上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)第26卷第1期J. University of Shanghai for Science and TechnologyVol26No.12004文章編號(hào):10076735(2004)01-0035-0生物質(zhì)能系統(tǒng)研究及發(fā)展楊正虎,袁益超,劉聿拯,曹偉武(上海理工大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院,上海20003摘要:闡述了近年來世界各國在生物質(zhì)能源系統(tǒng)研究和應(yīng)用方面的成果和經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)了在生物質(zhì)能源的開發(fā)利用過程中,運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法,對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源社會(huì)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,實(shí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,將提供有益的幫助關(guān)鍵詞:生物質(zhì)能;系統(tǒng)研究;系統(tǒng)模型;系統(tǒng)規(guī)劃中圖分類號(hào):TKo1t9;Ⅹ705文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADevelopment and research on the biomass energy systemYANG Zheng hu, YUAN Yi-chao, LIU Yu zheng, CAO Wei-wu(College of Power Engineering University of shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)Abstract: Biomass is a renewable energy source which, arising from a range of organic productsuch as forest residues, wastes or purpose grown crops that can be converted to heat, power orother fuels, provides a substitute for fossil fuels so as to mitigate the global environmental pressureMany countries have gained significant achievements and valuable experiences in biomass energyresearch and application. Greater attention is paid on the overall effect and influence on ourenergy structure, society, economy and environment. In the paper an outline of the biomassenergy system research and development in some developed countries in recent years is presented,and especially puts emphasis on the system engineering methods and technologies which areimperative to implementing sustainable development strategies for humankind to make asustainable worldKey words biomass energy; system research; system modeling; system project隨著全球經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的快速發(fā)展,人類對(duì)能生的新能源,生物質(zhì)能因其產(chǎn)量巨大分布廣泛以源的需求日益增長.但大量開采使用化石能源而及環(huán)保效果明顯而備受關(guān)注.生物質(zhì)能作為一種造成的環(huán)境問題,嚴(yán)重制約著各國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,甚很有前途的清潔能源,全球每年可開發(fā)量相當(dāng)于至已危及人類自身的生存.生物質(zhì)能作為一種產(chǎn)65×103t標(biāo)準(zhǔn)煤,中國每年的總量相當(dāng)于7×103t量巨大的可再生潔凈能源是替代化石能源緩解標(biāo)準(zhǔn)煤.但由于生物質(zhì)分布分散能量密度小全球環(huán)境壓力的有利途徑.