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专业 | 托电公司在煤掺烧生物质燃料的可行性阐发(附问题解决计划)
作者:abc    公布于:2018-03-26 08:45:32    笔墨:【】【】【

作为一种可再生干净能源,与煤掺烧可低落CO2、SO2以及NOx的排放,从生物质掺烧的经济性及能够发生的成绩等方面阐发了内蒙古托克托发电有限公司掺烧生物质燃料的可行性,总结掺烧生物质燃料次要存在的成绩,并提出响应解决方案,可为电厂带来直观的社会效益和经济效益。

0弁言

生物质燃料作为一种可再生干净能源,其挥发分、硫分、灰分等目标均优于燃煤,并且价钱相对昂贵。内蒙古大唐国际托克托发电有限公司(以下简称托电公司) 方案在煤中掺烧生物质燃料,以到达削减污染物排放、增长发电效益的目标。

1生物质燃料概略

生物质燃料是将农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)作为原材料,颠末破坏、混淆、挤压、烘干等工艺,制成各类成型(如颗粒状)的、可间接熄灭的新型干净燃料。此中秸秆是生物质燃料的最主要质料。常见秸秆与托电公司燃煤各元素的比照见表1。由表1能够看出,生物质燃料具有高挥发分、低碳、低灰分等特性,易于熄灭,同时S和N的质量分数也低于煤,尤其是S的质量分数仅为托电公司燃煤的1/10~1/8,能够低落CO2和SO2等污染物的排放,阐明生物质燃料是一种干净能源。

表1 常见秸秆与托电公司燃煤各元素的比照

2生物质燃料的长处

2.1 社会效益明显

2.1.1 低落污染物排放

生物质燃料作为一种干净能源,其牢固碳和硫的质量分数远低于燃煤,以托电公司为例,如以1%的能量比例掺烧生物质燃料,每一年需熄灭10万t生物质燃料,可削减CO2排放约7万t,削减SO2天生量1600t,在改进公司环保目标的同时,也低落了公司脱硫、脱硝体系的运转本钱。

2.1.2 削减粉尘的排放

生物质燃料的灰分仅为煤的1 /5 阁下,因而掺烧生物质燃料会削减烟气中粉尘的含量。以托电公司为例,当玉米秸秆的能量比掺例为1%时,燃料的总灰分将降至27.73%,假定电除尘器出口烟气粉尘质量浓度为50mg/m3(名义工况),每一年粉尘排放量可削减约35t。

2.1.3 动员处所经济发展

托克托县耕地面积为67141.67hm2,次要农作物为玉米,按70%耕地栽种玉米计较,每一年约产玉米秸秆33.83万t。传统的处置方法多为当场燃烧,能源利用率极低,并且大量污染物间接排放,对情况影响很大。

当托电公司以2%的能量比例停止掺烧时,每一年需求掺烧玉米秸秆34万t,相当于托克托县全年的玉米秸秆产量,不只能使周边农人间接受益,公司本身也能得到便宜的燃料。并且托电公司能够将玉米秸秆大规模、高效率地操纵,制止了间接燃烧对大气的净化。

另外,生物质与煤掺烧前需求颠末破坏、紧缩、枯燥等处置,构成了一个自力的产业链,大规模掺烧的前提下,能够建立处置厂,增长失业岗亭,动员处所经济发展。

2.2 改进煤的熄灭机能

因为生物质燃料具有高挥发分、低碳的特性,因而其易于熄灭且熄灭次要集合于熄灭前期,而煤因为碳含量高,熄灭次要集合于前期。因而在煤中掺烧秸秆能够改进煤的着火机能,得到更好的燃尽特性。

2.3 减轻汽锅装备的磨损

因为生物质燃料的灰分仅为煤的1/5阁下,因而掺烧生物质燃料会削减烟气中飞灰的含量,减轻汽锅装备的磨损。同时还能够低落电除尘器的电耗,改进烟气中的粉尘目标。

2.4 增长汽锅装备的经济效益

掺烧生物质燃料可以削减燃煤的用量,因为生物质的市场价格比煤的价格低廉,掺烧生物质燃料能够增长电厂的间接经济效益。

3掺烧生物质燃料的经济性阐发

以托电公司为例,2013年耗标煤量达900万t阁下,机组均匀煤耗约为325g/(kW˙h),如以1%的能量比例掺烧玉米秸秆,则需掺烧玉米秸秆约17万t,可削减标煤耗量9万t。

