3MW生物质气化高效发电系统关键技术”通过中期评估

qimingxing

由中国科学院广州能源研究所承担的中科院知识创新方向性项目—“3MW生物质气化高效发电系统关键技术” ，近日顺利通过了中科院高技术局的中期评估。以严陆光院士为组长并邀请国内相关专家组成的评估委员会一致认为：该项目在关键技术研究与示范工程建设准备方面都取得了重要进展，在实验室进行了大量相关的基础研究，已建成了1MW的试验电站，对关键技术和设备进行了研究和试验，解决了3-5MW气化发电系统中的关键技术难题，为示范工程的建设创造了有利的条件。项目计划目标、课题设置合理，技术方案科学可行，与国家“863”计划衔接紧密，产业化前景良好。 以创造自主知识产权为考量 以充分利用生物质资源为目的     该项目由广州能源所生物质能中心主任吴创之研究员承担，并以国家“十五”、“863”课题“生物质气化发电优化系统及其示范工程”为设计依据，项目的总任务是在国内建成一个3MW的生物质气化发电示范工程，完成后的生物质气化及联合循环发电系统效率将达25%-28%左右，单位投资小于5000元/千瓦，发电直接成本0.25元/度。该示范工程具备研究各种关键技术与过程的条件，在正常生产的同时，将成为生物质气化发电关键技术研究的基地。研究完成后，将形成具有我国特色和自主知识产权的生物质利用技术，大大降低生物质气化发电的成本，为我国大规模利用分散的生物质资源（如秸秆等）创造条件。 项目进展极其顺利 系统技术周密新颖     该课题开展两年多来，在有关科研人员的共同努力下，严格按照合同的计划和要求，利用理论分析和试验研究相结合的办法，对生物质高效气化发电系统中关键的技术难题进行系统性的研究，在以下方面取得了重要突破：     流化床放大及气化过程灰的控制：生物质的灰非常轻，颗粒小，容易结焦，在大型流化床中容易引起流化不均匀。针对这一情况，设计了有内循环结构的气化炉，以便更有效地控制灰的结焦及燃净问题，提高气化效率。目前完成了内循环结构生物质流化床气化炉的放大设计；完成了15MW生物质气化系统的图纸设计，并通过系统优化和参数匹配，完成3-5MW生物质气化发电系统能流、物流计算机系统的总体设计。     中高温除尘设备：根据生物气化发电工艺的要求，专门针对300—400℃的燃气除尘需要，设计了新型的中高温除尘系统，该系统设计处理能力3000 Nm3/h，对灰的去除率达80%左右，该装置结合固定床除焦系统，总的除灰效率达90%以上。     焦油裂解工艺研究：在实验室进行生物质焦油催化裂解的研究：对焦油催化裂解的结果，催化剂的选择和改良，催化剂的老化原因过程处理办法进行了详细研究，得出了相关结论，为下一步裂解炉设计及现场试验提供了依据。在此基础上，利用高温焦炭裂解生物质焦油及过滤除灰的功能，解决生物质流化床气化中焦油和灰份含量较高这一最大的难题。试验装置设计处理能力为3000 Nm3/h,该装置对焦油的处理效率达75%以上。     大型气体燃气内燃机组研制：改造800kW 的柴油机为400kW的燃气机组，该技术最大的特点是不采用增压系统，技术比较可靠。目前非增压燃气内燃机最高组出力达420kW，长期运行功率400kW，内燃机热效率达29%，使我国燃气内燃机的功率从200kW提高到420kW，发电效率提高15%左右。     焦油污水处理系统：与首都师范大学合作的特种菌种处理分解污水中的焦油，目前在实验室取得了满意的效果，测算分析结果已基本满足生物气化发电工艺的要求。2002年建成的工艺小试已完成，利用特种菌种和好氧、厌氧相结合的方法处理焦油污水，实现气化发电系统中焦油污水循环利用，生物法生物质焦油污水处理系统处理设计能力5吨/小时，焦油去除率80%以上，处理时间为24小时。     