1引言
    我國(guó)生物質(zhì)能源十分豐富，生物質(zhì)廢棄物的總量，約相當(dāng)于我國(guó)煤炭年開采量的50%，總計(jì)約6.56億噸標(biāo)煤。但長(zhǎng)期以來(lái)，這些生物質(zhì)并未得到充分合理的利用，大多直接廢棄或焚燒，目前利用率僅有30%左右，且其能源利用方式極為原始，多以直接低效率燃燒為主，不僅浪費(fèi)了資源，還造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，開發(fā)利用生物質(zhì)能源，對(duì)緩解我國(guó)21世紀(jì)的能源、環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題具有重要意義。
    通過(guò)生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料，替代煤炭、石油和天然氣等燃料生產(chǎn)電力，從而減少對(duì)礦物能源的依賴，保護(hù)國(guó)家能源資源，減輕能源消費(fèi)給環(huán)境造成的污染。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)的飼料顆粒機(jī)、顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)可以把農(nóng)作物秸稈擠壓成一定的形狀，比如圓柱狀和塊狀，這些產(chǎn)品可以完美的替代煤，是一種綠色的新能源。
    浙江某家工程有限公司2011年成功的對(duì)江山石煤綜合利用熱電有限公司的一臺(tái)45t/h燃石煤的循環(huán)流化床進(jìn)行了燃生物質(zhì)改造，目前運(yùn)行良好。該工程主要為鍋爐本體和燃料輸送系統(tǒng)的改造。
2鍋爐本體的改造
2.1布風(fēng)裝置
    由于原鍋爐燃燒石煤燃科，一次風(fēng)量大，且運(yùn)行溫度高，改燃燒生物質(zhì)后，由于生物質(zhì)燃燒所需空氣量降低，同時(shí)鍋爐負(fù)荷降低到41t/h，所以一次風(fēng)空氣量降低，同時(shí)密相區(qū)運(yùn)行溫度降低后，如保持原布風(fēng)板截面，則流他速度偏低。因此需要縮小現(xiàn)有布風(fēng)板截面。布風(fēng)寬度由現(xiàn)有的2250mm縮小為1500mm。采用再敷設(shè)一層耐火材料的方案實(shí)現(xiàn)。
2.2爐內(nèi)受熱面
    為了控制鍋爐內(nèi)和爐膛出口的燃燒溫度，爐內(nèi)增加布置了水冷屏和翼型過(guò)熱器以增加爐內(nèi)吸熱量。爐膛寬度方向共布置水冷屏和過(guò)熱屏7片，其中水冷屏4片，過(guò)熟屏3片，間距為600mm(其中最邊上的屏高爐側(cè)為865mm)。同時(shí)翼型屏布置中心線向爐前墻偏100mm。
2.3翼型鍋爐內(nèi)水冷屏
    爐內(nèi)水冷屏由60x5管組成，共布置4片，有效高度1OOOOmm，寬度為1500mm，傳熱面積約124m²。
24翼型爐內(nèi)過(guò)熱屏
    爐內(nèi)過(guò)熱屏由38x4管組成，節(jié)距約55mm，排數(shù)27，共布置3片，有旁滴度6000mm，寬度為1468mm，傳熱面積約55m20過(guò)熱屏的蒸汽直接來(lái)自鍋爐汽包。過(guò)熟蒸汽經(jīng)翼型過(guò)熱屏加熱后進(jìn)入低溫過(guò)熱器。翼型過(guò)熱屏采用12CrlMoV材料。
    由于在鍋爐內(nèi)增加了水冷屏和過(guò)熱屏，相應(yīng)地需在爐頂和前墻進(jìn)行讓管改造，以布置翼型水冷屏和過(guò)熱屏。
2.5旋風(fēng)分離器
   為了防止生物質(zhì)灰在分離器入口段的堆積，在分離器入口煙道底部增設(shè)松動(dòng)風(fēng)，以保證堆積的灰及時(shí)排走。
   松動(dòng)風(fēng)采用少量一次風(fēng)或二次風(fēng)（約500Nm³左右），通過(guò)從煙道下方開孔伸入的風(fēng)管道，布置布風(fēng)管或風(fēng)帽（依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定）。
