Internal Combustion Engine &Parts
0引言
生物质燃料属于一种可再生能源，利用生物质能发尼龙纤维植绒拭子
电，不仅可以开发新能源，节约煤炭，
改善我国能源结构，减少CO 2、SO 2和烟尘的排放量，保护环境，
而且可以充分利用当地资源，增加农民收入，
增强企业经济效益和生存能力，具有重要意义。燃煤与生物质耦合发电是目前最高
效、最清洁的利用生物质的技术路线，
也是电力十三五规划重点推荐的技术路线。
1工艺技术方案
本文以2×1000MW 燃煤与生物质耦合发电工程为例
进行详细分析，该发电工程拟采用大容量、
高参数、高效率等最先进燃煤电站技术和低氮燃烧、高效脱硫、脱硝、除尘
等环保协同治理技术，确保实现能耗最低、效率最高、超净
医院用筋膜仪排放的清洁生产目标。并结合当前对生物质气化研究的最新技术成果，探索生物质燃气与燃煤发电的耦合示范试点。 生物质气化技术是生物质在循环流化床内气化，
产生的低热值燃气，通过热燃气输送管道送入锅炉燃烧室与煤 混合燃烧的技术。作为一种理想的气化原料，
生物质可以在较低的温度下迅速转化为气体燃料，且气化后的燃气在燃煤锅炉中很容易燃烧。气化产生的燃气温度为750℃左右，燃气只需冷却到400-450℃，冷却的热量通过燃煤锅炉的冷凝水回收，不浪费，然后通过燃气加压风机把燃气
送入燃煤锅炉中燃烧，在此温度下，
艾叶提取物
焦油不会凝结，并且这种方式可将生物质灰与煤灰分离处置，减少对锅炉的影响，对生物质灰可充分回收利用。
相比直接燃烧而言，气化利用技术有很多优点：
①技术性能：原料预处理过程简单，
可以适应多种生物质原料，扩大了原料的来源；
不必采用较高的运行温度，克服了生物质灰熔点低、具有腐蚀性、
粘结性的问题对燃煤锅炉的困扰；燃气在较高温度下从气化炉进入燃煤锅炉，焦油不会冷凝。 ②环境效益：由于生物质燃气部分取代燃煤，
减少了CO 2、SO 2的排放，同时低热值燃气在锅炉中的燃烧减少了NO X 的排放。
留言板制作③经济性：由于利用既有大型高效发电系统，极大地
提高了生物质能转化为电能的效率；
气化技术通过改变生物质原料的形态来提高能量转化效率，获得高品位能源，
为生物质与煤的利用提供了优化的机会。
④灵活性：本项目的技术路线可以适用于不同容量等级的燃煤发电机组，生物质气化再燃发电可以充分利用电厂既有的高效发电设备，保证在任何规模下都有较高的发电效率。
工艺技术方案分为生物质原料处理、生物质上料系
统、循环流化床气化炉，燃气导热油降温系统、
燃气输送系统、床料补充系统、生物质燃气再燃系统、燃气成份监测及
计量系统、电气控制、保护及吹扫系统等组成。
下面分别介绍几个主要系统。
1.1生物质原料处理
本项目选用生物质燃料，主要用农、林废弃物为燃料。（表1）
1.2循环流化床气化炉
循环流化床气化炉是在气化炉炉膛下部有一个密相区，燃烧与气化反应都在密相区发生。在从安装在布风板
上的风帽进入的气化剂（空气）
作用下，物料颗粒、砂子、气化剂充分接触，受热均匀，在炉内呈
“流化”状态，气化反应速度快，产气率高。
码垛
本循环流化床气化炉是采用高温分离循环流化床、
燃用木质燃料、秸杆的气化炉。该循环流化床气化炉具有高
效，高温分离，灰循环安全易控；
运行可靠性高，启动迅速等特点。
气化炉由前部、中部及尾部三个竖井组成。前部竖井是绝热炉膛，为支撑结构，炉膛四周由t=8mm 钢板组成，
自下而上依次为风室、布风板、
风帽、密相区、悬浮段。中部竖井是气化炉旋风分离器，采用支承结构，
气化炉旋风分离器下部接回送装置。尾部除尘分离器，
同样采用支承结构，除尘分离器下部接水冷螺旋冷灰机，
使最终排除的灰温度不大于100℃。炉膛、旋风分离器、
除尘分离器之间由金属膨胀节柔性连通。气化室及分离器内部均设有防磨内衬以及保温，外置金属护板。在气化炉左侧，设置惰性床料
给料装置，包括斗提机、沙仓、
