淺談生物質(zhì)供熱技術(shù)在區域能源項目中的應用
淺談生物質(zhì)供熱技術(shù)在區域能源項目中的應用
生物質(zhì)能集中供熱應用背景
生物質(zhì)能源的利用是可再生能源利用的一種重要方式，我國傳統的生物質(zhì)能源利用方式目前主要在生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域。截至2016年底，我國共有30個(gè)省份投產(chǎn)了665個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項目，全國生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機容量1214萬(wàn)千瓦，占全國電力裝機容量的0.7%，占可再生能源發(fā)電裝機容量的2.1%。據統計，2016年全國農林生物質(zhì)發(fā)電量為333億千瓦時(shí)，年平均利用小時(shí)數為5835小時(shí)。
我國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)體系已基本形成，農林生物質(zhì)發(fā)電規模居世界首位。但目前生物質(zhì)能源利用在運項目，絕大多數都是單純發(fā)電，這種業(yè)務(wù)單一、低效、低附加值和完全依靠國家補貼的供能模式已不能滿(mǎn)足社會(huì )發(fā)展的需要。
截至2015年，全球生物質(zhì)發(fā)電裝機容量約1億千瓦。為提高生物質(zhì)能源的利用效率，特別是在北歐國家，傳統單純的生物質(zhì)發(fā)電正被生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)或生物質(zhì)供熱所替代。以中溫中壓機組為例，生物質(zhì)能源化若僅用于發(fā)電，能源利用效率僅有40%左右，若實(shí)現熱電聯(lián)產(chǎn)，能源利用效率可達60%以上，若單純供熱，能源利用效率可達到70%以上，甚至更高。
為了保證我國生物質(zhì)能源有序發(fā)展，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)了《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規劃》（國能新能〔2016〕291號）以及《可再生能源發(fā)展“十三五”規劃》（國能發(fā)新能〔2017〕31號）。
特別是2017年12月6日，國家發(fā)展改革委、國家能源局以《關(guān)于印發(fā)促進(jìn)生物質(zhì)能供熱發(fā)展指導意見(jiàn)的通知》（發(fā)改能源〔2017〕2123號），提出生物質(zhì)能供熱具有經(jīng)濟環(huán)保的明顯優(yōu)勢，是重要的清潔供熱方式，可為中小型區域提供清潔供暖和工業(yè)蒸汽，實(shí)現直接在用戶(hù)側替代化石能源。
我國農作物秸稈及農產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物等生物質(zhì)資源豐富，每年可供能源化利用約4億噸標煤，發(fā)展生物質(zhì)能供熱具有較好的資源條件。生物質(zhì)能供熱根據資源條件可實(shí)現就地收集原料、就地加工轉化、就近消費，構建城鎮分布式清潔供熱體系，既減少了農村秸稈露天焚燒，又提供清潔熱力，帶動(dòng)生物質(zhì)能轉型升級。為了促進(jìn)我國生物質(zhì)能的發(fā)展，國家出臺了以下鼓勵政策：
1.根據財政部、國家稅務(wù)總局《關(guān)于調整完善資源綜合利用產(chǎn)品及勞務(wù)增值稅政策的通知》（財稅〔2011〕115號），對以農作物秸稈為燃料生產(chǎn)的電力或者熱力，實(shí)行增值稅即征即退100%的政策。
