目前生物質很少作為能源專門用于發電，因此開發生物質能用于發電在我國具有重要意義。2006年年初調試成功并投用一套生物質摻燒系統。目前，此系統運行正常，可2臺同時進行摻燒，摻燒量可達30%(熱值比)。
1、循環流化床鍋爐摻燒生物質的方式
我公司已應用過的循環流化床
生物質鍋爐摻燒生物質方式主要如下。
(1)在干煤棚直接與煤混合，再一起利用上煤系統送入原煤倉，與燃煤一起送入爐膛燃燒。
(2)利用氣力將粉碎后的生物質輸送噴人爐膛進行燃燒。
(3)利用壓縮成型技術將生物質原料壓縮成塊狀或顆粒狀，然后與燃煤混合，送入原煤倉，與燃煤一起送入爐膛燃燒。
(4)采用專門的破碎設備將生物質進行切割或粉碎，然后利用專門的輸送設備將生物質輸送到爐前落煤管，并利用輸送風送入爐膛進行燃燒。
第1種方式相對簡單，無需對現有設備和系統進行改造，但由于生物質所含能量很低，鍋爐原煤倉一次性補完倉后，煤倉內燃煤很快會耗盡，又必須進行補倉。經試驗，當按10%重量比進行摻燒，上煤人員原l天只需補倉3次，摻燒生物質后1天需補倉6次，且補倉時間加長。此運行方式主要有2個缺點，一是上煤時間加長，上煤設備長時間處于運行狀態，對于我公司單皮帶運行方式極為不利，設備易出故障，嚴重時會影響全廠出力，二是此摻燒方式摻配不均，造成鍋爐運行工況極不穩定，運行參數不易控制。
第2種方式我公司做過嘗試，未能成功，主要原因：風機加料口設計不合理，所選風機出力不夠，風機壓頭偏小，管道偏細，風壓衰減很快，無法克服爐內壓力將料送人爐內。但協鑫集團贛榆項目已試驗成功。
第3種方式我公司進行多次考察并進行相關經濟性比較，結論如下：采用壓縮成型技術可以加大生物質摻燒量，可采用與煤一起摻配入爐，摻燒方式簡單，但壓縮技術設備投資較大，一套5 t/h生物質加工線投資約150萬元，且設備能耗較大，總容量達200 kW．生產成本較高，經測算加工生物質成本達30～40元／t。此方案投資成本及運行成本均較大，在目前無明顯優惠政策的前提下不易采用。
第4種方式需要安裝單獨的生物質制料及輸送系統，設備投資等費用顯著提高，但其可以提高生物質的摻燒量，上料比較穩定，對鍋爐運行工況影響不大，且運行成本不高，在當地生物質價格相對煤炭較低的情況下可使用。目前我公司所上系統即為此方式，并取得了成功。
2、生物質摻燒技術改造方案及運行情況
2.1改造方案
生物質摻燒改造整套系統由生物質堆場、破碎系統、輸送系統、計量裝置、燃燒系統及消防、環保、控制等系統組成。所有生物質燃料均采用單獨輸送、直接摻燒方式，稻殼由于粒度較小，可直接利用埋
刮板輸送機送入爐膛，樹皮、蘆葦、木材、秸稈等經破碎后利用埋刮板輸送機送入爐膛。
2.1.1生物質收購與儲存
公司與中間商簽訂收購協議并由中間商組織貨源每天向公司輸送。公司根據實際情況，在煙囪西北側空地新建一座生物質廠房，長40 m，寬20 m，廠房采用輕鋼結構，并設有通風、消防設施。此廠房作為生物質原料加工廠房及堆放場地，并配有輸送設備，由于廠房面積有限必須做到生物質即卸（或加工）即送人爐內，保證庫房基本無積料。此做法做到廠內無生物質大型堆場，并做到生物質零庫存，轉移了消防風險。
2.1.2樹皮、蘆葦、木材、秸稈的破碎
