第25卷第12期建筑科Vol 25. No 122009年12月BUILDING SCIENCEDec.2009[文章編號]10028528(2009)12000106生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀樊瑛,龍惟定2(1.同濟大學(xué)機械工程學(xué)院,上海201804:2.同濟大學(xué)中揣工程學(xué)院,上海2009摘要]生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)具有能源供給穩(wěn)定溫室氣體排放量極低等優(yōu)點,解決了能源消耗與環(huán)境相矛盾的問題。本文介紹了生物質(zhì)原料類型、生物質(zhì)轉(zhuǎn)換路線及其優(yōu)缺點;闡述了生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的直接燃燒和氣化技術(shù)的設(shè)備、特點、存在的問題和解決的辦法以及商業(yè)化程度;分析了不同原動機的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng);簡介了芬蘭、瑞典及丹麥生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展?fàn)顩r。鑒于當(dāng)前的國際能源局勢,可以認(rèn)為生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的前景是美好的[關(guān)鍵詞]生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn);技術(shù);原動機;發(fā)展[中圖分類號]TK6;TK019文獻(xiàn)標(biāo)識碼]ADevelopment Status of Biomass Combined Heat and Power GenerationFAN Ying, LONG Wei-ding2(1. School of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China: 2. Sino-German Schoolof Applied Science, Tongji University, Shanghai 200092, China)( CHP)has some advantagesemissions, and so on. With this system, the problems of energy consumption and environment could be solved In this paper, types of biomassfeedstock, biomass conversion paths and its advantages and disadvantages were firstly introduced. Secondly, the appliances, characteristicsxisting problems and solutions of direct-fired technology and gasification for biomass CHP were discussed, as well as its commercializationdegree. Thirdly, the different biomass CHP systems with various prime movers were analyzed. Finally, the status of development of biomass CHPin Finland, Sweden and Denmark were briefly presented. According to the current intemational energy situation, it was considered that biomassCHP had a promising future[Keywords] biomass combined heat and power generation, technology, prime mover, development1引言固體廢棄物(MSW)和生物質(zhì)等,其中生物質(zhì)的應(yīng)用日益受到重視全球變暖引起世界各國對溫室氣體排放量的關(guān)生物質(zhì)原料包括農(nóng)業(yè)廢棄物、動物廢棄物、林業(yè)注,《京都議定書》規(guī)定了締約國溫室氣體排放量的木材廢棄物、專用能源種植物城市固體垃圾和掩埋限額。為了實現(xiàn)《京都議定書》的減排目標(biāo),可再生氣、污水處理生物質(zhì)氣、城市木材廢棄物以及食品殘能源的開發(fā)利用和能效的提高已成為各國減排的主渣。目前有機廢棄物和殘渣一直是主要的生物質(zhì)資要途徑。提高熱電部門的供應(yīng)效率為近期溫室氣體源,但專用能源種植物正逐漸受到重視。用生物質(zhì)減排提供了一個機會。傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電系統(tǒng)的平代替化石燃料有許多潛在的優(yōu)點,具體取決于生物均綜合效率數(shù)十年以來一直保持在35%-37%,而質(zhì)的來源和用途,通常包括:降低溫室氣體和其它污一般的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的綜合效率達(dá)60%-80%,最染物排放;節(jié)省成本;加快地方經(jīng)濟發(fā)展;減少廢棄先進(jìn)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的綜合效率可達(dá)到90%以上。物的數(shù)量;增強國內(nèi)燃料供給的穩(wěn)定性;同時生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)具有可減少溫室氣體排放量降低熱電網(wǎng)更加靈活可靠。生物質(zhì)能與其它可再生能源,如輸送系統(tǒng)的投資、增強能源供給的穩(wěn)定性等優(yōu)點,理太陽能、風(fēng)能、水能相比不受氣候條件、季節(jié)或晝夜論上幾乎適合于任何燃料,如天然氣媒柴油、城市變化「Ⅵ凵中國煤化工其碳中性的特性收稿日期]20090603符合CNMHG是生物質(zhì)作為燃蕃金項目]低磯區(qū)城開發(fā)中建筑能源規(guī)劃導(dǎo)則研究(c0851⑩56)料,其能源密度較低,這也正是其只能小規(guī)模應(yīng)用或作者簡介]樊瑛(197),女,在讀博士研究生[聯(lián)系方式] Mrsfanying@163,com混合燃燒的原因。建筑科第25卷生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)是一個綜合的能源系統(tǒng),系統(tǒng)形式和組成取決于生物質(zhì)燃料類型和末端用戶的需求。生物質(zhì)原料的燃料特性差別很大,因此在應(yīng)用新燃料源過程中所考慮的問題也不同。不同的生物質(zhì)原料需要不同的收集、儲存、運輸以及轉(zhuǎn)化技術(shù)。生物質(zhì)的圖2直接燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)化路線如圖1所示,圖中所示為用于熱電聯(lián)產(chǎn)的生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路線,大體分為二類:直接燃燒技術(shù)和排下向上供給燃料和空氣,而后者的燃料從爐排上氣化技術(shù),后者包括固體生物質(zhì)直接氣化、固體生物供給空氣則由爐排下向上送。上送爐排進(jìn)一步分質(zhì)高溫分解生成生物油后氣化,以及濕生物質(zhì)(如動為集中式供給(mse)和撒布式供給( spreader),物廢棄物)經(jīng)厭氧發(fā)酵生成生物質(zhì)氣在集中式供給爐排里,燃料被連續(xù)地送至爐排的-=熱地聯(lián)端,當(dāng)燃燒的時候,燃料沿著爐排運動,在爐排的另端清除灰渣;撒布式供給爐排是最普通的爐排鍋固體生物質(zhì)甲醇爐,燃料被均勻地散在爐排面上,空氣從爐排下供給。爐排鍋爐的效率約為65%。高溫分解生物油流化床鍋爐分為常壓流化床鍋爐和帶壓流化床鍋爐。根據(jù)流化速度的不同,常壓流化床鍋爐又分油作物提煉生物柴油為沸騰(或稱為泡沫)流化床鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐。與爐排鍋爐相比,流化床鍋爐燃燒效率高,可有糖作物發(fā)酵效燃燒生物質(zhì)和低級燃料,SO2和NO,的排放量低。改質(zhì)流化床鍋爐的效率約為85%。影響生物質(zhì)燃燒效率的主要因素是生物質(zhì)的含濕生物厭氧發(fā)酵生物質(zhì)氣水量、引入鍋爐的過量空氣和未燃燒或部分燃燒的生物質(zhì)的百分比。高熱值、低含水量的生物質(zhì)比低圖1生物質(zhì)轉(zhuǎn)換路線熱值、高含水量的生物質(zhì)效率高。生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的原動機具有不同類型,直接燃燒生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)如蒸汽輪機、燃?xì)廨啓C、燃料電池、往復(fù)式發(fā)動機和系統(tǒng)相比增加了生物質(zhì)準(zhǔn)備工場生物質(zhì)處理設(shè)備燃料電池等。模塊化系統(tǒng)出現(xiàn)了一些正處于研發(fā)階(干燥器、篩選機和研磨機等)捕集大顆粒粉塵的旋段或正在商業(yè)化過程中的新技術(shù),如有機朗肯循環(huán)風(fēng)分離器、處理細(xì)微粒的囊式集塵室、干式篩分系(ORC)、“熵"循環(huán)、熱空氣透平以及斯特林發(fā)動機。統(tǒng)氮氧化物排放量控制裝置以及其它控制設(shè)備直接燃燒包括混合燃燒( cofiring)和專用生物質(zhì)燃2生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)中的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)燒?