2.根據發(fā)改委頒發(fā)的《關(guān)于完善農林生物質(zhì)發(fā)電價(jià)格政策的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2010〕1579號），農林生物質(zhì)發(fā)電項目統一執行標桿上網(wǎng)電價(jià)每千瓦時(shí)0.75元(含稅)，也遠高于目前燃煤國電機組的上網(wǎng)電價(jià)。
3.根據《企業(yè)所得稅實(shí)施條例》規定，生物質(zhì)發(fā)電因資源綜合利用可享受收入減計10%的所得稅優(yōu)惠。
可見(jiàn)，在國家政策的大力支持下，生物質(zhì)能源在熱電聯(lián)產(chǎn)或集中供熱領(lǐng)域的綜合利用，是可再生能源項目發(fā)展的一個(gè)重要方向。
生物質(zhì)供熱主要技術(shù)路線(xiàn)
生物質(zhì)能源化利用主要分為生物質(zhì)直接燃燒和生物質(zhì)氣化兩種方式。
生物質(zhì)直接燃燒是生物質(zhì)在過(guò)量空氣的條件下燃燒，產(chǎn)生高溫煙氣，高溫煙氣與鍋爐內受熱面進(jìn)行換熱，把水加熱成飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽供企業(yè)及用戶(hù)使用。
生物質(zhì)氣化是指在一定的熱力學(xué)條件下，利用氣化反應器將生物質(zhì)的碳氫化合物轉化為含有H?、CO和低分子烴類(lèi)的可燃氣體，生物質(zhì)燃氣體在經(jīng)絕熱燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，高溫煙氣通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，供企業(yè)及客戶(hù)使用。
1.生物質(zhì)直燃技術(shù)
生物質(zhì)直燃目前主要采用層燃爐及流化床爐進(jìn)行生物質(zhì)原料的高效燃燒。層燃技術(shù)的種類(lèi)較多，其中包括固定床、移動(dòng)爐排、旋轉爐排、振動(dòng)爐排、水冷移動(dòng)爐排等，目前國內應用最多、技術(shù)最成熟的是從丹麥引進(jìn)的BWE技術(shù)—水冷振動(dòng)爐排爐。
水冷振動(dòng)爐排爐適用的生物質(zhì)燃料以秸稈、稻草等為主，鍋爐的燃燒效率在85%左右。排放煙氣中氮氧化物值在300mg/Nm3左右，按照現行環(huán)保政策并考慮將來(lái)對污染物排放要求的提高，需要進(jìn)行脫硝處理。（水冷振動(dòng)爐排爐系統如圖1所示。）
另外一種應用比較廣泛的生物質(zhì)直燃鍋爐是循環(huán)流化床鍋爐。流化床鍋爐主要依靠高溫惰性物料來(lái)維持床內燃料燃燒的溫度，流化空氣使得物料保持劇烈運動(dòng)狀態(tài)，氣固換熱效果好，床內物料混合和床溫均勻，有利于生物質(zhì)的完全燃燒，提高了鍋爐熱效率；鍋爐內部能夠維持850℃左右的燃燒溫度，并且燃料燃盡后不易結渣，減少了NOx、SOx等有害氣體的生成。流化床鍋爐的燃料適應性廣，有利于減輕生物質(zhì)供給的季節性波動(dòng)及能源政策的影響。
循環(huán)流化床鍋爐適用的生物質(zhì)燃料以樹(shù)枝、樹(shù)皮、板材邊角料為主，鍋爐的燃燒效率一般在90%左右。煙氣排放中氮氧化物值在200mg/Nm3，考慮到將來(lái)環(huán)保政策對污染物排放值要求的提高，需要進(jìn)行脫硝處理。（流化床鍋爐系統示意圖如圖2所示。）
在具體項目中生物質(zhì)直燃爐型的選擇，要根據當地生物質(zhì)燃料、用戶(hù)蒸汽參數進(jìn)行綜合分析確定。
2.生物質(zhì)氣化技術(shù)
