0、編者按(詹華忠Allen)

2017 年 11 月27 日，國(guó)家能源局、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點(diǎn)工作的通知》，建議發(fā)電企業(yè)積極參與燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合發(fā)電工作，嘗試破解秸稈田間直燃等環(huán)境治理難題，促進(jìn)電力行業(yè)特別是煤電的低碳清潔發(fā)展。

國(guó)家發(fā)改委 2017 年 12 月 18 日印發(fā)《全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)建設(shè)方案》，專(zhuān)門(mén)針對(duì)發(fā)電行業(yè)提出：為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于建立全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的決策部署，穩(wěn)步推進(jìn)全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)。這說(shuō)明燃煤火電機(jī)組面臨進(jìn)一步降低CO2 排放壓力，需要前瞻性考慮適應(yīng)未來(lái)降低 CO2 排放相關(guān)途徑迫在眉睫。

燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒技術(shù)建設(shè)周期短、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、發(fā)電送出穩(wěn)定且能實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能減排效果。燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒對(duì)改善區(qū)域環(huán)境，充分利用電廠(chǎng)已有的大部分設(shè)備和已存在的供電、供熱市場(chǎng)，增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入有著天然優(yōu)勢(shì);是一種現(xiàn)實(shí)、有效、可行和重要的減少燃煤火電機(jī)組溫室氣體排放的重要舉措和發(fā)展方向。該技術(shù)備受新五大發(fā)電集團(tuán)和各省、市自治區(qū)關(guān)注，作為當(dāng)前節(jié)能環(huán)保工作重點(diǎn)，進(jìn)行可研、考察，急需確定技術(shù)路線(xiàn)，亟待采用。恰逢其時(shí)，中國(guó)電力科技網(wǎng)于2018年 4 月 17-18 日在天津召開(kāi)“第一屆燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)”。會(huì)上，中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)公司副總工程師龍輝做了專(zhuān)題演講《歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)介紹》，值得借鑒國(guó)外的實(shí)踐。

(前排左6為龍輝先生)

一、 前言

從上世紀(jì)90年代起，歐洲就開(kāi)始開(kāi)展生物質(zhì)燃燒技術(shù)研究與應(yīng)用。大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)技術(shù)在在英國(guó)、荷蘭、芬蘭、丹麥、德國(guó)等許多國(guó)家得到應(yīng)用。

如何在未來(lái)的火電機(jī)組解決CO2減排問(wèn)題。大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)就是其中解決方案之一。大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)在歐洲得到推動(dòng)和發(fā)展得益于該技術(shù)減少燃煤電廠(chǎng)的CO2排放要求，政府的補(bǔ)貼等。

目前歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒技術(shù)的主流發(fā)展方向是生物質(zhì)與煤耦合燃燒。我們一直在調(diào)研、跟蹤這一技術(shù)的最新發(fā)展。這里著重介紹歐洲比較有代表性的國(guó)家荷蘭、芬蘭、英國(guó)大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)技術(shù)發(fā)展情況。

二、 歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用情況

2.1荷蘭大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒發(fā)電技術(shù)發(fā)展

2.1.1 實(shí)驗(yàn)階段

1993年，在KEMA的1MW燃煤實(shí)驗(yàn)鍋爐進(jìn)行的耦合燃燒試驗(yàn)，包括5%和10%的的材料的耦合燃燒：建筑垃圾廢木料、污水污泥、焦炭產(chǎn)品。

重點(diǎn)：燃燒性能、灰量、排放。由于實(shí)驗(yàn)效果積極，在90年代中期，荷蘭的燃煤發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)展生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)得到發(fā)展。

2.1.2積累經(jīng)驗(yàn)階段

1995年~2000年，在示范電廠(chǎng)運(yùn)用不同燃料完成3%~5%~10%(重量百分比)的耦合燃燒。

完成的主要工作包括：

1)對(duì)焦炭、(干)污水污泥、廢木料、烴氣、生物質(zhì)能球團(tuán)、柑桔球團(tuán)、城市廢物、咖啡渣、可可豆殼、動(dòng)物脂肪、肉及骨、谷物粗粉進(jìn)行工業(yè)示范試驗(yàn)，確認(rèn)燃燒特性，完成物料平衡計(jì)算(包括排放情況，灰量)，并且將耦合燃燒比例從10wt%提高到35wt%(或更高)，對(duì)木球、棕櫚仁壓榨、回收固體燃料、橄欖殘留、小麥殼粒，大豆殼等生物質(zhì)采用專(zhuān)用混合燃燒裝置。

