生物质电厂燃料输送系统的设计研究

KennethLox

摘 要：通过分析近些年来国内的生物质发电项目的状况，介绍了电厂进行燃料输送的类型，进一步分析了现在的燃料输送系统存在的问题，提高燃料输送的适应能力。通过相关的生物质发电工程，研究了生物质发电厂的燃料输送系统。
关键词：生物质发电；生物质燃料；燃料输送系统；适应性
中图分类号：TM619 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.114
在20世纪70年代左右，生物质发电技术得到了发展，其最初的发展目的是为了解决国际上的石油危机问题。这种技术是可以把存在于自然界的可再生生物质资源通过一定的反应转换成电能的新型科学技术，通常使用农作物的废弃秸秆和林业废弃物作为其主要的发电燃料。由于环境的破坏和资源的不合理使用，生物质资源的发展迫在眉睫，要利用生物质资源来节约煤、石油和天然气等不可再生资源，利用好生物质燃料也是现在国际上普遍关注的问题。
不过，由于在中国，生物质燃料发电起步时间比较晚，所以缺乏足够的经验，设备的制造水平不高，加上我国的农作品种类比较多，所以电厂的燃料组成具有一定的复杂性，这样一来直接导致燃料的热值不一样，规格上也会存在差异，因此造成燃料的输送难题。如果要把多样的燃料安全运输至目的地，就要加大力度开发适合我国发展的燃料输送系统。
1 输送方式简介
对于输送方式来说，由于生物质燃料的物理特征与煤炭存在差异，所以在燃料的输送上也会有所不同。一般情况下，按照生物质燃料划分，可以把输送方案分成“黄色燃料”和“灰色燃料”。其中，黄色燃料是指一些破碎树皮、甘蔗渣、建筑废料等轻质秸秆燃料，而灰色燃料又被称为硬质燃料，它通常是指一些类似树皮、树头等木质燃料。因为黄色燃料和灰色燃料的物理特征、燃烧特征等方面都存在差别，所以这两种燃料的输送角度会有很大的不同。
2 黄色燃料输送系统
对于黄色燃料来说，它们的密度比较小，要想实现燃料的收集，进一步实现运输的经济性和合理性，就要把打包贯穿于收集过程中。除此之外，还要在运输过程里进行打包和压缩。这样一来，就能缩小体积，降低成本。黄色燃料的运输通常情况下采用的是秸秆捆抓斗起重机加链式输送机的方式。除此之外，还有解包机上料的方式。不过，在解包地点的选择上，通常有两种可选择的方案，一是通过分散状物料形式运输到炉前，二是在炉前进行解包。
在调研了一些运输黄色燃料的电厂后，发现其在运输中仍然存在一定的不足和问题。首先，解包机不是可以对任何包裹进行工作的，它不仅对尺寸有较高的要求，对工艺也有较高的要求。因为技术不足，成本较高，导致在国内很难提高燃料包的合格率。综合上面的因素影响，在运输中难免出现掉包和燃料堵料问题的发生。在这一问题的制约下，电厂经常要进行二次打包，所以运营的成本会随之增加。其次，在系统运行时，秸秆捆抓斗起重机工作时经常伴有掉包问题，在分析和研究以后得出相关结论，即这是由打包不合标准所致，另一方面还有司机操作熟练性不强的原因。在进行大包的输送时，条输送机上会发生卡包的问题，在这一问题发生以后，要通过人工来完成动作的调整。综合来看，单一的黄色燃料输送系统并不能满足需求，不仅有上面提及的问题，还有在黄色燃料存在收购问题时，难以通过其它燃料来取代，其适应能力很弱。
3 灰色燃料输送系统
因为灰色燃料在粉碎以后，它的物理特征与煤炭相类似，因此可以参考煤燃电厂的相关输送方案，不过在本质上又有一定的差别。因为在生物质电厂的灰色燃料种类繁多，包括树皮等纤维燃料、板材下脚料等木质燃料、木皮和树皮等成品燃料和树根等面积和质量都比较大的块燃料。对于灰色燃料系统来说，其输送主要有两种方案，一种是装载机或者其它上料设备和地下料斗配合上料方案，另一种是桥式抓斗起重机和地下料斗上料方案。
在对电厂进行调查研究后发现，实行单一的灰色燃料输送也会有一些问题存在，比如在输送时通常会出现篷料、洒料现象，与此同时，因为输送系统只可以输送散状物料，在灰色燃料缺少时，就需要黄色燃料的供应，而对黄色大包的秸秆燃料解包存在不便性，因此导致适应性也不强。
4 黄色和灰色燃料输送系统的结合
我国国土面积比较大，而生物质资源也比较多。因为以玉米秸秆等轻质燃料为基础的燃料不能满足需要，电厂的燃料收购问题会受到影响，它们通常只能购买几种燃料，这样一来成本会随之增加，而其它未被使用的生物质燃料会遭到浪费。如果想解决上述单一黄色燃料和灰色燃料输送的问题，提高生物质资源的适用性，就要把灰色燃料的输送和灰色燃料的输送相结合。事实上，这不仅是单纯的两套系统的结合，要按照现在的实践来进行混合。通常情况下，有两种方案可供选择，一种是在炉前实现混合，另一种是在系统里进行混合。这两种方案都有自身的长处和短处，第一种方案的投资成本比较高，但是它是单独设立的输送系统，效果会比较明显；第二种是通过转运站来进行燃料的融合，因此，一开始的投资并没有第一种方案高，输送机的长度也比较短。
5 总结
从原理上讲，生物质发电工程的原理和燃煤燃油和发电原理比较相似，分析其不同点，主要是燃料的不同。对于生物质发电工程来说，其燃料主要是生物质，燃料的流动性不强，比例比较低，体积也比较大，而颗粒也不规则。在生物质电厂中，燃料的输送系统比较复杂，所以生物质电厂的燃料输送系统十分重要。通过燃料的输送适应性，顺利实现黄色燃料和灰色燃料的输送，为突破农作物类型和大小的限制奠定了一定的基础，增加了可供锅炉燃烧的燃料种类，提高了电厂燃料来源的可靠性，保障了电厂燃料来源的稳定性。
参考文献
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〔编辑：王霞〕