；旌先紵傅氖菍⑸倭康纳镔|(zhì)原料與化石燃生物質(zhì)轉(zhuǎn)化是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可用于發(fā)電供熱料混合作為鍋爐的燃料。生物質(zhì)燃料的熱值占鍋爐的能源的過程。用于生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的主要轉(zhuǎn)化技總熱值的5%~15%時,鍋爐以及配套設(shè)備幾乎不術(shù)為直接燃燒技術(shù)與氣化技術(shù)用做大的改動就可以運行?；旌先紵哂薪档驮?.1直接燃燒技術(shù)成本、改善空氣污染物排放量、多樣化原料供應(yīng)以及直接燃燒技術(shù)可追溯至19世紀(jì),當(dāng)今依然廣泛適于節(jié)能改造的優(yōu)點。但是堿含量高的生物質(zhì)燃料應(yīng)用。圖2為直接燃燒熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)組成圖,常用在燃燒過程中會在換熱器等設(shè)備表面出現(xiàn)結(jié)渣、結(jié)于生物質(zhì)燃燒的鍋爐為爐排鍋爐和流化床鍋爐,這垢問題;氯含量高的生物質(zhì)燃料在燃燒過程中,尤其2種鍋爐完全依幕生物質(zhì)來維持燃燒或者將媒與生在商凵中國煤化工這些問題可以通物質(zhì)混合燃燒過CNMHG量高的生物質(zhì)原爐排鍋爐根據(jù)燃料供給位置的不同分為下送爐料,如阜、;用科加們。大多數(shù)木制材料排( under feed)和上送爐排( over feed)鍋爐,前者從爐與廢紙不會出現(xiàn)結(jié)渣、結(jié)垢和腐蝕問題2。將既有第12期樊瑛,等:生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀鍋爐改造成適合混合燃燒的鍋爐,附加成本大約占影響氣化器運行性能的主要因素包括生物質(zhì)含到生物質(zhì)系統(tǒng)的15%~30%水率、氣體凈化及工作壓力。生物質(zhì)原料中水分的22氣化技術(shù)含量會影響到合成氣的熱值。水分含量越高,合成氣化技術(shù)是指將生物質(zhì)通過高溫分解或厭氧發(fā)氣熱值越低,可利用程度越小。如果水分含量過高酵產(chǎn)生中、低熱值的合成氣。合成氣的熱值在3726且沒有外部熱源時,氣化器不能正常工作。固定床18630k/m3之間,具體數(shù)值取決于生物質(zhì)的含碳?xì)饣鞯纳镔|(zhì)原料含水率通常要小于20%,流化量、含氫量以及氣化器的特性。圖3為生物質(zhì)氣化床氣化器的生物質(zhì)原料含水率通常要小于30%。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖氣化器制成的合成氣中含有多種類型的污染物,在氣體處理裝量用作下游設(shè)備的燃料之前,需要進(jìn)行凈化。如燃料空氣發(fā)動機的冷卻循環(huán)電池蒸汽輪機、發(fā)動機都需要清潔的氣體。合成氣DH網(wǎng)中的主要污染物及相應(yīng)的凈化方法如表2所示。氣Ic發(fā)動機體凈化過程中損失了顯熱,目前針對此問題的高溫氣體凈化技術(shù)正在研究中。氣化器可在常壓或高壓下運行,高壓下產(chǎn)生的合成氣無需壓縮可直接引入燃?xì)廨啓C燃燒。厭氧發(fā)酵制成畜甲烷的沼氣技術(shù)不在此贊述。圖3生物質(zhì)氣化熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖表2合成氣中的主要污染物及其相應(yīng)的凈化方法污染物凈化設(shè)備氣化器包括固定床氣化器與流化床氣化器。按焦油濕式塵器、靜電除塵器擋板過濾器催化轉(zhuǎn)換器或燃燒照空氣氣流方向不同,固定床氣化器可分為向下送旋風(fēng)除塵器、纖維過濾器、靜電除塵器或濕式除塵器風(fēng)式、向上送風(fēng)式與交叉流。向下送風(fēng)式是指空氣性化1)將合成氣冷卻至6Q℃,使汽魔:2)用旋風(fēng)除塵器通過固定床由上向下流動,合成氣在爐排下側(cè)流出;催化轉(zhuǎn)換器碳?xì)浠衔锔馁|(zhì)或濕式除塵器向上送風(fēng)式是指空氣通過爐排由下向上流動,在固定床上側(cè)收集合成氣;交叉流是指空氣流向與固定氣化技術(shù)與直接燃燒技術(shù)相比,具有氣體燃料床交叉,空氣從一側(cè)進(jìn)入,合成氣從另一側(cè)流出。按用途廣泛、適于處理不同類型的生物質(zhì)原料以及低照空氣氣流流速由小到大的順序流化床氣化器可排放量的特點,是一項很有潛力的技術(shù)。一些研究分為沸騰式、再循環(huán)式與夾帶式。與固定床氣化器甚至表明氣化熱電聯(lián)產(chǎn)與傳統(tǒng)的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)廠經(jīng)相比,流化床氣化器結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高。然而流化濟性相同。床氣化器具有較好的靈活性,可處理大范圍的生物2.3直接燃燒技術(shù)與氣化技術(shù)的商業(yè)化程度質(zhì)原料,甚至包括含水率達(dá)到30%的生物質(zhì)。