生物質的質量能約為煤的1/10．這意味著當按熱量計共燒10%生物質時，其體積和煤的體積相當；生物質是韌性纖維材料，不易破碎，但對循環流化床來講，只要將其破碎至50 mm以下即可摻燒。我公司選用BX216型鼓式削片機用來切削枝丫材、樹皮、硬質秸桿等，此類型削片機對切削枝丫材性能極佳，破碎效果好，出料粒度可控制在50 mm之下，但對于一些韌性較大的樹皮，切削時會受樹皮特性影響，切削后易成團，但從實際摻燒情況看，對輸送、燃燒基本無影響。循環流化床對燃料顆粒度要求控制在13 mm以下，生物質破碎至50 mm以下，摻燒對循環流床燃燒無任何不利影響。
2.1.3輸送系統
由于生物質原料體積膨松，堆積密度為125 kg/m3左右，且原料含大量的粉塵，輸送設備傾向于使用皮帶輸送或埋刮板輸送，并對這2種運輸設備性能、價格等進行了比較，見表1。
表1設備選型比較
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機型 |
性能 |
安裝 |
價格 |
噪聲 |
維修量 |
安全 |
耗電 |
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皮帶輸送機 |
稍差 |
難 |
便宜 |
小 |
小 |
稍差 |
小 |
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麥刮板輸送機 |
好 |
易 |
昂貴 |
大 |
大 |
好 |
大 |
經綜合考慮，輸送設備選用刮板輸送機為主，主要原因是刮板輸送機全密封輸送，輸送量較大，滿足衛生要求，安裝空間要求較小，最主要原因是爐內煙氣反竄不會燒損設備。
生物質輸送系統設備主要由1臺
皮帶輸送機及3臺埋刮板輸送機組成，其中皮帶輸送機型號為TD75，長14.6 m，安裝角度為15。，電機采用變頻調速，最大輸送量為100m3/4，折合稻殼輸送量為12.5 t/h;1臺RMS50刮板輸送機，長73 m，安裝角度為10。，最大輸送量為90 m3/h;2臺RMS40刮板輸送機，長度均為8.57 m，水平安裝，最大輸送量為50m3。為保證2臺爐能同時摻燒，在RMS50刮板輸送機出料口安裝了1臺電動三通進行切換運行。
生物質燃料的輸送流程：
2.1.4入爐部分
人爐部分采用正壓稀相氣力輸送，物料由#1及#2刮板輸送機落料口落下，經過物料氣力輸送裝置送入爐膛。入爐落料管上裝有壓力傳感器、溫度傳感器，將此處的壓力溫度信號送入DCS系統，以便于運行監視控制。
采用氣力輸送的目的有2個，第1，防止爐內熱煙氣上竄引起物料在刮板機內著火，起到密封作用；第2，防止物料在落料口和落煤管交接處堵料，起到協助輸送作用。
2.1.5控制系統
整個生物質摻燒系統采用先進的DCS系統控制，運行人員可根據實際運行工況調整生物質摻燒量并監控整個系統的運行情況。
2.2實際運行情況
2.2.1每月摻燒量
從2006年2月～12月摻燒生物質的實際情況看，目前摻燒生物質工作己經步入正常化，摻燒量逐月增加，至12月底止，摻燒生物質總量己達到27 202 t，見表2。目前日摻燒量最大可達300 t，系統經過不斷完善單爐摻燒量最大可達10 t/h并可連續運行．2臺爐可同時進料并連續運行，摻燒量正常為12—14t/h，摻燒期間鍋爐運行工況穩定。
2.2.2摻燒比例
摻燒比例是摻燒生物質時最重要的技術參數。在實際應用中．該比例的確定需綜合考慮燃料特性、鍋爐特性等。根據我公司經驗，當熱量配比達30%時，摻燒技術可充分發揮其技術優勢，可能出現的技術問題均在運行可控制的范圍內。因摻燒比例高所引起的設備投資和運行費用的增加也可由摻燒的收益得到補償，對電廠的經濟性和安全性不會產生負面影響。