2)對(duì)鍋爐燃燒、腐蝕，磨煤機(jī)運(yùn)行，污染物排放，灰渣等副產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)SCR煙氣處理的影響，選擇催化還原催化劑的活性對(duì)燃燒的影響，監(jiān)測(cè)爐膛內(nèi)的腐蝕情況、煤/生物燃料混燒的磨煤機(jī)性能、煤灰質(zhì)量帶來(lái)的影響進(jìn)行了分析。

2.1.3目前發(fā)展情況

目前已經(jīng)有超過(guò)50個(gè)試驗(yàn)，使用煤和生物質(zhì)能、垃圾等物質(zhì)的耦合燃燒,比例超過(guò)40wt%。

自2007年以來(lái)，在荷蘭的燃煤發(fā)電廠(chǎng)，耦合10% (重量百分比)的二次燃料已經(jīng)很普遍。2010年以后提高耦合燃燒比例，實(shí)現(xiàn) 600MW機(jī)組10~15%(重量百分比)的耦合燃燒，600MW以下機(jī)組實(shí)現(xiàn)15~35%(重量百分比)的混合燃燒，10~30MW的獨(dú)立工業(yè)單元超過(guò)35%(重量百分比)的混合燃燒。

2015年,荷蘭最新設(shè)計(jì)投運(yùn)的鹿特丹的MPP3電廠(chǎng)是目前世界上最新建成的節(jié)能和CO2深度減排示范電廠(chǎng)。1100MW超超臨界機(jī)組采取超超臨界參數(shù)+生物質(zhì)混燒+區(qū)域供熱+CO2捕集的CO2深度減排技術(shù)路線(xiàn)。機(jī)組容量：2X1100MW，機(jī)組參數(shù)：28.5MPa/600℃/620℃,機(jī)組發(fā)電效率>47%。生物質(zhì)混燒比例30%，準(zhǔn)備2019年投入使用。

MPP3 電廠(chǎng)混燒30%左右的生物質(zhì)，采取區(qū)域供熱:

2.2芬蘭大型燃煤鍋爐生物質(zhì)混燒技術(shù)應(yīng)用

芬蘭建成世界上最大的混燒生物質(zhì)的循環(huán)流化床鍋爐---芬蘭 Alholmens Kraft 550MW熱電廠(chǎng)。其中燃料： 煤：10%、泥煤：45%、森林廢棄物：10%、工業(yè)廢木材：35%。已經(jīng)成功運(yùn)行多年，生物質(zhì)可以以任何比例與煤混燒，包括100%生物質(zhì)。

2.3英國(guó)

英國(guó)是目前世界上采取生物質(zhì)混燒技術(shù)最多的國(guó)家。英國(guó)共有16座大型火電廠(chǎng)完成了生物質(zhì)混燒發(fā)電，其中13座為總?cè)萘砍^(guò)1000MW的大型燃煤火電廠(chǎng)，其總裝機(jī)容量為25,366MW。

英國(guó)容量大于1000MW的火電廠(chǎng)生物質(zhì)混燒發(fā)電廠(chǎng)一覽表：

2.3.1英國(guó)Tilbury電廠(chǎng)生物質(zhì)燃燒改造項(xiàng)目

Tilbury電廠(chǎng)位于倫敦東南，始建于1961年，1968年開(kāi)始運(yùn)行，目前屬于RWE Power公司。電廠(chǎng)裝機(jī)容量為2X712MW，2004年改造為生物質(zhì)發(fā)電。

2011年5月TilburyB電廠(chǎng)開(kāi)始要改造為純生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)，改造總目標(biāo)如下：

Tilbury電廠(chǎng)所需燃料，60%來(lái)自加拿大不列顛哥倫比亞蟲(chóng)蛀后的林木，10%來(lái)自歐洲，30%來(lái)自RWE所屬佐治亞州工廠(chǎng)生產(chǎn)的木材顆粒。