2.6 一次風(fēng)空氣預(yù)熱器
    原鍋爐沒有設(shè)置二次風(fēng)空氣預(yù)熱器，依據(jù)改造后的一、二次風(fēng)流量，把原有一次風(fēng)空氣預(yù)熱器的兩個(gè)管組進(jìn)行相應(yīng)改造，上級(jí)管組作為二次風(fēng)空氣預(yù)熱器，下級(jí)管組則作為一次風(fēng)空氣預(yù)熱器。同時(shí)在兩端增加隔板形式把上下管組改造成兩回路的管組。
2.7二次風(fēng)口
    原鍋爐二次風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)體積較大，依據(jù)改造后的二次風(fēng)量，需對(duì)現(xiàn)有鍋爐二次風(fēng)口進(jìn)行適當(dāng)改造。主要改造工作：取消兩側(cè)墻二次風(fēng)入口；取消前后墻下排二次風(fēng)入口，保持上排二次風(fēng)口。
2.8吹灰器
    由于生物質(zhì)燃料的灰粘結(jié)性強(qiáng)，受熱面易積灰，所以需增設(shè)受熱面吹灰系統(tǒng)。吹灰系統(tǒng)利用原預(yù)留空間，安裝蒸汽吹灰器。
2.9省煤器
    由于生物質(zhì)灰的粘結(jié)性較強(qiáng)，省煤器管束錯(cuò)列式布置容易出現(xiàn)積灰結(jié)塊等現(xiàn)象，更改為順列式布置能較好緩解該問(wèn)題。
3燃料輸送系統(tǒng)的改造
3.1生物質(zhì)燃料
   本工程設(shè)計(jì)燃料為金針菇、白菇的培養(yǎng)基，同時(shí)混燒木屑、薪碳林等農(nóng)林廢料。
    江山生物質(zhì)能源十分豐富，通過(guò)調(diào)查江山市生物質(zhì)資源數(shù)量如下：
3.1.1食用菌下腳料
    2010年全年食用菌種植量總產(chǎn)量38億袋，食用菌下腳料以0.5～0.6公斤/袋計(jì)算，約有食用菌下腳料19～20萬(wàn)噸。每年以10%的速度遞增。江山市“十二五”規(guī)劃中，食用菌種植量將達(dá)到5億袋。食用菌下腳料可達(dá)25~ 30萬(wàn)噸。
3.1.2竹木邊角料、木屑等
    江山木材邊角料較多，目前全市竹來(lái)加工企業(yè)已經(jīng)達(dá)到1200多家，據(jù)調(diào)查年產(chǎn)木屑及邊角料等三剩物總共約30多萬(wàn)噸。
    如上所述，江山市主要生物質(zhì)抖總量目前約50萬(wàn)噸，將來(lái)可能達(dá)到60萬(wàn)噸，本項(xiàng)目的生物質(zhì)使用量?jī)H為74萬(wàn)噸，供應(yīng)量遠(yuǎn)大于需求量。豐富生物質(zhì)資源為江山地區(qū)的生物質(zhì)利用提供了可靠保證。
    設(shè)計(jì)燃料的元素分析見表一，設(shè)計(jì)入爐燃料尺寸0～100mm。

項(xiàng)目	符號(hào)	單位	燃料	備注
碳	C	%	29368
氫	H	%	3.65
氧	O	%	25.24
氮	N	%	0.86
硫	S	%	0.07
灰分	A	%	8.19
水分	M	%	32.12
揮發(fā)分	V	%	50.91
固定碳	FC	%	8.46
低微發(fā)熱量	Q	KJ/KG	2387.742
鉀	K	%	0.67

3.2燃料輸送系統(tǒng)
    菌菇料由汽車通過(guò)設(shè)在產(chǎn)生地的收購(gòu)點(diǎn)收購(gòu)，通過(guò)汽車運(yùn)入生物質(zhì)燃料庫(kù)。燃料庫(kù)為45m x90m，堆高3m，有效堆積區(qū)域可貯料約2000t按單臺(tái)鍋爐耗量12.33t/h計(jì)算，可儲(chǔ)料6.5天。
    根據(jù)江山市的氣象資料，江山市的連續(xù)降雨天數(shù)最長(zhǎng)約1 0天左右，本工程考慮在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置8個(gè)點(diǎn)進(jìn)行收集和晾曬。每個(gè)收購(gòu)點(diǎn)考慮儲(chǔ)存電廠燃用3～5天的儲(chǔ)存量，8個(gè)收購(gòu)點(diǎn)共可儲(chǔ)存約30天的用量，收購(gòu)點(diǎn)—般在30km以內(nèi)，最遠(yuǎn)不超過(guò)50km．可以滿足鍋爐的儲(chǔ)存和使用要求。