生物質(zhì)氣化主要是通過(guò)熱解反應，利用氣化劑(一般為空氣、氧氣或水蒸汽),將生物質(zhì)中的碳氧化，生成CO、H?、CH?及CnHm等可燃氣體。
生物質(zhì)氣化需要在生物質(zhì)氣化爐中完成，氣化爐是生物質(zhì)氣化設備的核心部件。生物質(zhì)氣化爐按運行方式分類(lèi)，可分為固定床和流化床氣化爐兩類(lèi)。
固定床氣化爐是將生物質(zhì)原料從爐子頂部投入氣化爐中,物料在爐內按層次地進(jìn)行氣化反應,反應產(chǎn)生的氣體在爐內的流動(dòng)靠風(fēng)機實(shí)現，要求單一原料，生物質(zhì)燃料以稻殼、木屑為主，生物質(zhì)氣化燃燒后余熱鍋爐利用熱效率一般在90%以上，煙氣排放滿(mǎn)足環(huán)保要求，不需要進(jìn)行煙氣凈化處理。（具體示意圖如圖3所示。）
流化床氣化爐是采用循環(huán)流化床的燃燒原理，循環(huán)流化床氣化強度高，可大型化，對原料要求相對寬泛，生物質(zhì)燃料以秸稈壓塊、木片、玉米桿為主，生物質(zhì)氣化燃燒后余熱鍋爐利用熱效率在90%以上，并且煙氣排放滿(mǎn)足環(huán)保要求，不需要進(jìn)行煙氣凈化處理。（具體示意圖如圖4所示。）
具體生物質(zhì)氣化爐型的選擇，要根據當地氣化原料的種類(lèi)、生物質(zhì)燃料的價(jià)格以及項目的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析。
生物質(zhì)集中供熱案例
1.直燃生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目案例
江蘇國信如東生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)是國內第一批獲得國家核準的秸稈直燃發(fā)電項目之一的企業(yè)，于2008年7月1日起正式投入商業(yè)運行。
該項目建設一套25MW高溫高壓秸稈發(fā)電機組，鍋爐采用水冷振動(dòng)爐排爐。據調研，該廠(chǎng)鍋爐自投運以來(lái)運行穩定，汽輪發(fā)電機組全年發(fā)電量1.74億度，年上網(wǎng)發(fā)電量1.56億度，秸稈年消耗量約25萬(wàn)噸，每年為當地農民增收秸稈銷(xiāo)售收入近1500萬(wàn)元，解決了當地秸稈資源浪費和環(huán)境污染問(wèn)題，具有良好的經(jīng)濟與環(huán)境效益。
2.生物質(zhì)氣化技術(shù)應用案例
江蘇省泰興市黃橋鎮精細化工園區，2016年建成生物質(zhì)氣化供熱能源站一座，該項目以稻殼為主要原料，配置“3臺固定床反應器+2臺中瓢蟲(chóng)反應器+1臺20噸余熱鍋爐”，項目占地面積2萬(wàn)平米，年稻殼處理量4萬(wàn)噸，主產(chǎn)品蒸汽產(chǎn)量為8.25萬(wàn)噸/年，副產(chǎn)品稻殼炭產(chǎn)量約1.3萬(wàn)噸/年，項目年銷(xiāo)售收入在3000萬(wàn)左右，具有良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，為當地園區取締燃煤鍋爐，實(shí)現清潔能源的集中供熱做出了貢獻。
吳都能源生物質(zhì)集中供熱項目概況
吳都能源發(fā)展有限公司自2016年底成立以來(lái)，按城投領(lǐng)導的指示，認真研判國家能源政策的導向，瞄準國內能源市場(chǎng)的需求，針對國內能源、環(huán)保的總體形勢，根據需要以環(huán)保經(jīng)濟的方式進(jìn)行能源供應的情況，我公司陸續在江蘇、湖南、安徽等地進(jìn)行了生物質(zhì)區域集中供熱項目的開(kāi)發(fā)。
目前在江蘇南通和湖南益陽(yáng)兩地，計劃投資建設生物質(zhì)集中供熱項目。
1.南通生物質(zhì)直燃集中供熱項目