電廠(chǎng)第一階段改造情況介紹：

目前Tilbury電廠(chǎng)已經(jīng)完成了第一階段的改造, 主要包括改造真空卸載機(jī)、磨煤機(jī)，皮帶輸送機(jī)，灰斗，燃燒器改造等。

第一階段改造中存在的主要問(wèn)題：

A物料輸送特性和預(yù)期不同。部分生物質(zhì)燃料強(qiáng)度不夠，在輸送過(guò)程中容易破碎，增加了粉塵量，同時(shí)使輸送更困難。

B磨煤機(jī)特性與預(yù)期不同。主要變化與磨輥、碾壓力有關(guān)。

C從煤倉(cāng)到給料機(jī)的流動(dòng)性較差。在給料機(jī)和磨煤機(jī)間加裝回轉(zhuǎn)閥，作為煤倉(cāng)和磨煤機(jī)間的壓力密封。

D灰分特性變化。生物質(zhì)特性不適合傳統(tǒng)的濃相氣力輸送。靜態(tài)情況下，灰分會(huì)堆積，引起結(jié)渣和堵塞。

運(yùn)行中料倉(cāng)自燃著火情況

2012年2月27日9、10號(hào)機(jī)組發(fā)生料倉(cāng)起火事故，其主要原因是料倉(cāng)中的木材顆粒分布不均，由于局部自燃引起著火。

Tilbury電廠(chǎng)事故分析：

A生物質(zhì)燃料處理過(guò)程中及運(yùn)輸、儲(chǔ)存區(qū)域(如灰斗、料倉(cāng))的粉塵水平較高。

B木材顆粒的點(diǎn)火、燃燒特性和煤相近，木屑由于水分較低，相比燃煤粉塵，流動(dòng)性更強(qiáng)。

C如果木屑遇到火源，可能引發(fā)自燃，產(chǎn)生大量的煙和CO，并難以撲滅。

解決方案：

在設(shè)計(jì)階段考慮撲滅料倉(cāng)內(nèi)木材顆粒自燃的方法。

當(dāng)檢測(cè)到料倉(cāng)和灰斗內(nèi)自燃發(fā)生時(shí)，設(shè)法減少破壞原料及將其暴露給更高氧含量水平的可能性。

電廠(chǎng)下一步升級(jí)計(jì)劃

電廠(chǎng)的第一階段改造于2013年中期結(jié)束。第二階段改造將對(duì)電廠(chǎng)進(jìn)行重大升級(jí)改造以符合新電廠(chǎng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，并延長(zhǎng)電廠(chǎng)工作壽命至2027年。

2.3.2英國(guó)Drax電廠(chǎng)耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)改造項(xiàng)目

Drax電廠(chǎng)6×660MW機(jī)組。前3臺(tái)機(jī)組1974年投運(yùn)，后3臺(tái)1986年投運(yùn)。現(xiàn)在鍋爐均改造成有單獨(dú)生物質(zhì)磨制和燃燒的鍋爐，是世界上總?cè)萘孔畲蟮牟捎脝为?dú)生物質(zhì)處理、磨制和燃燒的耦合生物質(zhì)燃燒的燃煤電廠(chǎng)。

2004年第一次改造---Drax電廠(chǎng)3號(hào)660MW機(jī)組改造：

生物質(zhì)顆粒磨制后直接進(jìn)入鍋爐燃燒

2008年第二次改造---Drax電廠(chǎng)6X660MW機(jī)組全部改造

對(duì)全部6X660MW機(jī)組完成了10%BMCR熱量生物質(zhì)改造。

生物質(zhì)混燒項(xiàng)目通過(guò)在煤粉處理系統(tǒng)中預(yù)混生物質(zhì)和煤粉，并將混合后的燃料送入磨煤機(jī)和燃燒系統(tǒng)。通過(guò)這一途徑混燒率上限約可達(dá)輸入熱量的10%，并且在此水平上，混燒對(duì)鍋爐電廠(chǎng)運(yùn)行和性能的影響適中。

