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生物质耦合发电 助力煤电转型升级

2018-7-2 09:37| 发布者: admin| 查看: 1352| 评论: 0|来自: 电力设备管理杂志

摘要: 能源是人类生存与发展的重要基础保障之一。20世纪以来,随着世界人口增长和工业经济飞速发展,能源需求和依赖急剧增加。在各种能源中,电力能源无疑是当今世界的主要能源供给,其重要性几无替代。而纵观我国现阶段电 ...

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     行业现状与高层声音

      能源是人类生存与发展的重要基础保障之一。20世纪以来,随着世界人口增长和工业经济飞速发展,能源需求和依赖急剧增加。在各种能源中,电力能源无疑是当今世界的主要能源供给,其重要性几无替代而纵观我国现阶段电力能源结构,煤电装机总量占比接近60%,可以说在今后相当长时期内,以煤电为代表火电仍然是电力供给的主力军。而在当前我国大力推进建设资源节约型、环境友好型社会落实科学发展观建设和谐社会的进程中,如何破解资源和环境约束,加快科技创新,推动可再生能源综合开发利用,已成为能源系统特别是煤电系统战略创新,转型升级的重要课题和发展方向。

      习近平总书记对能源发展改革高度重视,曾作出一系列重要论述和指示,特别是2014年6月在中央财经领导小组第六次会议上发表重要讲话,鲜明提出推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命和全方位加强国际合作等重大战略思想,为我国能源发展改革进一步指明了方向。

       在近期举行的2017年能源大转型高层论坛上,国家发展改革委副主任、国家能源局局长努尔·白克力指出:“推动我国能源革命向纵深发展,要做好包括节能优先、绿色低碳、科技创新、深化改革和开放合作在内的‘五个坚持’。这是在我国经济进入‘新常态’背景下,深入贯彻落实习近平总书记‘四个革命,一个合作’能源革命战略思想的重要实践。”

       生物质耦合发电  煤电能源转型升级新路径

      今年6月,由国际能源署洁净煤中心主办、电力规划设计总院承办的“第七届燃煤生物质耦合发电国际会议”在北京举行。来自国际能源署洁净煤中心成员单位和国内外著名科研机构、高等院校及相关企业近300位专家和代表参加了会议。会议重点围绕燃煤耦合生物质发电的工程经验、激励政策、生物质处理工艺、相关技术的未来发展趋势等方面内容进行深入的交流和研讨。本次大会的举行,为煤电能源转型升级发展指明了新的发展路径和方向。

      国家能源局电力司副巡视员郭伟在大会上表示:燃煤生物质耦合发电,依托现有燃煤电厂的高效发电系统和污染物集中治理设施,部分利用生物质能进行发电,耦合了燃煤发电与生物质发电的诸多优势。利于促进化石能源替代,增加清洁能源供应有利于促进电力行业特别是煤电的低碳清洁发展有利于破解秸秆田间直焚、污泥垃圾围城等社会治理难题国家相关部门非常重视推进燃煤生物质耦合发电及其相关产业的发展,已将燃煤生物质耦合发电纳入《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《电力发展“十三五”规划》、《能源技术创新“十三五”规划》和《“十三五”节能减排综合工作方案》等产业规划和行动方案。

       据浙江大学能源工程学院教授王勤辉介绍,燃煤生物质耦合发电目前已经形成了一整套较成熟理论和应用技术。其主要通过现役煤电机组的高效发电系统和环保集中治理平台,规模化协同处理污泥、秸秆等可再生生物质,实现燃料灵活性,降低存量煤电耗煤量,提升可再生能源发电量。燃煤生物质耦合发电按技术类别分为发电侧耦合、蒸汽侧耦合和燃烧侧耦合等多种技术形式。其中,燃烧侧耦合中生物质气化耦合技术是将生物质气化成热燃气,经过高温气固分离后直接送入锅炉与燃煤混燃,利用大型燃煤电站高参数发电机组进行高效发电。由于气化温度较低,同时,生物质中的大部分灰分在炉前被去除,燃气燃烧对于锅炉的影响远小于生物质制粉直接喷入炉膛燃烧。因此,生物质气化耦合更易于实现与燃煤电站深度耦合,协同发电,是目前最有推广前途的技术之一。