其他配套技术的研究：①测试监控系统：根据生物质气化电站运行需要，开发了测试监控生物质气化发电系统运行的软件及设备。该系统可以自动跟踪测试发电系统的关键参数及设备运行状况，对不正常情况发出警报提醒，并为操作人员提出操作指引。②气化发电系统余热锅炉的设计：针对生物质气化发电过程余热的特点及几个部分温度控制的要求，课题组与南京锅炉厂合作，设计了流程合理、运行操作简单可靠的余热锅炉和蒸汽过热系统，既能充分利用气化发电系统中各部分的废热，提高系统效率，又能满足当前国内小型蒸汽发电机组的要求。③原料预处理设备研制：与河南能源研究所合作，由该所为示范工程专门设计并提供秸秆粉碎、烘干设备。目前设计工作已完成，可以随时配合示范工程建设的需要进行加工。     示范工程总体设计：3-5MW示范工程的初步设计及其参数的计算匹配是进行示范工程建设的关键工作。为了较合理正规地完成该项工作，课题组请了国家电力局华东电力设计院参与该项工作，由他们负责总体设计和今后的施工图纸设计。目前，示范工程的总体设计已完成，项目概算和设备清单已列出，为下一步示范工程建设提供工程依据。 逐一攻克关键科技难题 获得创新技术成果累累 1) 以内循环结构实现生物质流化床气化炉的放大及改进；完成了15MW生物质气化系统的图 纸设计，并通过系统优化和参数匹配，完成3-5MW生物质气化发电系统能流、物流计算机系统的总体设计。
2) 利用中温电除尘和高温惯性除尘和原理，研制出中高温除尘系统，中高温除尘系统设计处理能力3000Nm3/h，对灰的去除率达80%左右，该装置结合固定床除焦系统，总的除灰效率达90%以上；
3) 根据层下式气化原理，利用高温焦炭裂解生物质焦油及除尘，解决生物质流化床气化床中焦油和灰份含量较高这一最大的难题，焦油裂解催化材料选用高温焦炭，试验装置设计处理能力为3000Nm3/h，该装置对焦油的处理效率达75%以上；
4) 利用预混燃烧的原理，改造大型柴油机，非增压燃气内燃机最高组出力达420KW，长期运行功率400KW，内燃机热效率达29%，使我国燃气内燃机的功率从200KW提高到420KW，发电效率提高15%左右；
5) 利用特种菌种和好氧、厌氧相结合的方法处理焦油污水，实现气化发电系统中焦油污水循环利用，生物法生物质焦油污水处理系统处理设计能力5吨/小时，焦油去除率80%以上，处理时间为24小时。
以上关键技术难题的解决，为下一步建设3-5MW生物质气化发电示范工程创造了有利条件。其关键技术及设备已在试验电站中试用运行，并形成了相关自主知识产权。其中已申请发明专利2项、实用新型专利2项，发表论文18篇，8篇为英文论文。 示范工程已获准立项 推广应用已同时起步     示范工程的厂址选江苏省兴化市戴窖镇，项目已获得江苏省计委委托泰州市计委审批的立项批文。示范工程立项批准总投资2980万元（设计为4500KW，包括500万的新设备研制费）出资方有三个单位：江苏电建三公司出资2250万元、泰州供电公司（供电局）和兴化市供电公司共同出资780万元。投资各方共同组建“泰州苏源生物质发电公司”负责今后电站的运行管理，该示范工程建成后，可以按项目任务书的要求完成4MW示范工程的建设。

    目前，已与湛江遂溪酒精酿造有限公司签订了推广合同，另外分别为三水柴油发电厂，印度、泰国客户提供了可行性报告，说明本技术有很好的市场前景，目前的关键是要尽快完成有关示范工程建设，使该技术的可靠性和先进性得到证实，为该技术的产业化提供有力的保证。

徐宏

不关心  呵呵