我国《可再生能源中长期发展规划》提出，到2010年，农林生物质发电总装机容量达到400万千瓦，到2020年达到2400万千瓦。据测算，中国可开发的生物质能资源总量（含城市生活垃圾）近期每年约为5亿吨标准煤，远期每年可达10亿吨标准煤。即使按5亿吨标准煤计算，生物质发电可满足中国能源消费量的20%以上的电力，年可减少排放二氧化碳近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2 500万吨。除此之外，秸秆燃烧产生的灰分还可作为优质钾肥还田使用，一台2.5万千瓦生物质发电机组年生产达8000吨左右灰分。未来的十年是生物质直燃发电产业快速发展时期，大规模利用农作物秸杆的发电产业将会得到蓬勃发展。充分利用农村丰富的秸秆资源，对实现节能减排、保护生态环境具有重要的现实意义和应用价值，富通新能源专业销售生物质锅炉，同时我们还生产销售秸秆颗粒机、木屑颗粒机、秸秆压块机压制的木屑生物质颗粒燃料。
国外具有代表性的生物质发电技术是美国CE公司、B&W公司采用循环流化床燃用生物质颗粒燃料（木片、木屑、枝丫等）；瑞典采用循环流化床锅炉燃烧树枝、树叶等林业废弃物；法国阿尔斯通公司采用流化床技术燃烧泰国稻壳；丹麦将干草与煤在循环流化床锅炉中混烧发电，以及采用BWE公司水冷振动炉排燃烧麦秸。它们共同特点是燃料比较单一。到2005年底，全世界生物质发电总装机容量约为5000万千瓦，主要集中在北欧和美国。
我国生物质发电始于2005年，在国家政策的支持下发展非常迅速，主要炉型有丹麦进口的水冷振动炉排锅炉和国产水冷振动炉排锅炉、流化床以及循环流化床锅炉、链条炉排锅炉、往复炉排锅炉等。
采用层燃技术燃烧生物质颗粒燃料，锅炉结构简单、操作方便、运行费用相对较低。但在层状燃烧中，由于生物质挥发分高达70%～80%，炉排上燃烧份额只有30%~50%，其余以气态和半悬浮状态燃烧，炉膛火焰中心温度维持在1200℃以上，燃料中的碱金属物质及氯元素在这种条件下都倾向于进入气相，部分碱金属直接形成碱盐蒸气的形式，部分通过气相、气固相的复杂过程形成低熔点的复杂化合物，并在高温下呈熔融或部分熔融的状态进入上部炉膛以及炉膛出口的尾部受热面，导致炉膛及尾部受热面产生严重结渣、积灰、腐蚀问题。由于炉排炉对燃料变动的适应性较差，对水分超过40%的燃料就更差，一旦燃料的物理、化学特性发生改变，很容易造成燃烧效率降低和碱金属问题恶化。国内生物质颗粒燃料具有多样性和复杂性，生物质电厂的燃料种类在各个季节差异很大，甚至同时混用多种燃料，各种燃料间的密度、体积、水分等性质差别非常大，层状燃烧的炉排炉已难适应。
以流化床和循环流化床为代表的流化燃烧，由于可以采用砂子、燃煤炉渣等作为流化介质，形成蓄热量大、温度适中的密相床层，为高水分（40%以上）、低热值的生物质提供优越的着火条件，使得生物质着火及时、燃烧完全，提高了锅炉热效率。另外，流化床锅炉能够维持在650 - 850℃稳定燃烧，而且燃料适应性广，在床温800℃以内燃料燃尽后不易结渣，NOx排放低，具有显著的环保性能，得到国内外用户的认可。
2、我国生物质发电锅炉存在的问题
农作物秸秆作为燃料具有挥发分高、含水率高、氯、钾等碱金属含量高、热值低、灰熔点低等特点，容易产生炉内结渣和对流受热面积灰，对锅炉受热面产生腐蚀，因而生物质锅炉的设计难度较大，目前国内生物质锅炉在设计与运行方面存在不少问题。
