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一、生物質(zhì)氣化發(fā)電設備的工藝原理

生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)能熱化學轉(zhuǎn)換的一種技術，其基本原理是把農(nóng)、林廢棄物，包括廢樹枝、果殼、秸稈、木屑、稻草、稻殼、甘蔗渣等生物質(zhì)原料加熱，使較高分子量的有機碳氫化合物裂解，轉(zhuǎn)換為較低分子量的可燃氣體，這些可燃氣主要成份為CO、H2、CH4、等，熱值在1250kcal/m3左右。這些可燃氣經(jīng)過降溫、除焦凈化后，輸送到燃氣內(nèi)燃機中進行發(fā)電并網(wǎng)；氣體降溫過程中的余熱和內(nèi)燃機排出的高溫尾氣經(jīng)余熱鍋爐輸送給附近需要暖氣和蒸汽的用戶，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，這種熱電聯(lián)產(chǎn)設備既解決了電站周邊環(huán)境的污染，又為社會提供了清潔的低碳能源。

二、小型生物質(zhì)氣化發(fā)電設備的四個特點

生物質(zhì)氣化發(fā)電設備是生物質(zhì)能利用中有別于其他可再生能源獨特方式，其特點為：

1、該技術有充分的靈活性：由于不同地區(qū)生物質(zhì)原料分布的種類和數(shù)量不盡相同，所以可以因地制宜的規(guī)劃不同裝機規(guī)模的發(fā)電站，小到單個電站裝機規(guī)模400千瓦，大到2400千瓦。

2、具有較好的環(huán)保性：生物質(zhì)屬于可再生能源，可以有效的減少CO2、SO2等有害氣體的排放，而氣化過程一般溫度較低（600—800度），能有效的限制NOX的生成量。

3、有較好的經(jīng)濟性：生物質(zhì)氣化發(fā)電技術的靈活性，可以保證該技術在小規(guī)模機組中有較好的經(jīng)濟性，同時燃氣發(fā)電過程簡單，設備緊湊，工程投資小，投資回報高。

4、有較好的實用性：本套系統(tǒng)主要靠發(fā)電獲得經(jīng)濟效益，同時少量的燃氣可以滿足居民燒火做飯，余熱用來給社區(qū)居民供暖，所以生物質(zhì)氣化熱電聯(lián)產(chǎn)技術是所有生物質(zhì)發(fā)電方式中最經(jīng)濟的發(fā)電方式。

三、生物質(zhì)氣化發(fā)電設備的三個過程

生物質(zhì)氣化熱電聯(lián)產(chǎn)包括三個過程：

1、生物質(zhì)氣化過程。把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣體燃料。

2、

燃氣凈化過程。氣化出來的可然氣體都帶有一定的雜質(zhì)，包括灰份，焦炭及焦油等。必須經(jīng)過凈化系統(tǒng)去除雜質(zhì)，以保證燃氣發(fā)電系統(tǒng)的正常運行。

3、燃氣發(fā)電和燃氣供氣、余熱供熱過程。利用燃氣內(nèi)燃機進行發(fā)電，利用管網(wǎng)為居民供熱供氣。

四、生物質(zhì)氣化發(fā)電設備的六大系統(tǒng)

生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)包括生物質(zhì)氣化、氣體凈化、氣體內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)、余熱利用供暖和燃氣供氣系統(tǒng)，控制裝置以及廢水處理系統(tǒng)六大系統(tǒng)。 

1、生物質(zhì)氣化：包括進料機構和氣化裝置。 

    A.進料機構：進料機構采用螺旋加料器，動力設備是電磁調(diào)速電機。螺旋加料器既便于連續(xù)均勻進料，又能有效地將氣化爐同外部隔絕密封起來，使氣化所需空氣只由進風機控制進入氣化爐，電磁調(diào)速電機則可根據(jù)需要調(diào)節(jié)生物質(zhì)進料量。 

B.氣化裝置：氣化裝置采用固定床和流化床氣化爐，它主要由進風機、氣化爐和排渣螺旋構成。生物質(zhì)在氣化爐中經(jīng)高溫熱解氣化生成可燃氣體，氣化后剩余的灰份則由排渣螺旋及時排出爐外。

固定床氣化爐適合于小型間斷性運行的發(fā)電機組，它最大優(yōu)點是原料不用預處理，而且結構簡單緊湊，燃氣含灰量少等。

流化床氣化爐是比較適合連續(xù)發(fā)電的并網(wǎng)電廠發(fā)電機組，它運行穩(wěn)定，而且流化床氣化爐運行連續(xù)可調(diào)節(jié)，能長時間連續(xù)運行。