2.2.3測試結果
2006年4月21日我公司委托某電科院對CFB鍋爐摻燒30%(按熱值計算)生物質量（稻殼）的鍋爐效率進行了熱力試驗，測試結果表明：單爐摻燒30%生物質量時，鍋爐各項運行參數基本正常，鍋爐效率為88.93%．比燃純煤時鍋爐效率下降了1.43%。
3、改造過程中的問題及效益分析
3.1改造過程中的問題
3 .1.1生物質料入爐問題
剛開始試運時，爐前刮板經常卡料，系統無法正常運行，經分析原因為：(1)生物質料本身的特性密度較輕；(2)生物質料從密相區送入，爐內壓力較高；(3)送料風風壓及風量不足。上述原因會造成生物質料在輸送中逐步在刮板機機頭堆積，刮板機卡料也會造成系統控制保護動作，造成系統停運。
解決對策：輸送風從一次風機出口引接，主管道采用直徑219管，在進入輸送風裝置前變徑為直徑108管，提高了輸送風裝置的風量及風壓，防止了摻燒時高溫煙氣反竄，并有助于將燃料“推”人爐膛，詳細結構如圖1。通過不斷摸索調整，系統連續運行基本正常，無煙氣反竄，下料順暢。
3 .1.2生物質品種適應性
生物質摻燒初期，摻燒品種比較少，主要摻燒稻殼、鋸木屑及花生殼等流動較好的生物質，當摻燒其它生物質如樹皮、草木秸桿時，由于這類生物質秸桿較長，秸桿纖維不易破碎，容易在出料口處卡料而堵塞設備，影響設備正常運行。
解決對策：在生物質料進爐膛之前最后一根料管內增加一臺無軸螺旋機，采用機械動力將各類秸桿送入爐內，實踐證明效果較好。
3.1.3結渣和積灰
與煤相比，生物質灰中堿性成分（特別是堿金屬K)含量很高，且主要以活性成分的方式存在，在火焰中容易揮發出來，而后凝結在受熱面上形成結渣和積灰。我公司長時間按30%(熱值比)進行摻燒，每次停爐檢查水冷壁受熱面基本無結渣及積灰現象，但主要高低過受熱面背面積灰較嚴重，我公司鍋爐無吹灰器），每次停爐均必須進行清掃。
3.1.4污染物排放
由于生物質的含硫量和含氮量較低，且循環流化床采用低溫燃燒技術，因此S02和NO，的排放量亦較低。由于公司采用四電場靜電除塵，因此煙氣粉塵排放量可控制在排放標準范圍之內。
3.1.5腐蝕
生物質中氯和堿金屬含量比煤灰中高得多，它們在燃燒過程中揮發出來，在煙氣中生成氯化物而凝結在受熱面上，有引起受熱面金屬腐蝕的傾向。但在每次的停爐檢查均未發現明顯的腐蝕現象。
3.2效益分析
摻燒生物質能與燃純煤經濟效益分析見表3。
由上表可知，當生物質收購價格為200元/t，年摻燒6萬t生物質略微盈利，當收購價格上揚時，摻燒生物質將嚴重虧損。
4、結語
生物質是低硫、低氮、具有良好的著火燃燒性能的燃料，并且為可再生資源。在與循環流化床摻燒時技術相對簡單，投資費用和運行費用均較適中。摻燒量可以達到30qo及以上（熱值比），運行各參數均在可控范圍之內。由于摻燒比例較高，可能會引起一些技術問題，如金屬堿腐蝕及氯腐蝕，但實踐證明其影響不大。循環流化床不僅可以快速、大量而高效地利用可再生生物質發電，而且可降低現役電廠的C02、S02及NO的排放，社會效益顯著。循環流化床鍋爐摻燒300/0(熱值比)生物質是可能的，技術上是可行的，我公司已從實踐上予以證明。因此，循環流化床生物質摻燒技術是適合我國國情的技術，值得在我國大規模推廣和應用。
三門峽富通新能源銷售
生物質鍋爐、
皮帶輸送機等機械設備。
