杜传宝
哈尔滨道里房产经营物业管理有限责任公司 黑龙江 哈尔滨150016
摘要：能源与环境问题是当下面临的普遍性课题，鼓励可再生能源的开发、倡导低碳环保已在国家间达成共识。我国是农业大国，农业发展稳居世界前列，生物质资源非常丰富。本文对生物质掺烧特点和技术优势进行了分析，论述了作为农林废弃物的生物质作为燃料与传统矿石燃料混合掺烧技术在热电领域的发展和推广，其不仅可以较好地解决农林废弃物污染大、处置难等问题，亦相应了近些年大力倡导的“减煤、替煤、控煤”的发展思路。
关键词：生物质；热电；减煤；发展
引言
近年来，由于人们对环境保护和能源再生认识的不断提高，生物质燃料在热电领域得到了快速发展，在国家相关部门、各地方政府的带动下，热电企业都表现出较高的热情，纷纷建设投产了一大批生物质热电项目。由此带动的相关产业也已逐渐发展成熟，取得了较好的综合效益。
生物质燃料作为一种重要的可再生能源，资源丰富、价格低廉、综合效益好、有良好的获得途径，作为替代传统煤炭燃料，除燃料成分较煤炭存在一定的差别外，制备、燃烧方式与原理与煤炭并无差别，且通过合理、科学的预处理过程可以实现能源的高效利用以及污染物的低排放。在如今，生物质燃料在热电领域的主要应用方式分为：直燃、掺烧、气化耦合等。
1生物质热电项目
1.1生物质项目发展情况
生物质燃料的利用可追溯到20世纪70年代，自世界性的石油危机爆发后，以欧美国家为首的发达国家纷纷开始发展可再生能源，生物质燃料作为清洁可再生能源被关注并得到了大力的推广和发展。
在我国，作为农林业“废弃物”的生物质替代传统矿石燃料发展也近40年，并已形成一定的规模。但总体上看，我国生物质燃料在热电领域的应用尚处于发展阶段，发展潜力巨大，发展态势良好。
1.2生物质产业策略
在欧美等发达国家，生物质发电技术已经非常成熟，且成为一些国家重要的发电和供热方式。目前，欧盟是全球生产和消费生物质燃料最多的国家，美国排第二，这两大主体引领者全球生物质能源发展。而从对比各国生物质能源相关政策和法规发现，上网电价优惠、税费减免和财政补贴是各国最为常用的激励性政策手段。
我国近几年在国家和各级地方政府相关政策的扶持下，生物质能源开发利用发展速度较快，支持我国生物质能源发展的动力就是相关行业政策的支持。截止到2020年底，我国发展委、财政部、国家能源局、生态环境部等部门纷纷就生物质项目立项、上网电价、绿色电力配额等方面出台相应的扶持政策，引起社会各界的高度关注，越来越多的热电企业将发展目光聚焦生物质燃料技术。
2生物质燃料利用的相关问题
2.1生物质燃料特点
生物质燃料（主要指农林废弃物，如：秸秆、谷壳、木屑等）较矿石燃料、天然气等具有以下几方面特点：1、同一种类的生物质燃料的发热量相对稳定且炭化后发热量普遍较高；2、同一种类的生物质燃料的成分相对固定，热电企业及锅炉设计部门可根据燃料特点采取相应措施提升运营质量；3、生物质燃料具有周期性、区域性、季节性等特点。
2.2热电企业对生物质燃料的一般要求
对于热电企业，除需要保证稳定、连续的燃料来源外，还需要针对企业的特点对燃料提出更加细致的要求，一般主要涉及燃料的水分、灰分、尺寸等。
首先燃料中水分直接影响锅炉鼓引风、燃料热值等，过高的水分会使锅炉效率降低甚至影响锅炉的稳定燃烧。其次，燃料中的灰分的增加会导致受热面积灰、腐蚀，生物质燃料中灰分一般熔点较低，在热态运行是容易造成结焦、受热面堵塞等问题。
3生物质掺烧技术
3.1生物质掺烧技术优势