固定固定爐排鍋爐直接燃燒技術(shù)已有100多年的歷床氣化器與流化床氣化器的典型參數(shù)見表1。史,流化床鍋爐直接燃燒技術(shù)近年已在歐洲、美國廣表1固定床氣化器與流化床氣化器的典型參數(shù)泛推廣,混合燃燒適合于多種類型的鍋爐。固定床固定床氣化器氣化器是正在出現(xiàn)的技術(shù),目前全世界在運行的生(向下送風(fēng)式)流化床氣化器物質(zhì)氣化系統(tǒng)的實際數(shù)量估計低于25個。流化床燃料尺寸/mm10~100氣化器的商業(yè)化程度比固定床氣化器要好。燃料含灰量(%重量)工作溫度/℃790-1400730~9503不同原動機的綜合生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)調(diào)節(jié)比容量/(MW熱量)數(shù)小時中國煤化工機( team engine)焦油含量(keg/×10-)0.86內(nèi)燃型透平都是較成熟高位熱值/(J/m3的技CNMH為旋轉(zhuǎn)式,而蒸汽機為往復(fù)式動力機械,蒸汽機的主要缺點是電熱比建筑新辱第25卷低,僅為0.1~0.15。內(nèi)燃機包括柴油發(fā)動機和奧托OMTS也有缺陷,高溫ORC過程中總熱回收效率偏發(fā)動機(汽油發(fā)動機),具有單位投資成本低建設(shè)周低。期短、啟閉快、部分負(fù)荷時高效、容易維修以及適合生物質(zhì)能,尤其是生物質(zhì)厭氧發(fā)酵能是達(dá)到歐多種燃料的特點。這些原動機的詳細(xì)介紹見文獻(xiàn)洲實施可再生能源目標(biāo)的最具吸引力的選擇之[6]。直接燃燒鍋爐蒸汽輪機生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)(>5具有替代化石燃料的潛力。然而,這項技術(shù)僅在MW。)模塊化直燃鍋爐小型蒸汽輪機生物質(zhì)熱電有補貼時,在經(jīng)濟方面才是可行的。圖6為一個聯(lián)產(chǎn)(<5MW)以及以厭氧發(fā)酵生物質(zhì)氣為燃料的ORC生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖將動物廢棄物內(nèi)燃機、微型透平、燃?xì)廨啓C熱電聯(lián)產(chǎn)都是已商業(yè)化有機垃圾和能源種植物倒入儲存裝置根據(jù)需要送的技術(shù)。本節(jié)介紹在生物質(zhì)應(yīng)用中處于研發(fā)階段或人發(fā)酵罐制生物質(zhì)氣(富甲烷),產(chǎn)生的生物質(zhì)氣流研發(fā)示范階段的新技術(shù)。入氣體儲存罐,根據(jù)需求調(diào)節(jié)供氣量,氣體脫硫后進(jìn)31有機朗肯循環(huán)( Organic Rankine Cycle,ORC)人大型內(nèi)燃機( Large Intemal Combustion Engine)發(fā)有機朗肯循環(huán)是用有機流體替代水作為工質(zhì)的電余熱供給ORC系統(tǒng)的蒸發(fā)器,驅(qū)動系統(tǒng)運行,從朗肯循環(huán)(見圖4)。ORC可回收地?zé)?、太陽能輻射而實現(xiàn)同時發(fā)電供熱。簡單地說該循環(huán)為采用內(nèi)熱量和低溫余熱用于發(fā)電,圖5為地?zé)酧RC發(fā)電燃機的余熱加熱的ORC循環(huán)。流程圖。ORC工質(zhì)的選擇對ORC過程的使用起著關(guān)鍵的作用,工質(zhì)類型取決于其用途和余熱能級有機垃圾/能源種植物過熱器糞便汽輪機燕發(fā)器生物質(zhì)氣除硫裝置預(yù)熱器型內(nèi)燃機生物質(zhì)氣發(fā)酵池冷凝器①循環(huán)泵圖4帶回收器的ORC工質(zhì)圖6ORC生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖u發(fā)電機ORC的發(fā)電效率為6%~17%,雖然發(fā)電效率發(fā)器冷卻水地?zé)崴淠鞯?但是它有其它的優(yōu)點:維修量小、人工費低;有機流體的高壓與膨脹蒸汽之間的焓差小,相應(yīng)地質(zhì)量流量大,從而減小了間默損耗;ORC氣輪機效率可達(dá)到85%以上;顯著的部分負(fù)荷性能2。生物質(zhì)圖5地?zé)酧RC熱電聯(lián)產(chǎn)示意圖ORC技術(shù)目前還未完全商業(yè)化,其發(fā)電范圍為3001500kW。ORC很適合于用生物質(zhì)作為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。低溫時有機流體有著更高的循環(huán)效率;應(yīng)用32斯特林發(fā)動機于小規(guī)模的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠時,部分負(fù)荷下有機斯特林發(fā)動機是一種外燃往復(fù)式發(fā)動機。用外部流體的透平效率較高這就是ORC用于生物質(zhì)熱電驅(qū)動中國煤化工加熱后帶壓膨脹,聯(lián)產(chǎn)的主要原因。