生物质燃料管理范例(3篇)

生物质燃料管理范文

1生物质混燃技术分类和国内外应用现状

从混燃技术上可分为：（1）直接混合燃烧：经预处理的生物质直接输入锅炉系统燃烧；（2）间接混合燃烧：将生物质气化后的燃气输入锅炉系统燃烧；（3）并联燃烧：生物质在与传统锅炉并联的独立锅炉中燃烧，将所产蒸汽供给发电机组.根据混合点位置不同，直接混合燃烧又可分为共磨方案（在磨煤机前混合）、共管方案（在磨煤机后煤粉管道内混合）和独立喷燃方案（在锅炉燃烧室混合）.独立喷燃方案将成为未来发展方向[2].从生物质形态上可分为直接破碎混燃和成型颗粒混燃.

欧洲及北美等发达国家从上世纪90年代开始进行了多种混燃技术的示范工程，取得了一系列重要的成果.截至目前，国内未见在煤粉炉中使用独立喷燃方案燃用生物质成型燃料的实际工程实例报道.

2生物质混燃技术的关键设备和系统分析

受散状生物质收集半径所限，常规秸秆类生物质无法远距离运输，在一定程度上限制了生物质混燃电站的生物质供应链，而蓬勃发展的生物质成型燃料产业将会使生物质混燃技术进入全新的发展阶段.先进的生物质颗粒成型燃料的加工能耗约为70kWh·t-1[5]，约仅占其热值的2%左右.由于成型后燃料密度大（800～1400kg·m-3），且水分低（<15%），生物质燃料的能量密度得到大幅度提高，对长期储存及远距离运输十分有利，使生物质发电项目不再受秸秆收集半径的制约，真正实现全行业规模化应用.以下以独立喷燃方案为例，对混燃技术相关设备及相关系统进行分析.

2.1生物质成型燃料的储存运输处理系统配置要求

入厂原料采用生物质成型颗粒燃料的混燃技术，一般要求颗粒粒径在10mm左右.此模式能克服传统生物质易堵塞特性.欧洲实践经验表明，生物质颗粒可存放于封闭式料场，通过刮板机上料；也可在电厂内存放于大型筒仓之中，通过皮带输运.为了释放长期存储可能产生的热量，筒仓通常需要设置螺旋给料、斗提等自循环系统，并配有可燃气体浓度监测装置及爆破门，以进一步提高安全性.由于生物质成型燃料的加工过程已经完成了纤维破碎，因此可经仓储、输送过程后直接进入后续的制粉工艺.

2.2粉碎设备

生物质混燃共磨方案使用电站原有的磨煤机制粉系统磨制生物质燃料有一定的局限性，运行期间需要关注磨煤机电流、石子煤量、出口风温等特性指标，需严格控制较低的混燃比例，以免造成生物质燃料阻塞磨煤机，引起磨煤机故障.另外，需要严格关注送粉管道挥发分浓度，避免出现爆燃事故.该系统设备简单，但可靠性稍差.

共管及独立喷燃方案需要单独配置生物质粉碎设备.经国内外调研，粉碎终点粒度控制在3mm以下较佳[1]，可在约1000℃的炉膛内充分燃烬.目前主要有两种类型设备可实现规模化应用.

（1）锤片粉碎机（HammerMill）

如图1所示，此类设备非常适合粉碎处理秸秆、木材等生物质类物料，技术成熟可靠[6].通常为卧式结构，锤片在机内高速飞转，将物料锤碎至需要的过筛尺寸.国内主要应用于饲料及食品行业，国产设备单机最大生产能力约5～10t·h-1.近期，随着生物质成型燃料加工行业的兴起，也有个别厂家能够设计生产能力20t·h-1以上的产品，但目前尚无实际运行业绩支撑.国外设备经验较丰富，如瑞典BRUKS公司的最大型号单机额定功率500kW，配有470块锤片，转子直径1600mm，锤片末端线速度达78m·s-1，滤网面积可达8m2，设备价格高达300万元.

