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生物质气化发电技术主要类别

2021-10-11   淄博太沣环保工程有限公司

生物质气化发电技术主要类别


  生物质气化过程可以分为固定床气化和流化床气化两大类。固定床气化包括上吸式气化、下吸式气化和开心式气化三种,现在这三种形式的气化发电系统都有代表性的产品。流化床气化包括鼓泡床气化、循环流化床气化及双流化床气化三种。这三种气化发电工艺目前都有研究,其中研究和应用最多的是循环流化床气化发电系统。

  从燃气发电过程上分,气化发电可分为内燃机发电系统、燃气轮机发电系统及燃气-蒸汽联合循环发电系统,

  从发电规模上分,生物质气化发电系统可分为小型、中型、大型,如表1所示。

      低热值燃气内燃机发电技术

  以简单的燃气内燃机组为主,可单独燃用低热值燃气,也可以燃气、油两用。其特点是:设备紧凑,系统简单、对燃气质量要求低。

  生物质燃气的特点是热值低(4~6MJPnm3)、杂质含量高,所以生物质燃气发电技术虽然与天然气发电技术、煤气发电技术的原理一样,但它有更多的独特性,对发电设备的要求也与其他燃气发电设备有较大的差别。生物质燃气内燃机必须解决以下问题:

  (1)生物质燃气热值低,内燃机出力大大降低,为了保证相同的出力,内燃机的进料系统和燃烧系统、压缩比等必须做较大改动。一般生物质燃气热值只是天燃气的1P5~1P6,相同规格的燃气机在燃用生物质燃气时出力将降低1P3左右(相对于柴油将降低50%左右),如果是增压的燃气内燃机,出力降低将更大,各系统的改动将更加复杂。

  (2)合H2量高可能引起的爆燃问题:由于H2的着火速度比其他燃气快,在H2含量太高时,燃气内燃机容易引起点火时间不规则,从而引***燃。生物质燃气的氢气含量差别很大,流化床一般在10%左右,而固定床有时将高于15%。通过大量的试验表明,当生物质燃气中H2含量高于18%时,爆燃的问题将较严重,所以为安全起见一般生物质燃气内燃机要求燃气中H2含量<15%。

  (3)焦油及含灰量的影响:虽然生物质燃气经过了严格的净化,但仍有一定的焦油和灰(一般为几十ppm)。焦油会引起点火系统失灵,燃烧后积炭会增加磨损,而含灰量太高也会增加设备磨损,严重时会引起拉缸。所以一般生物质燃气内燃机机组的配件损耗和润滑油消耗比其他燃气内燃机都会成倍增加。

  (4)排烟温度过高及效率过低问题:由于低热值燃气燃烧速度比其他燃料慢,低热值燃气内燃机的排烟温度比其他内燃机明显偏高。这就使设备材料容易老化而系统效率有明显降低。

  由于上述难题,我国生物质燃气发电机组的产品开发很少,我国目前只有200kW的机组,更大的机组还没有定型产品,只正在开发之中。国外这方面的产品也很少,只有低热值与油共烧的双燃料机组,大型的机组和单燃料生物质燃气机都是从天然气机组改装而来,所以产品价格很高,是一般国外柴油机组价格的1~2倍,更是国内同类生物质燃气发电机组的几倍。所以经济可靠的单燃料生物质燃气内燃机组的开发研究是发展中小型生物质气化发电系统的主要内容之一。