熱值低以及成分復(fù)雜,使得開發(fā)利用生物質(zhì)的經(jīng)目前,世界各國在研究化石能源高效率低污濟(jì)性降低,高效利用的技術(shù)手段較復(fù)雜.雖然目染轉(zhuǎn)化技術(shù)的同時(shí),更致力于開發(fā)利用各類可再前生物質(zhì)能對(duì)世界一次能源的貢獻(xiàn)將近13%,對(duì)收稿日期:2003-06-18中國煤化工基金項(xiàng)目:上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)資助項(xiàng)目CNMHG作者簡介:楊正虎(1974),男,碩士研究生上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)2004年第26卷于占世界人口總數(shù)3/4的發(fā)展中國家來說,生物質(zhì)是最重要的能源,約占發(fā)展中國家總能源的35%,原料生產(chǎn)x原料運(yùn)輸預(yù)處理|轉(zhuǎn)化氣液)發(fā)電但迄今為止,大多數(shù)屬低效利用,甚至存在嚴(yán)重的二次污染問題1.因而為更好地開發(fā)利用生物質(zhì)圖1生物質(zhì)能供應(yīng)鏈系統(tǒng)能源,在研究其系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)化技術(shù)優(yōu)化的同時(shí),必Fig 1 Bioenergy supply chain system須把它放進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境的大系統(tǒng)中,綜合研究它與整個(gè)能源系統(tǒng)人口系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)以為了提高系統(tǒng)的效率,必須遵循系統(tǒng)整體最及環(huán)境系統(tǒng)等的關(guān)系,從而真正達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、優(yōu)的原則,以此協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各階段之間的關(guān)系.能源環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的目的如從原料的供應(yīng)來看,農(nóng)作物的產(chǎn)量及收割打包1生物質(zhì)能系統(tǒng)的研究方法運(yùn)輸儲(chǔ)存等過程中的損失,運(yùn)輸?shù)木嚯x及供應(yīng)物流的效率等因素對(duì)生物質(zhì)能源系統(tǒng)的效率有明顯生物質(zhì)能源系統(tǒng)按照系統(tǒng)邊界的大小及研究影響.又如在預(yù)處理轉(zhuǎn)化利用過程中,預(yù)處理的的方法,可分為宏觀系統(tǒng)和微觀系統(tǒng)兩大類.宏方法及干燥的要求完全決定于后續(xù)的轉(zhuǎn)化要求觀系統(tǒng)研究主要是從系統(tǒng)內(nèi)部生物質(zhì)能源總量平供應(yīng)鏈中毎一后續(xù)步驟的效率決定于其前一步驟衡的角度,來分析和考慮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和的輸出質(zhì)量,因而需要基于系統(tǒng)總體的輸出要求優(yōu)化問題.其研究方法主要包括:供應(yīng)鏈分析生從供應(yīng)鏈終端開始進(jìn)行系統(tǒng)分析,找岀各步驟中命周期估計(jì)法以及全球能源與土地利用模型等.的可控因素,按照后續(xù)步驟的要求進(jìn)行調(diào)控,從而而微觀系統(tǒng)的研究主要集中在具體轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)找岀決定各階段效率的關(guān)鍵因素.用研究上,目的在于提高所研究的轉(zhuǎn)化技術(shù)的實(shí)11.2生命周期估計(jì)用價(jià)值,研究方法有技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析法和SD流率基在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中,由原料到最終產(chǎn)品的本入樹建模法等.所有轉(zhuǎn)化過程,均會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同種類或不同程度的影響,運(yùn)用生命周期估計(jì)法就是試圖將這1.1宏觀系統(tǒng)研究方法些對(duì)環(huán)境的影響定量化.這些影響因素主要包括1.11供應(yīng)鏈分析將原料轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的過程,以及最終產(chǎn)品和作為一個(gè)包括原料生產(chǎn)供應(yīng)轉(zhuǎn)換及利用的副產(chǎn)品使用與處理過程中的各種排放物資源的供應(yīng)鏈系統(tǒng),生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)階段旳消耗和能耗.