第五章 生物质直接燃烧技术解析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
十里泉电厂
www.themegallery.com
Company Logo
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
生活垃圾焚烧后，质量 只有焚烧前的10%，体积 最多只有1/4。
西方发达国家大都建
有垃圾发电厂，美国
在20世纪80年代兴建
了90座垃圾焚烧厂，
wk.baidu.com
90年代又建了近400座
发电厂，垃圾焚烧率
达40％；日本垃圾电
生物质直接燃烧在生活中的应用
生物质能利用—直接燃烧
我国农村生活用能 结构虽然发生了一 定的变化，但薪柴、 秸秆等生物质仍占 消费总能量的50% 以上，是农村生活 中的主要能源。
loss 热效率低于20%
loss
生物质能利用—直接燃烧
炕（连灶炕）是我国北方农村居民取暖的主要设施， 热量一般来源于炊事用的柴灶，炕与灶相连，故称炕 连灶。也有专为取暖供热的炕，如西北的煨炕、东北 的地炕都是在炕内设一烧火的坑。
• 目前，我国生物质燃烧发电也具一定规模，主要集 中在南方地区，许多糖厂利用甘蔗渣发电。例如， 广东和广西两省共有小型发电机组300余台，总装 机容量800MW，云南省也有一些甘蔗渣电厂。
秸秆直接燃烧发电 垃圾直接燃烧发电
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
热效率可达90%;生物质能净转化效率～40％
５）生物质着火容易，在挥发分燃尽后，燃料剩余 物为焦炭，气流运动会将炭粒带人烟道。且固定 碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此，在固定碳燃 烧阶段。气流不宜太强。
６）碱金属和氯腐蚀问题突出。
燃烧设备的设计与运行方式的选择须从其 燃烧特性出发！
（三）影响燃烧的主要因素
（1）反应温度 • 直接影响反应速率，在考虑灰分熔化的前提下，
站有131座。
www.themegallery.com
Company Logo
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
垃圾电站
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
截至2006年，我国已经建成有100多个 日处理量在200吨以上的焚烧装置。 浦东御桥工业区： 国内第一座日处理 千吨以上的大型现 代化生活垃圾发电 厂，每天可处理 120－150万城市居 民产生的生活垃圾 （约1000吨）。
我国目前规模最大的垃圾焚烧厂——上海江桥生 活垃圾焚烧厂，每天处理垃圾2000吨。
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
• 目前全球有垃圾电站近1000座，预计未来三年内， 将超过3000座。
www.themegallery.com
Company Logo
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
垃圾发电平均上网电价为０.５４元／千瓦时，发电 成本为０.５元／千瓦时。
火力发电成本仅为０.２元／千瓦时，水力发电的运 营成本仅为０.０３／千瓦时－０.０５元／千瓦时。
相比之下，垃圾发电成本是相当高的，没有任何竞 争优势。
一、生物质燃烧原理及技术
（一）生物质燃料特性
• 生物质燃料和煤炭在结构特性上的主要差别如下：
• 典型生物质燃料和典型的烟煤、无烟煤的元素组 成与工业分析成分组成有很大区别：
• 河北晋州：两台秸秆直燃锅炉（华光股份生产，2 台75t/h）。
• 江苏如东：25 MW生物质发电项目。 • 江苏宿迁和句容：每个项目的装机容量为2.4万千
瓦(完全采用我国自主研发设计和制造的秸秆直燃 锅炉技术）。
生物质与煤混合燃烧效果最佳
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
2005年，我国首个秸秆与煤粉混烧发电项目在枣庄 十里泉发电厂竣工投产:引进了丹麦BWE公司的技术 设备，对1台14万千瓦机组的锅炉燃烧器进行了秸秆 混烧技术改造。
• 由上述表可知，生物质燃料与碳相比其差别如下： （１）含碳量较少，含固定碳少。（热值低） （２）含氧量多，含水量多。 （３）挥发分含量多。 （４）密度小。 （５）含硫量低。
（二）生物质燃料燃烧过程
• 四个阶段： （１）预热干燥； （２）干燥阶段； （３）挥发分的析出、燃烧与焦炭形成(干馏，释放
