鍋爐燃燒機

我國農作物秸稈、農產品加工殘渣、林業殘渣、能源作物等生物質資源總量約為每年4.6億噸標準煤，目前我國生物質能源年利用率約為3500萬噸標準煤，利用率僅為7.6％。
    
     2016年，非化石能源占我國發電裝機容量結構的36.6%，但僅占我國發電裝機容量的28.9%，其中生物質發電裝機容量不到1%，因此生物質發電具有很大的發展空間。
    
     到2016年，我國生物質發電裝機容量已達到1214萬千瓦。其中，農林生物質發電裝機容量為605萬千瓦，垃圾焚燒發電裝機容量為574萬千瓦，沼氣發電裝機容量為35萬千瓦。幾乎所有的生物質發電都是純生物質發電，其裝機容量主要是低效率的小型機組，低蒸汽參數為1-30000kW，純生物質發電的裝機容量一般小于30%，因此，通過燃燒生物質發電具有低容量、低效率的特點。生物質發電不是生物質發電的主要發展方向。
    
     到2020年，我國燃煤電廠的裝機容量將達到11億千瓦。如果將50%的生物質用于燃煤電廠的混合燃燒發電，燃煤耦合生物質發電機組的總容量可達5.5億千瓦。據平均混燒量的10%估算，生物質發電廠的轉化裝機容量可達5500萬千瓦。
    
     如果中國每年有50%的生物質用于發電，發電能力約為7200億千瓦時，到2016年將轉化為1.8億千瓦的裝機容量，相當于全國發電量的1200千瓦。也就是說，燃煤發電的二氧化碳排放將大大減少，因此，在大容量高效燃煤電廠中采用燃煤耦合生物質發電應該是現階段我國大幅度降低碳排放的主要措施。
    
     生物質發電的裝機容量占總裝機容量的1%以下，具有很大的發展空間。
    
     到2016年，我國生物質發電裝機容量已達到1214萬千瓦。其中，農林生物質發電裝機容量為605萬千瓦，垃圾焚燒發電裝機容量為574萬千瓦，沼氣發電裝機容量為35萬千瓦。幾乎所有的生物質發電都是純生物質發電，其裝機容量主要是低效率的小型機組，低蒸汽參數為1-30000kW，純生物質發電的裝機容量一般小于30%，因此，通過燃燒生物質發電具有低容量、低效率的特點。生物質發電不是生物質發電的主要發展方向。
    
     到2020年，我國燃煤電廠的裝機容量將達到11億千瓦。如果將50%的生物質用于燃煤電廠的混合燃燒發電，燃煤耦合生物質發電機組的總容量可達5.5億千瓦。據平均混燒量的10%估算，生物質發電廠的轉化裝機容量可達5500萬千瓦。
    
     如果中國每年有50%的生物質用于發電，發電能力約為7200億千瓦時，到2016年將轉化為1.8億千瓦的裝機容量，相當于全國發電量的1200千瓦。也就是說，燃煤發電的二氧化碳排放將大大減少，因此，在大容量高效燃煤電廠中采用燃煤耦合生物質發電應該是現階段我國大幅度降低碳排放的主要措施。
    
     (1)燃煤耦合生物質發電可以充分利用燃煤電廠現有的設施和系統，包括鍋爐、汽輪機和輔助系統，實現生物質發電，但僅需要新的蓄熱材料燃料處理系統，并對鍋爐燃燒器進行一些改造。初始投資較低。
    
     (2)燃煤耦合生物質發電項目一般不需要發電廠墻外的額外土地，而純生物質發電項目則需要新的土地征用，例如，215000kW純燃燒生物質機組的面積約為68000m2。根據這一計算，如果上述1.8億千瓦機組全部采用純燃燒生物質機組，其面積將高達4億平方米。
    
     (4)對于純生物質發電項目，機組的可持續性完全取決于生物質燃料的供應，而燃煤耦合生物質發電機組的運行不依賴于生物質燃料的供應，因此生物質混合燃燒模式在生物質收集標志中具有較強的討價還價能力。因此，燃煤耦合生物質發電可以降低生物質燃料供應風險的燃料靈活性。與純生物質發電相比，混合生物質發電的投資和運行成本最低。
    
     (5)燃煤耦合生物質發電可以充分利用燃煤電廠大容量、高蒸汽參數的優點，實現高效率，使生物質發電效率在較大容量水平上達到當今燃煤電廠的最高水平。ed電廠不受鍋爐容量和蒸汽參數的限制。
    
     綜上所述，大型高效燃煤電廠燃煤耦合生物質發電是燃煤電廠在大容量、高效率基礎上實現CO2減排的最經濟技術選擇。（作者茅建雄，清華大學熱工系教授。他的研究方向是熱能工程和潔凈煤發電技術。