項目所在產(chǎn)業(yè)園的總體發(fā)展規劃已得到南通市政府批準，產(chǎn)業(yè)園規劃面積約10平方公里，一期4.5平方公里。目前園區內已經(jīng)完成了3.4平方公里的土地開(kāi)發(fā)和四通一平工作。區內尚未建設集中供熱基礎設施，企業(yè)傳統的燃煤供熱方式不能滿(mǎn)足環(huán)保要求。為完善園區集中供熱基礎設施，降低園區內企業(yè)用汽成本，提高產(chǎn)業(yè)園對外招商競爭力，經(jīng)與產(chǎn)業(yè)園管委會(huì )協(xié)商研究，決定在園區內投資建設生物質(zhì)直燃供熱項目。該項目的投資協(xié)議已經(jīng)簽署，廠(chǎng)址規劃已經(jīng)落實(shí)，并進(jìn)入可行性研究報告編制階段。
根據對產(chǎn)業(yè)園周邊鄉鎮的燃料量和燃料種類(lèi)的調研，并考慮目前產(chǎn)業(yè)園區企業(yè)蒸汽用量，規劃一期建設1臺50t/h直燃生物質(zhì)水冷振動(dòng)爐排供熱系統，并留有擴建的余地，項目總投資約7500萬(wàn)元，每年供蒸汽約10.23萬(wàn)噸。按照目前初步確定的邊界條件，本項目?jì)炔渴找媛蚀蠹s在8%以上。
2.湖南益陽(yáng)生物質(zhì)氣化集中供熱項目
項目所在產(chǎn)業(yè)園區為國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區，區內尚未實(shí)現集中供熱，現有企業(yè)采用自建燃氣鍋爐供熱，其蒸汽使用成本較高。為完善產(chǎn)業(yè)園區的公用事業(yè)基礎設施，降低園區內企業(yè)用汽成本，計劃在園區內投資建設以稻殼等生物質(zhì)為主要原料的生物質(zhì)氣化供熱項目，實(shí)現園區集中高效供熱，同時(shí)解決益陽(yáng)市一定范圍內稻殼利用難題，實(shí)現當地農作廢棄物的循環(huán)高效利用。
根據對產(chǎn)業(yè)園及附近區域燃料量和燃料種類(lèi)的調研，并考慮區內目前企業(yè)以及即將建成企業(yè)蒸汽用量，規劃一期建設6套生物質(zhì)氣化集中供熱系統，項目總投資約6300萬(wàn)元，每年供蒸汽量約17萬(wàn)噸。按照目前初步確定的邊界條件，項目?jì)炔渴找媛蚀蠹s在12%以上。
結論
1.采用生物質(zhì)集中供熱，符合我國能源產(chǎn)業(yè)政策，是我國鼓勵發(fā)展的可再生能源綜合利用的有效方式，并將成為我國能源供應的重要組成部分。
2.生物質(zhì)集中供熱，不涉及電力上網(wǎng)問(wèn)題，沒(méi)有天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目所需的氣量、氣價(jià)難題，與燃氣、燃煤供熱方式相比較，明顯經(jīng)濟環(huán)保。
3.將農林廢棄物等生物質(zhì)收集并進(jìn)行綜合利用，不但解決了當地秸稈等生物質(zhì)資源浪費和環(huán)境污染的大問(wèn)題，而且具有良好的經(jīng)濟與環(huán)境效益，具有廣闊的發(fā)展前景和可持續性。
綜上所述，生物質(zhì)直燃技術(shù)和生物質(zhì)氣化技術(shù)目前已比較成熟，但在我國還處于起步階段，在各級各類(lèi)開(kāi)發(fā)區中，具有廣闊的發(fā)展前景和明顯的競爭能力。針對潛在的項目，我公司經(jīng)過(guò)緊張周密的技術(shù)經(jīng)濟比較、設備可靠性分析、燃料適應性調查，項目已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的前期階段。吳都能源發(fā)展有限公司抓住當前政策的有利時(shí)機，整合該產(chǎn)業(yè)鏈中相關(guān)研發(fā)設計、設備制造單位，領(lǐng)先一步，搶占市場(chǎng)，使生物質(zhì)集中供熱這項分布式可再生能源項目成為公司業(yè)務(wù)發(fā)展的重要支撐點(diǎn)。