    2、氣體凈化裝置

氣體需經(jīng)凈化處理后才能用于發(fā)電，燃氣凈化包括除塵、除灰和除焦油等過程。為了保證凈化效果，生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)采用多級除塵技術：例如旋風分離器、循環(huán)水箱、電除塵器等，經(jīng)過多級除塵，燃氣中的固體顆粒和微細粉塵被清洗干凈，除塵效果較為徹底。  

3、燃氣內(nèi)燃機發(fā)電裝置

生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)采用燃氣內(nèi)燃發(fā)電機組，單機功率400-500KW不等，發(fā)電機系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)一定范圍內(nèi)的資源量可由多臺機組并聯(lián)組成。

4、余熱利用和燃氣供氣裝置

生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)采用的是燃氣內(nèi)燃機，燃氣內(nèi)燃機發(fā)電后排放的尾氣溫度一般在450-600 度之間，從能量利用的角度，這部分尾氣仍含有大量可回收的可用能量。生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)中，除了發(fā)電設備尾氣有大量余熱外，生物質(zhì)氣化爐出口的燃氣溫度也很高（達700-800 oC左右），所以生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)選擇了將這部分氣化顯熱和燃氣發(fā)電設備的余熱結合起來，利用余熱鍋爐，再利用社區(qū)供氣供熱管網(wǎng)為居民解決燒火做飯和冬季取暖問題。

5、控制裝置

由電控柜、熱電偶及溫度顯示儀表、壓力表及風量控制閥等構成。在用戶特殊需要時也可以增加電腦監(jiān)控系統(tǒng)。

6、廢水處理系統(tǒng)

由于氣化產(chǎn)生的可燃氣是通過水洗進行凈化的，所以在凈化過程中被除去的焦油等成分大部分都轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水中，所以需要一個污水處理系統(tǒng)對其進行沉淀、分離、凈化，處理后的水繼續(xù)參與系統(tǒng)循環(huán)，焦油等雜質(zhì)進行過濾、脫水、烘干后，投入氣化爐二次氣化，進一步提高了氣體熱值。

1、設備標準功能描述：

采用國際先進的燃氣機控制技術和稀薄燃燒理論，通過對進氣系統(tǒng)的合理匹配和先進控制方式，從而使得燃氣發(fā)動機對氣體適應性更廣，其動力性、經(jīng)濟性、安全性和可靠性都達到國際先進水平。

2、燃氣發(fā)電機組主要技術特點：

（1）采用先進的燃氣電控技術、增壓器前混合技術，燃氣和空氣在混合器同時被吸入氣缸，以適用于低壓燃氣。系統(tǒng)的重要特性是可以在不需要氧傳感器的情況下，維持發(fā)動機的NOX排放在一個穩(wěn)定的狀態(tài)。即使燃氣品質(zhì)、外界環(huán)境發(fā)生變化，無需任何調(diào)整，發(fā)動機的NOX排放不會發(fā)生變化。

（2）稀薄燃燒技術，利用世界先進的燃氣控制系統(tǒng)對空燃比進行精確控制，達到高空燃比，實現(xiàn)稀薄燃燒。解決了普通外混合機組存在的回火放炮現(xiàn)象，提高了燃氣機組的安全性

（3）燃氣的單點噴射和空燃比閉環(huán)控制技術，實現(xiàn)對空燃比閉環(huán)控制。發(fā)動機可以按不同工況和不同轉(zhuǎn)速的要求適時地自動調(diào)整空氣和燃氣的量，從而使發(fā)動機在最佳狀態(tài)運行。

（4）高效可靠的進、排氣系統(tǒng)設計，選用先進的高壓比、大流量增壓器，加大進氣管道流通面積，提高進氣效率。

（5）采用進口技術的高效率、低阻力中冷器及油冷器，以提高冷卻效率，加大空氣、潤滑油冷卻面積。

（6）選用高能量、高可靠性的MIC-500點火系統(tǒng)，使發(fā)動機各缸燃燒更加穩(wěn)定，均勻。

（7）穩(wěn)定、高效進氣系統(tǒng)保證使機組功率有效發(fā)揮

（8）排氣系統(tǒng)有效防護，防止熱輻射及安全隱患

（9）合理的機油潤滑系統(tǒng)，保證低油耗

（10）安全保障——四道防線確保燃氣管道安全

（11）智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)全自動化控制

（12）機組采用先進的出廠試驗及質(zhì)量控制