生物质燃料与燃煤进行混合掺烧是目前最为常见、最便宜也是最为直接的燃烧方式，这一方面是根据我国热电行业的特点发展而来，另一方面也是考虑到生物质燃料对燃煤的代替性较好，可通过较低的改造费用实现较好地经济效益。生物质掺烧较其他燃烧技术具有以下优势：1、较生物质直燃技术，受生物质运输成本、季节性、周期性等问题的制约性大大降低；2、较传统燃煤锅炉，生物质掺烧技术不仅在项目审批立项方面极具优势，且相应扶持政策对热电企业极具诱惑；3、在特殊地区，例如东北地区，由于地域性特点，生物质掺烧可有效缓解燃煤破碎后储存时发生的冻结问题，保证锅炉燃烧的稳定，提升锅炉运行的安全性、经济性。
3.2生物质掺烧存在的问题
生物质热电项目较其他燃烧技术一些方面存在一些问题，主要体现在：1、生物质燃料虽然资源丰富，但分布分散，收集、运输和存储较困难；2、生物质锅炉前期建设成本较高，燃煤锅炉改生物质掺烧，需要根据生物质燃料特性进行设备改造（比如燃烧草类、秸秆类生物质燃料在给料及粉碎处理时较矿物燃料系统匹配度不高，此类燃料粉碎时常造成破碎系统故障）。
3.3生物质锅炉
目前，生物质燃料的工业锅炉，大容量的采用流化床，中型容量的选用抛煤机倒转炉排，小容量的则多采用链条炉排、往复炉排等。具体的炉型选择还要根据热电企业的具体情况而定。
从生物质燃料特点上看，生物质燃料一般挥发分较高，燃料受热后会出现较明显的挥发分释放过程，因此生物质燃料的燃烧通常会包含较大比例的挥发分燃烧和固定碳燃烧过程，这是与燃煤等燃烧区别较大的地方。
为了发挥生物质的燃料特性，行业内专家一直在致力于锅炉技术发展和推广，笔者认为没有最好的锅炉技术，只有针对特定燃料的更适合的锅炉技术。其中经过近些年的工作和实践，笔者认为循环流化床锅炉作为一种新型的高效、低污染的清洁燃烧技术，由于其能够使燃料在锅炉内多次循环燃烧，且炉膛燃烧温度稳定适宜，床料具有很高的热容量，是燃烧生物质燃料的较好选择。循环流化床锅炉能够使生物质燃料中的挥发分快速析出燃烧，并能够保证燃料中固定碳的稳定充分燃烧。其次，生物质燃料的掺烧能够很好的缓解循环流化床最主要的磨损问题，使循环流化床锅炉的可利用率和发展潜力得到很大的提高。
黑龙江建三江分局华盛热电股份责任有限公司将原来烧烟煤的35t/h CFB锅炉改烧烟煤和稻壳的混合物。根据不同的煤质变化情况,煤和稻壳的混料比例一般在2∶ 1和3∶ 1之间时燃烧工况最佳。在一年的运行过程中,锅炉节煤在20%~ 45%(相当于原煤款200万元) ,经济效益相当可观。
4生物质燃料的推广以建议
为实现能源的可持续开发，国家大力鼓励热电行业探索和发展生物质燃料燃烧技术的应用和发展。目前，生物质燃料在我国还处在发展的阶段，其身兼能源、环保、惠农三重属性，相信主管部门对于农林生物质能源利用的支持力度只会增强，而不会削弱。按照国家“因地制宜建设低热值燃料和秸秆等综合利用热电厂”的相关要求，笔者认为，热电企业应充分结合企业特点、地域性优势、充分利用各级政府鼓励支持政策探索和发展生物质燃料掺烧技术，不仅可以促进社会可持续发展，降低环境污染，更能够为企业获取显著的经济效益和社会效益，符合当下建设资源节约型、环境友好型和谐社会的大局。因此，相关部门和热电行业应对生物质燃料技术的前景树立坚定的信心。
参考文献：
［1］范丽艳.我国生物质发电行业存在的问题及对策.华北电力大学学报，2010
［2］刘婷婷.生物质与煤混合燃烧发电技术研究与应用.环境科学与工程，2008
［3］《完善生物质发电项目建设运行的实施方案》.国家发展改革委、财政部、国家能源局，2020
［4］孙立.《生物质发电产业化技术》，2011