生物質(zhì)能源的利用是可再生能源利用的一種重要方式，我國傳統的生物質(zhì)能源利用方式目前主要在生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域。截至2016年底，我國共有30個(gè)省份投產(chǎn)了665個(gè)生物質(zhì)發(fā)電項目，全國生物質(zhì)發(fā)電并網(wǎng)裝機容量1214萬(wàn)千瓦，占全國電力裝機容量的0.7%，占可再生能源發(fā)電裝機容量的2.1%。據統計，2016年全國農林生物質(zhì)發(fā)電量為333億千瓦時(shí)，年平均利用小時(shí)數為5835小時(shí)。
我國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)體系已基本形成，農林生物質(zhì)發(fā)電規模居世界首位。但目前生物質(zhì)能源利用在運項目，絕大多數都是單純發(fā)電，這種業(yè)務(wù)單一、低效、低附加值和完全依靠國家補貼的供能模式已不能滿(mǎn)足社會(huì )發(fā)展的需要。
截至2015年，全球生物質(zhì)發(fā)電裝機容量約1億千瓦。為提高生物質(zhì)能源的利用效率，特別是在北歐國家，傳統單純的生物質(zhì)發(fā)電正被生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)或生物質(zhì)供熱所替代。以中溫中壓機組為例，生物質(zhì)能源化若僅用于發(fā)電，能源利用效率僅有40%左右，若實(shí)現熱電聯(lián)產(chǎn)，能源利用效率可達60%以上，若單純供熱，能源利用效率可達到70%以上，甚至更高。
為了保證我國生物質(zhì)能源有序發(fā)展，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)了《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規劃》（國能新能〔2016〕291號）以及《可再生能源發(fā)展“十三五”規劃》（國能發(fā)新能〔2017〕31號）。
特別是2017年12月6日，國家發(fā)展改革委、國家能源局以《關(guān)于印發(fā)促進(jìn)生物質(zhì)能供熱發(fā)展指導意見(jiàn)的通知》（發(fā)改能源〔2017〕2123號），提出生物質(zhì)能供熱具有經(jīng)濟環(huán)保的明顯優(yōu)勢，是重要的清潔供熱方式，可為中小型區域提供清潔供暖和工業(yè)蒸汽，實(shí)現直接在用戶(hù)側替代化石能源。
我國農作物秸稈及農產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物等生物質(zhì)資源豐富，每年可供能源化利用約4億噸標煤，發(fā)展生物質(zhì)能供熱具有較好的資源條件。生物質(zhì)能供熱根據資源條件可實(shí)現就地收集原料、就地加工轉化、就近消費，構建城鎮分布式清潔供熱體系，既減少了農村秸稈露天焚燒，又提供清潔熱力，帶動(dòng)生物質(zhì)能轉型升級。為了促進(jìn)我國生物質(zhì)能的發(fā)展，國家出臺了以下鼓勵政策：
1.根據財政部、國家稅務(wù)總局《關(guān)于調整完善資源綜合利用產(chǎn)品及勞務(wù)增值稅政策的通知》（財稅〔2011〕115號），對以農作物秸稈為燃料生產(chǎn)的電力或者熱力，實(shí)行增值稅即征即退100%的政策。
2.根據發(fā)改委頒發(fā)的《關(guān)于完善農林生物質(zhì)發(fā)電價(jià)格政策的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2010〕1579號），農林生物質(zhì)發(fā)電項目統一執行標桿上網(wǎng)電價(jià)每千瓦時(shí)0.75元(含稅)，也遠高于目前燃煤國電機組的上網(wǎng)電價(jià)。
3.根據《企業(yè)所得稅實(shí)施條例》規定，生物質(zhì)發(fā)電因資源綜合利用可享受收入減計10%的所得稅優(yōu)惠。
可見(jiàn)，在國家政策的大力支持下，生物質(zhì)能源在熱電聯(lián)產(chǎn)或集中供熱領(lǐng)域的綜合利用，是可再生能源項目發(fā)展的一個(gè)重要方向。
生物質(zhì)供熱主要技術(shù)路線(xiàn)
生物質(zhì)能源化利用主要分為生物質(zhì)直接燃燒和生物質(zhì)氣化兩種方式。
生物質(zhì)直接燃燒是生物質(zhì)在過(guò)量空氣的條件下燃燒，產(chǎn)生高溫煙氣，高溫煙氣與鍋爐內受熱面進(jìn)行換熱，把水加熱成飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽供企業(yè)及用戶(hù)使用。
生物質(zhì)氣化是指在一定的熱力學(xué)條件下，利用氣化反應器將生物質(zhì)的碳氫化合物轉化為含有H?、CO和低分子烴類(lèi)的可燃氣體，生物質(zhì)燃氣體在經(jīng)絕熱燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，高溫煙氣通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，供企業(yè)及客戶(hù)使用。
1.生物質(zhì)直燃技術(shù)
生物質(zhì)直燃目前主要采用層燃爐及流化床爐進(jìn)行生物質(zhì)原料的高效燃燒。層燃技術(shù)的種類(lèi)較多，其中包括固定床、移動(dòng)爐排、旋轉爐排、振動(dòng)爐排、水冷移動(dòng)爐排等，目前國內應用最多、技術(shù)最成熟的是從丹麥引進(jìn)的BWE技術(shù)—水冷振動(dòng)爐排爐。
水冷振動(dòng)爐排爐適用的生物質(zhì)燃料以秸稈、稻草等為主，鍋爐的燃燒效率在85%左右。排放煙氣中氮氧化物值在300mg/Nm3左右，按照現行環(huán)保政策并考慮將來(lái)對污染物排放要求的提高，需要進(jìn)行脫硝處理。（水冷振動(dòng)爐排爐系統如圖1所示。）
另外一種應用比較廣泛的生物質(zhì)直燃鍋爐是循環(huán)流化床鍋爐。流化床鍋爐主要依靠高溫惰性物料來(lái)維持床內燃料燃燒的溫度，流化空氣使得物料保持劇烈運動(dòng)狀態(tài)，氣固換熱效果好，床內物料混合和床溫均勻，有利于生物質(zhì)的完全燃燒，提高了鍋爐熱效率；鍋爐內部能夠維持850℃左右的燃燒溫度，并且燃料燃盡后不易結渣，減少了NOx、SOx等有害氣體的生成。流化床鍋爐的燃料適應性廣，有利于減輕生物質(zhì)供給的季節性波動(dòng)及能源政策的影響。
循環(huán)流化床鍋爐適用的生物質(zhì)燃料以樹(shù)枝、樹(shù)皮、板材邊角料為主，鍋爐的燃燒效率一般在90%左右。煙氣排放中氮氧化物值在200mg/Nm3，考慮到將來(lái)環(huán)保政策對污染物排放值要求的提高，需要進(jìn)行脫硝處理。（流化床鍋爐系統示意圖如圖2所示。）
在具體項目中生物質(zhì)直燃爐型的選擇，要根據當地生物質(zhì)燃料、用戶(hù)蒸汽參數進(jìn)行綜合分析確定。
2.生物質(zhì)氣化技術(shù)
生物質(zhì)氣化主要是通過(guò)熱解反應，利用氣化劑(一般為空氣、氧氣或水蒸汽),將生物質(zhì)中的碳氧化，生成CO、H?、CH?及CnHm等可燃氣體。