在分析中必須保證各個(gè)階段輸入的效率,對(duì)相鄰步驟乃至整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生影響.原料和能量與輸出平衡.Mann和 Spath4定性說Mitchel和 Bridgwater所建立的生物質(zhì)能供應(yīng)鏈明了系統(tǒng)主要組成部分產(chǎn)生的排放物種類及應(yīng)激系統(tǒng)如圖1所示.系統(tǒng)的輸入和輸出分別是生子種類,而未給出定量數(shù)據(jù).表1和表2分別是排物質(zhì)原料和電力放物種類和應(yīng)激子種類的部分說明.表1系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷Tab 1 Environmental loadings expected from system過程氣態(tài)排放物固體物質(zhì)液態(tài)排放物其他原料生產(chǎn)CO2 CO NO SO2NH3硝酸、前序步驟產(chǎn)生的需處理氮肥磷酸鹽除草劑、微生物孢子及真硫酸生物類烯烴_磷酸鹽處的催化劑_顆粒物和灰塵、殺蟲劑和鉀肥的流走菌與運(yùn)輸車輛和設(shè)理過程中產(chǎn)生的氟及氟化物磷肥生產(chǎn)中產(chǎn)生的石膏物鹽水備有關(guān)的排放物運(yùn)輸CO2CONO3SO2CH非甲運(yùn)輸中產(chǎn)生的顆粒物燃料油品及潤滑液烷類碳水化合物N2OO3揮的溢出和泄漏事故發(fā)性排放物排泄物電力生產(chǎn)碳揮發(fā)分烯烴co2cONO-、沙粒與灰的混合物(含堿廢水及溶于其中的有微生物_孢子及真SO2H3SNH3氯化物未燃及重金屬)焦炭焦油降機(jī)物原料灰分焦菌與運(yùn)輸車輛和設(shè)盡化合物揮發(fā)性排放物和事解及減少NO3排放時(shí)的炭堆廢水系統(tǒng)的污染備有關(guān)的排放物故排放物催化劑木屑物瀝出液水泵水清洗及水處理系統(tǒng)泄漏中國煤化工CNMHG第1期楊正虎等:生物質(zhì)能系統(tǒng)研究及發(fā)展表2生物質(zhì)發(fā)電過程的應(yīng)激子分類Tab 2 Stressor categories associated with biomass power production應(yīng)激子種類應(yīng)激子主要影響分類*有毒物質(zhì)殺蟲劑除草劑肥料1影區(qū)域焦油柴油機(jī)燃料及其他碳水化合物H. E: LO2 SO3 HS NH3H E.RG氟及氟化物H. E: L. R光化學(xué)氧化物碳水化合物,非甲烷類碳水化合物H. E: L, R前體和光化學(xué)揮發(fā)性排放物H.E. L氧化物臭氧H. E: L,空氣污染物COO3NO2SO2SO3H2 S HC. NHH. E: L氟化物木屑砂粒H: L微生物孢子和真菌H EL.R固體廢物催化劑沙?；姨苛Ｊ郒. E: L. R氣候變化CO2CH4硝酸鹽硫酸鹽E. G樹木生長的變化E.L. G棲息地影響單一栽培_非本地物種_植物種群滅絕動(dòng)物及昆蟲滅絕E;L,R資源消耗化石燃料使用礦產(chǎn)及礦石E:R G地下水E: L R表層土壤E: LH一人類健康,E一生態(tài)健康;*L一本地,R一區(qū)域性,G一全球性1.1.3全球能源與土地利用模型和植被模塊.土地利用子系統(tǒng)中包含著由初級(jí)食根據(jù)系統(tǒng)工程的原理,生物質(zhì)能系統(tǒng)是一種品制肉類食品廢紙回收以及其他生物質(zhì)殘余物開放的復(fù)雜巨系統(tǒng).這不僅表現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)的食物鏈系統(tǒng),通過考慮土地的不同用途來說明雜性上而且它具有以下特征:a.它不僅與環(huán)境進(jìn)其稀缺性及競爭性行物質(zhì)能量`信息的交換,接受環(huán)境的輸入和擾動(dòng)向環(huán)境提供輸出,而且具有主動(dòng)適應(yīng)和進(jìn)化的特征,即復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)CAS( Complex Adaptive植被模塊用于生物質(zhì)能System).b.生物質(zhì)能系統(tǒng)在發(fā)揮作用的同時(shí),又森杯生產(chǎn)的能量輸人對(duì)環(huán)境具有塑造作用,要做到將系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)化同環(huán)境優(yōu)化結(jié)合起來綜合考慮.c.由于系統(tǒng)內(nèi)部的能量廢棄食物模塊能量生物質(zhì)能供給運(yùn)行機(jī)制以及它與環(huán)境的作用和交換,整個(gè)系統(tǒng)可耕地是動(dòng)態(tài)發(fā)展變化的化學(xué)產(chǎn)品草場、水系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)是一門以研究一般系統(tǒng)的結(jié)圖2全球能量與土地利用模型構(gòu)功能與動(dòng)態(tài)行為以及系統(tǒng)與環(huán)境的關(guān)系為主要內(nèi)容的學(xué)科.