在大多數(shù)生物質(zhì)的應(yīng)用中,八甲CNMHG膨脹氣體被冷卻壓縮準(zhǔn)備下-禮加縶循邛。符林發(fā)動機的構(gòu)造主三硅氧烷(OMIS)一直被選為ORC的工質(zhì),但是要分成3類:a型、型與Y型。a型發(fā)動機由2個成第12期樊瑛,等:生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀90夾角的獨立汽缸組成,其中一個汽缸被加熱,另已開發(fā)了1臺9kWa的生物質(zhì)氣斯特林機、1臺35一個汽缸用水或空氣間接冷卻;型由具有熱區(qū)與kW的以木柴片為燃料的斯特林機,并在奧地利建冷區(qū)的一個汽缸組成置換劑在汽缸里面;y型是在成了1個35kW的小規(guī)模生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠?，F(xiàn)型的基礎(chǔ)上改造的由2個單獨的汽缸組成,置換場測試的斯特林發(fā)動機發(fā)電效率為20%,熱電聯(lián)產(chǎn)劑在其中的一個汽缸內(nèi)。圖7顯示了每種類型斯特的總發(fā)電效率為92%,綜合效率為90%,測試所用林發(fā)動機的外形。木柴片含水率為30%左右。斯特林生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)是新的技術(shù),目前處于研發(fā)示范階段。33熵循環(huán)、熱空氣透平熵循環(huán)與有機朗肯循環(huán)(ORC)相似,而熱空氣透平就是布雷頓循環(huán),目前都處于研發(fā)階段。這2項技術(shù)以及ORC均適用于直燃模塊系統(tǒng)(<5MW),以含水率為20%的柳枝稷作為燃料的系統(tǒng)規(guī)模、成本以及系統(tǒng)效率如表3所示。表3直燃模塊系統(tǒng)的規(guī)模、成本及效率圖7斯特林發(fā)動機的類型類型規(guī)模成本熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電/kW率/%斯特林發(fā)動機具有相當(dāng)?shù)偷呐欧帕?特別是有機朗肯循環(huán)300~30006000-9000NO,)、噪音小、運行安靜、維修量小。但是斯特林發(fā)熵循環(huán)100-30001800-380動機的發(fā)電效率相當(dāng)?shù)?當(dāng)用天然氣作為燃料時,發(fā)熱空氣透平50~1000280~5500電效率大約為25%~30%;當(dāng)用固體燃料,如生物質(zhì)作為燃料時,效率低達(dá)15%;但總效率與其它熱4歐洲生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r14電聯(lián)產(chǎn)方式差不多叫。斯特林發(fā)動機適合于住宅、歐盟2010年的可再生能源目標(biāo)是國內(nèi)總能源賓館等場所其發(fā)電量通常低于100kW。德國的消耗量中可再生能源份額為12%,綠色電力為soLo斯特林cmH在004年已生產(chǎn)了一系列燃?xì)?21%。要實現(xiàn)這個目標(biāo)即意味著2010年需要大斯特林161發(fā)動機。SOO斯特林161(2-95kWa;約74Mue的生物質(zhì)生物質(zhì)發(fā)電量為32Moe8-26kW)的參數(shù)如下。1)發(fā)動機數(shù)據(jù):V2斯特林4.1芬蘭發(fā)動機缸容量為160cm3,運行氣體為氦,介質(zhì)最大芬蘭在熱電聯(lián)產(chǎn)方面的發(fā)展居世界領(lǐng)先地位運行壓力為150bam,發(fā)動機公稱轉(zhuǎn)速為1500 r/mino2007年,熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電量已占到國內(nèi)總發(fā)電量的2)性能數(shù)據(jù):外環(huán)最大出口溫度為65℃,加熱人口29%,熱電聯(lián)產(chǎn)在區(qū)域供熱和熱電生產(chǎn)中所占份額性能溫度為50℃,輸出電力為2-95kWa,發(fā)電效如圖8所示。芬蘭的能源局勢主要受到本國的寒冷率為22%~24.5%,輸出熱能力為8~26kW,制熱氣候、降低能源進(jìn)口以及努力降低碳排量3方面的效率為65%-75%,總效率為92%~%6%。3)外形影響。生物質(zhì)在芬蘭是最大的可再生能源供應(yīng)源,尺寸:長為1280mm,寬為700mm,高為980mm,重在2001年占到可再生能源的85%。量為460kg。4)燃燒器與燃燒室:燃燒器性能最小為了促進(jìn)可再生能源的發(fā)展,芬蘭政府長期資為16kW,最大為40kW,燃料為天然氣和液態(tài)氣,系助此方面的研發(fā)工作。在芬蘭,生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠統(tǒng)為無焰氧化系統(tǒng)。5)燃料消耗量與排放量:NO排已有20年的歷史,已建成10多個生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)放物為80-120mgm3,CO排放物為40~60mgm3,廠。