7.3.2中型生物质气化发电系统

中型生物质气化发电系统一般指标采用流化床气化工艺，发电规模在400~3000KW的气化发电系统。中型气化发电系统在发达国家应用较早，所以技术较成熟，但由于设备造价很高，发电成本居高不下，所以，在发达国家应用极少，目前在欧洲有少量的几个项目在测用中。近年我国开发出了循环流化床气化发电系统，工艺流程如图7-1所示，由于该系统有较好的经济性，在我国推广很快，所以已经是国际上应用等最多的中型生物质气化发电系统。

1.中型气化发电系统的技术性能

以1000KW的生物质气化发电系统为例，在正常运行下，生物质循环流化床气化发电系统气化效率大约在75%左右，系统发电效率在15~18%之间，单位电费对原料的要需求量为1.5~1.8lg/kw.h（谷壳），或1.25~1.35lg/kw.h木屑。但由于气化工艺的影响，在不同的温度下进行气化，气化生成的燃气质量和气化效率有明显的变化，具体变化情况见表7-10、表7-12

      表7-10温度对木粉的气化发电系统技术参数的影响

表7-11 气化炉在不同操作温度下的气体质量（谷壳）

操作温度（℃）		730	730	750	760	760	790	820	820	830	830	830
气 体 成 分 %	CO2	15.4	16.2	16.0	15.5	15.3	15.7	14.6	15.3	15.1	14.5	15.3
	CO	19.0	18.6	17.4	18.7	15.4	15.9	15.8	16.5	16.5	15.6	16.1
	CH4	6.8	7.3	7.99	7.3	8.78	6.8	5.01	6.71	7.54	8.42	4.06
	CnHm	1.7	1.6	1.6	1.6	1.5	1.5	1.4	1.3	1.5	1.0	1.2
	H2	3.7	1.39	1.63	1.39	0.44	2.3	7.12	3.17	2.51	1.5	7.68
	N2	51.7	53.5	54.3	54.3	56.9	56.5	54.5	56.3	55.6	57.5	53.9
	O2	1.7	1.4	1.1	1.2	1.7	1.3	1.6	2.0	1.2	1.5	1.6
气体热值（kJ/Nm3）		6152	6113	6234	6235	6083	4669	5449	5667	5991	5772	5061

表7-12 温度对气体质量的影响

由于气化工况对运行效果影响很大，所以中型生物质气化发电系统的运行控制是使用生物质气化发电技术的一个关键。

气化炉的运行控制

气化炉点火成功后，即进入运行状态，在循环流化床谷壳气化反应中，谷壳对温度反应非常敏感，当温度超过850℃ 时，谷壳灰便会发生熔融结渣现象，堵住炉内排渣口，影响气化炉的正常运行，因此，炉内温度的控制十分关键。正常情况下，气化炉的反应温度应稳定在700~800℃之间，当炉内温度显示低于600℃并继续下降，或高于800℃并继续上升时，需及时调节，具体方法是：当温度小于600℃时，适当减少进料量或稍微加大进风量，使温度回升至正常范围；当温度高于800℃时，加大进料量或减少进风量，使炉温下降至正常范围。

同其它生物质相比，谷壳的灰份含量高达12%以上，气化后仍残余大量灰份，这些灰份必须及时排出炉外，在图一所示系统中我们采用螺旋干式排灰机构，排灰连续而均匀，谷壳进料量和排灰量形成一种相对稳定的平衡状态，保证气化炉顺利运行，当排灰螺旋排灰出现不均现象或无灰排出时，应及时排除故障，否则，炉内灰份越积越多，气化炉反应层逐渐上移，最终将导致加料口堵塞而停机，此外，由于排灰不均匀，炉内灰份时多时少，谷壳气化的稳定状态受到干扰，其结果是炉内温度不均，局部温度过高并出现结渣现象，气化炉无法正常运行。

从气化效率的角看，气化炉温度的控制对气化效率有绝对的影响，不同气化形式及不同的原料对最佳的气化温度都有影响。木粉气化发电系统典型的结果见表7-14。

净化装置的运行管理

由于净化装置中文氏管除尘器及喷淋洗气塔都采用水封结构，因此，气化炉点火启动前必须先启动水泵以确保水封结构有充足的水起密封作用，防止燃气通过水封口外窜引起意外事故；其次，应定期清除文氏管喇叭口处的灰垢，一般每星期清理一次较为合理。

发电量大小的调节

1000kW循环流化床谷壳气化发电系统可根据生产负荷的需要对发电量进行调节，调节范围为200 ~1000kW，其方法是控制谷壳进料量及相应的进风量，先缓慢加大进料量，同时加大进风量，使炉内温度稳定在700~800℃之间，加料量的多少可由加料螺旋电磁调速电机的转速来确定。