托电公司2013年标煤价钱约为370元/t,则只要玉米秸秆价钱低于195元/t,掺烧就能发生经济效益。各类生物质燃料掺烧状况统计见表2(以1%能量比例掺烧)。

表2 各类生物质燃料掺烧状况统计

4掺烧生物质燃料次要存在的成绩

4.1 熄灭器喷口结焦、烧损因为生物质燃料易于着火,掺烧时会形成着火提早,大量掺烧或单台磨煤机掺烧时可能会形成熄灭器喷口结焦或熄灭器烧损。

按照实验,当能量掺烧比例小于2%或质量掺烧比例小于4%时,掺烧可间接停止,不消对现有装备停止革新,对电厂装备的安全性不会形成任何影响。

4.2 受热面结焦、腐化生物质燃料灰分中碱性身分(K,Ca,Na等)高,与煤掺烧时会低落烟气的灰熔点,增长受热面结焦的可能性,另外,碱金属也会腐化汽锅受热面。

生物质燃料掺烧对灰熔特性的影响如图1所示,从图1能够看出,当生物质燃料的质量掺烧比例小于5%时,对烟气的灰熔特性不会发生较着影响。

图1 生物质燃料掺烧对灰熔特性的影响

4.3 形成选择性催化还原法(SCR)催化剂中毒

因为生物质燃料灰分中碱性身分(K,Ca,Na等)高,碱金属假如与催化剂外表打仗,可以间接与活性位发作感化而使催化剂钝化。催化剂碱金属中毒反响道理如图2所示,碱金属离子质量分数对脱硝服从的影响如图3所示。

图2 催化剂碱金属中毒反响道理

由图2、图3能够看出:催化剂碱金属中毒是因为催化剂与烟气中的碱金属离子发作反响而至,且催化剂活性跟着碱金属离子质量分数的增长而急剧降落。因而要减轻或制止该类状况的发作,应采纳以下步伐:

(1)制止催化剂呈现结露征象。催化剂所处地区温度为350℃阁下,远高于烟气一般形态下的酸露点和水露点,理论上不会呈现结露征象。但当炉膛或烟道内受热面发作走漏时,大量水蒸气进入烟气,使蒸汽在催化剂处固结的可能性大大增长。因而,受热面走漏时,应截至生物质燃料的掺烧事情。

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图3 碱金属离子质量分数对脱硝服从的影响

(2)掌握生物质燃料的掺烧比例,制止其对原有的烟气特性发生较着影响,也能够低落碱金属对催化剂活性的影响。

4.4 生物质燃料的贮存和运送

4.4.1 大规模搜集、运输及贮存难度大我疆土地以农人家庭为承包经营单元,各家各户相对自力,栽种农作物品种多样、自在,兼顾性差,资本相对分离,这给大规模机械化的秸秆搜集形成宏大艰难。

原生态的秸秆膨松,聚集密度小(0.1~0.2g/m3),体积宏大,装卸艰难,安全系数低,人工成本高,不适合打车装运,运输成本高。

秸秆聚集密度小,贮存占地面积大。实践运转中,原生态玉米秸秆搜集堆垛高3.0m(安排6个月后高2.5m阁下),垛宽5.0m,垛间距宽3.0~5.0m(为消防通道),2666.7m2场地仅可储存1500多t玉米秸秆,按年产2万t玉米秸秆计较,工场需求质料场地35万m2。

4.4.2 贮存安全风险大

秸秆属于易燃易腐物,贮存历程中不只要高度防火,还要防雨防腐,但是宏大的堆放面积给秸秆的防护事情带来了高额本钱和宏大艰难。

另外,生物质是韧性纤维质质料,可磨性差,大量掺烧时易发生输煤系统及制粉体系梗塞。

市场上有枯燥、紧缩成型的生物质燃料,与原始的生物质燃料比拟,成型后的生物质燃料密度与煤附近,便利贮存和运送,可磨性较好,易于停止掺烧,但本钱较高,经济性较差。

5结束语

生物质燃料作为一种低硫、低碳的干净能源,具有优良的着火机能,且与煤掺烧的手艺简朴。固然能够惹起一些成绩,但掺烧比例小时,没必要对现有装备停止革新,也不会对体系发生明显影响。并且掺烧生物质燃料能够低落电厂的燃料价钱,带来间接的经济效益,还可低落电厂污染物的排放,社会效益较为明显。

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