如2001年建成的爐排鍋爐與蒸汽輪機組合的以燃料消耗量(凈熱值10kWh/Nm3)為12-38Nm3/樹皮中國煤化工l電廠,年發(fā)電量h。6冷卻系統(tǒng):冷卻流體體積(內(nèi)部)為4.21m3。為5三 Kymijarvi電廠經(jīng)用生物質(zhì)作為燃料的斯特林熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研改造CNMH召解元的生物質(zhì)熱電聯(lián)發(fā)工作在丹麥技術(shù)大學(xué)的主持下已進(jìn)行了10多年,產(chǎn)廠,氣化技術(shù)使當(dāng)?shù)氐牧畠r燃料得以利用;建于6建筑科獸第25卷∞“熱的盤版““疊產(chǎn)華的倍中化的技術(shù);混合燃燒作為一項有效的節(jié)能改造技術(shù),商業(yè)化程度高,實際應(yīng)用很成功;流化床鍋爐直燃技術(shù)近年在歐洲應(yīng)用廣泛,是一項新技術(shù);氣化技術(shù)是正在出現(xiàn)的技術(shù);模塊化生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)因具有使用靈活方便、啟停快的優(yōu)點,尤其適合于遠(yuǎn)離城市的偏遠(yuǎn)地帶的發(fā)電供熱,如直燃小型蒸汽輪機生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)已商業(yè)化。用生物質(zhì)作為熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料,與燃?xì)鉄犭娐?lián)圖8芬蘭熱電聯(lián)產(chǎn)在區(qū)域供熱和熱電生產(chǎn)中所占份額產(chǎn)相比,系統(tǒng)會出現(xiàn)許多問題,如結(jié)垢、結(jié)渣和腐蝕1992年的以木材廢棄物為燃料的 Kuhmo電廠采用等而且不同的生物質(zhì)原料會存在不同的問題。然了循環(huán)流化床技術(shù),額定發(fā)電量為4.MW,額定供而,碳中性以及能源供給穩(wěn)定的特性使生物質(zhì)在可熱量為12.9MW:20年建成的以泥炭、木片為燃再生能源中占有重要位置料的 Kokkola電廠采用沸騰流化床技術(shù),額定發(fā)電生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)在歐洲各國發(fā)展?fàn)顩r不同,與量為20MW額定供熱量為50MW;在芬蘭的皮耶塔國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)及政府能源政策有關(guān)。瑞典主要以核爾薩里,2002年投產(chǎn)的目前世界上規(guī)模最大的生物能和水能發(fā)電生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)份額不高;芬蘭和丹質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠— Alholmens Kraft發(fā)電廠,其燃料以麥政府支持生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn),且國內(nèi)生物質(zhì)資源豐廢木材泥炭為主,煤炭和油為輔,常在啟動時使用,富該系統(tǒng)發(fā)展很好。其總發(fā)電容量為240MW,蒸汽產(chǎn)量為100MWa。與太陽能、風(fēng)能等可再生能源相比,生物質(zhì)能源4.2瑞典供給穩(wěn)定、溫室氣體排放量接近零、可規(guī)模化發(fā)電供瑞典能源主要依靠核能與水能,所以熱電聯(lián)產(chǎn)熱、可加強本土資源的利用、降低對進(jìn)口能源的依賴發(fā)電在2001年僅占7%。據(jù)瑞典國家能源部門的預(yù)性減少國內(nèi)市場受到國際能源局勢的沖擊。生物測,2010年瑞典總發(fā)電量的8%將由熱電聯(lián)產(chǎn)供給。質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)在解決能源問題的同時環(huán)境影響很小在瑞典與集中供熱熱網(wǎng)相連的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠符合目前減排的局勢在近些年應(yīng)具有很好的發(fā)展約有15個,其中3個生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠由于經(jīng)濟原前景。因已停止運行,仍在運行的生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠,如[參考文獻(xiàn)]Falun Energi生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠采用沸騰流化床鍋爐,以樹皮、木材廢棄物和木片為燃料,額定發(fā)電量1]A. Combined Heat and Power, Evaluating the Benefits of Greater為8MW,額定供熱量為22MW; Kristianstad生物質(zhì)Global Investment[ R].2008熱電廠采用循環(huán)流化床以木材為燃料額定發(fā)電量2]EPA, Biomass Combined Heat and Power Catalog of Technologies為135MW額定供熱量為35MW。