針對(duì)上述生物質(zhì)能系統(tǒng)的特征,系Fig 2 Outline of the global energy and land use model統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法無疑是分析和解決問題的有力工具.模型考慮的時(shí)間跨度為1975~2100年,全球日本學(xué)者 Yamamoto和 Yamaji運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力國家按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平劃分為兩個(gè)部分:發(fā)達(dá)國學(xué)方法建立了全球能源和土地利用的模型,通過家和發(fā)展中國家.針對(duì)33種生物質(zhì)23步生物質(zhì)考慮土地利用的競爭性對(duì)全球生物質(zhì)能的發(fā)展?jié)摾貌襟E列出生物質(zhì)平衡表”用以分析各類生力進(jìn)行了估計(jì).系統(tǒng)模型由能源子系統(tǒng)和土地利物質(zhì)的生產(chǎn)消耗及總量平衡.在算法上,土地利用子系統(tǒng)組成圖2).能源子系統(tǒng)包括3個(gè)模塊:用子系統(tǒng)依據(jù)植被(主要是森林生物質(zhì))的供求預(yù)國民生產(chǎn)總值GNP模塊能量模塊和化學(xué)產(chǎn)品模測,以及食物鏈系統(tǒng)中依照食物供應(yīng)預(yù)測狀況所塊土地利用子系統(tǒng)由兩個(gè)部分構(gòu)成:食物模塊得到的能源作H中國煤化工求計(jì)算及可CNMHG上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)2004年第26卷用生物質(zhì)潛力計(jì)算.在整體系統(tǒng)模擬中,綜合考兩者間的關(guān)系也僅局限于簡單的聯(lián)系,許多相互慮人口GNP能源土地利用狀況生物質(zhì)的供給影響及作用未加考慮與需求以及回收率等主要因素的變化,得出如下結(jié)果:a在發(fā)達(dá)國家由于生物質(zhì)的需求基本穩(wěn)定1.2微觀系統(tǒng)研究方法及合理的砍伐與植樹,土地利用狀況基本不變;而1.2.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析在發(fā)展中國家,則由于生物質(zhì)的需求猛增及不完為了全面地認(rèn)識(shí)現(xiàn)有生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化系統(tǒng),善的森林管理,成熟森林的面積將由1990年的Man和Spat運(yùn)用 ASPEN PLUS,對(duì)Batl14×103hm2減少至2050年的073×103hm2,即使 Columbus Laboratory提供的一臺(tái)處理能力為9td合理的砍伐及重新植樹會(huì)在2050年形成成熟森的低壓生物質(zhì)IGCC( nte grated gasifica-tion林面積也將在2100年繼續(xù)減少至0267×103hm2. Combined Cycle,整體氣化聯(lián)合循環(huán))系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)b.食物需求方面,發(fā)達(dá)國家將會(huì)完全得到滿足;而據(jù),進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析發(fā)展中國家由于龐大的人囗數(shù)量導(dǎo)致食物需求巨生物質(zhì)IGCC系統(tǒng)主要由4個(gè)部分組成:a.燃大,即使進(jìn)口也達(dá)不到供需平衡,食物短缺又會(huì)引料收集粉碎預(yù)處理及干燥;b.氣化及煙氣清洗起用于能源作物種植的土地得不到滿足.c.最大生系統(tǒng)(氣化島);c.電力島;d.其他電廠設(shè)施及設(shè)備.物質(zhì)可用潛力主要由圓木廢料工廠生物質(zhì)廢料、分析主要是運(yùn)用 ASPEN模型對(duì)IGCC系統(tǒng)進(jìn)行木材碎屑谷物剩余物及糞便構(gòu)成,但在估計(jì)實(shí)際模擬,并對(duì)大型生物質(zhì)IGCC系統(tǒng)的最終發(fā)展?jié)摽捎脻摿r(shí),必須考慮生物質(zhì)殘余物的利用率力進(jìn)行估計(jì).系統(tǒng)中氣化所需的熱量,由用沙作雖然上述模型運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,對(duì)世界為床料的循環(huán)流化床焦炭燃燒器與氣化容器間的范圍內(nèi)土地的利用及生物質(zhì)利用潛力給岀了定性沙粒循環(huán)供給.氣化器運(yùn)行壓力為172kPa,運(yùn)行和定量的預(yù)測和描述,但這些描述是在許多假設(shè)溫度825℃.