生物质直燃电厂余热在农业中的应用

任少辉1，胡晓炜2，胡灿2，赵渊2，李跃峰1

（1.武汉凯迪绿色能源开发运营有限公司，湖北省武汉市430074；2.武汉凯迪电力工程有限公司，湖北省武汉市430074）

摘要：生物质直燃电厂能够清洁集中利用生物质能。降低电厂排烟温度，充分利用电厂余热将有效提高生物质能的利用效率或为电厂开辟新的经济增长点。结合生物质直燃电厂在农村区域的特点，探讨将电厂烟气余热充分应用到农业中的可能性。结果表明：因地制宜地将生物质直燃电厂余热应用于生活供热、种植、养殖等农业领域，将促进农民收入的增长和保护生态环境。

0引言

生物质能是一种优秀的可再生能源，具有量大、易得、燃烧产物对环境友好等一系列优点，目前我国耕地面积15.855亿亩，其中农林废弃物约11.38亿t，折合标准煤约5.6亿t[1]。生物质直燃电厂是能够将秸秆、林业废弃物中的生物质能高效清洁转化为电能的方式之一。由于其清洁利用的性能，生物质直燃电厂在国内得到了大力发展[2-6]。从2007年我国第一个农林废弃物发电项目在山东单县开工建设，至2016年，农林生物质直燃发电项目达254个，并网装机容量约为640万kW[7]。预计到“十三五”结束，全国农林生物质直燃发电装机总量将达到700万kW[8]。

1生物质电厂余热在农业中应用的意义

由于燃料是分散的农业或林业废弃物，与燃煤电厂相比，生物质电厂具有其特殊性。其主要特点如下：

1）燃料成本占据了生物质电厂运营成本的50%以上；

2）为了收购燃料方便，控制燃料成本，生物质电厂大多都建设在农林废弃物相对较多的农村区域或城乡接合部；

3）现有生物质电厂的排烟温度相对较高，按某生物质电厂排烟温度为150℃考虑，与大型燃煤电厂的排烟温度相比，有充分的可利用空间。

生物质电厂的排烟损失是锅炉损失中最大的一项。因此，为降低燃料成本，保证生物质直燃电厂的经济运行，首先应该关注的是降低生物质电厂的排烟温度。本文针对生物质电厂处于农业生产领域附近的特点，提出将生物质直燃电厂的余热因地制宜地应用到周边居民生活或农业生产范围内的方法，不仅符合国家生物质能供热的指导意见，也加快了生态农村的发展和建设。同时将生物质直燃电厂的低温烟气“变废为宝”，提高了生物质能的利用效率，为生物质电厂带来部分经济效益。

2生物质直燃电厂烟气余热应用的潜力

烟气余热应用的潜力受到烟气中SO2、H2O等成分的制约，一旦烟气温度降低到酸露点以下，就会造成烟气管道的酸腐蚀。因此本文首先计算生物质电厂烟气的酸露点，再选用合适的设施防止酸析出对烟气管道的影响，充分利用生物质直燃电厂的余热潜力。

由于燃料收集半径在100km以内，电厂的装机容量一般不超过30MW。烟气流量约在150000m3/h。按某生物质直燃电厂的设计数据，设计燃料的元素和工业分析如表1所示，各项成分的体积分数如表2所示。