1、引言
随着化石燃料的日益短缺和化石燃料的利用所引起的环境问题日趋严重，大力开发利用可再生能源资源，实现能源资源利用的本地化成了解决我国能源问题的主要措施之一。生物质锅炉发电是解决当前我国能源短缺的有效途径之一；生物质锅炉发电能减少大气污染，利用环境保护；生物质锅炉发电还可以增加农民收入，改善农民生活。
2、生物质锅炉概述
2.1生物质锅炉开发背景
我国生物质资源十分丰富，其中棉秆、玉米秆、树枝等占很大比例。如何高效利用这些农业废物，以实现其无害化、减量化和资源化，已经成为当前国内外的一个重要课题。将循环流化床燃烧技术应用于棉秆、玉米秆、树枝的大规模处理，解决传统处理方法低效率、高污染的缺点，同时用于发电或供热，替代部分化石燃料，将对我国能源和环保战略起着非常重要的作用，富通新能源不但生产销售
生物质锅炉，而且还出售
木屑颗�；�、
秸秆颗�；�压制的生物质颗粒燃料。
现有纯烧秸秆的锅炉主要有机械炉排炉和掺烧少部分秸秆的流化床炉两种。在炉排炉内，燃料的搅拌程度、气体分布、整体燃烧反应速度不及流化床炉，断面热负荷低于流化床，使得炉排炉设备庞大，投资费用高。而流化床炉结构紧凑，占地面积小。炉排炉要求燃料热值保持相对稳定，而流化床密相区有大量的高温物料，床层的热容量大，燃料适应性强。由于循环流化床采用低温( 800～900℃)、分级燃烧方式，大大减少了氮氧化物的生成。相反，炉排炉局部燃烧温度高，烟气中污染物排放高。因此，从燃烧效率和污染物排放来看，流化床炉要优于炉排炉。
2.2生物质锅炉现状
秸秆燃烧通常分为直接燃烧和与其它燃料混烧两种类型。
(1)秸秆直接燃烧
秸秆直接燃烧通常有层燃和流化床两种方式。
层燃技术包括固定炉排、移动炉排、旋转炉排和振动炉排等，可适于含水率较高、颗粒尺寸变化较大及灰分含量较高的秸秆，具有操作简便的特点。水冷移动炉排可以保证燃烧的燃料在炉排表面分布均匀，以保障一次配风的均匀分布�？掌植疾痪嵩斐山嵩�、飞灰损失增加、过量空气系数增加等问题。燃料在炉排上传输必须尽可能地保证平滑和均匀。为了实现上述目标，可采用连续移动炉排、红外线高度控制系统以及合理的配风系统。这种形式的层燃炉在欧洲国家广泛采用。
丹麦BWE公司秸杆直接燃烧技术的锅炉采用振动水冷炉排，自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。
位于加拿大威廉斯湖的生物质电厂以当地的废木料为燃料，锅炉采用设有BW“燃烧控制区”的双拱形设计和底特律炉排厂生产的DSH水冷振动炉排，使燃料燃烧完全，也有效地降低了烟气的颗粒物排放量。同时，还在炉膛顶部引入热空气，从而在燃烧物向上运动后被再次诱入浑浊状态，使固体颗粒充分燃烧，提高热效率，减少附带物及烟气排放量。
流化床技术以德国KARLBAY公司的低倍率差速床循环流化床生物质燃烧锅炉为代表。该锅炉的特点主要体现在燃烧技术上。高低差速燃烧技术的要点是改变现有常规流化床单一流化床，而采用不同流化风速的多层床“差速流化床结构”。
瑞典也有以树枝、树叶等作为大型流化床锅炉的燃料加以利用的实例。国内无锡锅炉厂、杭州锅炉厂、济南锅炉厂等都有燃用生物质的流化床锅炉。
(2)秸秆与煤混烧
秸秆与煤的混合燃烧技术在充分利用现有技术与设备的基础上，在现阶段是一种低成本、低风险可再生能源利用方案，可部分替代常规能源，减少C02、NOx、S02的排放；同时建立生物质燃料市场，促进当地经济的发展，提供大量的就业机会。在美国和欧盟等发达国家已经建设了一定数量的生物质和煤的混合燃烧示范工程，装机容量在50～700MW之间，涉及的锅炉类型包括煤粉炉、炉排炉和循环流化床等。