聯(lián)合循環(huán)所用的燃?xì)廨啓C(jī)是通用電的前提下才成立的.此外,在建模過程中僅對(duì)能氣公司先進(jìn)的GEMS-6101FA系統(tǒng).整體系統(tǒng)的源子系統(tǒng)和土地利用子系統(tǒng)進(jìn)行了簡單的描述,運(yùn)行條件及性能見表3.表3系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)及運(yùn)行性能匯總Tab 3 Process data and system performance results氣化器要求燃?xì)鈪?shù)木材供給率172kg/s煙氣流率14.5kg空氣供給率0煙氣低位熱值13.2MJm3蒸汽流率7.7kg/s發(fā)電效率匯總發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率82.1MW燃?xì)廨啓C(jī)GEMS-610FA汽輪機(jī)輸出功率55.IMw燃?xì)廨啓C(jī)性能系數(shù)14.9內(nèi)耗燃?xì)廨啓C(jī)火焰溫度1288系統(tǒng)凈輸出功率12MW蒸汽循環(huán)參數(shù)10MPa/538%538℃工廠凈輸出效率35.4%系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析針對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)模1.2.2SD流率基本λ樹建模法擬結(jié)果及投資進(jìn)行,所有費(fèi)用均以1990年為基期賈仁安等人提出的SD流率基本入樹建模進(jìn)行折算,同時(shí)增加20%的工廠其他設(shè)施的費(fèi)用.法;其基本思路是抓住系統(tǒng)最基本的流率變量技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果如下通過引進(jìn)流率基本入樹嵌運(yùn)算流率派生入樹及輸出功率122MW可增廣流率派生入樹等概念和方法,達(dá)到同時(shí)實(shí)工廠凈效率3540%現(xiàn)系統(tǒng)的規(guī)?；Ｅc反饋環(huán)分析清晰化的目的.投資成本1108美元/kW這種方法運(yùn)用在國家課題王禾丘能源系統(tǒng)生態(tài)運(yùn)行費(fèi)用含燃料)27983美元/a工程研究?中,建立了王禾丘村能源系統(tǒng)生態(tài)工程發(fā)電成本(現(xiàn)值)6.55美分/W流率入樹模型中國煤化工問題,是建發(fā)電成本(折算值)5.11美分/W立包括能源CNMHG養(yǎng)殖業(yè)及經(jīng)第1期楊正虎等:生物質(zhì)能系統(tǒng)研究及發(fā)展?jié)酉到y(tǒng)的要素變量的定量反饋結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行反能利用的目標(biāo),制定了一項(xiàng)優(yōu)先發(fā)展可再生能源的饋分析,并在此基礎(chǔ)上預(yù)測本能源生態(tài)工程法案,計(jì)劃在2010年由可再生能源提供的能耗在1992~2010年有關(guān)變量的變化值.模型主要包括整個(gè)能源需求中的比例增加一倍,在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)人口、林果業(yè)能源養(yǎng)殖業(yè)種植業(yè)及經(jīng)濟(jì)6個(gè)增長的同時(shí),達(dá)到控制氣候變暖和環(huán)境保護(hù)的目的.子系統(tǒng)運(yùn)用SD流率基本入樹建模法,通過系統(tǒng)作為歐共體非核能計(jì)劃 JOULEⅢ框架一部分析和系統(tǒng)開發(fā),建立了6棵流率基本入樹,通過分的Bio- Costs項(xiàng)目,歐共體專家對(duì)其中一些具有嵌運(yùn)算形成有許多反饋環(huán)構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)代表性的生物質(zhì)發(fā)電和液化項(xiàng)目進(jìn)行了投入產(chǎn)岀模型.由反饋環(huán)計(jì)算法,總共得到163條新增反饋分杬,并將分析結(jié)果與使用礦物燃料的結(jié)果進(jìn)行環(huán),整個(gè)模型包含54個(gè)變量,并給岀了全體變量要了比較,強(qiáng)調(diào)了生物質(zhì)能在未來能源系統(tǒng)中不可素的關(guān)聯(lián)關(guān)系.在進(jìn)一步定量分析的基礎(chǔ)上,得替代的戰(zhàn)略地位,以及它對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重出6棵入樹的描述變量的計(jì)算公式.用 DYNAMO要作用8語言編程計(jì)算后,得到了各變量1992~2010年各聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO在可持續(xù)農(nóng)村環(huán)境和年的變化數(shù)據(jù).