2011年第三次改造---Drax電廠(chǎng)單臺(tái)660MW機(jī)組60%熱輸入改造

2011 年，完成2、3、4號(hào)機(jī)組生物質(zhì)耦合燃燒均切換到1號(hào)機(jī)組使之達(dá)到60%熱輸入。

經(jīng)過(guò)多次改造,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及性能都在不斷地發(fā)展。其引入了根據(jù)出力要求直接完成生物質(zhì)供給量的自動(dòng)控制，使磨煤機(jī)切換到混燒時(shí)具有恢復(fù)調(diào)節(jié)功能。

三、 歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電主要技術(shù)路線(xiàn)

3.1歐洲最初總結(jié)出的生物質(zhì)耦合發(fā)電主要技術(shù)路線(xiàn)

3.1.1方案1

將生物質(zhì)顆粒送入磨煤機(jī)中反復(fù)碾磨，并將碾磨好的生物質(zhì)輸送至已有的點(diǎn)火系統(tǒng)。該方案在北歐一些小型煤粉爐系統(tǒng)中成功開(kāi)展。

3.1.2方案2

是在煤粉處理系統(tǒng)中，將生物質(zhì)與煤粉按照比例進(jìn)行預(yù)混，在現(xiàn)存燃煤系統(tǒng)中進(jìn)行混合燃料的研磨和燃燒。該方法所需增加的投資不高且實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易。由于適用生物質(zhì)原料供應(yīng)安全性問(wèn)題，或者政府補(bǔ)貼資助或其他財(cái)政鼓勵(lì)混燒計(jì)劃的政策的長(zhǎng)期安全使用等想法，該方法是火電廠(chǎng)的運(yùn)行人員最初開(kāi)始耦合燃燒技術(shù)時(shí)常用的方法。

3.1.3方案3,4和5

包括預(yù)研磨生物質(zhì)直噴煤粉燃燒系統(tǒng)。例如，噴入煤粉管道、改造燃燒器或者新型專(zhuān)用生物質(zhì)燃燒器。這些方案涉及更高的資本投資，但是混燒比例比方案2要高很多。英國(guó)及北歐國(guó)家已經(jīng)完成了很多利用預(yù)磨生物質(zhì)直噴混燒技術(shù)的生物質(zhì)利用項(xiàng)目。可以使系統(tǒng)在更高的生物質(zhì)混燒比率工作。

在英國(guó)及其它國(guó)家已有有這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為新一代的生物質(zhì)耦合系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)支持，為改造現(xiàn)在或者新建項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。所有相關(guān)的耦合技術(shù)都會(huì)把生物質(zhì)研磨至合適的顆粒大小分布以實(shí)現(xiàn)高效的煤粉火焰燃燒，同時(shí)也都會(huì)利用氣力輸送將預(yù)磨的生物質(zhì)顆粒從磨煤機(jī)送入爐膛。這種方法可以作為改造及新建具備生物質(zhì)耦合發(fā)電的燃煤電廠(chǎng)工程的優(yōu)先選擇。

3.1.4方案6

包括在專(zhuān)用機(jī)組的生物質(zhì)氣化，通常空氣在大氣壓下吹進(jìn)，在煤粉鍋爐中混燒。在產(chǎn)生氣體進(jìn)入煤粉鍋爐中燃燒前可凈化或者不凈化。這種生物質(zhì)混燒方法在北歐少量的電廠(chǎng)中采用。

3.2新技術(shù)路線(xiàn)

歐洲公司近年來(lái)根據(jù)其在英國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)多臺(tái)500MW~660MW燃煤電廠(chǎng)耦合生物質(zhì)燃燒改造項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，提出以下大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)。

①生物質(zhì)磨和生物質(zhì)燃燒器. 實(shí)現(xiàn)100%燒生物質(zhì)燃料

②生物質(zhì)磨和獨(dú)立的燃燒器. 耦合5~40%的生物質(zhì)能量輸入

③生物質(zhì)磨和共用的燃燒器，耦合5 ~40%的生物質(zhì)能量輸入

④獨(dú)立的磨煤機(jī)和獨(dú)立的燃燒器，耦合5 ~15%生物質(zhì)能量輸入

⑤共用的磨煤機(jī)和共用的燃燒器，耦合5 ~15%生物質(zhì)能量輸入

這一技術(shù)路線(xiàn)是根據(jù)很多最新的項(xiàng)目采用更先進(jìn)的系統(tǒng)，包括預(yù)磨生物質(zhì)物料直噴混燒技術(shù)，可在更高混燒率下運(yùn)行。所有這些系統(tǒng)包括預(yù)磨生物質(zhì)向鍋爐的氣力輸運(yùn)，向煤粉管道、改進(jìn)煤粉鍋爐或?qū)ｉT(mén)生物質(zhì)鍋爐的噴射技術(shù)。大量這些系統(tǒng)已商業(yè)運(yùn)行，并成功運(yùn)行了3~4年。