据2004年的统计，目前在全球有150多座生物质混烧装置在运行。在美国就有超过40个商业化运行的生物质混烧示范工程，参与混烧的生物质种类繁多，从秸秆、能源作物、草本植物一直到木材都有；常见的掺烧比例大约从1%-20%。欧洲的生物质混烧同样发展迅猛，而且更注重生物质燃料的大份额掺烧，例如2001年在芬兰Pietarsaari投入运行的Alholmens Kraft热电厂的生物质混烧锅炉，采用700t/h的亚临界循环流化床每年燃用超过200，000立方米的废木片、树皮和秸秆，生物质燃料的燃烧份额达到45%。丹麦采用高倍率循环流化床锅炉，将干草与煤按照6：4的比例送入炉内进行燃烧，锅炉出力为l00t/h，热功率达80MW。
国内方面，2004年8月，北京龙基电力公司与华电国际在山东枣庄签订了卜里泉发电厂#5机组秸秆升级项目合同，这是我国第一个煤粉炉中掺烧秸秆项目�；绻适锶⒌绯бぢ蟮腂WE秸秆发电技术，总投资8000多万元人民币。增加了1套秸秆收购、储存、粉碎和输送设备，2台从丹麦BWE公司进口的输入热负荷为3万千瓦的秸秆专用燃烧器，并对供风系统及相关控制系统进行了优化。改造后两台新增加的燃烧器所输入的热负荷将达到锅炉额定负荷的20%，按年运行7500小时进行计算，每年焚烧10.7万吨秸秆，相当于减少5.8万吨标煤消耗。
2003年江苏省丰县鑫源电厂投产两台1.8万KW循环流化床机组，使用燃料为煤、煤泥与秸秆混烧，秸秆掺烧比例为15%。
3、生物质锅炉的原理及应用
3.1生物质锅炉的工作原理（以我公司研制的75t/h循环流化床秸秆锅炉为例）
采用床下点火方式，启动燃烧器布置在水冷风板的下部；炉膛底部为水冷布风板和水冷风室；炉膛下部前后墙水冷壁向炉内弯曲，与轴线形成一定夹角；水冷壁采用膜式水冷壁结构型式；三个给料口，两个给前点、一个给后点；炉膛出口并列布置两个高温旋风分离器加上两个返料器；低温过热器呈顺列布置于尾部竖井的上段，高温过热器呈顺列布置于流化床燃烧室后墙外侧的外置式换热器中；对流管束布置于水平烟道，下方设有灰斗，通过箱式冲灰器排灰；一级喷水减温器和二级喷水减温器分别布置于下级低温过热器和上级低温过热器的出口；逆流双级膜式省煤器布置在尾部烟道的中段；四回程卧式空气预热器布置在尾部烟道的下段。
燃料（柴油或天然气）和来自一次风机的燃烧风在启动燃烧室燃烧后产生高温烟气，进入水冷风室，再通过水冷布风板进入炉膛，以加热床料。秸秆燃料从加料口加入�？掌忠淮畏绾投畏缢腿肼牛淮畏缇掌と绕骷尤群缶浞缡液退洳挤绨褰肓骰踩忌帐�；二次风经空气预热器加热后，从前后墙沿炉膛高度分三层进入炉内，三层二次风口呈交错布置，高速喷入炉内，补充燃烧所需空气，并加强炉内混合。烟气和夹带的物料在炉膛上部出口分两路进入布置在炉膛与尾部竖井烟道之间的高温绝热旋风分离器，分离下来的灰一路进入外置换热器，在其中低速流化，将一部分热传给埋在床中的高温过热器，受到冷却后返回炉膛进行再燃烧；另一路通过水冷机械调节阀直接返回炉膛，通过调节两者流量即可控制外置换热器与炉膛的温度分布。分离后的烟气通过对流管束，部分飞灰经分离之后落入灰斗，没有被分离下来的飞灰随同烟气依次流经低温过热器、省煤器和空气预热器，然后进入锅炉的出口烟道。锅炉给水经上下两级省煤器加热后进入汽包；锅炉内的饱和水经集中下降管进入水冷壁下集箱、燃烧室水冷壁，加热蒸发后流入上集箱，然后进入汽包；饱和蒸汽经汽包引出管流入低温过热器下集箱，由下级低温过热器加热后进入减温器调节气温，然后又由上级低温过热器加热后流入二级减温器调节气温，经喷水减温后的过热蒸汽流入外置换热器中的高温过热器，加热至450 0C后进入高过出口集箱，然后又进入布置在炉前的汇汽集箱，然后送入汽轮机发电。
