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燃煤锅炉内生物质混燃

发布日期:2014-07-10

生物质与煤混燃发电技术在国外已取得了大规模化发展的经验,国内尚无规模化。国内生物质混燃发电项目发展缓慢,主要因为:生物质原料的特性与煤有一定的差异,需要对锅炉和进料系统进行改造;生物质原料特性差异会对电厂的运行产生影响;中国生物质混燃项目少,经验有限,对生物质混燃项目的机会和风险的认识有限;没有各方可以信赖的生物质混燃项目生物质发电量的检测和核实体系。因此,迫切需要开发适合我国国情的生物质混燃发电技术。

为了掌握生物质在燃煤锅炉中掺烧的燃烧特性,实验室通过数值模拟、理论计算、实验验证等方法,首先基于气化的混燃能够避免燃料处理、燃料输送问题,缓解锅炉结渣等问题,以元宝山600MW机组3#四角切圆煤粉炉为例,揭示了生物质气混燃比例和生物质气喷口位置变化时炉内温度分布规律、热态流场矢量分布规律、颗粒质量变化规律、以及CO、CO2、O2、NO浓度变化规律,为煤粉炉进行生物质混燃改造提供了支撑。

中英生物质混燃技术研讨会

考虑目前国内循环流化床机组发展迅速,实验室从单元层面和系统层面出发,全面深入的研究了循环流化床内生物质混燃对燃烧特性的影响机制,揭示了循环流化床燃烧条件下生物质混燃比、混燃位置、停留时间对整个系统燃烧温度、污染物浓度等的影响规律,同时掌握了生物质气化单元和循环流化床燃烧单元耦合系统的运行特性。

从监测角度,为了提高混燃过程炉膛内燃烧效果,实验室开发了煤粉炉生物质共燃的旋流燃烧器,并研发了一套炉膛内燃烧在线监测和控制系统和火焰检测系统,实现火焰稳定性检测。在此基础上,利用电容层析成像技术,实验室开发了流化床内生物质混燃过程两相流的图像重建与测量技术。

在燃煤锅炉内生物质共燃关键技术上,实验室通过承担“煤粉炉生物质共燃的旋流燃烧器与检测技术研发”和“生物质气再燃脱除燃煤流化床一氧化二氮关键技术研究”两项国家“863计划”项目,申请专利5项,目前已经授权3项,出版“生物质气化气流化床再燃系统软件”软件著作权1项,出版《生物质能源产业科技创新发展战略》著作1部(其中混燃部分由董长青、胡笑颖编写)。为了更好促进国内外混燃技术交流,实验室于2010年组织了“中-英混燃技术研讨会”,并在会上做了题为“Research on N2O emission reduction with biomass gasification gas in fluidized bed”的报告。燃煤锅炉内生物质共燃相关成果在300MW、600MW燃煤电厂进行了工程示范,为生物质混燃技术在燃煤电厂的推广应用提供了技术支持。

生物质气与煤混燃中试实验现场