连灶炕原图
连灶炕原理图
炕：热效率20-30%
生物质能利用—直接燃烧－发电
• 现代生物质直燃发电技术诞生于丹麦。该国BWE 公司率先研发秸秆等生物质直燃发电技术，并于 1988年诞生了世界上第一座秸秆发电厂。
• 该国秸秆发电技术现已走向世界，被联合国列为重 点推广项目。在发达国家，目前生物质燃烧发电占 可再生能源（不含水电）发电量的70%。
热，占70%) ； （４）残余焦炭燃烧。
生物质燃料的燃烧过程
生物质燃料
挥发性焦 油和气体
焦炭
O2 燃烧
火焰 火焰
灰烬 H2O
H2O CO2
热量利用 CO2
燃烧
CO
CO2
O2
07:10:24
22
生物质燃烧的条件
• 要充分的燃烧，必要“3要素”： ① 一定的温度 ② 合适的空气量及燃料的良好混合 ③ 足够的反应时间和空间
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
每两吨秸秆的热值相当于一吨煤，平均含硫量只 有3．8‰，远远低于煤1％的平均含硫量。
1：1.4
秸秆
能源草
丹麦:已建立了130多家秸秆生物发电厂。秸秆发电 等可再生能源占到全国能源消费量的24％以上。
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
截至2006年，我国已经有100多个县市已经开始投建或 签订秸秆发电项目
07:10:24
23
• 燃烧过程特点：
１）生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。 在生物质燃烧过程中，若空气供应不当。挥发分就会 不被燃尽而排出。
２）不论生物质的来源于草本还是林木。其热解后的组 成成分基本一致。
３）含水量高且多变，热值低，炉前热值变化快，燃烧 组织困难；
４）挥发分高，且析出温度低、析出过程迅速，燃 烧组织需与之适应；
第五章 生物质直接燃烧技术
生物质直接燃烧技术简介
• 生物质直接燃烧技术是生物质能源转化中相当古老 的技术，人类对能源的最初利用就是木柴燃火开始的。
•我国古代人民在燧人氏和伏羲氏时代， 就已经知道 使用“钻木取火” 的方法来获取能源了。
•从能量转换观点来看，生物质直燃是通过燃烧将化学 能转化为热能加以利用，是最普通生物质能转换技术。
尽量提高反应温度。
（2）空气量 • 空气太少，反应不完全，浪费燃料；太多，则带
走热量，降低燃烧温度，影响燃烧稳定性。
（3）反应时间 • 足够的燃烧时间使燃烧彻底。
www.themegallery.com
Company Logo
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
生活垃圾焚烧后，质量 只有焚烧前的10%，体积 最多只有1/4。
西方发达国家大都建
有垃圾发电厂，美国
在20世纪80年代兴建
了90座垃圾焚烧厂，
wk.baidu.com
90年代又建了近400座
发电厂，垃圾焚烧率
达40％；日本垃圾电
生物质直接燃烧在生活中的应用
生物质能利用—直接燃烧
我国农村生活用能 结构虽然发生了一 定的变化，但薪柴、 秸秆等生物质仍占 消费总能量的50% 以上，是农村生活 中的主要能源。
loss 热效率低于20%
loss
生物质能利用—直接燃烧
炕（连灶炕）是我国北方农村居民取暖的主要设施， 热量一般来源于炊事用的柴灶，炕与灶相连，故称炕 连灶。也有专为取暖供热的炕，如西北的煨炕、东北 的地炕都是在炕内设一烧火的坑。
• 目前，我国生物质燃烧发电也具一定规模，主要集 中在南方地区，许多糖厂利用甘蔗渣发电。例如， 广东和广西两省共有小型发电机组300余台，总装 机容量800MW，云南省也有一些甘蔗渣电厂。
秸秆直接燃烧发电 垃圾直接燃烧发电
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
热效率可达90%;生物质能净转化效率～40％
５）生物质着火容易，在挥发分燃尽后，燃料剩余 物为焦炭，气流运动会将炭粒带人烟道。且固定 碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此，在固定碳燃 烧阶段。气流不宜太强。
６）碱金属和氯腐蚀问题突出。
燃烧设备的设计与运行方式的选择须从其 燃烧特性出发！
（三）影响燃烧的主要因素
（1）反应温度 • 直接影响反应速率，在考虑灰分熔化的前提下，
站有131座。
www.themegallery.com
Company Logo
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
垃圾电站