3.2.1專(zhuān)用生物質(zhì)燃燒器

在現(xiàn)有的燃煤鍋爐中安裝新的生物質(zhì)混燒專(zhuān)用燃燒器。對(duì)于很多電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，維持現(xiàn)有的煤粉燃燒能力是一個(gè)很好的選擇。對(duì)于這種技術(shù)，有許多技術(shù)難題及商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)需要研究，如：

新燃燒器的位置將對(duì)現(xiàn)有的煤粉燃燒系統(tǒng)及鍋爐的效率都有很大的影響。這還可能為鍋爐的運(yùn)行帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)新燃燒器的位置進(jìn)行仔細(xì)的評(píng)估。

生物質(zhì)的直接燃燒技術(shù)很復(fù)雜，包括其燃燒機(jī)理及其與鍋爐控制的關(guān)系，而且安裝成本很高。

3.2.2直接噴入改造后的煤粉燃燒器

將預(yù)磨后的生物質(zhì)直接噴入當(dāng)前的煤粉燃燒器，這需要對(duì)當(dāng)前燃燒器進(jìn)行很大的改造。改造成本比較高，而且在技術(shù)上也存在很大風(fēng)險(xiǎn)。但如果考慮到生物質(zhì)燃料可能會(huì)堵塞煤粉輸送系統(tǒng)，尤其是煤粉分離器、煤粉分配器及煤粉燃燒器，對(duì)某些生物質(zhì)燃料來(lái)說(shuō)，采用改造燃燒器的方法可能是一個(gè)合適的選擇。

生物質(zhì)送入爐膛的位置及配套的截止閥和相關(guān)設(shè)備等都在燃燒器平臺(tái)上，易于觀(guān)察與維護(hù);

由于該位置接近爐膛，因此減少了研磨后的生物質(zhì)顆粒進(jìn)入煤粉管道所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn);

該位置遠(yuǎn)離磨煤機(jī)，因此磨煤機(jī)事故對(duì)生物質(zhì)傳送和噴射系統(tǒng)的影響大大減少。

把生物質(zhì)送入輸煤管道或者直接把其輸入燃燒器，所以都需要一個(gè)高靈敏度的生物質(zhì)分離驅(qū)動(dòng)閥，該閥可以把生物質(zhì)輸送系統(tǒng)與磨煤機(jī)及點(diǎn)火系統(tǒng)迅速地分離。如果整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，把生物質(zhì)噴入輸煤管道的方法具有很多的優(yōu)勢(shì)：

A不需要對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)、二次風(fēng)管道、輸煤管道及煤粉燃燒器進(jìn)行較大修改;

B鍋爐和磨煤機(jī)能夠單獨(dú)進(jìn)行正常的煤粉發(fā)電，直到所有的燃燒及鍋爐系統(tǒng)都改造完成后才會(huì)引入生物質(zhì)燃燒系統(tǒng);

C利用這種方法，生物質(zhì)與煤粉的燃燒產(chǎn)物混合得很好。這意味著由于生物質(zhì)燃燒產(chǎn)物積累而在爐膛及鍋爐內(nèi)產(chǎn)生的帶狀沉積和腐蝕帶所引起的危險(xiǎn)將被減少。

在最新的系統(tǒng)中引入了生物質(zhì)供給率的自動(dòng)控制，當(dāng)使磨煤機(jī)切換到混燒時(shí)具有恢復(fù)調(diào)節(jié)功能。