螺旋给料机等组成。由10根型钢柱承受气化炉、除尘分离器及惰性床料给料系统及本体附属设施全部重量。
气化炉采用床下油点火，在进风室的风道内布置了
0#轻柴油点火燃烧器。正常运行时，
气化炉炉膛温度始终控制在700-750℃左右，并且控制气化风量，使炉膛区域———————————
———————————
—作者简介：周高强（1976-），男，河南南乐人，工程师，从事电厂热机设计工作。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
周高强
（山东电力工程咨询院有限公司，
济南250013）摘要：目前国内燃煤与生物质耦合发电处于示范阶段，论文通过可靠的技术数据论证了燃煤与生物质耦合发电具有客观的经济
效益，为燃煤与生物质耦合发电项目的实施具有一定的参考价值。
关键词：生物质气化；循环流化床；生物质燃气
表1破碎后木质燃料原料规格指标
木质燃料类型粒度规格水份堆积密度（kg/m3）自然堆积角
软质木质燃料硬质木质燃料150mm以下的100%；其中100mm以下>90%
150mm以下的100%；其中100mm以下>90%
≤25%
≤25%
35-65
80-250
60°-80°
45°-60°
内呈现高温少氧环境，生物质燃料在此通过干馏热解及化学氧化反应后产生含有一氧化碳、氢气、甲烷等气体成分的生物质气。燃气能在炉膛内停留5-6秒，保证高的气化效率，然后高温燃气夹带固体粒子进入气化炉旋风分离器进行气固分离。分离下来的粒子进入回送装置，通过回料器从炉膛下部送至密相区以控制床温。从气化炉旋风分离器出来的燃气进入除尘分离器，进一步将生物质气中的固体颗粒物分离，提高可燃气体的品质，分离下来的灰通过水冷螺旋冷灰机后，温度降到100℃以下进行收集回收。
气化炉采用干式出灰，灰的排放有三个途径。一是通过密相区底部的排渣管排放；二是通过分离器下部的回送装置排放；三是作为飞灰被除尘分离器收集排放（主要排放点）。
1.3旋风除尘系统
为进一步降低燃气中灰尘含量，在高温燃气的出口设置旋风除尘分离器，外壁用8mm厚的Q235A钢板制成，内设有防磨内衬；中心筒采用耐热合金钢板，保证燃气中灰尘含量小于15g/Nm3，额定负荷时工作温度730-750℃。
1.4燃气导热油降温系统
本导热油换热器置于生物质气化炉的尾部，用于吸收生物质气化炉排出的高温燃气中的热量，从而降低燃气温度。加热后的高温导热油靠循环油泵的压头在液相状态下，强制输送至吸热设备，当高温导热油在吸热设备的受热端释放热能后，沿回路管程经循环泵继续进入本导热油换热器，在导热油换热器内又被加热，周而复始，从而实现连续换热之目的。在本系统中，吸热设备为热冷凝水。
本导热油换热器为立式模块化组装锅炉，导热油换热器的受热面是上中下三组对流管束组成。锅炉分上中下三个模块组装出厂，工地上对三个大的模块进行组装，再装焊连接管道即可。高温烟气自上而下纵向冲刷受热面，受热面管子顺列布置，不易积灰，同时在导热油换热器侧面布置有若干个清灰口和吹灰器，利用蒸汽吹灰。
1.5燃气输送系统
为保证2台气化炉能保证长时间运行，燃气的输送管道采用母管制，即两台气化炉产生的温度为400℃的燃气由燃气加压风机加压后送入母管，由母管把燃气送到炉前，再由支管把燃气送入煤粉锅炉燃烧。每一个进入母管和引出母管的支管路，均加盲板阀隔断，盲板阀隔断采用三偏心多层次金属密封结构，无机械磨损，可达到零泄漏，有优良的双向密封功能，最高工作温度可达600℃。
1.6生物质燃气再燃系统
原锅炉为煤粉锅炉，锅炉燃烧室断面呈正方形，燃烧室各面墙全部采用膜式水冷壁，由光管和扁钢焊制而成；
底部为冷灰斗，锅炉采用前后墙对
冲燃烧方式。
1.6.1锅炉设计及燃气输送
锅炉准备掺烧由木质燃料等生
物质气化后产生的燃气，单台锅炉掺烧生物质燃气量16800Nm3/h，燃气以400℃-450℃的温度通过燃烧器送入煤粉锅炉参加燃烧，每台锅炉配前后墙对冲燃气燃烧器，与原煤粉燃烧器同样采用前后墙对冲布置。
