1引言
我国生物质能源十分丰富，生物质废弃物的总量，约相当于我国煤炭年开采量的50%，总计约6.56亿吨标煤。但长期以来，这些生物质并未得到充分合理的利用，大多直接废弃或焚烧，目前利用率仅有30%左右，且其能源利用方式极为原始，多以直接低效率燃烧为主，不仅浪费了资源，还造成了严重的环境污染。因此，开发利用生物质能源，对缓解我国21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义。
通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。
三门峡富通新能源生产的饲料颗粒机、颗粒机、秸秆压块机可以把农作物秸秆挤压成一定的形状，比如圆柱状和块状，这些产品可以完美的替代煤，是一种绿色的新能源。
浙江某家工程有限公司2011年成功的对江山石煤综合利用热电有限公司的一台45t/h燃石煤的循环流化床进行了燃生物质改造，目前运行良好。该工程主要为锅炉本体和燃料输送系统的改造。
2锅炉本体的改造
2.1布风装置
由于原锅炉燃烧石煤燃科，一次风量大，且运行温度高，改燃烧生物质后，由于生物质燃烧所需空气量降低，同时锅炉负荷降低到41t/h，所以一次风空气量降低，同时密相区运行温度降低后，如保持原布风板截面，则流他速度偏低。因此需要缩小现有布风板截面。布风宽度由现有的2250mm缩小为1500mm。采用再敷设一层耐火材料的方案实现。
2.2炉内受热面
为了控制锅炉内和炉膛出口的燃烧温度，炉内增加布置了水冷屏和翼型过热器以增加炉内吸热量。炉膛宽度方向共布置水冷屏和过热屏7片，其中水冷屏4片，过熟屏3片，间距为600mm(其中最边上的屏高炉侧为865mm)。同时翼型屏布置中心线向炉前墙偏100mm。
2.3翼型锅炉内水冷屏
炉内水冷屏由60x5管组成，共布置4片，有效高度1OOOOmm，宽度为1500mm，传热面积约124m
2。
24翼型炉内过热屏
炉内过热屏由38x4管组成，节距约55mm，排数27，共布置3片，有旁滴度6000mm，宽度为1468mm，传热面积约55m20过热屏的蒸汽直接来自锅炉汽包。过熟蒸汽经翼型过热屏加热后进入低温过热器。翼型过热屏采用12CrlMoV材料。
由于在锅炉内增加了水冷屏和过热屏，相应地需在炉顶和前墙进行让管改造，以布置翼型水冷屏和过热屏。
2.5旋风分离器
为了防止生物质灰在分离器入口段的堆积，在分离器入口烟道底部增设松动风，以保证堆积的灰及时排走。
松动风采用少量一次风或二次风（约500Nm
3左右），通过从烟道下方开孔伸入的风管道，布置布风管或风帽（依据现场条件确定）。
2.6 一次风空气预热器
原锅炉没有设置二次风空气预热器，依据改造后的一、二次风流量，把原有一次风空气预热器的两个管组进行相应改造，上级管组作为二次风空气预热器，下级管组则作为一次风空气预热器。同时在两端增加隔板形式把上下管组改造成两回路的管组。
2.7二次风口
原锅炉二次风设计时体积较大，依据改造后的二次风量，需对现有锅炉二次风口进行适当改造。主要改造工作：取消两侧墙二次风入口；取消前后墙下排二次风入口，保持上排二次风口。
2.8吹灰器
由于生物质燃料的灰粘结性强，受热面易积灰，所以需增设受热面吹灰系统。吹灰系统利用原预留空间，安装蒸汽吹灰器。
2.9省煤器
由于生物质灰的粘结性较强，省煤器管束错列式布置容易出现积灰结块等现象，更改为顺列式布置能较好缓解该问题。
3燃料输送系统的改造
3.1生物质燃料
本工程设计燃料为金针菇、白菇的培养基，同时混烧木屑、薪碳林等农林废料。
江山生物质能源十分丰富，通过调查江山市生物质资源数量如下：
3.1.1食用菌下脚料
2010年全年食用菌种植量总产量38亿袋，食用菌下脚料以0.5～0.6公斤/袋计算，约有食用菌下脚料19～20万吨。每年以10%的速度递增。江山市“十二五”规划中，食用菌种植量将达到5亿袋。食用菌下脚料可达25~ 30万吨。
3.1.2竹木边角料、木屑等
江山木材边角料较多，目前全市竹来加工企业已经达到1200多家，据调查年产木屑及边角料等三剩物总共约30多万吨。
如上所述，江山市主要生物质抖总量目前约50万吨，将来可能达到60万吨，本项目的生物质使用量仅为74万吨，供应量远大于需求量。丰富生物质资源为江山地区的生物质利用提供了可靠保证。