通過仿真計(jì)算后的數(shù)據(jù)分析及解能源網(wǎng)絡(luò)(SREN的支持配合下,正在建立一項(xiàng)稱釋,使王禾丘農(nóng)民知道,全村要保證實(shí)現(xiàn)2000年作整體式可再生能源農(nóng)場(IREF)”的研究工程.炊事能中沼氣能占60%的目標(biāo)必須養(yǎng)豬近800頭;作為歐洲農(nóng)業(yè)合作研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)( ESCORENA)的要保證豬有足夠的糧食,須產(chǎn)近327t稻谷,每年要組成部分,此項(xiàng)目旨在實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)能源和環(huán)增加近3t.更重要的是,他們知道了達(dá)到這些指境的協(xié)調(diào)發(fā)展.德國在 Hanover附近建立了一個(gè)標(biāo)的具體實(shí)施方案實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的IREF,由90%的生物質(zhì)能√%的風(fēng)能該建模法可同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；Ｅc反饋環(huán)分和3%的太陽能提供能源.在此基礎(chǔ)上,還計(jì)劃在析清晰化兩個(gè)目的,有利于整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃開發(fā)、 Dedelstorf建立一個(gè)面積280hm2,可供700人日常調(diào)試以及結(jié)果分析.食物和能源需求的IREF.其研究成果將對(duì)農(nóng)村利用可再生能源提供有益的參考2生物質(zhì)能系統(tǒng)的規(guī)劃與應(yīng)用歐共體國家在大力發(fā)展本國生物質(zhì)利用技術(shù)2.1國外生物質(zhì)能系統(tǒng)規(guī)劃現(xiàn)狀的同時(shí),1991年與東盟合作啟動(dòng)了 COGENT聯(lián)合生產(chǎn))計(jì)劃;其宗旨是幫助東南亞各國有效利用雖然世界各國在人口數(shù)量自然資源條件科本國的生物質(zhì)資源,從而加速該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等方面存在很大差異,已有16個(gè)示范工程建設(shè)成功表4見下頁)列出了但對(duì)生物質(zhì)能系統(tǒng)與整個(gè)社會(huì)及環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展其中部分項(xiàng)目的有關(guān)數(shù)據(jù)0均非常重視.在開發(fā)利用生物質(zhì)能方面,既有政府部門參與制定以及實(shí)施的項(xiàng)目,又有區(qū)域性經(jīng),2我國生物質(zhì)能系統(tǒng)開發(fā)現(xiàn)狀及目標(biāo)濟(jì)組織及其之間所進(jìn)行的合作計(jì)劃;既有從宏觀我國人口占世界人口15,80%生活在農(nóng)村,每角度進(jìn)行的系統(tǒng)規(guī)劃和分析,又有對(duì)利用各種可年產(chǎn)生的各類生物質(zhì)折合7×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,約占世再生能源的微觀系統(tǒng)的試驗(yàn)性探索界總量的1/9.綜合利用生物質(zhì)能,不僅是關(guān)系人澳大利亞作為一個(gè)可再生能源很豐富的國家,民生活和社會(huì)發(fā)展能源需求的問題,而且對(duì)于提1995~1996財(cái)政年度可再生能源對(duì)一次能源需求高我國的綜合國力,維護(hù)國家的長治久安,具有重的貢獻(xiàn)是5.84%,生物質(zhì)能為3.84‰%.盡管當(dāng)前生要戰(zhàn)略意義.但由于種種原因,我國能源利用的物質(zhì)能對(duì)一次能源需求的貢獻(xiàn)較小,并且生物質(zhì)總體水平尚待提高.盡管我國現(xiàn)代生物質(zhì)能的開發(fā)電與煤發(fā)電相比經(jīng)濟(jì)性較差,但認(rèn)識(shí)到發(fā)展可發(fā)起步較晚,但經(jīng)過廣大科技工作者二十多年的再生能源會(huì)給社會(huì)帶來的益處,澳大利亞各級(jí)政努力,在此領(lǐng)域中取得了可喜的成績.在國家發(fā)府均制定了一系列的措施來支持可再生能源的發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)等部委制訂的十五”可再生能源展.19%6至1998年澳大利亞政府先后啟動(dòng)了綠發(fā)展戰(zhàn)略中,為實(shí)現(xiàn)1996-2015年可再生能源發(fā)色電力”澳大利亞2%可再生能源計(jì)劃以及可展的總目標(biāo),要逐步改變生物質(zhì)能傳統(tǒng)的低效利再生能源展示項(xiàng)目”等系統(tǒng)發(fā)展可再生能源的舉用方式,計(jì)劃中國煤化工氣工程的年措.