3.2生物质锅炉的特点
生物质燃料水分比较高，采用流化床技术，有利于生物质的完全燃烧，提高燃烧效率。生物质流化床锅炉可以采用砂子、高铝砖屑、燃煤炉渣等作为流化介质，形成蓄热量大、温度高的密相床层，为高水分、低热值的生物质提供优越的着火条件，依靠床层内剧烈的传热传质过程和燃料在床内较长的停留时间，使生物质燃料得以充分燃尽。流化床锅炉能够维持在850℃左右的燃烧温度并伴随料层充分扰动，所以床内不易结渣，并且低温燃烧及炉内脱硫减少了NOx、SOx等有害气体的生成。负荷调节范围大，操作方便。
在燃烧过程中，必须考虑燃料中的水分。燃烧高水分的生物质燃料之前需要消耗能量来干燥生物质，所以高水分会降低燃烧效率。水分含量越大，燃料燃烧需要的时问就越长。锅炉的效率是随着水分含量而变化。当燃料水分含量超过40%后，水分含量稍有增加将会使锅炉效率大大降低。
3.3．秸秆发电应用实例
以某市建设2×12MW生物质电厂为例。（如图2所示1
本项目工程建设2×12MW汽轮发电机组，配2×75t/h循环流化床秸秆锅炉，投资额为16796.9万元。
(1)燃料来源
本项目燃料为棉秆和树枝，燃料量设计值为420t/d，燃料特性见表1。为确保电厂原料供应有序，实现电厂正常运行，采取如下措施：
11设立专门秸秆收购部门负责定点收购、现场打包、适量存储和运输。
2)政府出台相关政策，为电厂生产提供有效保障。
(2)灰渣处理
电厂建成后，全年燃用秸秆23.7万t，混合秸秆灰分为4%，全年灰渣量约为9500吨�；以课菽净遥呛芎玫募胤�，可以返回给农村用于农作物施肥，全部综合利用。
(3)燃烧系统
锅炉燃烧系统由给料机、送、引风机和料斗组成。秸秆经破碎机破碎成5～l0mm颗粒进入料仓，料仓下来的碎秸秆经一台出力为15t /h刮板给料机进入炉膛，燃尽的灰渣直接放入灰斗内，用小车送至临时灰场，烟气中灰分经除尘器除尘后排人大气。干灰经仓泵打入灰库储存。
(4)全厂主要经济指标见表2．
(5)大气污染治理方案及环境影响分析
1)治理方案
综合考虑厂址地理位置、环境�；つ勘�、国家有关环境标准及今后的发展趋势、灰渣综合利用等因素，初步拟定采用脉冲布袋除尘器和80m烟囱排放，大气扩散稀释的治理方案。
2)大气污染
3)环境影响分析
由表3计算可知，当全部燃用含硫量和灰分较大的棉花秆时，各项排放指标均能达标。所以在实际混合燃烧过程中，各项指标均能达标。另外尚可减少C02排放7.7万吨。
(6)分析
采用2×75t /h中温中压锅炉，配2×12MW供热机组的秸秆发电厂总投资在2亿元左右是可能的。年燃用秸秆23.71万吨，可节省标煤1.75万吨，增加农民收入3600万元多，相当于农民耕种小麦40000000m2，等于全县扩大1/40土地面积，增加农民收入约2.5%，大大改善了农民生活。
4、结束语
生物质锅炉发电技术的大规模应用具有能源替代、环境�；�、农民增收、促进经济增长等社会效益和经济效益。加快发展生物质锅炉发电产业，对促进城乡经济发展、解决广大农村的民生问题具有重要作用。
相关生物质锅炉颗�；罚�
1、
生物质壁炉
2、
秸秆颗�；�
3、
木屑颗�；�
