秸稈發(fā)電是一種高科技、新型、環(huán)保、可再生能源方式，是緩解目前能源短缺的重要途徑。建設(shè)秸稈發(fā)電廠，一方面，將秸稈熱能轉(zhuǎn)化為電能，可以開(kāi)發(fā)出新的能源利用方式，變廢為寶，變害為利；另一方面，秸稈充分燃燒利用，可降低有害物質(zhì)的排放。秸稈發(fā)電設(shè)有煙氣凈處理系統(tǒng)和布袋除塵器，使經(jīng)布袋除塵器處理的煙氣煙塵排放濃度低于25mg/N m3，大大低于我國(guó)燃煤發(fā)電廠的煙灰排放水平，可有效降低污染，保持生態(tài)環(huán)境，富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
秸桿發(fā)電廠的燃料就是生物秸桿，可以是棉花、玉米、小麥、甘蔗、大豆等農(nóng)作物秸桿，也可以是木屑、樹(shù)枝和速生林。將秸桿粉碎、打包，通過(guò)秸桿輸送裝置將秸桿送入鍋爐爐膛燃燒，生物能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽阉訜岢烧羝苿?dòng)汽輪發(fā)電機(jī)做功發(fā)電。煙氣經(jīng)除塵后排人大氣。
秸桿發(fā)電廠點(diǎn)火油可用輕柴油，也可用石油液化氣或天然氣。
2、柳城生物質(zhì)發(fā)電廠
柳城生物質(zhì)發(fā)電廠是廣西區(qū)內(nèi)第一個(gè)利用生物質(zhì)顆粒燃料發(fā)電的項(xiàng)目。2010年3月3日20:00時(shí)起，至2010年3月6日20：00時(shí)，柳城生物質(zhì)發(fā)電工程1號(hào)機(jī)組整套啟動(dòng)并網(wǎng)發(fā)電完成72 h試運(yùn)行。2010年3月12日凌晨2:00時(shí)起，至2010年3月13日凌晨2:00時(shí)，柳城生物質(zhì)發(fā)電工程l號(hào)機(jī)組整套啟動(dòng)并網(wǎng)發(fā)電完成24 h試運(yùn)行。標(biāo)志著南方電網(wǎng)首個(gè)生物質(zhì)電廠全面進(jìn)入并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行階段。
3、燃料成份及消耗量
3.1電廠燃料成份分析
本項(xiàng)目鍋爐燃料主要為柳城縣本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物甘蔗葉和桑樹(shù)枝條，采用汽車(chē)運(yùn)輸進(jìn)廠，因燃料收集具有明顯的季節(jié)性，鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)按每年4～11月份燃用甘蔗葉．1—3月份和12月份燃用桑樹(shù)枝考慮；點(diǎn)火油為輕柴油，由汽車(chē)油罐車(chē)運(yùn)至廠內(nèi)油罐區(qū)。燃料、灰分分析資料見(jiàn)表1。
3.2燃料消耗量
燃料消耗量見(jiàn)表2。
4、電廠裝機(jī)方案
本工程設(shè)備使用壽命按20年設(shè)計(jì)。
4.1汽輪機(jī)選型
汽輪機(jī)：中溫中壓凝汽式
型號(hào)：N15 - 3.43/435
額定功率：15 MW
最大功率：16 MW
主汽門(mén)前汽壓：3.43 MPa
主汽門(mén)前溫度：435℃
進(jìn)汽量：65.2 /70 t/h；（額定／最大）
排汽壓力：額定0.0072 MPa
冷卻水溫度：額定27℃
4.2鍋爐選型
鍋爐：中溫中壓循環(huán)硫化床鍋爐
鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量：75 t/h
過(guò)熱蒸汽壓力：3.82 MPa
過(guò)熱蒸汽溫度：450℃
給水溫度：150℃
排煙溫度：150℃
鍋爐效率：90.8%
4.3汽輪發(fā)電機(jī)選型