另外,德國為了完成歐共體制定的關(guān)于生物質(zhì)供氣量達(dá)到HCNMHG0萬戶農(nóng)戶上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)2004年第26卷的生活用氣問題;繼續(xù)推行六五¨以來的百縣綜質(zhì)利用技術(shù)的基礎(chǔ)理論及綜合利用的研究,先后合建設(shè)跟蹤服務(wù),加速農(nóng)村能源建設(shè).許多研建立了一些試驗(yàn)和示范項(xiàng)目,為生物質(zhì)利用技術(shù)究所大專院校及有關(guān)能源管理部門加強(qiáng)了生物的進(jìn)一步推廣奠定了基礎(chǔ)12-1表4歐共體與東盟 COGEN計(jì)劃部分示范工程簡介Tab 4 Description of pilot projects of"COGEN"" plan用戶設(shè)備容量設(shè)備總投資投資回收期能量生產(chǎn)總量""1刈0美元a E/GJ印度尼西亞膠合板廠蒸汽鍋爐及輔助管路35Uh(3.5MPa,380.℃13946469568馬來西亞木制品廠蒸汽鍋爐料斗粉碎機(jī)開關(guān)設(shè)備10M3MP24350汽輪機(jī)35t/h(4613.83.18051904鋸木和型模廠蒸汽鍋爐5t/h(1.23MPa,193.℃23942.963885自動(dòng)給料系統(tǒng)主配線板廠熱油發(fā)生器92.11 GJ/h+5t/h490.57852096周邊設(shè)備棕櫚油廠蒸汽鍋爐35t/h(2.3MPa)60.402375872汽輪機(jī)1 200kW高密板廠熱油發(fā)生器132.3GJ/h1079187棕櫚油廠蒸汽鍋爐1794t/h3624.3604506387汽輪機(jī)486MW3建議盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力.科研項(xiàng)目的立項(xiàng)申請(qǐng)和實(shí)施要保證其可行性及可推廣性,避免科研與生產(chǎn)與發(fā)達(dá)國家相比,我國的生物質(zhì)能源開發(fā)及脫節(jié)研究工作起步較晚,并且大多數(shù)研究集中在具體d.提高全民的環(huán)保意識(shí),為大力推廣生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化技術(shù)方面,從系統(tǒng)工程的角度對(duì)生物質(zhì)能能的利用奠定良好的社會(huì)基礎(chǔ)源系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)尚未大規(guī)模展開.而要實(shí)加強(qiáng)生物質(zhì)能開發(fā)利用的國際交流及合現(xiàn)能源社會(huì)環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展,作,引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,吸收利用國外生盡快縮小與發(fā)達(dá)國家間的差距,必須借鑒發(fā)達(dá)國物質(zhì)能源系統(tǒng)硏究的成功經(jīng)驗(yàn)和成果,加快我國家的成功經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用系統(tǒng)工程的研究方法,對(duì)生物生物質(zhì)能開發(fā)利用的步伐,因地制宜地建立起適質(zhì)能源系統(tǒng)從不同的層次進(jìn)行研究.經(jīng)過上述分合我國國情的生物質(zhì)能源開發(fā)利用體系析比較提出以下建議a.生物質(zhì)能源系統(tǒng)的研究方法不管是宏觀參考文獻(xiàn)方法還是微觀方法,都有各自的側(cè)重點(diǎn)和不足,在[]郭祥冰.世界可再生能源發(fā)展概況和我國發(fā)展目標(biāo)具體的工作中必須將兩者結(jié)合起來.既要注重從門.福建能源開發(fā)與節(jié)約,2001,53):6-9可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求出發(fā),運(yùn)用宏觀系統(tǒng)研究[2]世界能源理事會(huì)編.新的可再生能源:未來發(fā)展指南方法,解決生物質(zhì)能源系統(tǒng)的總量平衡問題,協(xié)調(diào)M]閻季惠譯.北京:海洋出版社,198與其他系統(tǒng)的關(guān)系,又要注重從提高生物質(zhì)能源(3] Mitchell C P, Bridgwater A v, Mackie k l系統(tǒng)的效率和效益著手,運(yùn)用微觀系統(tǒng)方法,解決Bioenergy systems[Aldewater AV, Boocock系統(tǒng)內(nèi)部的具體技術(shù)問題,提高各種轉(zhuǎn)化技術(shù)的DG B, eds. Developments in Thermochemical使用價(jià)值Biomass Conversion[C]. London: Chapman Hallb.