        行业应用先行者  国电长源生物质气化燃煤耦合发电项目

       据行业专家介绍,目前国电集团、华电集团和大唐集团等多家大型发电集团都在积极推进生物质气化耦合燃煤机组发电项目,其中国电长源与合肥德博开发建设的荆门10.8兆瓦生物质耦合发电项目是国内最早立项开发并投入运营的落地项目,可以说是该技术国内行业应用先行者、探路先锋。

        据国电长源湖北生物质气化科技有限公司副总经理胡志波介绍:该项目是利用荆门电厂三期7号机组已有的640MW超临界燃煤机组的系统和设备,研发配套的生物质气化装置,产生的燃气送入锅炉再燃烧发电。设计出力10.8MW,生物质燃料消耗量为8t/h。项目采用生物质热解气化与大型发电机组相结合的技术路线,既避免了秸秆与煤直接混合燃烧发电存在的结渣、腐蚀等问题,又可以充分发挥电厂高效发电机组的优点。其主要特点一是项目生物质能转化效率高,采用最新研发的生物质循环流化床气化炉,输入热功率为32MW,生物质处理量为8t/h,由于采用原有大型高效发电系统,生物质转化为电能的效率可超过35%,大于现有的生物质直燃发电及小型生物质气化内燃机发电方式。二是节能减排效果显著。项目每年可消耗稻壳、秸秆等生物质约4万吨,能有效节约煤炭资源折算成标煤量约为2万吨,可有效减少二氧化硫、烟尘、氮氧化物等的排放,缓解农民焚烧秸秆造成的“狼烟”及“雾霾”的污染。项目于2011年2月25日通过湖北省发改委备案,2012年7月3日完成72小时试运行和性能测试。截止2017年7月31日,项目已连续安全生产1826天,各项主要技术指标均达到设计水平。2013年至2017年7月,累计实现上网电量22000万千瓦时,综合利用秸秆资源约16万吨,同时增加当地农民收入约1500万元/年。

     技术成熟发展空间大  但要因地制宜科学论证严控盲目跟风

      目前,国际上燃煤生物质耦合发电技术也已较为成熟,在许多发达国家已有广泛实践与应用,而我国在这一领域尚处于起步阶段。从发达国家的实践和理论研究,以及我国部分行业企业及科研机构的实践应用、技术研究探索证明,燃煤生物质耦合发电技术不仅可行,而且有较大的推广价值,具有很大的发展前景及空间。

      中国电力设备管理协常务副会长兼秘书长刘斯颉表示:生物质在燃煤电厂进行耦合混燃,一方面可以实现碳平衡,另一方面混燃产生的污染排放较单独各自燃烧更低。而在生物质来源方面,农业副产品秸秆、污泥、废弃轮胎、商业或生活垃圾、木屑等生物质衍生燃料均可以进行耦合混燃,不仅原料来源丰富,还可以有效解决部分行业环保、排污、节能等问题。但是,也要注意防止盲目跟风,一哄而上大面积上马生物质耦合发电项目。应该因地制宜科学论证,根据电厂设备类型、生物质来源等客观条件,采取适宜的技术路线,以达到项目运行稳定、材料供应充足、节能减排高效等的基本要求。另一方面,在积极发展生物质耦合发电应用的同时,还要注意考虑燃烧污染物排放、环保标准达标等问题,防止再次环境污染等问题的发生。

       因此刘斯颉建议,现阶段可充分发挥行业组织的行业协调,科研机构与发电企业的科技创新等作用,大力加强国际、国内企业和各类组织机构间技术交流与合作,吸收已建和运行的项目建设、管理、运营先进经验,推动企业多层面与行业科研机构合作,在政府部门统筹规划和引领下,积极稳妥地引导发展燃煤生物质耦合发电,助力煤电能源企业转型升级,推动我国能源革命向纵深发展,为实现中华民族伟大复兴中国梦奠定更加坚实的现代能源基石。


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