图1锤片粉碎机

Fig.1

Hammermill

（2）雷蒙磨粉机（RaymondMill）

如图2所示，此类设备历史悠久，在国内外矿产品粉体加工领域应用广泛[7].该设备为立式结构，工作原理为：旋转磨辊在离心力作用下紧滚压在磨环上，将物料碾压破碎成粉；内置旋转铲刀防止物料堆积；磨内通风把成粉的物料吹起，达不到粒度要求的物料被分析机阻挡后重回到磨腔继续研磨；达到粒度要求的物料则可通过旋转分析机后进旋风分离器分离收集.国内一些制造厂对传统技术进行升级，成品粒度更小，比功耗更低，但在生物质领域的适应性尚不明确.国内设备供应商维科重工曾配合笔者单位进行了生物质成型颗粒燃料的试磨试验，可以预期185kW最大型号设备单机生产能力达20～40t·h-1，成品粒度在0.5mm以下.

图2雷蒙磨粉机

Fig.2

Raymondmill

2.3燃烧器要求及气力输送配置

生物质燃料收到基含有约70%的挥发分，极易点燃及燃烬.国外一些公司开发了先进复杂的生物质专用燃烧器，但在笔者调研时发现十里泉电厂混燃示范项目实践中丹麦进口燃烧器的故障率较高，电厂已将其改造为简单的钢管燃烧器，且运行效果佳.燃烧系统的关键是将一次风量与燃料量相匹配，经初步计算四角切圆煤粉炉中独立喷燃方案，配10t·h-1的生物质燃烧器推荐配一次风量为4000Nm3·h-1.合理地选择一次风速，并将其作为输送介质将生物质粉末吹送入燃烧器时宜选择稀相压送式装置，这在气力输送行业有丰富的经验，在此不再赘述[8].

2.4混燃对锅炉受热面的影响

碱金属氯化物（KCl等）的低温沉积腐蚀问题一直是困扰生物质直燃领域的一个技术难点，直接燃烧产生KCl等物质在含Cr合金钢受热面上发生沉积而导致严重的氯腐蚀问题.碱金属氯化物的高温腐蚀，直接限制了热力工质参数的进一步提高，导致目前生物质直燃电站的热电转换效率偏低.但在混燃技术领域，实验室及现场测试均表明，燃煤中含量较高的S元素及Al，Si，Fe类灰成分，将会使K等碱金属形成高熔点化合物，Cl元素则以超低浓度气相HCl的形式随烟气排放，因此混燃时的腐蚀速率比直燃技术低很多数量级[9].控制混燃热量比在15%以下（质量比<20%）时，传统锅炉并不需要做特别的改进，对锅炉运行可靠性不会造成影响.

2.5环境影响分析

生物质低灰低硫高挥发分的特性，宜与燃煤形成互补效应.大量研究表明，在传统电站中混燃少量的生物质后，单位供电量下的SO2，NOx，粉尘等污染物排放强度均可降低，且不会对原配置的环保设备造成负面影响，特别适宜在一些受污染物排放总量减排政策制约的电站中推广使用.值得关注的是，对于某些秸秆类生物质内的高碱金属，燃烧烟气可能有促使钒基SCR催化剂中毒的风险[10]，尚需进一步研究其机理后，对不同生物质的混燃比进行限制.

由于生物质内C元素在自然界中是循环利用的，同直燃技术一样，混燃技术中由生物质燃烧产生的CO2可不视为温室气体排放.年消耗约15万t生物质（收到基碳含量按40%计）的混燃技术项目，可因少用煤炭而折算的CO2减排50万t以上.如果未来实施全球碳排放交易，由此产生的收益将达到1亿元人民币数量级（参考欧洲目前碳排放交易经验，每吨CO2的减排补贴为25欧元）[11].

2.6混燃比计量与检测设备

混燃比是衡量混燃电厂供电中的可再生能源份额的重要指标.混燃比计量可分为两种方式：

（1）燃料侧计量：实际应用中，绿色电力份额可转化成生物质混燃热量比考虑，可由入厂原料汽车衡装置，或者皮带及给料机上设置的重力式传感器计量混燃的生物质重量，之后再综合入炉煤重量及生物质与煤的热值实验室分析数据转换取得.但对多种生物质燃料的取样分析过程繁琐，数据精度不高，且过程中存在大量的人为因素，有以虚假信息换取巨额绿电补贴的可能性.

（2）烟气侧计量：其原理同考古领域常见的14C断代法基本相同，已经拓展至环境监测领域[12-13].C元素中放射性同位素14C的半衰期为5730a，其化学性质与常见的12C相同，且大气环境及生物质燃料中的14C/12C比例基本稳定在10-12数量级.由于化石燃料形成年代距今达上亿年之久，基本检测不到14C，因此可通过测量混燃锅炉排烟中的14C/12C比例精确计量电站的混燃比率（生物基的百分含量）.目前的先进加速器质谱AMS技术测量同位素比值的灵敏度可达10-15至10-16，可对混燃比作出非常准确的判断.欧美多国已经制定了针对燃料的生物基份额的检测标准，如ASTMD6866、CEN15591/15747等，并在积极开发14C同位素同步在线监测技术.我国尚未开展此方面的研究工作.

3当前面临的主要矛盾及建议

生物质直燃发电的单位造价在万元·kW-1数量级，而混燃改造的投资低得多，采用国产设备的混燃系统投资仅在百元·kW-1数量级，且混燃技术的燃料热电转化效率明显优于直燃技术，是一种生物质能利用的有效方式.

生物质混燃在发电技术层面的问题已经明晰落实，但受国内监管体系制约，电网公司很难核实混燃电站实际运行中的生物质消耗量，可再生能源补贴量因此很难确定.混燃计量检测技术已经成为绿电价格补贴政策无法拓展到生物质混燃领域的主要瓶颈因素，严重制约了经济性较好的混燃技术的规模化应用.

按照2006年颁布的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》中有关发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目，视同常规能源发电项目，执行当地燃煤电厂的标杆电价，不享受补贴电价”的规定，也就是说生物质在燃料比例中要大于80%才能享受补贴，而目前的混燃比例一般在20%以下，所以生物质混燃项目并不能享有与直燃电厂等效的电价补贴[14].从目前市场现状来看，单位热值的生物质燃料价格仍高于对应的煤价，如无电价补贴等刺激性政策，火力发电厂更加愿意燃用煤，这是目前我国生物质混燃技术无法规模推广应用的一个主要原因.

建议尽快开发监测生物质使用量的客观评价体系和烟气侧14C同步在线检测技术，政策上尽快完善燃料侧监管体系和制度，引领生物质产业健康发展.

参考文献：

[1]张明，袁益超，刘聿拯.生物质直接燃烧技术的发展研究[J].能源研究与信息，2005，21（1）：15-20.

[2]雅克·范鲁，耶普·克佩耶.生物质燃烧与混合燃烧技术手册[M].田宜水，姚向君，译.北京：化学工业出版社，2008.

.BiomassandBioenergy，2010，34（5）：620-629.

.山东电力技术，2006（2）：65-68.

[5]肖宏儒，宋卫东，钟成义，等.生物质成型燃料加工技术与装备的研究[J].农业工程技术·新能源产业，2009（10）：16-23.

[6]祖宇，郝玲，董良杰，等.我国秸秆粉碎机的研究现状与展望[J].安徽农业科学，2012，40（3）：1753-1756.

[7]刘佳欣.雷蒙磨粉机：历史与未来发展趋势展望[J].中国粉体工业，2011（1）：4-6.

[8]李诗久，周晓君.气力输送理论与应用[M].北京：机械工业出版社，1992.

[9]LOOSV，KOPPEJANJ.Thehandbookofbiomasscombustionandcofiring[M].London：Earthscan，2010.

[10]BAXTERL，KOPPEJANJ.Biomasscoalcocombustionopportunityforaffordablerenewableenergy[J].Fuel，2005，84（10）：1295-1302.

[11]李定凯.对芬兰和英国生物质煤混燃发电情况的考察[J].电力技术，2010，19（2）：2-7.

[12]刘卫，位楠楠，王广华，等.碳同位素比技术定量估算城市大气CO2的来源[J].环境科学，2012，33（4）：1041-1048.

[13]奚娴婷，丁杏芳，付东坡，等.用一年生植物研究大气14C分布与化石源CO2排放[J].科学通报，2011，56（13）：1026-1031.

生物质燃料管理范文篇2

加热炉交叉限制控制方案设计

以A炉为例,即上图。设计加热炉的交叉限制复杂控制方案的主要目的包括两方面,其一是通过交叉限制空气侧与燃料侧,使得尽量减少加热炉所需要消耗的燃料,同时合理对燃料与空气进行配比,从而对燃烧过程中的安全与平稳加以保证,也就是平稳运行、节能降耗的目的,其二是借助自动控制功能,使得加热炉管内的工艺物料能够平稳地到达设计的温度,这方面是工艺的核心要求。

(一)工艺侧设计

加热炉炉膛结构、燃烧器布置与型式、炉管的尺寸、长度、走向等决定了工艺侧加热炉炉管的体积。加热炉管中进入工艺物料后,通过有效被加热区域,而后完成加热操作于加热炉管的出口位置。以有效加热段长度与物料的流速为依据,就能够推算得到物料被加热的时间。同时根据入口处物料的操作密度、操作温度与操作压力以及被加热段的尺寸,就能够推算得到物料在有效被加热段中的质量。

所谓加热操作就是指在被加热时间段以内,在炉管入口处把工艺物料的温度提高到满足工艺要求的出口温度。由于工艺物料温度提升到某个点所需要热量基本上是个固定值,其中的热量则是由加热炉燃烧燃料提供的,又因燃料的单位燃烧热量值也是个固定值,因此燃料质量与所产生的热量值是能够对应推算得到的,同时被加热时间也是能够控制的,故能够对所需要燃料的流量质量进行推算。

由此可知,在对加热炉工艺侧进行控制方案设计时,可以通过所需要燃料流量质量与工艺物料在炉管出口处的温度情况的相应关系来获取加热炉工艺侧控制设计所需要的数据。一般情况下,在加热炉操作过程中,还需要专业操作人员根据实际情况来确定最终的对应数据。

(二)燃料侧设计

所设计的燃料侧控制方案的主要内容有空气/燃料比率计算、燃料气控制、燃料油控制、燃料模式选择以及总燃料流量质量计算。

1、空气/燃料比率计算。TY-1002B高选器分别选择燃料侧的总燃料流量质量测量值、工艺侧总燃料流量质量所需值后,借助HY-1201B空气/燃料计算模块进行换算。此步骤对于保证燃料燃烧效率、降低能耗有着至关重要的影响,同时还需要操作人员在实际操作过程中来进行及时修正与确定。

2、燃料气控制。设计方案中的密度补偿计算模块的作用就是计算燃料气的流量质量,以保证燃料气流量质量不会受到管线温度与压力的波动影响。密度补偿计算模块FY-1101A接收到测量自燃料气管线上的密度值与流量值信号后进行补偿计算,其公式为:

在这个步骤中,所设计的交叉限制复杂控制计算实际所使用的燃料气流量质量测量值可选择未经补偿的流量值或是补偿后的流量值。同时,此数据还需要通过三个计算模块:一是FIC-1101,负责控制燃料气管线的调节阀,二是FY-1102,其与燃料油流量质量测量值一起参与计算总燃料的流量质量值,三是FY-1111,其与空气侧或工艺侧所需要的总燃料流量质量一起参与对所需要燃料油流量质量值的计算过程。

3、燃料油控制。FT-1111,即燃料油管线流量质量变送器把所检测到的流量值作为PV值送至FIC-1111,即流量控制器。TY-1002A低选器分别选择空气侧与工艺侧的总燃料流量质量需要量后,其中的较低数据将被传送至FY-1111作被减数之用,而直接检测且未经补偿所得到的燃料气流量质量测量值则从FY-1101B传送到FY-1111,作减数之用。将两者相减即算得所需要的燃料油流量质量值,随后将此数据传送至流量控制器,即FIC-1111。

4、燃料模式选择。HS-1122,即燃料模式选择模块,所提供的燃料模式共有三种:一是只烧油,不烧气,这种模式燃料油流量质量与总燃料流量质量相同。二是只烧气,不烧油,这种模式燃料气流量质量与总燃料流量质量相同。三是既烧气,又烧油,这种模式燃料气流量质量*K再加燃料油流量质量的和值与总燃料流量质量相同。

5、总燃料流量质量计算。FY-1102模块,即总燃料流量质量加法器,其将燃料气与燃料油的流量质量以热值比的关系,向统一的燃料油流量质量换算,进而使计算单位统一。由于燃料气与燃料油的单位质量燃烧热量都不尽相同,因此设燃料气/燃料油单位热值比为K,其具体公式则为:&nb

sp;总燃料流量质量=(燃料气流量质量*K)+燃料油流量质量

(三)空气侧设计

所设计的燃料侧控制方案的主要内容有空气流量控制、空气/燃料比率计算、空气/氧气体积分数比率计算、流量温度补偿计算等。

1、空气流量控制。PID调节回路即为本设计空气流量控制,它的PV值由FY-1201B所传送的最佳空气流量质量值,FV-1201空气流量调节阀则由MV值控制,其SP值则是燃料侧或工艺侧经高选后的总燃料流量质量计算而得到的需要空气流量质量值。

2、空气/燃料比率计算。此模块HY-1201A类同于燃料控制中的空气/燃料比计算HY-1201B。

3、空气/氧气体积比率计算。此计算模块是通过控制烟气氧体积分数与空气流量并借助与经验比率值的结合,从而计算出最为有效、合理的空气流量质量值。

4、流量温度补偿。以理想气体状态公式为依据来实施气体流量补偿计算。强制进风加热炉中的空气压力始终与常压相仿,因此补偿只需要考虑温度方面,FY-1201A补偿公式:

经补偿计算后的信号值随即传送至空气/氧气体积分数比率计算模块,即FY-1201B。

参考文献:

[1]左为恒,王彦.燃料加热炉燃烧控制方法的研究.[J].热能动力工程.2010,25(5).

生物质燃料管理范文

【关键词】城市；地下管线；火灾；扑救对策

一、城市地下管线分类

1.给水管线：生活、消防、中水、工业等用水管道。

2.排水管线：雨水、污水和雨污河流等管道。

3.热力管线：采暖、热水等管道。

4.燃气管线：天然气、煤气、液化石油气等输配管道。

5.电力管线：动力、照明、路灯等各种输配管道和直埋电缆。

6.电信管线：电话、广播、电视、军讯、铁讯及其它专业通讯管道。

7.工业管线：输送丙烯、氧气、油料和排渣等各种工业生产原料管道。

二、城市地下管线内不燃物和可燃物

分析地下管线内哪些物质可燃，哪些不燃，可以帮助消防员初步判断起火物质，进而采取有效的灭火措施。

1、地下管线内不燃物。大部分管道主要采用钢、铸铁、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、砖、石、石棉水泥、陶土、玻璃钢等物质构造的。在自然状态下，这些物质本身不燃，没有火灾危险性。

2、热力管线内可燃物。对于温度较高的热力管道保温，一般选用岩棉及超细玻璃棉管壳，以及微孔硅酸钙管壳。对于温度较低的热力管道保温，一般选用超细玻璃棉，岩棉管壳及聚氨脂泡沫塑料。实践证明，虽然这些物质具有保温、消音、隔热、阻燃等特性，但在长时间自然条件下，局部结构可能破坏，使其具有易燃性。

3、电力管线内可燃物。比如电缆，它是将一根或数根绝缘的导电芯线绞合，裹以相应的绝缘以后，外加金属或非金属（铝、铅或塑料等）防护层而成。生产电缆使用的绝缘材料主要有油浸纸、橡胶、聚氯乙烯等，填充材料主要是黄麻，均为可燃物，有些产品还需充油、浸漆，有的要烘燥，因此都有一定的火灾危险性。

