2016年生物质锅炉新排放标准
生物质锅炉以“第四大能源”而著称,作为一种新型的环保设备,从原材料的使用上便开始遵循“节能”,其材料主要是以废旧的麦秸秆等为主,无论是从质量还是从污染排放量上都会有很大的降低。
关于生物质锅炉项目废气排放执行标准问题,根据环保部《关于生物质成型燃料有关问题的复函》(环办函[2009]797号),对生物质成型燃料在燃烧过程中的大气污染排放提出了严格的标准:“应以燃气的排放标准来要求”生物质成型燃料,尽可能减少大气污染。
1、气体排放标准
据专家分析,生物质燃料锅炉燃烧后可实现CO2零排放,NOx微量排放,SO2排放量小于33.6mg/m3,烟尘排放量低于46mg/m3,相比燃煤、燃油锅炉来讲,其污染指数已经很低。根据国家对于大气污染物排放控制指标显示,锅炉排放标准为:SO2≤100mg/m3、烟尘≤100mg/m3,因此生物质锅炉排放标准符合控制指标,并且排放浓度远远低于国家标准。
2、固体排放
生物质锅炉除了排放气体以外,还有固体的排出,其固体主要成分是燃烧后的灰分。燃料包含70%左右的纤维含量,含硫量不到碳含量的1/10,硫硫和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%,因此固体灰分的含量也比较低,符合国家排放标准。
3、单台出力65t/h以上采用甘蔗渣、锯末、树皮等生物质燃料的发电锅炉,参照《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)规定的资源综合利用火力发电锅炉的污染物控制要求执行。
4、单台出力65t/h及以下采用甘蔗渣、锯末、树皮等生物质燃料的发电锅炉,参照《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)中燃煤锅炉大气污染物最高允许排放浓度执行。
5、有地方排放标准且严于国家标准的,执行地方排放标准。
6、引进国外燃烧设备的项目,在满足我国排放标准前提下,其污染物排放限值应达到引进设备配套污染控制设施的设计运行值要求。
河北浩瀚农牧机械制造有限公司
100-150人
而且根据不同发电类型,人数上也是有差异的,以下是发电厂的发电种类:
发电形式
燃烧发电
直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧,生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。
混合发电
生物质还可以与煤混合作为燃料发电,称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有两种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧,该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高,不是所有燃煤发电厂都能采用;一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧,这种混合燃烧系统中燃烧,产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。
气化发电
生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料,经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化,气化出来的燃气都含有一定的杂质,包括灰分、焦炭和焦油等,需经过净化系统把杂质除去,以保证发电设备的正常运行。
沼气发电
沼气发电是随着沼气综合利用技术的不断发展而出现的一项沼气利用技术,其主要原理是利用工农业或城镇生活中的大量有机废弃物经厌氧发酵处理产生的沼气驱动发电机组发电。用于沼气发电的设备主要为内燃机,一般由柴油机组或者天然气机组改造而成。
垃圾发电
垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电,其不仅可以解决垃圾处理的问题,同时还可以回收利用垃圾中的能量,节约资源,垃圾焚烧发电是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽,推动汽轮机带动发电机发电。垃圾焚烧技术主要有层状燃烧技术、流化床燃烧技术、旋转燃烧技术等。发展起来的气化熔融焚烧技术,包括垃圾在450°~640°温度下的气化和含碳灰渣在1300℃以上的熔融燃烧两个过程,垃圾处理彻底,过程洁净,并可以回收部分资源,被认为是最具有前景的垃圾发电技术。
有待扶持
国家在生物质能发电的上网电价上给予了扶持,每千瓦时电价比火电高两角钱左右,但是,我国的扶植力度与欧美国家比还是有差距。欧洲一些国家除了电价,在税收上的扶持力度更大。欧洲一些电厂之所以经营得好,有很重要的一条,人家的原料不仅不付钱,而且
生物质发电厂
由于秸秆是按照垃圾处理,还要征收垃圾处理费,因此可以良性发展。我国与国外情况不同,一方面要通过发电避免农民焚烧秸秆引起污染等社会问题,一方面又要通过发电扶助农民。基于以上两点,不仅秸秆收购价格不能过低,而且随着此类项目的增多,收购价格还在上升。如国家在确定生物质能发电的上网电价补贴时,秸秆每吨价格被定在100元左右,而秸秆实际收购价格已达200—300元/吨,如此高的原料成本增加了成本预算,以山东秸秆发电的上网电价为例,实际成本在0.65元/千瓦时左右,脱硫标杆上网电价(0.344元/千瓦时)加上补贴电价(0.25元/千瓦时),总计为0.594元/千瓦时,亏损显而易见。亏损的状态迫使部分生物质能停产,因此国家在税收等政策上进一步加大扶持力度就显得非常重要。
此外,在生物质发电项目布局上国家也应该更科学规划,有序建设,避免一哄而上。如果布局太密集,势必会加大秸秆的收购和运输半径,而且还会导致原料价格上升,的效益就会受到更大的影响。
二、已核准的农林生物质发电项目(招标项目除外),上网电价低于上述标准的,上调至每千瓦时0.75元;高于上述标准的国家核准的生物质发电项目仍执行原电价标准。
三、农林生物质发电上网电价在当地脱硫燃煤机组标杆上网电价以内的部分,由当地省级电网企业负担;高出部分,通过全国征收的可再生能源电价附加分摊解决。脱硫燃煤机组标杆上网电价调整后,农林生物质发电价格中由当地电网企业负担的部分要相应调整。
四、农林生物质发电企业和电网企业要真实、完整地记载和保存项目上网交易电量、价格和补贴金额等资料,接受有关部门监督检查。各级价格主管部门要加强对农林生物质上网电价执行情况和电价附加补贴结算情况的监管,确保电价政策执行到位。
具体价格看各地的政府支持以及扶持力度了。
常见的生物质发电技术有直燃发电、沼气发电、甲醇发电、生物质燃气发电技术等。目前,国内研究较多的是生物质直燃发电和生物质气化发电技术,对生物质混燃发电技术的应用研究有限。基于我国小火电数量多而污染重的特点,以及农村生物质本身来源广且数量大的特殊国情,本文先从技术和政策角度对生物质混燃发电技术进行讨论,然后分析生物质混燃发电的经济效益、环保效益和社会效益,后者更为重要。
1.1生物质直燃发电现状
生物质发电主要是利用农业、林业废弃物为原料,也可以将城市垃圾作为原料,采取直接燃烧的发电方式。如英国ELY秸秆直燃电站是目前世界上较大的秸秆直燃电厂,装机容量为3.8万kW,年耗秸秆约20万t。古巴政府与联合国发展组织等机构合作,预计投资1亿美元兴建以甘蔗渣为原料的环保电厂。我国直燃发电方面在南方地区有一定的规模。两广省份共有小型发电机组300余台,总装机容量800MW。生物质直接燃烧发电技术已比较成熟,由于生物质能源需要在大规模利用下才具有明显的经济效益,因而要求生物质资源集中、数量巨大、具有生产经济性。
1.2生物质气化发电现状
生物质气化发电是指生物质经热化学转化在气化炉中气化生成可燃气体,经过净化后驱动内燃机或小型燃气轮机发电。小型气化发电采用气化-内燃机(或燃气轮机)发电工艺,大规模的气化-燃气轮机联合循环发电系统作为先进的生物质气化发电技术,能耗比常规系统低,总体效率高于40%,但关键技术仍未成熟,尚处在示范和研究阶段。在气化发电技术方面,广州能源研究所在江苏镇江市丹徒经济技术开发区进行了4MW级生物质气化燃气-蒸汽整体联合循环发电示范项目的设计研究,并取得了一定成果。