2.1层状燃烧的现状及存在问题
目前层燃锅炉主要是进口丹麦BWE公司的130t/h水冷振动炉排锅炉，技术比较成熟。由于BWE公司的130t/h水冷振动炉排炉是针对麦秸研发的，在国内燃烧玉米秸杆、棉花秸秆时有些不适应，出现给料困难．在燃烧玉米秸秆与稻壳混烧时出现炉内燃烧不稳，灰渣及飞灰含碳量高，热效率远偏离设计值。进口BWE公司水冷振动炉排对多种生物质混合燃料适应性较差，在燃烧方式上由于没有摆脱高温火焰区，炉排表面温度达到l 200℃以上，因而水冷壁结渣、炉内过热器积灰及腐蚀严重，炉膛及炉排上熔渣问题也没有得到根本的解决；对于层燃炉来说，目前BWE公司的水冷振动炉排炉的运行效果在国内是最好的，但是锅炉售价是国产锅炉的3倍以上，一般用户难以接受。国产的水冷振动炉排炉技术还不成熟，主要体现在给料困难，运行不稳定，出力不足。层燃炉对单一生物质颗粒燃料适应性较好，当燃烧多种燃料时，对层燃炉来说难度很大，要求几种燃料配比合理才能保证稳定燃烧。从目前国内10～35t/h燃烧纯稻壳链条炉来说，炉渣及飞灰含碳量比流化床或循环流化床高10%以上，热效率较低。层燃炉对生物质含水率比较敏感，当秸秆水分超过40%时出现着火困难。目前看来层燃炉比较适合燃烧木质类生物质如木屑（气力输送炉内，悬浮燃烧）、树枝等，运行效果较好。
2.2高倍率循环流化床存在问题
采用流化床及循环流化床燃烧农业秸秆因燃料中钾含量高容易导致床料结焦，所以开始不被人们接受，但实践证明只要床温控制在800℃以内是可以燃烧农业秸秆的。但高倍率循环流化床给料点通常为微正压，很容易出现回火现象，曾出现过因回火将给料系统严重烧毁的案例。为了解决回火问题就不得不加大炉膛出口负压，相当于提高引风机阻力。目前循环流化床存在的另一主要问题是出力仅为设计参数的80%左右，这主要是因结焦风险使得运行温度一般不超过820℃（纯烧稻壳除外），同时，燃烧生物质本身传热系数就低于燃煤循环流化床，二者的共同作用结果使得出力难以达到设计参数。另外运行中还发现，采用高温绝热分离器时，出现分离器内结焦，即分离器内出现再燃现象，这对燃煤循环流化床来说是正常现象，因为即使再燃也不会出现结焦问题，但对燃烧生物质来说，情况完全不同，因为灰熔点低，容易造成分离器内结焦。某电厂为了避免分离器内结焦，不得不增加燃烧风量，使得炉膛出口氧量达到7%～8%，以保证烟气携带的飞灰在进分离器之前就燃烧完全，否则分离器和回料阀内就会结焦。为解决氯、钾引起的高温腐蚀问题，将高温过热器布置在外置换热器中，高温腐蚀大为减轻，高温过热器材料采用普通的12CrIMoVC就可满足要求，可节省初投资，这是好的一面，但是不利的一面是高压风机运行风压为25 ~30 kPa．风机耗电多，过热器检修困难。
目前作者认为稻壳比较适合采用循环流化床燃烧，原因是稻壳是最难燃尽的生物质，而且稻壳的灰熔点与煤相当，只要不用砂子做床料（高温下砂子会与钾反应生成硅酸钾，导致床料结焦），燃烧温度控制在850～900℃也没有问题，为了燃烧完全采用高循环倍率也很必要。由于稻壳具有流动性，便于气力输送给料，解决了微正压给料的难题。鉴于稻壳低温(600～700℃)烧透特性，可以将床温控制在650±50℃，采用高循环倍率的目的是控制床温及燃尽，这时可以用砂子做床料，因为在这温度范围内砂子与稻壳中的钾反应很缓慢，加之床内烟气速度较高，床料在烟气作用下湍动强烈，不易结焦。这样做的目的不仅是燃烧稻壳发电，更进一步是要获得稻壳低温燃烧后形成的灰，因为这种灰具有类似火山灰的活性，可作为水泥添加剂，可大幅度提高水泥强度，据说国际市场上售价在4000元／吨左右，可解决稻壳灰的出路问题。