發(fā)電機(jī)和汽輪機(jī)的容量設(shè)計(jì)條件應(yīng)相互協(xié)調(diào)。按照發(fā)電機(jī)的額定容量應(yīng)與汽輪機(jī)的純凝連續(xù)出力相匹配，發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)輸出容量應(yīng)與汽輪機(jī)的最大進(jìn)汽量工況下的出力相匹配的原則，結(jié)合以上機(jī)爐選型情況，選用空冷式15 MW的汽輪發(fā)電機(jī)。
額定功率：15 MW
額定電壓：10.5 kV
功率因數(shù)：0.8
頻率：50 Hz
額定轉(zhuǎn)速：3 000 r/min
冷卻方式：空冷
5、卸、上料及燃燒系統(tǒng)
5.1卸料系統(tǒng)
收集到電廠的秸稈為已壓縮成捆秸稈包，存放于燃料庫(kù)或者露天臨時(shí)堆場(chǎng)。燃料庫(kù)的兩臺(tái)抓斗起重機(jī)進(jìn)行卸車(chē)、堆料、上料，露天臨時(shí)堆場(chǎng)采用2臺(tái)堆垛起重機(jī)進(jìn)行卸車(chē)、堆垛。
5.2上料系統(tǒng)
根據(jù)燃料的特性，本工程廠內(nèi)燃料輸送系統(tǒng)采用帶式輸送機(jī)，輸送帶采用花紋皮帶，帶式輸送機(jī)帶寬選用B= 1600mm，帶速V=1.0 m/s，雙路布置，一路運(yùn)行一路備用，具備同時(shí)運(yùn)行的條件。考慮到不同的燃料對(duì)輸送系統(tǒng)的影響，為了提高帶式輸送機(jī)對(duì)不同物料的適應(yīng)性，帶式輸送機(jī)的電機(jī)均采用變頻調(diào)速。
5.3燃燒系統(tǒng)
燃料經(jīng)破碎合格后(5-15 mm)，通過(guò)輸料皮帶運(yùn)至主廠房皮帶層，落入爐前秸稈料倉(cāng)，料倉(cāng)容積為179 m3，可存儲(chǔ)約8t的甘蔗葉或35 t的桑樹(shù)枝；燃料通過(guò)料倉(cāng)底部的12臺(tái)撥料器松散后落到3臺(tái)鍋爐給料機(jī)上，經(jīng)輸送后通過(guò)落料管進(jìn)入爐膛燃燒。進(jìn)入爐膛的燃料與經(jīng)旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的返回爐膛繼續(xù)燃燒的物料，在從爐膛底部水冷風(fēng)室、風(fēng)帽進(jìn)入爐膛的一次風(fēng)流化作用下，在爐膛密相區(qū)充分混合后開(kāi)始燃燒，二次風(fēng)從燃燒室前、后側(cè)進(jìn)入爐膛，補(bǔ)充燃料燃燒所需要的氧氣。鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣攜帶大量物料自下面上從爐膛上部的后墻出口煙道進(jìn)入兩個(gè)高效渦殼式旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行煙氣和固體顆粒的分離，分離后潔凈的煙氣由分離器中心筒出來(lái)依次流過(guò)尾部煙道中的過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器后排出，進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，最后由引風(fēng)機(jī)排至煙囪進(jìn)入大氣，煙囪高印出，出口內(nèi)徑為2.5 m。
5.4點(diǎn)火油及助燃油系統(tǒng)
本工程油系統(tǒng)僅考慮鍋爐啟動(dòng)點(diǎn)火，不考慮低負(fù)荷穩(wěn)燃。鍋爐啟動(dòng)采用床下輕柴油點(diǎn)火方式，初步考慮設(shè)置2個(gè)20m3的油罐．2臺(tái)供油泵．1運(yùn)1備；不設(shè)卸油泵，來(lái)油通過(guò)汽車(chē)自帶卸油泵送入油罐。
5.5空壓機(jī)系統(tǒng)