生物質(zhì)氣化需要在生物質(zhì)氣化爐中完成，氣化爐是生物質(zhì)氣化設備的核心部件。生物質(zhì)氣化爐按運行方式分類(lèi)，可分為固定床和流化床氣化爐兩類(lèi)。
固定床氣化爐是將生物質(zhì)原料從爐子頂部投入氣化爐中,物料在爐內按層次地進(jìn)行氣化反應,反應產(chǎn)生的氣體在爐內的流動(dòng)靠風(fēng)機實(shí)現，要求單一原料，生物質(zhì)燃料以稻殼、木屑為主，生物質(zhì)氣化燃燒后余熱鍋爐利用熱效率一般在90%以上，煙氣排放滿(mǎn)足環(huán)保要求，不需要進(jìn)行煙氣凈化處理。（具體示意圖如圖3所示。）
流化床氣化爐是采用循環(huán)流化床的燃燒原理，循環(huán)流化床氣化強度高，可大型化，對原料要求相對寬泛，生物質(zhì)燃料以秸稈壓塊、木片、玉米桿為主，生物質(zhì)氣化燃燒后余熱鍋爐利用熱效率在90%以上，并且煙氣排放滿(mǎn)足環(huán)保要求，不需要進(jìn)行煙氣凈化處理。（具體示意圖如圖4所示。）
具體生物質(zhì)氣化爐型的選擇，要根據當地氣化原料的種類(lèi)、生物質(zhì)燃料的價(jià)格以及項目的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析。
生物質(zhì)集中供熱案例
1.直燃生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項目案例
江蘇國信如東生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)是國內第一批獲得國家核準的秸稈直燃發(fā)電項目之一的企業(yè)，于2008年7月1日起正式投入商業(yè)運行。
該項目建設一套25MW高溫高壓秸稈發(fā)電機組，鍋爐采用水冷振動(dòng)爐排爐。據調研，該廠(chǎng)鍋爐自投運以來(lái)運行穩定，汽輪發(fā)電機組全年發(fā)電量1.74億度，年上網(wǎng)發(fā)電量1.56億度，秸稈年消耗量約25萬(wàn)噸，每年為當地農民增收秸稈銷(xiāo)售收入近1500萬(wàn)元，解決了當地秸稈資源浪費和環(huán)境污染問(wèn)題，具有良好的經(jīng)濟與環(huán)境效益。
2.生物質(zhì)氣化技術(shù)應用案例
江蘇省泰興市黃橋鎮精細化工園區，2016年建成生物質(zhì)氣化供熱能源站一座，該項目以稻殼為主要原料，配置“3臺固定床反應器+2臺中瓢蟲(chóng)反應器+1臺20噸余熱鍋爐”，項目占地面積2萬(wàn)平米，年稻殼處理量4萬(wàn)噸，主產(chǎn)品蒸汽產(chǎn)量為8.25萬(wàn)噸/年，副產(chǎn)品稻殼炭產(chǎn)量約1.3萬(wàn)噸/年，項目年銷(xiāo)售收入在3000萬(wàn)左右，具有良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，為當地園區取締燃煤鍋爐，實(shí)現清潔能源的集中供熱做出了貢獻。
吳都能源生物質(zhì)集中供熱項目概況
吳都能源發(fā)展有限公司自2016年底成立以來(lái)，按城投領(lǐng)導的指示，認真研判國家能源政策的導向，瞄準國內能源市場(chǎng)的需求，針對國內能源、環(huán)保的總體形勢，根據需要以環(huán)保經(jīng)濟的方式進(jìn)行能源供應的情況，我公司陸續在江蘇、湖南、安徽等地進(jìn)行了生物質(zhì)區域集中供熱項目的開(kāi)發(fā)。
目前在江蘇南通和湖南益陽(yáng)兩地，計劃投資建設生物質(zhì)集中供熱項目。
1.南通生物質(zhì)直燃集中供熱項目