3、建议采用流化床或低倍率循环流化床燃烧生物质
3.1流化床和低倍率循环流化床燃烧生物质的技术特点
流化床和低倍率循环流化床的技术特点是v+4T。具体含义如下：
(1)V( Vapourization)-燃料的挥发、气化。让燃料在给入炉膛时迅速挥发与气化，促进KCI、KOH等的挥发[11.12]，降低入炉床燃料的含钾量，从而提高灰熔点，确保密相区不结焦，保证锅炉的长期稳定运行。
(2)T(Temperature)-温度。采用大炉膛、大水冷度、低截面热负荷，强化辐射换热，避免局部高温，控制入料口附近炉膛温度；采用风量控制或差速床技术，控制炉床的温度，防止炉床结焦；控制炉膛出口温度，防止过热器过度积灰与腐蚀。
(3)T(Time)——停留时间。保证足够的一次燃尽时间，防止炉膛之后出现二次燃烧；保证燃料落入炉床时KCI、KOH等挥发气化所需时间。
(4)T(Turbulence)-加强混合。采用二次风加强可燃气体与空气的混合，确保在炉内燃烧完全，同时控制NOx排放。
(5)T (in Time)-及时清灰。采用脉冲吹灰器（包括瓦斯炮和空气炮）、蒸汽吹灰器或其他清灰方式及时清除过热器及尾部受热面上的积灰，并要及时排除。
3.2流化床及低倍率循环流化床的设计建议
采用流化床及低倍率循环流化床燃烧生物质时的设计建议：
(1)锅炉燃料采用大皮带负压给料方式，有效解决多种燃料给料堵塞问题，彻底解决正压给料可能带来的隐患。
(2)通过布置密相区受热面可控制密相区在700～800℃温区内，解决床料结焦问题。
(3)采用大截面、给料区大水冷度以及二次风控制炉膛燃烧温度在750~ 850℃温区内。
(4)炉膛截面积大，烟速低，燃料一次携带量少，同时减少床料添加量。一般75 t/h级别的循环流化床每小时补充物料2t左右，而流化床只需要50 kg左右物料。
(5)鼓风机压头低于高倍率循环流化床，减少自身电耗。当燃料中不含稻壳等难燃物料时取消分离器，减少锅炉本体阻力，降低引风机电耗；当燃料中含有稻壳等难燃物料时可设分离器，采用低倍率循环，分离器阻力低于高倍率循环流化床。
(6)炉内积灰少，腐蚀较轻。
(7)分级送风控制NOx排放。
3.3流化床和低倍率循环流化床的应用业绩
哈尔滨工业大学研究采用流化床技术燃烧生物质如稻壳、各类秸秆、木屑、甘蔗渣、糠醛渣、棕榈须等已有20多年的历史，到目前为止，采用哈工大技术生产的流化床和低倍率循环流化床生物质锅炉已有30多台，锅炉容量范围为4 ~75t/h。其中20余台出口马来西亚、泰国和西非加纳共和国。10 t/h、20 t/h、35 t/h及75 t/h -批发电锅炉投入商业运行，受到国内外用户的好评。
4、结论
鉴于目前进口水冷振动炉排炉价格昂贵，国产水冷振动炉排炉技术还不成熟，以及高倍率循环流化床锅炉存在较多问题，我们认为采用流化床或低倍率循环流化床是较好的选择，它具有技术成熟、燃烧效率高、自耗电较低的特点，值得推广应用。
（转载请注明：富通新能源生物质锅炉http://www.ftxny.com/swzglcp/）