4、燃气管线内可燃物。主要包括天然气、煤气、液化石油气等，这些物质燃烧速度快、火焰温度高、易发生爆炸、易复燃复爆、易造成人员伤亡、火灾扑救困难。其输配管线常用的管道有钢管、铸铁管、塑料管等，而塑料管使用较多的是聚乙烯管和聚氯乙烯管，这些也都是可燃物质。

5、工业管线内可燃物。主要包括丙烯、氧气、油料，这些物质易爆炸、易着火、辐射热强、易形成立体火灾，火灾扑救难度大。利用地下管线进行原料输送的一般都不是小化工，而大化工企业，内部储存的带压可燃物数量一般较多，火势可以在平面和立面蔓延，形成多个火点和大面积的流淌火。

6、其他可燃物。比如排水管线、热力管线中，长时间密闭条件，各种微生物发酵及分解作用，可能产生沼气等可燃气体，这些气体在达到极限范围时，遇到明火或其他能量，可能发生爆炸燃烧事故，放出大量的热能。

三、城市地下管线火灾事故案例

由于缺乏统一有效的管理，加上违章操作，城市地下管线火灾事故时有发生，严重影响群众生产和生活。

1、2008年6月5日，位于广东湛江市赤坎康宁路的一处地下排污管道发生不明气体起火连环爆炸事故，附近的部分居民楼及陈屋港村民宅共有41间不同程度被爆炸气流冲击震损，造成多人受伤。

2、2009年9月1日，位于广西钦州市二桥头旁一间环保公厕因地下管道天然气泄漏引发爆炸起火，造成两名市民被不同程度烧伤。

3、2010年7月28日，江苏省南京市原南京塑料四厂旧址，在平整拆迁土地过程中，挖掘机挖穿了地下丙烯管道，大量液态丙烯泄漏后遇到明火发生爆燃，事故造成13人死亡、120人住院治疗，以及周边近两平方公里范围内的3000多户居民住房受损。

4、2010年7月16日，位于辽宁省大连市大连保税区的大连中石油国际储运有限公司原油罐区输油管道发生爆炸，引发大火并造成大量原油泄漏，附近海域被污染，事故造成的直接财产损失为2.2余亿元。

5、2012年4月21日，湖北省十堰市中心城区某处地下管网，因弱电电缆与供热管道交织，温度过高引起电缆着火燃烧造成起火，事故导致沿线2000户居民停电断网，主城区中心片区广电网络中断。

四、城市地下管线火灾特点

城市地下管线火灾，具有地下建筑火灾、石油化工火灾特点，包括烟气危害大、处置时间长、连续蔓延快、救援任务重等。

1、烟气危害大。城市管线绝大多数都是铺设在管道井内，具有很强的隐蔽性，火灾初期很难发现。加上地下本身就缺氧、缺乏排烟通道，长时间的持续燃烧，会消耗大量的氧气，形成阴燃，内部积聚大量的一一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氯化氢等有毒有害物质。

2、处置时间长。城市地下管线出口少，进气口也是排烟口，所以很难判断火灾发展蔓延的方向，确定具体着火位置，火情侦察比较困难。加上地下管线内部通道弯曲狭窄，施救人员很难通过，难以形成有效的进攻阵地，消防员冒着高温烈焰和滚滚浓烟前行，水枪射流不能直接击中着火点。同时，地下管线底数不清，管理单位不能尽快提供图纸，影响灭火战斗时间。

3、连续蔓延快。城市地下管线内部可燃物危险性越高，火灾危险性越大，连续蔓延越快。特别是储存易燃易爆物质，比如丙烯、天然气、煤气、液化石油气，既有一定压力，又有多点泄漏，遇到明火或其他能量，会迅速燃烧蔓延，突破地下管道，形成多点燃烧和大面积的地面流淌火，需要消防员分片作战，逐个消灭。

4、救援任务重。城市地下管线有时由于爆炸而引发火灾。爆炸产生的冲击波，会造成人员伤亡和建筑物倒塌，在油（气）继续泄漏、立体燃烧、不间断爆炸的危险救援环境，施救人员要同时开展侦察、警戒、询情、疏散、救人、灭火等工作，救援任务显得异常繁重。