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
截至2006年，我国已经建成有100多个 日处理量在200吨以上的焚烧装置。 浦东御桥工业区： 国内第一座日处理 千吨以上的大型现 代化生活垃圾发电 厂，每天可处理 120－150万城市居 民产生的生活垃圾 （约1000吨）。
我国目前规模最大的垃圾焚烧厂——上海江桥生 活垃圾焚烧厂，每天处理垃圾2000吨。
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
• 目前全球有垃圾电站近1000座，预计未来三年内， 将超过3000座。
www.themegallery.com
Company Logo
生物质能利用—直接燃烧—垃圾发电
垃圾发电平均上网电价为０.５４元／千瓦时，发电 成本为０.５元／千瓦时。
火力发电成本仅为０.２元／千瓦时，水力发电的运 营成本仅为０.０３／千瓦时－０.０５元／千瓦时。
相比之下，垃圾发电成本是相当高的，没有任何竞 争优势。
一、生物质燃烧原理及技术
（一）生物质燃料特性
• 生物质燃料和煤炭在结构特性上的主要差别如下：
• 典型生物质燃料和典型的烟煤、无烟煤的元素组 成与工业分析成分组成有很大区别：
• 河北晋州：两台秸秆直燃锅炉（华光股份生产，2 台75t/h）。
• 江苏如东：25 MW生物质发电项目。 • 江苏宿迁和句容：每个项目的装机容量为2.4万千
瓦(完全采用我国自主研发设计和制造的秸秆直燃 锅炉技术）。
生物质与煤混合燃烧效果最佳
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
2005年，我国首个秸秆与煤粉混烧发电项目在枣庄 十里泉发电厂竣工投产:引进了丹麦BWE公司的技术 设备，对1台14万千瓦机组的锅炉燃烧器进行了秸秆 混烧技术改造。
• 由上述表可知，生物质燃料与碳相比其差别如下： （１）含碳量较少，含固定碳少。（热值低） （２）含氧量多，含水量多。 （３）挥发分含量多。 （４）密度小。 （５）含硫量低。
（二）生物质燃料燃烧过程
• 四个阶段： （１）预热干燥； （２）干燥阶段； （３）挥发分的析出、燃烧与焦炭形成(干馏，释放
连灶炕原图
连灶炕原理图
炕：热效率20-30%
生物质能利用—直接燃烧－发电
• 现代生物质直燃发电技术诞生于丹麦。该国BWE 公司率先研发秸秆等生物质直燃发电技术，并于 1988年诞生了世界上第一座秸秆发电厂。
• 该国秸秆发电技术现已走向世界，被联合国列为重 点推广项目。在发达国家，目前生物质燃烧发电占 可再生能源（不含水电）发电量的70%。
热，占70%) ； （４）残余焦炭燃烧。
生物质燃料的燃烧过程
生物质燃料
挥发性焦 油和气体
焦炭
O2 燃烧
火焰 火焰
灰烬 H2O
H2O CO2
热量利用 CO2
燃烧
CO
CO2
O2
07:10:24
22
生物质燃烧的条件
• 要充分的燃烧，必要“3要素”： ① 一定的温度 ② 合适的空气量及燃料的良好混合 ③ 足够的反应时间和空间
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
每两吨秸秆的热值相当于一吨煤，平均含硫量只 有3．8‰，远远低于煤1％的平均含硫量。
1：1.4
秸秆
能源草
丹麦:已建立了130多家秸秆生物发电厂。秸秆发电 等可再生能源占到全国能源消费量的24％以上。
生物质能利用—直接燃烧—秸秆发电
截至2006年，我国已经有100多个县市已经开始投建或 签订秸秆发电项目
07:10:24
23
• 燃烧过程特点：
１）生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。 在生物质燃烧过程中，若空气供应不当。挥发分就会 不被燃尽而排出。
２）不论生物质的来源于草本还是林木。其热解后的组 成成分基本一致。
３）含水量高且多变，热值低，炉前热值变化快，燃烧 组织困难；
４）挥发分高，且析出温度低、析出过程迅速，燃 烧组织需与之适应；
第五章 生物质直接燃烧技术
生物质直接燃烧技术简介
• 生物质直接燃烧技术是生物质能源转化中相当古老 的技术，人类对能源的最初利用就是木柴燃火开始的。
•我国古代人民在燧人氏和伏羲氏时代， 就已经知道 使用“钻木取火” 的方法来获取能源了。
•从能量转换观点来看，生物质直燃是通过燃烧将化学 能转化为热能加以利用，是最普通生物质能转换技术。
尽量提高反应温度。
（2）空气量 • 空气太少，反应不完全，浪费燃料；太多，则带
走热量，降低燃烧温度，影响燃烧稳定性。
（3）反应时间 • 足够的燃烧时间使燃烧彻底。