新能源发电与控制技术幻灯片.ppt

6.2.1 生物质燃烧技术 生物质现代燃烧技术主要分为层燃、悬浮燃烧和流化床三种形式。 层燃技术 在层燃方式中,生物质平铺在炉排上形成一定厚度的燃料层,进行干 燥、干馏、燃烧及还原过程。层燃过程分为灰渣层、氧化层、还原层、 干馏层、干燥层和新燃料层等区域,如图 6 - 2 所示。冷空气首先通过炉 排和灰渣层而被预热,在氧化层预热的空气与炽热的木炭相遇发生剧烈 的氧化反应,大量消耗氧气并生成二氧化碳和一氧化碳,在氧化层末端气 体的温度将达到最高;在还原层,气流中二氧化碳与碳起还原反应,温度 越高,速度越快;生物质投入炉中形成的新燃料层被加热干燥、干馏,将 水蒸气、挥发分等带离燃料层进入炉膛空间,挥发分及一氧化碳着火燃 烧,形成木炭。 层燃技术的种类较多,主要包括固定炉排、滚动炉排、振动炉排、 往复推动炉排等。层燃方式的主要特点是生物质无需严格的预处理,滚 图 6 - 2 层燃过程 动炉排和往复推动炉排的拨火作用强,比较适用于低热值、高灰分生物 质的焚烧。炉排系统可以采用水冷的方式,以减轻结渣现象的出现,延长 使用寿命。 6.2.1 生物质燃烧技术 悬浮燃烧技术 悬浮燃烧是首先将燃料磨成细粉,然后用空气流经燃烧器将燃料喷入炉膛,并在炉膛内进行燃烧。其特点是将燃料投入连续、缓慢转动的筒体内焚烧直到燃尽,故能够实现燃料与空气的良好接触和均匀充分的燃烧。 流化床技术 流化床是基于气固流态化的一项技术,即当气流流过一个固体颗粒的床层时,若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时,固体床料被流态化。其适应范围广,能够使用一般燃烧方式无法燃烧的石煤等劣质燃料、含水率较高的生物质及混合燃料等。此外,流化床燃烧技术还可以降低尾气中氮与硫的氧化物等有害气体含量,保护环境,是一种清洁燃烧技术。 ? 6.2.2 生物质燃烧热发电技术 生物质直接燃烧发电 生物质直接燃烧发电原理是:生物质燃料与过量空气在锅炉中燃烧,产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热,产生的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功,带动发电机发电。 由表 6 - 1 可知,对于直接燃烧的生物质发电,容量越大,效率越高。但随之带来原料需要大规模集中而增加运营成本。 6.2.2 生物质燃烧热发电技术 生物质直接燃烧发电系统主要由上料系统、生物质锅炉、汽轮发电机组和烟气除尘系统及其辅助设备组成,如图 6 - 3 所示。 图 6 - 3 生物质直接燃烧发电系统 6.2.2 生物质燃烧热发电技术 生物质与煤混合燃烧发电 优点：充分利用了现有技术和设备,在现阶段是一种低成本、低风险可再生能源利用方式,并可实现燃料燃烧特性的互补,使得混合燃料容易着火燃烧。 缺点： 1、生物质含水量高,产生的烟气体积大,影响现有锅炉热交换系统正常运行;生物质燃料的不稳定性使锅炉的稳定燃烧复杂化; 2、生物质灰的熔点低,容易产生结渣问题; 3、生物质如秸秆、稻草等含有氯化物,当热交换器表面温度超过 4 0 0℃ 时,会产生高温腐蚀; 4、生物质燃烧生成的碱,会使燃煤电厂中脱硝催化剂失活。 6.2.2 生物质燃烧热发电技术 生物质与煤混合燃烧技术大致可以分为生物质与煤直接混合燃烧和生物质与煤间接混合燃烧两类。 6.2.2 生物质燃烧热发电技术 城市废弃物焚烧发电与控制 图 6 - 4 城市废弃物焚烧发电的典型工艺流程 6.2.2 生物质燃烧热发电技术 图 6 - 5 垃圾焚烧发电控制的系统框图 6.3 生物质气化发电技术 6.3.1 生物质的气化技术 6.3.2 生物质气化发电技术 6.3.1 生物质的气化技术 生物质气化的基本原理 生物质气化是以生物质为原料,以氧气(空气或者富氧、纯氧)、水蒸气或氢气等作为气化剂,在高温条件下通过热化学反应将生物质中可燃的部分转化为可燃气的过程。生物质气化时产生的气体,主要有效成分为CO、H2和CH4等,称为生物质燃气。生物质气化的过程随反应器类型、反应条件和原料性质而变化,对于单个生物质颗粒而言,其主要经历如下反应过程: (1)干燥。生物质进入反应器后受热干燥,此过程一般发生在100~300℃范围内。 (2)热解。干燥后的生物质继续受热,温度达到300℃ 以上时,开始发生裂解,大部分挥发分从固体中析出,主要产物为木炭、焦油、水蒸气和