两台处理量为8t/h的生物质气化炉产生的燃气采用母管制与2台煤粉锅炉连接，助燃用的热空气通过母管与2台煤粉锅炉连接。
1.6.2掺烧燃气后的热力计算结果和对煤粉锅炉的影响
掺烧的燃气在热值比不大于10%的情况下，对锅炉的运行几乎没有影响。
1.7燃气成份监测及计量系统
1.7.1生物质气化再燃发电计量两种方式介绍
目前，在燃气热量已计算出的情况下有两种方式进行生物质热能转电能的计算方式[1]：
第一种通过锅炉效率、管道效率、汽机热耗进行电能计算。
仙台病毒生物质燃气发电功率可采用下列模型进行计算：N fd=Q×ηb×ηgd/HR
Q=4.1868×F rq×Q net.rq
式中：Q——
—生物质燃气入炉总热量，由气化炉实际测量所得，kJ/h
F rq———燃气消耗量，Nm3/h
Q net.rq———燃气发热量，kcal/Nm3
ηb———锅炉效率，%
ηgd———管道效率，取99% HR———汽机热耗，kJ/kWh
第二种：通过上一年度火电机组的煤耗和当期综合厂用电率来计算。
生物质气化再燃供电量依据生物质气化湿热燃气提供的热量与该发电机组上一年度平均供电煤耗计算取得：W gk=∑Q d/（29271×b g）×109
式中：
W gk———统计期内生物质气化再燃供电量，kW·h；∑Q d———统计期内热湿燃气低位供热量累积值，GJ；
b g———由电厂、电网及政府相关部门确定的上一年度该发电机组年平均供电煤耗，g/（kW·h）；29271———“国际蒸汽表卡”换算的标准煤低位发热量，单位kJ/kg。
1.7.2生物质气化再燃发电量
生物质气化再燃发电量依据生物质气化湿热燃气再燃发电的供电量与当期的综合厂用电率计算取得：
W=W gk/（1-L zh）
式中：
W———统计期内生物质气化再燃发电量，kW·h；L zh———期的综合厂用电率，%。
Internal Combustion Engine &Parts
0引言
近年来，我国养殖产业获得了快速发展，
水产品产量逐年增加。但是，我国当前水产养殖方式还比较落后，
在很多水产养殖池塘使用的增氧机仍需要根据养殖人员经验进行手动管理，难以满足现代化池塘进行标准养殖的基本
要求，难以提高水产养殖管理水平。此外，
在水产养殖中，采用传统的增氧模式风险很高，耗费的劳动力多，导致经济效益比较低。溶氧是水产养殖当中十分重要的因素，溶
氧水平的高低对养殖工作有重要影响。因此，
根据水产养殖的实际需求，水产养殖智能增氧系统是实现水产养殖现代化的重要技术发展方向，文中根据现代水产养殖的需要——————————————————————
—课题项目：河南省重大科技专项，
课题编号[121100111000]；河南省高等学校重点科研项目，课题编号[15A520002]。
作者简介：张淋江（1975-），男，河南南阳人，
河南牧业经济学院网络管理中心，高级工程师，硕士，研究方向为无线传感器
网络；刘志龙（1984-），男，河南安阳人，河南牧业经济学院网络管理中心，讲师，硕士，研究方向为计算机网络安全；唐国盘（1979-），男，安徽阜南人，河南牧业经济学院
动物科技学院，讲师，硕士，研究方向为水产养殖。
水产养殖智能增氧系统分析
Analysis of Aquaculture Intelligent Aeration System
张淋江①；刘志龙①；唐国盘②
（①河南牧业经济学院网络管理中心，郑州450011；②河南牧业经济学院动物科技学院，郑州450011）
摘要：水产养殖智能增氧系统是通过传感器对池塘中溶解氧的含量进行实时检测，
并将获取的数据通过网络传递给智能控制系统，由智能控制系统根据用户设置溶解氧含量的下限和上限主动控制增氧机工作的新技术。当池塘当中的氧含量低于用户设定值时，
系统能够将信息反馈到用户并且启动增氧机工作，当池塘中的氧含量超出设定值时，增氧机停止工作。