1.3生物质混燃发电现状
生物质混燃发电技术在挪威、瑞典、芬兰和美国已得到应用。早在2003年美国生物质发电装机容量约达970万kW,占可再生能源发电装机容量的10%,发电量约占全国总发电量的1%。其中生物质混燃发电在美国生物质发电中的比重较大,混烧生物质燃料的份额大多占到3%~12%,预计还有更多的发电厂将可能采用此项技术。英国Fiddlersferry电厂的4台500MW机组,直接混燃压制的废木颗粒燃料、橄榄核等生物质,混燃比例为锅炉总输入热量的20%,每天消耗生物质约1500t,可使SO2排量下降10%,CO2排放量每年减少100万t。在我国生物质混燃发电技术应用不多,与发达国家相比还相距较远。但是该项技术可以减少CO2的净排放量,符合低碳经济的发展要求、符合削减温室气体的需要,具有很大的发展潜力。
在我国农村,农户土地分散导致秸秆收集难度较大,收集运输成本限制着秸秆的收集半径,加上秸秆种类复杂,若建立纯燃烧秸秆的电厂,难以保证原料的经济供应。掺烧生物质不失为一种更现实的解决方案,即把部分生物质和煤混燃,减少一部分耗煤。与生物质直燃发电相比,生物质混燃发电具有投资小、建设周期短、对原料价格易于控制等优势。从技术上看,混烧比纯烧具有更多的优越性:可以用秸秆等生物质替代一部分煤来发电,不必新建单位投资大、发电效率低的纯“秸秆”电厂。何张陈将混燃案例与气化案例作了比较,发现气化案例的发电成本要比混燃案例高,而且对生物质价格变化更敏感。兴化中科估计的单位装机容量投资约为丰县鑫源投资的11.3倍,约为宝应协鑫的1.4倍。混燃还可以提高秸秆等生物质的利用效率、缓解腐蚀问题、减少污染、简化基础设施。
2生物质混燃发电技术解析
由于我国小火电厂数量多并且污染大,与其废弃关闭,不如因地制宜的对一些小型燃煤电厂设备略加改造,利用生物质能发电。典型的生物质能发电厂设备规模小,装机容量<30MW;但是利用生物质混燃发电既可发挥现有煤粉燃烧发电的高效率,实现生物质的大量高效利用,而且对现役小型火电厂改造无需大量资金投资,凸显出生物质混燃发电的优越性,特别是生物质气化混烧发电通用性较强,对原有电站的影响比直接混烧发电对原有电站的影响小些。生物质锅炉按燃烧方式有层燃炉、流化床锅炉、悬浮燃烧锅炉等方案可供选择,对现役火电厂实施混燃技术改造,锅炉本体结构不需大的变化(主要改造锅炉燃烧设备)。改造主要涉及在已有燃料系统中进行生物质掺混,有以下3方式。
(1)在给煤机上游与煤混合,再一起制粉后喷入炉膛燃烧。
(2)采用专门的破碎装置进行生物质的切割或粉碎,然后在燃烧器上游混入煤粉气流中,或通过专设的生物质燃烧器喷入炉膛燃烧。
(3)将生物质在生物质气化炉中气化,产生的燃气直接通到锅炉中与煤混合燃烧。本文主要以第2种和第3种为研究对象。
技术上,生物质和煤混燃关键是生物质燃料的选择和积灰问题。燃料的选择可以通过管理手段并辅以掺混设备加以解决。下面主要讨论积灰问题。
生物质和煤混燃的可行性,在一定程度上受积灰的影响很大。不同燃料的积灰特性与多种因素相关,如灰的含量、飞灰的粒径分布、灰的组成和灰的流动性。积灰是必须考虑的重要因素,因为积灰对锅炉运行、锅炉效率、换热器表面的腐蚀和灰的最终利用都有重要影响。与煤相比,生物质(如秸秆)和煤混燃时,两种原料之间的相互作用会改变积灰的组成、降低颗粒的收集效率和灰的沉降速率。生物质灰中碱性成分(特别是碱金属K)含量也比较高,且主要以活性成分存在,从火焰中易挥发出来凝结在受热面上形成结渣和积灰,实际商业应用中生物质掺混比*高为15%,当掺比较小时,一般不会发生受热面灰污问题。国际和国内的经验均表明,生物质混燃发电在技术上没有大的障碍,技术上是完全可行的。
生物质燃烧产生的SO2主要来源于燃料中有机硫的氧化和硫酸盐的热分解,与生物质燃料品种有关。目前,为降低SO2的排放指标,生物质发电厂可采用的脱硫技术包括:炉内脱硫、半干法脱硫(SDA、CFB)、干法脱硫(SDS)以及湿法脱硫等。博莱达环境专注工业烟气脱硫脱硝超低排放、烟气脱白除异味、除尘除油,VOCS废气(一企一策)治理;提供新建项目的咨询设计、工程施工、维护保养,现有项目的提标改造、技术升级等一站式服务。在废气处理方面有着丰富的技术和经验积累,若有这方面的需求,欢迎咨询。