    堆積在菌料庫(kù)的料科先由壓制機(jī)（經(jīng)過(guò)顆粒機(jī)或者秸稈壓塊機(jī)）壓制成小顆粒，再由皮帶輸送機(jī)輸送至爐前料倉(cāng)。根據(jù)鍋爐耗量，上料系統(tǒng)采用單線，所配的帶式輸送機(jī)帶寬B=1200mm，帶速0.8m/s，輸送能力Q=380m³/h。
    本工程僅為一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐改造，鍋爐規(guī)模并未擴(kuò)大，原有的上下水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)等均保持不變，可以滿足改造后的要求。
4主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
   本工程實(shí)施后主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表二：

序號(hào)	項(xiàng)目	單位	指標(biāo)
1	總投資	萬(wàn)元	2050
2	發(fā)電功率（僅生物質(zhì)）	KW	7500
3	年運(yùn)行時(shí)間	h	6000
4	年發(fā)電量	KW·h	4500×104
5	廠用電功率	KW	930
6	廠用電源	%	12.4
7	全廠年供電量	KW·h	3.942×104
8	鍋爐熱效率	%	89.5
9	占地面積		4100
10	年耗生物質(zhì)燃料量	t	72980
11	電廠標(biāo)煤耗量	t	3.51
	其中發(fā)電標(biāo)煤耗量		3.51
12	全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗率
	發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率		468
	供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率		532
13	全廠用電率	%	12.4
14	新增人員	人	12
15	燃料成本	元/ KW·h	0.411
	發(fā)電收益	元/ KW·h	0.75
	原煤電銷量?jī)r(jià)格（含稅）	元/ KW·h	0.5755
16	全部投資內(nèi)部收益率	%	12.68（稅前） 10.08（稅后）
17	投資利潤(rùn)率	%	8.52
18	全部投資回收年限（含1年建設(shè)期）	%	稅前6.86率 稅后7.54率
19	全廠年節(jié)約標(biāo)煤量	%	13797

5社會(huì)適應(yīng)性分析
    江山市地處浙江省西南部，是浙江省食用菌和木材加工大區(qū)，每年木材加工場(chǎng)的下腳料及畝袋填充料沒有充分利用，白白燒掉或廢棄，造成了環(huán)境的污染，給廣大當(dāng)?shù)鼐用竦纳�產(chǎn)、生活造成了很大影響。項(xiàng)目通過(guò)拆除現(xiàn)有45t/h中溫中壓石煤綜合利用循環(huán)流化床鍋爐部分構(gòu)件，改造為適用生物質(zhì)燃料的循環(huán)流化床鍋爐，每年綜合利用菌袋填充料以及其他生物質(zhì)等73980t，按照供電量計(jì)算年節(jié)約標(biāo)煤13797t，同時(shí)大大減少了污染物的排放，減輕了環(huán)境污染。
    項(xiàng)目改造后每年綜合利用菌袋填充科以及其他生物質(zhì)等73980t，按照市場(chǎng)價(jià)250元每噸收購(gòu)，可以為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供約1849.5萬(wàn)元的收入，使農(nóng)民在收獲蘑菇的同時(shí)，增加了一筆額外收入，由于廢棄物的回收利用，當(dāng)?shù)剞r(nóng)村面貌也得到改善，為江山地區(qū)“三農(nóng)”問(wèn)題的解決開出了一條實(shí)實(shí)在在的道路，將會(huì)受到當(dāng)?shù)卣�府和老百姓的歡迎和支持。