然而,從政治方(3] Patricia Thomley, Increasing biomass based power generation in the面考慮,瑞典可能會減少核電廠,同時禁止水力發(fā)電UK[J]. Energy Policy,2006,34(5):2087-209的建設(shè),從而會推動生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展[ 4] Rentizelas A, Karellas S, Kakaras E, et al. Comparative techno-4.3丹麥economic analysis of ORC and gasification for bioenergy applications[]. Energy Conversion and Management, 2009, 50(3): 674-681丹麥熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電量占到其年發(fā)電量的70%,[5]Badn1, Kirschner. Biomass greens US power production[J].Rene在供電供熱方面占著重要的份額。丹麥政府能源政Energy World,1998,3:40~45策自1986年以來一直推廣熱電聯(lián)產(chǎn),1992年后,能(61 Wu dw, W嗎gRz. Combined cooling, heating and power:.ri源政策設(shè)法鼓勵使用本土燃料,對生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)lI]. Progrese in Energy and Combustion Science, 2006, 32(5-6)的示范工程還給予額外補貼。到1999年,丹麥已有0個生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)廠和10個研發(fā)工程在運行。7]5結(jié)論THa中國煤化工 cycle using dry fluidsCNMHG9:99- 1007(下轉(zhuǎn)第38頁)爐排鍋爐與蒸汽輪機相結(jié)合的技術(shù)是一項標(biāo)準(zhǔn)38建筑科學(xué)第25卷協(xié)助,在此表示衷心的感謝。能源技術(shù),1985,1:36-40[12]NY/T58-1987民用炕連灶熱性能測試方法[S]北京:中國農(nóng)[參考文獻(xiàn)]業(yè)出版社,1987[13]徐洪波,焦慶余,徐國堂高效預(yù)制組裝架空火炕的研究[門[1] Zhi Zhuang, Yuguo Li, Bin Chen, et al. Chinese Kang as a domestic農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,1991,27(3):8-86heating system in rural northen China-a review[J]. Energy and [14] Zhuang Z, Li YG, Duanmu L, ef al. 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Oldenbourg Verlag, Manchen,2004濕度精度在±3%以內(nèi)。同時,本文提出的分階段電1] Maria Eugenia Coria, Vladimir Melian Cobas, lecto Siva Lora.子膨脹閥一變頻壓縮機同步自適應(yīng)PD控制方式能夠很好地緩解控制上的延遲和超調(diào),可為今后控[打] Energy Policy,2006,34(8):3402-3408制系統(tǒng)研究與開發(fā)提供參考。最后,本文研究成果[13] Peacock A, Newborough M Impact of micro CHP systems on domestic將能夠為進(jìn)一步開發(fā)高精度變頻恒溫恒濕空調(diào)機產(chǎn)sector CO, emissions[J]. Applied Thermal Engineering, 2005, 25(1718):2653-2676品提供理論和實踐指導(dǎo)[14]TheChp/dhcCollaborative[eb/ol].http://wwworg/G8/CHPlchp asp 2008-11-12H中國煤化工[15] Small-scale biomass CHP technologies situation in Finland, Denmak[1]CNMHG的研發(fā)及試驗驗證[刀and Sweden[ R]. OPET Report 12.006,6(3):82-8