項目所在產(chǎn)業(yè)園的總體發(fā)展規劃已得到南通市政府批準，產(chǎn)業(yè)園規劃面積約10平方公里，一期4.5平方公里。目前園區內已經(jīng)完成了3.4平方公里的土地開(kāi)發(fā)和四通一平工作。區內尚未建設集中供熱基礎設施，企業(yè)傳統的燃煤供熱方式不能滿(mǎn)足環(huán)保要求。為完善園區集中供熱基礎設施，降低園區內企業(yè)用汽成本，提高產(chǎn)業(yè)園對外招商競爭力，經(jīng)與產(chǎn)業(yè)園管委會(huì )協(xié)商研究，決定在園區內投資建設生物質(zhì)直燃供熱項目。該項目的投資協(xié)議已經(jīng)簽署，廠(chǎng)址規劃已經(jīng)落實(shí)，并進(jìn)入可行性研究報告編制階段。
根據對產(chǎn)業(yè)園周邊鄉鎮的燃料量和燃料種類(lèi)的調研，并考慮目前產(chǎn)業(yè)園區企業(yè)蒸汽用量，規劃一期建設1臺50t/h直燃生物質(zhì)水冷振動(dòng)爐排供熱系統，并留有擴建的余地，項目總投資約7500萬(wàn)元，每年供蒸汽約10.23萬(wàn)噸。按照目前初步確定的邊界條件，本項目?jì)炔渴找媛蚀蠹s在8%以上。
2.湖南益陽(yáng)生物質(zhì)氣化集中供熱項目
項目所在產(chǎn)業(yè)園區為國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區，區內尚未實(shí)現集中供熱，現有企業(yè)采用自建燃氣鍋爐供熱，其蒸汽使用成本較高。為完善產(chǎn)業(yè)園區的公用事業(yè)基礎設施，降低園區內企業(yè)用汽成本，計劃在園區內投資建設以稻殼等生物質(zhì)為主要原料的生物質(zhì)氣化供熱項目，實(shí)現園區集中高效供熱，同時(shí)解決益陽(yáng)市一定范圍內稻殼利用難題，實(shí)現當地農作廢棄物的循環(huán)高效利用。
根據對產(chǎn)業(yè)園及附近區域燃料量和燃料種類(lèi)的調研，并考慮區內目前企業(yè)以及即將建成企業(yè)蒸汽用量，規劃一期建設6套生物質(zhì)氣化集中供熱系統，項目總投資約6300萬(wàn)元，每年供蒸汽量約17萬(wàn)噸。按照目前初步確定的邊界條件，項目?jì)炔渴找媛蚀蠹s在12%以上。
結論
1.采用生物質(zhì)集中供熱，符合我國能源產(chǎn)業(yè)政策，是我國鼓勵發(fā)展的可再生能源綜合利用的有效方式，并將成為我國能源供應的重要組成部分。
2.生物質(zhì)集中供熱，不涉及電力上網(wǎng)問(wèn)題，沒(méi)有天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目所需的氣量、氣價(jià)難題，與燃氣、燃煤供熱方式相比較，明顯經(jīng)濟環(huán)保。
3.將農林廢棄物等生物質(zhì)收集并進(jìn)行綜合利用，不但解決了當地秸稈等生物質(zhì)資源浪費和環(huán)境污染的大問(wèn)題，而且具有良好的經(jīng)濟與環(huán)境效益，具有廣闊的發(fā)展前景和可持續性。
綜上所述，生物質(zhì)直燃技術(shù)和生物質(zhì)氣化技術(shù)目前已比較成熟，但在我國還處于起步階段，在各級各類(lèi)開(kāi)發(fā)區中，具有廣闊的發(fā)展前景和明顯的競爭能力。針對潛在的項目，我公司經(jīng)過(guò)緊張周密的技術(shù)經(jīng)濟比較、設備可靠性分析、燃料適應性調查，項目已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的前期階段。吳都能源發(fā)展有限公司抓住當前政策的有利時(shí)機，整合該產(chǎn)業(yè)鏈中相關(guān)研發(fā)設計、設備制造單位，領(lǐng)先一步，搶占市場(chǎng)，使生物質(zhì)集中供熱這項分布式可再生能源項目成為公司業(yè)務(wù)發(fā)展的重要支撐點(diǎn)。