在進(jìn)入主煤粉管道前安裝VARB，保證生物質(zhì)燃料流動(dòng)均勻可控。

四、 歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展對(duì)我國(guó)的啟示

2005年，歐盟碳開(kāi)始交易體系開(kāi)始運(yùn)行，如今，這一系統(tǒng)已涵蓋歐洲國(guó)家11000家發(fā)電廠(chǎng)、工廠(chǎng)以及絕大多數(shù)的航空公司，覆蓋 歐洲45%的溫室氣體排放量，成為世界上最大的碳排放交易市場(chǎng)。歐洲的電廠(chǎng)開(kāi)展了各種方式的CO2深度減排工作。2017年全國(guó)7個(gè)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)全面啟動(dòng)運(yùn)行，并正式印發(fā)《全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)建設(shè)方案》。

對(duì)國(guó)外大型燃煤鍋爐生物質(zhì)混燒技術(shù)應(yīng)用比較成熟的國(guó)家(英國(guó)等國(guó)家)典型的大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)研、采取的主要工藝分析及研究結(jié)論如下：

4.1大型燃煤鍋爐混燒生物質(zhì)技術(shù)在英國(guó)、美國(guó)、芬蘭、丹麥、德國(guó)、奧地利、西班牙和許多國(guó)家應(yīng)用較多，電廠(chǎng)裝機(jī)容量最高達(dá)1100MW，并有多個(gè)大型燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)耦合生物質(zhì)發(fā)電的應(yīng)用業(yè)績(jī)。

4.2自2007年以來(lái)，在荷蘭的燃煤發(fā)電廠(chǎng)，耦合生物質(zhì)10%(重量百分比)的燃燒已經(jīng)很普遍。2010年以后提高耦合比例，實(shí)現(xiàn) 600MW機(jī)組10~15%(重量百分比)的生物質(zhì)耦合燃燒，600MW以下機(jī)組實(shí)現(xiàn)15~35%(重量百分比)的生物質(zhì)耦合燃燒，10~30MW的獨(dú)立工業(yè)單元超過(guò)35%(重量百分比)的生物質(zhì)耦合燃燒。

而英國(guó)近年來(lái)生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)發(fā)展表明：大型燃煤鍋爐可實(shí)現(xiàn)自由比例的生物質(zhì)燃料(0~100%)給鍋爐提供熱量。可實(shí)現(xiàn)100%的生物質(zhì)燃料，不再燒煤。

英國(guó)是目前世界上燃煤火電機(jī)組生物質(zhì)混燒技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先的國(guó)家，實(shí)現(xiàn)了三代技術(shù)的跨越，部分大型燃煤火電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了“煤改生物質(zhì)”燃燒。值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。

歐洲大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)目前可歸納為生物質(zhì)顆粒=》生物質(zhì)磨機(jī)=》管道分配系統(tǒng)=》煤粉管道，盡管生物質(zhì)耦合燃燒技術(shù)有難以計(jì)量方面的缺點(diǎn)，但我們認(rèn)為解決該問(wèn)題后將是大型燃煤鍋爐生物質(zhì)混燒技術(shù)發(fā)展的主要方向，可以實(shí)現(xiàn)大型鍋爐各種比例耦合燃燒技術(shù)應(yīng)用，同時(shí)具有成熟、可靠、安全的特點(diǎn)，該技術(shù)在國(guó)際上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

生物質(zhì)磨機(jī)：

國(guó)外有15%、40%、100%耦合生物質(zhì)發(fā)電的技術(shù)。結(jié)合具體項(xiàng)目的燃料供應(yīng)、資金，運(yùn)行維護(hù)習(xí)慣，以及我國(guó)電廠(chǎng)的情況，我們認(rèn)為40%耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)比較適合于我國(guó)，即在電廠(chǎng)內(nèi)或緊挨電廠(chǎng)建設(shè)燃料預(yù)處理工廠(chǎng)進(jìn)行烘焙和研磨;然后通過(guò)大管道輸送到鍋爐附近，再通過(guò)管道分配系統(tǒng)均勻分配到煤粉管道。該方案生物質(zhì)燃料預(yù)處理比較獨(dú)立，生物質(zhì)耦合比較較高(可達(dá)熱值比例40%)，電廠(chǎng)的改造較小，便于項(xiàng)目投資、建設(shè)和運(yùn)行管理。