设计燃料的元素分析见表一，设计入炉燃料尺寸0～100mm。
|
项目 |
符号 |
单位 |
燃料 |
备注 |
|
碳 |
C |
% |
29368 |
|
|
氢 |
H |
% |
3.65 |
|
|
氧 |
O |
% |
25.24 |
|
|
氮 |
N |
% |
0.86 |
|
|
硫 |
S |
% |
0.07 |
|
|
灰分 |
A |
% |
8.19 |
|
|
水分 |
M |
% |
32.12 |
|
|
挥发分 |
V |
% |
50.91 |
|
|
固定碳 |
FC |
% |
8.46 |
|
|
低微发热量 |
Q |
KJ/KG |
2387.742 |
|
|
钾 |
K |
% |
0.67 |
|
3.2燃料输送系统
菌菇料由汽车通过设在产生地的收购点收购，通过汽车运入生物质燃料库。燃料库为45m x90m，堆高3m，有效堆积区域可贮料约2000t按单台锅炉耗量12.33t/h计算，可储料6.5天。
根据江山市的气象资料，江山市的连续降雨天数最长约1 0天左右，本工程考虑在各乡镇设置8个点进行收集和晾晒。每个收购点考虑储存电厂燃用3～5天的储存量，8个收购点共可储存约30天的用量，收购点—般在30km以内，最远不超过50km．可以满足锅炉的储存和使用要求。
堆积在菌料库的料科先由压制机（经过颗粒机或者秸秆压块机）压制成小颗粒，再由皮带输送机输送至炉前料仓。根据锅炉耗量，上料系统采用单线，所配的带式输送机带宽B=1200mm，带速0.8m/s，输送能力Q=380m
3/h。
本工程仅为一台循环流化床锅炉改造，锅炉规模并未扩大，原有的上下水系统、压缩空气系统、化学水处理系统等均保持不变，可以满足改造后的要求。
4主要技术经济指标
本工程实施后主要技术经济指标见表二：
|
序号 |
项目 |
单位 |
指标 |
|
1 |
总投资 |
万元 |
2050 |
|
2 |
发电功率（仅生物质） |
KW |
7500 |
|
3 |
年运行时间 |
h |
6000 |
|
4 |
年发电量 |
KW·h |
4500×104 |
|
5 |
厂用电功率 |
KW |
930 |
|
6 |
厂用电源 |
% |
12.4 |
|
7 |
全厂年供电量 |
KW·h |
3.942×104 |
|
8 |
锅炉热效率 |
% |
89.5 |
|
9 |
占地面积 |
|
4100 |
|
10 |
年耗生物质燃料量 |
t |
72980 |
|
11 |
电厂标煤耗量 |
t |
3.51 |
|
其中发电标煤耗量 |
|
3.51 |
|
12 |
全厂标准煤耗率 |
|
|
|
发电标准煤耗率 |
|
468 |
|
供电标准煤耗率 |
|
532 |
|
13 |
全厂用电率 |
% |
12.4 |
|
14 |
新增人员 |
人 |
12 |
|
15 |
燃料成本 |
元/ KW·h |
0.411 |
|
发电收益 |
元/ KW·h |
0.75 |
|
原煤电销量价格（含税） |
元/ KW·h |
0.5755 |
|
16 |
全部投资内部收益率 |
% |
12.68（税前）
10.08（税后） |
|
17 |
投资利润率 |
% |
8.52 |
|
18 |
全部投资回收年限（含1年建设期） |
% |
税前6.86率
税后7.54率 |
|
19 |
全厂年节约标煤量 |
% |
13797 |
5社会适应性分析
江山市地处浙江省西南部，是浙江省食用菌和木材加工大区，每年木材加工场的下脚料及亩袋填充料没有充分利用，白白烧掉或废弃，造成了环境的污染，给广大当地居民的生产、生活造成了很大影响。项目通过拆除现有45t/h中温中压石煤综合利用循环流化床锅炉部分构件，改造为适用生物质燃料的循环流化床锅炉，每年综合利用菌袋填充料以及其他生物质等73980t，按照供电量计算年节约标煤13797t，同时大大减少了污染物的排放，减轻了环境污染。
项目改造后每年综合利用菌袋填充科以及其他生物质等73980t，按照市场价250元每吨收购，可以为当地农民提供约1849.5万元的收入，使农民在收获蘑菇的同时，增加了一笔额外收入，由于废弃物的回收利用，当地农村面貌也得到改善，为江山地区“三农”问题的解决开出了一条实实在在的道路，将会受到当地政府和老百姓的欢迎和支持。