本工程全廠用壓縮空氣系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。全廠設(shè)置2臺(tái)10 Nm3/ min的噴油螺桿式空壓機(jī)，供氣壓力為0.85 MPa，空壓機(jī)后安裝高效除油器去除壓縮空氣中殘余含油。
6、熱力系統(tǒng)
本工程配置兩爐兩機(jī)，采用母管制。
6.1主蒸汽系統(tǒng)
主蒸汽系統(tǒng)采用切換母管制系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐與相對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)組成一個(gè)單元，各單元之間有母管相連接。正常運(yùn)行時(shí)，各單元連接母管的閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。不考慮設(shè)計(jì)汽機(jī)旁路管道。材質(zhì)選用20G。
6.2主給水系統(tǒng)
給水系統(tǒng)設(shè)置3臺(tái)100%容量的電動(dòng)給水泵，兩運(yùn)一備。
低壓給水采用分段單母管制系統(tǒng)，備用給水泵的吸水管位于低壓給水母管的兩個(gè)分段閥門(mén)之間；高壓給水冷母管和高壓給水熱母管則采用切換母管制系統(tǒng)。材質(zhì)選用20鋼。
6.3回?zé)岢槠到y(tǒng)
汽輪機(jī)設(shè)置三級(jí)抽汽，一級(jí)抽汽供給高壓加熱器；二級(jí)抽汽供給除氧器；三級(jí)抽汽供給低壓加熱器。
一級(jí)抽汽管道除向高壓加熱器供汽外，還可向除氧器供汽，滿(mǎn)足在低負(fù)荷下除氧器的用汽需要。
6.4凝結(jié)水系統(tǒng)
每臺(tái)機(jī)組設(shè)2臺(tái)凝結(jié)水泵，一運(yùn)一備。每臺(tái)凝結(jié)水泵的容量為最大凝結(jié)水量的110%。
凝結(jié)水采用切換母管制系統(tǒng)。經(jīng)凝結(jié)水泵升壓后流經(jīng)汽封蒸汽冷卻器和低壓加熱器，送到除氧器。
各級(jí)加熱器采用旁路系統(tǒng)，當(dāng)加熱器發(fā)生故障時(shí)，切換閥門(mén)使凝結(jié)水走旁路進(jìn)行加熱器的隔離檢修。
6.5加熱器疏水及放氣系統(tǒng)
系統(tǒng)在正常情況下，加熱器的疏水逐級(jí)自流，高壓加熱器的疏水疏入除氧器；低壓加熱器出口的疏水疏入凝汽器；汽封加熱器的疏水經(jīng)多級(jí)水封管疏入凝汽器。事故及負(fù)荷較低，加熱器間的加熱蒸汽壓差無(wú)法保證正常疏水時(shí)，高壓加熱器疏水可利用備用管路放至低壓加熱器，各加熱器危急疏水排至循環(huán)水排水管。
6.6鍋爐疏水、排污及放氣系統(tǒng)
本系統(tǒng)設(shè)置連續(xù)排污擴(kuò)容器和定期排污擴(kuò)容器各1臺(tái)（全廠數(shù)量）。鍋爐連續(xù)排污管道單獨(dú)接至連續(xù)排污擴(kuò)容器，疏水經(jīng)連續(xù)排污擴(kuò)容器擴(kuò)容后形成的蒸汽接至汽平衡母管，然后排入除氧器；鍋爐定期排污管道，鍋爐本體疏水以及鍋筒緊急放水接至定期排污擴(kuò)容器。
6.7冷卻水系統(tǒng)
本工程冷卻水系統(tǒng)由兩部分組成：循環(huán)水和工業(yè)水。
循環(huán)水給汽輪機(jī)凝汽器、主機(jī)冷油器、發(fā)電機(jī)空冷器等用水量較大的設(shè)備提供冷卻用水。
工業(yè)水給電動(dòng)給水泵、凝結(jié)水泵等對(duì)冷卻水質(zhì)要求較高輔機(jī)提供冷卻用水。
6.8抽真空系統(tǒng)