在政策立法科研開發(fā)組織實(shí)施綜合評(píng)1996,1509~1524價(jià)等階段加強(qiáng)研究,根據(jù)系統(tǒng)整體最優(yōu)的原則,既[4] Mann mK, Spath P L. Technoeconomic analysis and注重生物質(zhì)能開發(fā)利用的基礎(chǔ)研究,又強(qiáng)調(diào)開發(fā)assessmentin integrated biomas利用過程中的協(xié)調(diào)管理combined cycle system: Life cycle assessment oc.保證產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合,使科研成果能夠bioma中國煤化工AV, BoocockCNMHG第1期楊正虎等:生物質(zhì)能系統(tǒng)研究及發(fā)展D GB, eds. Developments in Thermochemical Biomassties [J]. Renewable energy, 2001, 24: 401-408Conversion[C]. London: Chapman Hall, 1996, [10] Menu J F, Guillaume M, Schenkel Y. Biomass as a1567~1581fuel and a profitable investment: the EURO-ASEAN[5] Yamamoto H, Yamaji K. An evaluation of biomassCoGEn Program[A]. In: Overend R P, Hornet Eenergy potential with global energy and land useeds. Making a Business from Biomass[C]. Londonmodel[A]. In: Bridgwater A V, Boocock DG B, edsElsevier,1998,1615~1624.Dε evelopments in Thermochemical Biomass Conversion[l1]周篁.¨十五”可再生能源技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和政策措施[C]. London: Chapman Hall, 1996, 1599-1613探討EB/Ol].http:/www.newenergy.com.cn/meeting[6]賈仁安,涂為員,伍福明等.SD流率基本入樹建模法及應(yīng)用[A.見:許國志主編.系統(tǒng)科學(xué)與工程研[1]張無敵,宋洪川,孫世中等.生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)與究[C].上海:上海科技教育出版社,2000536-543前景[.新能源,200022(1):16-20Iη] Mills d. Renewable energy in Australia[J. Energy3王智微,蘇學(xué)泳.流化床中生物質(zhì)熱解氣化的實(shí)驗(yàn)Environment,2000,1l(4):479-509研究.新能源,200,022(3):5~9I8] Groscurth h m. Total costs and benefits of biomass[l4]別如山,鮑亦令,楊勵(lì)丹等.燃生物質(zhì)流化床鍋爐in selected regions of the European Union[J]. Energy門.節(jié)能技術(shù),1997,(2):5-7.2000.25:1081~109515]翟學(xué)民.甘蔗渣鍋爐設(shè)計(jì)新構(gòu)思門.工業(yè)鍋爐,2000[9] Bassam N El. Renewable energy for rural communi-62(2):9-12.(下期發(fā)表論文摘要預(yù)告)向心透平葉輪振動(dòng)頻率的有限元分析駱天舒,戴韌上海理工大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院,上海200093摘要:應(yīng)用 ANSYS有限元軟件對(duì)一個(gè)小型燃?xì)廨啓C(jī)向心渦輪的葉輪固有頻率進(jìn)行了數(shù)值分析.基于有限元方法建立了葉輪的振動(dòng)方程,對(duì)方程中非線形的初應(yīng)力剛度矩陣與離心剛度矩陣采用了線化簡化應(yīng)用 block-lanκos法求解振動(dòng)方程的特征值.結(jié)果表明,當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)速上升時(shí)旋轉(zhuǎn)柔化效應(yīng)使葉輪的低階振動(dòng)頻率,尤其是第1階彎振頻率不斷下降,到某個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)岀現(xiàn)零頻”現(xiàn)象原高階靜頻依次成為低階頻率;第1階振型發(fā)生變化,但是基頻大小基本沒有變化;整體式葉輪主要振動(dòng)形式是葉輪的彎扭振動(dòng).中國煤化工CNMHG