸稈發電上網電價隨著投資的不同在0.58~0.7fv_/(kW·h)之間。在《可再生能源法》出臺后明確規定國家給予0.25元/(kW·h)的電價補貼,只有嚴格執行此政策,才能有力地推動生物質發電產業的發展。我國第1臺裝機容量5Mw燃用谷殼、木屑、稻草的江蘇興化中科生物質能發電有限公司因電價補貼沒有執行而運行不到一年被迫停產。二是缺乏專門制造燃用農林廢棄物的鍋爐。目前雖有燃用秸稈等的專用鍋爐,但噸位偏小不符合城市發展需要,同時設計和制造上經驗不足,制造成本高,運行可靠性差和配套設施不完備,投資過大,限制了推廣應用。三是運行成本高不利于競價上網。由于秸稈熱電項目總投資普遍高于一般火電廠,必然導致發電成本要高。同時秸稈的收集、存儲、運輸、制備等過程耗費大量的人力物力,致使秸稈收購成本大幅上漲達到與煤價相當,所以不利于競價上網。