每臺(tái)機(jī)組的凝汽器抽真空系統(tǒng)中設(shè)置兩臺(tái)射水抽氣器，正常運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)射水抽氣器運(yùn)行即可維持凝汽器所要求的真空度，另外1臺(tái)作為備用。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，可投入2臺(tái)運(yùn)行，這樣可以更快地建立起所需要的真空度，從而縮短機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。
6.9凝汽器反沖洗系統(tǒng)
本工程循環(huán)水污染程度較低，不設(shè)膠球清洗系統(tǒng)。通過(guò)切換循環(huán)水電動(dòng)蝶閥實(shí)現(xiàn)對(duì)凝汽器的反沖洗。
7、主廠房布置
主廠房區(qū)建構(gòu)筑物布置由西往東依次為A排外變壓器、汽機(jī)房、除氧料倉(cāng)間、鍋爐房、布袋除塵器、煙囪。主廠房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，縱向總長(zhǎng)為54.0 m，柱距等跨9.0 m。汽機(jī)房跨度15.0 m，除氧料倉(cāng)間跨度9.0 m，爐前通道5.0 m。
汽機(jī)房主要為3層。底層布置發(fā)電機(jī)分支小間、發(fā)電機(jī)空冷器室，4.00 m層布置發(fā)電機(jī)出線小室。給水泵布置于汽機(jī)房±0.000 m層B列柱側(cè)。汽機(jī)房檢修場(chǎng)地設(shè)在±0.000 m層兩臺(tái)機(jī)組之間；4.000 m層布置高、低壓加熱器及主油箱等；運(yùn)行層標(biāo)高為7.000 m，布置汽輪發(fā)電機(jī)組及射水抽氣器等，汽機(jī)房設(shè)1臺(tái)20/5 t電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)，跨距13.5 m。
除氧煤倉(cāng)間主要分6層，±0.000 m、4.000 m、7.000 m、14.000 m、23.000 m、29.000 m。在+0.000 m層布置機(jī)爐低壓配電間、機(jī)爐高壓配電間、加藥取樣間等；4.000 m層為電纜夾層；7.000 m層布置集中控制室、機(jī)爐電子設(shè)備間、空調(diào)機(jī)房，兩機(jī)組共用；14.000 m層合并除氧料倉(cāng)間布置除氧器及連續(xù)排污擴(kuò)容器及鍋爐給料機(jī)；23.000 m層是輸料皮帶層；29.000 m層為料倉(cāng)間轉(zhuǎn)運(yùn)站。
鍋爐為鋼結(jié)構(gòu)，鍋爐采用露天布置并設(shè)有有效的防雨、防腐措施。鋼爐架、鍋爐頂蓋以及鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)層平臺(tái)鋼梁等均由鍋爐廠設(shè)計(jì)。
主廠房主要尺寸見(jiàn)表3。
8、結(jié)語(yǔ)
目前，國(guó)家已頒布實(shí)施《再生資源法》，生物質(zhì)能發(fā)電必將迎來(lái)一個(gè)大的發(fā)展。生物質(zhì)能發(fā)電廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)在國(guó)內(nèi)剛剛起步，有很多問(wèn)題需要逐步解決，比如秸桿鍋爐的設(shè)計(jì)、制造國(guó)產(chǎn)化，燃料的收集、儲(chǔ)存和運(yùn)輸，燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化等。本文以我區(qū)并網(wǎng)發(fā)電投入使用的第～個(gè)生物發(fā)電廠為參考模型，對(duì)設(shè)計(jì)作了初步探討，將推動(dòng)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。
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