生物质锅炉按其用途大概分为两类:一种是生物质热能锅炉,另一种是生物质电能锅炉。
其实,二者的原理基本相同,都是通过燃烧生物质燃料获取能量,只是第一种直接获取热能,第二种将热能又转化成电能。在这两种锅炉中,第一种又是现在应用最广泛,技术比较成熟的。
如果继续细分的话,第一种锅炉——生物质热能锅炉,还可以分为三类: 第一类:小型生物质热能锅炉。此种锅炉使用固化或气化的生物质燃料,提供热水形式的热能,它的优点是体积小,结构简单,价格低;缺点是,能量损耗大,燃料消耗量大,热能供给量低,无法满足热能需求量大的用户,该种锅炉目标为单户农村家庭的取暖和生活热水的供给。
第二类:中型生物质热能锅炉。此类锅炉主要使用固化生物质燃料,提供热水或蒸汽。它的优点是技术比较成熟,能量损耗小,热能供给能力较强;缺点是部分锅炉燃料结焦,配套设计不合理。
第三类:大型生物质热能锅炉。此类锅炉并没有实际产品,主要原因是现有的技术并不完善,且对于生物质替代燃煤的国家政策不健全,因此,只停留在概念上。它所强调的是一种集中管理、集中控制的热能工程,锅炉仅作为其中的一个设备,来保证整个生物质热能工程的正常运行,因此,它对燃料、燃烧技术、配套技术、相关政策要求很高。
生物质发电主要包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电及沼气发电等多种类型。
生物质发电由于生物质发电所需的能量是燃料燃烧所散发的能量,对于燃料的质量要求不高,许多被其他行业淘汰下来的劣质燃料也可以投入使用,因此生物质发电历来就有变废为宝的说法。生物质发电足够稳定,不需要地区与环境的限制,只要能够保证燃料的充足。
生物质发电厂就能够按时按量发电。生物质发电的处境却也不容乐观。作为一个刚刚起步的行业,生物质发电并没有能力完成自负盈亏。生物质发电在更多意义上属于福利发电,这一属性决定了它很难独自完成资金的回笼,更多时候生物质发电的资金回流靠的是政府的资金补贴。
生物质能发电特点
1、生物能发电的重要配套技术是生物质能的转化技术,且转化设备必须安全可靠、维修保养方便;利用当地生物资源发电的原料必须具有足够的储存量,以保证持续供应;所有发电设备的装机容量一般较小,且多为独立运行的方式。
2、利用当地生物质能资源就地发电、就地利用,不需外运燃料和远距离输电,适用于居住分散、人口稀少、用电负荷较小的农牧区及山区;生物质发电所用能源为可再生能源,污染小、清洁卫生,有利于环境保护。
因为传统锅炉是烧煤的,有些生物质的颗粒燃料虽然发热值能和煤相媲美,但是生物质的颗粒燃料比重较低,燃烧时在受热风引导,容易造成飞灰,导致效率低下。
生物质颗粒燃料,要发挥最大的效率,需要改进炉膛结构。
生物质颗粒锅炉好处:
符合国家环保政策,而且燃料的含硫量含氮量也都很低,对环境有很大好处.
生物质锅炉可以自动调节下料,操作简便,燃烧后无烟,灰分少,一般只有2%左右.
锅炉热效率高一般在85%(煤在70-75%),实际燃烧效果比燃油、燃气省钱,燃烧后,不结焦,锅炉使用年限长,处理灰分简单(可直接做肥料还田)干净。
生物质锅炉是生物质锅炉的一个种类,就是以生物质能源做为燃料的锅炉叫生物质锅炉,分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉、立式生物质锅炉、卧式生物质锅炉等。
1、一炉多用, 在供暖同时可做饭,烧水,沐浴。
2、超强转化系统,启动传热温度低,传热速度快。
3、安装成本低,供暖安全:设备通用,不改变原有的取暖设备,管道、暖气片通用,利用水循环来达到供暖料来源广泛,永不枯竭,随处可取(如:谷壳、玉米秆、稻秆、麦)
4、安全环保:工作压力小,没、炒菜、烧水、洗浴、取暖等,同时也适合烧锅炉、大棚加温、大面积供暖、中小饭店使用,不受季节限制,一年四季均可使用。
生物质锅炉用在居民的集中供热或为工厂提供气源,如食品加工业、制衣业、化工业等,以及火力发电厂。