五、建議

中國(guó)不可能像西方一些國(guó)家那樣完全去煤化，燃煤發(fā)電在未來(lái)30年仍將占較高的比重。按照目前的電力發(fā)展形勢(shì)分析，即使我國(guó)目前的火電機(jī)組供電煤耗將從2017年的309g/kWh雖可以繼續(xù)下降，但由于火電機(jī)組總?cè)萘坎粩嘣黾樱绮徊扇∠鄳?yīng)的措施，我國(guó)的火電機(jī)組的CO2排放總量仍將增加。

生物質(zhì)發(fā)電是國(guó)家政策支持發(fā)電項(xiàng)目，屬于綠色、環(huán)保能源，對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源的戰(zhàn)略接續(xù)、改善生產(chǎn)生活環(huán)境、有效利用資源具有十分重要的意義。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和生活水平的不斷提高，我們對(duì)能源的需求也日益增加。而主要傳統(tǒng)能源(煤炭和石油等)的有限性和環(huán)境污染等因素，促使我們積極開(kāi)拓和發(fā)展可再生能源。

因此對(duì)我國(guó)生物質(zhì)燃燒技術(shù)發(fā)展建議如下：

5.1采用大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)

5.1.1降低生物質(zhì)燃料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，具有燃料的靈活性

我國(guó)生物質(zhì)直燃技術(shù)發(fā)揮占受收集、儲(chǔ)運(yùn)與預(yù)處理的限制，成為技術(shù)發(fā)展的瓶頸。能量密度低，分布分散、纖維結(jié)構(gòu)，預(yù)處理困難;生物質(zhì)的特點(diǎn)不利于長(zhǎng)距離運(yùn)輸、受區(qū)域性、季節(jié)性影響，生物質(zhì)直燃電廠(chǎng)密集程度增大。

而大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)燃燒技術(shù)采用壓緊顆粒，同時(shí)采用分片經(jīng)營(yíng)，鄉(xiāng)為單位，社會(huì)投資，進(jìn)退自如。具有克服生物質(zhì)原料供應(yīng)波動(dòng)影響，克服純燒生物質(zhì)的缺點(diǎn)，能夠利用大型電廠(chǎng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，熱效率高、低成本、低風(fēng)險(xiǎn)，污染物排放減少。生物質(zhì)耦合發(fā)電可充分利用燃煤電廠(chǎng)大容量、高蒸汽參數(shù)達(dá)到高效率的優(yōu)點(diǎn)。

5.1.2充分利用現(xiàn)有燃煤電廠(chǎng)原有的設(shè)施和系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電，充分利用原有燃煤電廠(chǎng)已經(jīng)存在的供電和供熱市場(chǎng)。

5.1.3大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電具有工藝簡(jiǎn)單、工藝設(shè)備要求低，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備少，故系統(tǒng)耗能少、故障低、維護(hù)量小等特點(diǎn)。

5.2建設(shè)示范工程

建議政府主管部門(mén)推動(dòng)將大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)大型火電廠(chǎng)中，可首先在生物質(zhì)豐富地區(qū)建設(shè)一個(gè)600MW機(jī)組耦合生物質(zhì)發(fā)電的示范工程，為進(jìn)一步的推廣應(yīng)用積累建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

5.3開(kāi)展國(guó)際合作

鑒于國(guó)內(nèi)開(kāi)展大型燃煤鍋爐耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)研究起步較晚，目前還缺乏先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。中國(guó)農(nóng)林生物質(zhì)原料復(fù)雜多樣，品質(zhì)差異巨大，因此需要一套性能穩(wěn)定、可靠的燃燒設(shè)備，能夠最大限度適應(yīng)中國(guó)多品種、多形態(tài)、季節(jié)差異大、含水量與熱值復(fù)雜多樣等問(wèn)題的燃料。國(guó)內(nèi)雖已有2個(gè)電廠(chǎng)對(duì)原有燃煤鍋爐進(jìn)行混燒生物質(zhì)試驗(yàn)和技術(shù)改造，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，但國(guó)內(nèi)該技術(shù)的發(fā)展仍屬于技術(shù)起步期，距離技術(shù)成熟期還有一定的時(shí)間。

我們建議進(jìn)一步分析歐洲大型燃煤鍋爐生物質(zhì)耦合發(fā)電技術(shù)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并開(kāi)展與國(guó)外公司的合作。