智能增氧系统能够提高水样安全系数，改善水质，提高水产养殖产量。
Abstract:Aquaculture intelligent aeration system mainly refers to the real-time detection of the content of dissolved oxygen sensor in the pond,and transmits collected data to the intelligent control system through the network,intelligent control system can active control of aerator according to the lower and upper bounds of dissolved oxygen content the user sets.When the oxygen content of the pond is lower than the value the user sets,the system can feedback to the user and start the work system of the aerator,when the oxygen content in the pond exceeds the setting value,the aerator stops working.The only system can improve the safety coefficient of water samples,improve water quality and increase the yield.
关键词：水产养殖；增氧机；ZigBee ；传感器；溶解氧Key words:aquaculture ；aerator ；ZigBee ；sensor ；dissolved oxygen
2项目预期达到的主要技术指标
序号项目单位煤电与生物质耦合生物质直燃
备注
1
2345678
机组容量气化炉效率锅炉效率汽轮机效率管道效率机组发电效率发电标煤耗秸秆消耗量
MW %%%%%g/kWh t/h
20859552.269941.78294.3711.49
308737.349932.16382.4322.39
表2煤电与生物质耦合系统和生物质直燃的技术指标比较表
注：生物质燃料热值15MJ/kg ，秸秆价格300元/吨.
3经济收益分析
①按照生物质与煤电耦合后，
每年发电量不变，则每年节省3.24万吨标煤。
②按照生物质与煤电耦合后，
每年发电量不变，其中生物质部分发电量为11万MWh ，按照电价750元/MWh ，则生物质发电每年收入8250万元。③按照两台气化炉系统设备，则总投资约为1亿元，基本收益率按照5%，年运行费用考虑厂用电和秸秆费用约2200万。④年费用计算，根据年费用公式[2]：
A=P ·I ·（1+I ）n
（1+I ）n
-1+R A ———年费用；P ———初投资；R ———年运行维护费；
I ———基准收益率取5.0%；n ———经济生产年（按10年、15
年、20年）
R=2200万，P=10000万，经初步计算，
大约需要1.8年回收成本。可见在争取到生物质标杆电价750元/MWh 的条件下，煤电和生物质发电耦
合技术方案对本电厂来说经济效益非常好。
4结论
我国生物质资源丰富，利用生物质能发电，
不仅可以开发新能源，节约煤炭，改善我国能源结构，减少CO 2、SO 2和烟尘的排放量，保护环境。燃煤与生物质耦合发电是目前最高
效、最清洁的利用生物质的技术路线，
推荐项目建设方采用。参考文献:[1]生物质气化再燃发电计量两种方式介绍[Z].
[2]佘健明.项目决策分析与评价[M].[3]杨彩玲，刘清茂，万春红，杨津听.流化床生物质气化炉系统控制的实现[J].价值工程，2014（27）.
