在電能消耗持續攀升的背景下,占據發電主導地位的煤電企業,急需尋找煤炭的替代資源,以應對能源轉型和可持續發展的需求。與此同時,環保意識的增強給煤電企業帶來了更大的運行壓力。為緩解這一緊張局勢,生物質摻燒技術應運而生,并逐漸成為煤電企業日常工作的重要內容,為企業降低成本、實現綠色發展提供了新的途徑。
生物質作為光合作用的產物,涵蓋了動植物、微生物等多種有機體。從形態上可劃分為固體、液態、氣態三類;依據來源,又可分為林業資源、農業資源、水生藻類等多個類別。生物質能憑借可再生、環保、低碳的突出優勢,成為未來能源發展的關鍵方向之一。
隨著科技的高速發展、環境問題的日益嚴峻以及化石能源的過度消耗,生物質能的利用價值愈發凸顯。其可再生的特性,加之在全球能源結構中潛在的巨大占比,使得人類對生物質的關注度與日俱增,開發利用生物質能已成為能源領域的重要趨勢。
生物質特性復雜多樣,為確保鍋爐安全穩定運行,需根據其具體特點進行針對性設計。生物質生產工藝復雜,不同特性的生物質需采用不同的生產工藝,因此具體設計方案必須結合實際情況制定,實施個性化的摻燒技術方案。
以煤粉鍋爐為例,生物質與煤粉的燃燒特性存在差異。為使生物質更好地適配煤粉鍋爐,本項目采用獨立布置生物質燃燒器的方式,與原煤粉鍋爐進行耦合燃燒。生物質燃燒器安裝在C層煤粉燃燒器下方臨近的二次風風箱內,替換原有的二次風噴口。在改造過程中,保持二次風的作用、通風量及同流面積不變,僅對結構進行重新布置,并增設生物質物料噴口,以此實現生物質在煤粉鍋爐中的高效燃燒。
生物質的復雜性決定了并非所有生物質都能適用于鍋爐燃燒。目前,需依據生物質的種類和數量,采用多樣化的綜合利用方式。生物質摻燒技術在應用過程中存在一定局限性,不同種類生物質的摻燒技術難以簡單復制成功案例,更多的是借鑒成功經驗,針對具體生物質的特點進行規劃應用。
生物質摻燒系統較為復雜,主要包括生物質預處理和生物質物料運輸兩個關鍵環節。
生物質預處理環節,需依次經過初破碎、分揀、初粉碎、烘干、細粉碎等工序,將生物質處理成合格的物料后送入粉料倉,完成預處理流程。
生物質物料運輸方面,考慮到生物質物料的特性和新系統的布置距離,計劃采用氣力輸送方式。利用羅茨風機提供高壓氣體,將從生物質粉料倉輸出的物料在氣體的作用下,通過密閉管道輸送至鍋爐前。根據生物質燃燒器的布置結構,輸送管道在爐前分為兩部分,對角輸送至生物質燃燒器入口。
整個生物質摻燒系統根據工藝流程分為鍋爐房外和鍋爐房內兩部分。由于該系統為新增部分,鍋爐房外的施工可在鍋爐生產運行時進行。鍋爐房內部分則需區別對待:新增管道系統可依據設計圖紙在鍋爐運行時施工,施工過程中注意避免觸碰其他設備;而生物質燃燒器的施工以及主控系統的接入,則必須在鍋爐停運后進行,以確保施工安全和系統的順利安裝。