燃料对生物质电机机组稳定经济运行的影响

闫飞朝 孙东海 刘志刚

摘要：生物质电厂的燃料种类多、分布广、收集效率低等特点，经常因燃料问题对生物质电厂的经济稳定运行造成很大的困难。本文从生物质燃料的来源、燃料质量等几个方面分析了对生物质电厂机组稳定运行的影响，随意的燃料配比对机组经济运行的影响，并通过提升燃料采购效率，提高燃料质量，寻求合理的燃料掺配等并措施来提高生物质电厂的稳定性和经济性。

关键词：生物质电厂;燃料掺配;稳定性和经济性

1  前言

生物质发电既节省了传统的煤炭、石油等不可再生能源，又解决了农户随意燃烧造成的环境污染及野外燃烧引起的火灾，同时还能给农户带来一定收益，是当前值得关注的新兴产业[1]。

生物质发电利用稻壳、秸秆、木屑等作为燃料，正常运行时燃料需求量大，但因种类多、分散广，收集起来比较困难，因此解决好燃料的供应问题和寻求更合理的燃料配比对机组的稳定经济运行有着重要的影响。

2  影响生物质电厂机组运行的因素

2.1 燃料的分散性性

对于农户来说，收集农作物的成本较大，因此对于生物质电厂来说存在很大的变数，很难形成规模型的收购方式，主要表现在以下几个方面[2]：

1）秸秆收购价格不高，个体农户出售秸秆的收益低;对个体农户的吸引力比较小。

2）交通不便的农田，秸秆回收费时费力。

3）秸秆粉碎还田等新技术对生物质电厂的燃料收购造成冲击。

4）收割时节任务繁重，除了收割还要忙于下一季的种植， 农户缺乏时间进行出售。

所有这些问题都有可能造成生物质电厂的燃料供应出现断链情况，一旦燃料供应不足，将会直接影响生物质电厂运行系统的稳定性。

2.2燃料的质量问题

2.2.1 燃料的风化

生物质燃料由于热值低，密度小等特点，使得电厂不得不提前储存燃料，但生物质燃料尤其是废柴燃料经过长时间的存储之后，燃料很容易风化，风化之后的燃料热值会降低保持系统的稳定性就需要消耗掉更多的生物质燃料，对系统的稳定运行不利[3]。

2.2.2水分太大

由于生物质电厂的局限性，干料棚里现存的燃料不可能持续太长时间，为保持系统运行的稳定性，不得不临时存放一些露天的燃料，在潮湿的阴雨天，若对燃料采用自然风干的方法难以降低燃料的含水量，这就会造成尾部烟气的温度超过设计的温度。长时间的超温将会大大降低布袋除尘器的使用寿命，从而影响整个系统的稳定性运行。

2.2.3含杂质太多

在收购的生物质燃料中，尤其是木屑里面易夹杂着一些铁片等金属，稍大的金属在炉膛燃烧过程中堵塞炉膛底部的风帽等位置，影响锅炉的流化水平，更有甚者会发生堵料，结焦，灭火等问题，对锅炉运行的稳定性造成很坏的影响，甚至直接导致停炉。

2.3 随意的燃料掺配导致机组燃烧的不经济

由于对燃料掺配的不重视，导致机组的燃烧状况不稳定，锅炉尾部出口温度经常超过设定值，对相连的布袋除尘寿命造成很大的影响。此外，燃料的不合理掺配造成很大的燃料浪费。生物质电厂运行阶段，燃料成本占了运行成本的70%-80%。以30MW的机组为例，锅炉每天的燃料量每天的生产成本在1000吨。现每吨燃料大概为400元/吨。仅仅每天的燃料费就在40万。因此提高燃料掺配比例对机组的经济运行有很大的影响。

3. 提高机组稳定经济运行的措施

3.1 多渠道燃料供应

1）生物质电厂可以在电厂周围建立多个收购站，在收购半径范围内，每个收购站以乡镇、村为单位进行收割作业面划分，与相关负责人沟通并与村民达成协助收割协议;生物质电厂对收购半径范围内的秸秆进行收割，并对该范围内收割的秸秆有优先收购权，农户可以出售秸秆抵减收割。每个供应站每天的存储量通过数据传输到生物质电厂的后台，使得电厂工作人员清楚燃料的储备的实时数据，以便动态的调节运行状况，确保系统的稳定运行。

2）对于处于山区的生物质电厂，可以包荒山种林，既可以对绿化环境，又可以储存燃料作为备用。

3.2 提高燃料的质量

3.2.1 提高生物质燃料的干燥度

在天气寒冷的冬季或湿冷的阴雨天或者在燃料收购频繁的季节，大量堆砌在堆场内的木屑、秸秆等燃料很难有效的进行自然风干;在燃料的收集量减少时，由于库存不多，收集的木屑、秸秆等也不会经过风干处理。因此，利用有效的方法来干燥生物质燃料是很关键的。生物质电厂烟气的余热温度较高，通过一定的方法充分利用这部分热量对收集来的生物质燃料进行干燥，既可以在降低烟气排烟温度又可以提高生物质电厂的能量利用率，同时提高生物质电厂运行的稳定性[4]。

3.2.2 提高生物質燃料的清洁度

生物质燃料的清洁度直接影响着锅炉运行的稳定程度。所以，要做到生物质燃料的清洁度必须要从源头做起：在生物质燃料用破碎机破碎之后，派专门人员对下料之前的燃料进行初步的筛选，并用大型吸铁石进行排查，尽量避免燃料里的大金属块影响锅炉的正常运行。

对于用废材做生物质燃料的锅炉，炉膛里都会有一些铁钉等小的金属，为避免金属杂质对锅炉造成影响，要时刻关注炉膛温度的变化，一旦炉灰下落不顺甚至有堵塞的现象，要及时派检修人员进行疏通，保证炉膛里流化正常。

3.3 寻求合理的燃料掺配

3.1 本文以宣城中盈绿色能源开发有限公司1×30MW机组中燃烧稻壳和木屑燃料在调试投运中的问题为载体，分析不同燃料对机组锅炉运行的影响，分析问题并通过合理的燃料掺配来提高燃料的利用率，进而促进机组锅炉的经济运行（以锅炉运行24小时为例）。

1）当木屑和稻壳的比例为7：3时，每天最多可节省300吨燃料，按照每吨燃料400元计算，则每天可节约成本为12万元。

2）当木屑和稻壳的比例为5：5时，每天最多可节省200吨燃料，则每天可节省成本8万元。

3）当木屑和稻壳的比例为3：7时，每天可节省吨燃料，则每天可节省成本4万元。

从试验可知，在机组平均负荷稳定的情况下，合理的燃料掺配不同，机组的燃料消耗也不同。通过调节燃料值不同的两种燃料，对优化机组锅炉的经济运行有着重要的意义。

4 结论

本文通过从燃料源、燃料的质量、燃料的配比等几个方面分析了影响生物质电厂稳定经济运行的因素，同时提出了合理的改进措施，对生物质电厂的经济稳定运行具有重要的意义。

参考文献 ：

[1] 胡婕，贾冰，许雪记. 江苏省生物质发电产业现状问题及解决对策研究[J]. 可再生能源，2015，33（2）：283-288.

[2] 梁建国，马晓晖.生物质发电工程燃料输送系统的优化配置[J].能源与节能，2011，（ 06）

[3] 马龙海，邓宇昆.董胜亮.我国生物质发电现状分析及研究[J].电力勘测设计，2012，（ 06）

[4] 冯志华.生物质发电产业发展战略研究[D].华北电力大学，2011