生物质电厂燃料输送系统的设计研究

生物质电厂燃料输送系统的设计研究

张洪

中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司 410007

摘要：本文首先分析了生物质电厂燃料输送系统流程，然后对生物质燃料输送系统概况进行阐述，主要包括装卸和储料设施、上料设备、粉碎设备，最后详细论述生物质电厂燃料输送系统的设计应用，主要包括黄色燃料输送系统、灰色燃料输送系统、黄色和灰色燃料输送系统的结合，以此来有效提升生物质电厂燃料输送系统的设计水平，确保燃料输送适应能力的稳步增强。以下笔者即结合个人实践工作经验与相关参考文献，就生物质电厂燃料输送系统的设计进行粗浅探讨，以供参考。

关键词：生物质电厂；燃料输送系统；设计

在生物质发电技术不断发展过程中，主要是为了应对国际上的石油危机问题。该技术可以使可再生生物质资源通过反应向电能顺利转换，现已经成为了重要的新型科技之一，一般来说，对于发电燃料，主要以农作物的废弃秸秆和林业废弃物为主。但是因为环境破坏和资源的使用效率较低，必须要侧重于生物质资源的发展，也就是应加强生物质资源的应用，满足不可再生资源的节约化需求。然而我国生物质燃料发电的发展较为滞后，设备的制造水平较为低下，一定程度上明显加剧了燃料输送的难度性。因此，应从我国实际国情出发，加强燃料输送系统的开发与建设，以此来实现多样的燃料向目的地的顺利传输。

一、生物质电厂燃料输送系统流程

第一，贮存。农作物的废弃秸秆和林业废弃物的贮存主要在场地进行，在系统中，应加强贮仓的设置。第二，装料。在装料时，胶带机的尾端，可对振动给料斗进行设置，这样做，可以使装料符合均匀性的标准。第三，水分保证。出自于对胶带机上物质水分的考虑，在机器的尾部，应加强微电脑红外线水分仪的安装。对于水分，生物质燃料水分是含水率时越低越好，一般主要是对运输进厂的车辆生物质燃料进行检测。如果水分不在仪器调定范围内，警报声音便会发送出来【1】。这时，对于相关操作人员来说，应从实际情况出发进行洒水。

二、生物质燃料输送系统概况

（一）装卸和储料设施

众所周知，我国具有丰富的农村劳动力资源，要想使料场初期投资能够得到控制，人工卸车和堆料的方式较为常见。基于长期运行过程进行分析，其运行成本较高，而且秸秆装卸和储料比较接近国内的造纸行业【2】。

对于双动力液压轮式直臂或叠臂抓料机，广泛应用于露天料场，分析其作用，可以促进汽车卸车、燃料转运上料昼间作业的顺利进行，该产品可以弥补行吊等软索起重机作业时存在的缺陷，尤其在定位性和不可控制换向等方面。

（二）上料设备

现阶段，装载机或桥抓广泛应用于电厂当中，桥抓上料具有较强的机械化特点，可以促进堆料、转运作业的顺利实施，地面空间的占用面积也并不大。通过装载机上料的应用，可以使干料棚的造价得到有效控制【3】，运行的灵活性显著，地面主要实施硬化处理，但是需要为装载机转向预留出更多的空间，且在上料时，由于铲斗的反转高度要求较高，卸料高度与地面之间的距离最高不得超过3m.

（三）粉碎设备

通过对当前的锅炉运行要求进行分析，其入炉秸秆长度最短为20mm，最长为40mm。结合秸秆特性进行分析，其粉碎设备的差异性较大，其类型主要为刀切和锤切，其中，对于刀切方式来说，其出力并不大，功耗较为严重，刀片的更换频率较高，出料的均匀程度较高，在黄秸秆方面比较适合，而对于锤切方式来说，无法保证良好的出料长度，设备出力1小时最低为3t,最高为5t，在生物质电厂中，通过秸秆粉碎设备的运行过程了解到，粉碎设备的改进力度大大加强，如集中整合了刀切和锤切两大方式，现已经投入到正式运行过程之中。

三、生物质电厂燃料输送系统的设计应用

（一）黄色燃料输送系统

因为黄色燃料的密度较小，为了促进燃料收集工作的顺利进行，并满足运输的经济性和合理性需求，应将打包与收集过程相结合。而且在运输过程中，也要落实打包和压缩。基于此，可以使体积与成本均出现降低。一般而言，在黄色燃料的运输方面，秸秆捆抓斗起重机加链式输送机的方式得到了广泛应用。但是在选择解包地点上，通过分散状物料形式运输到炉前、在炉前解包为主要的实施方案。然而通过对一些运输黄色燃料的电厂进行调研分析可知，运输中的问题较多。首先，解包机并不适用于任何包裹，其对尺寸和工艺的要求较高。出自于技术和成本方面的限制和约束，难以将燃料包的合格率提升上来。此外，在运输中，掉包和燃料堵料问题也比较常见，对此，电厂应进行二次打包，进而明显增加其运营成本。其次，基于系统运行的角度，在秸秆捆抓斗起重机工作中，掉包问题时常发生，分析其原因，主要是因为打包不合格、司机操作不熟练等因素所致。在大包的输送方面，卡包现象经常发生在条输送机上，借此，应借助人工方式来调整其动作。总而言之，通过单一的黄色燃料输送系统，无法使现实需求得到满足与实现。

（二）灰色燃料输送系统

灰色燃料粉碎后的物理特征，与煤炭是有着异曲同工之妙的，所以在结合自身实际情况的同时，可以适度参考煤燃电厂的相关输送方案，但是在本质上

【4】，其差异性也比较大。众所周知，生物质电厂涵盖着多样化的灰色燃料种类。桥式抓斗起重机和地下料斗上料方案在灰色燃料系统的输送方案中占据的地位可以说是非常之关键了。

通过实地调研电厂可知【5】，在单一的灰色燃料输送时候，篷料、洒料现象的发生几率是比较高的，同时，由于输送系统仅仅适用于散状物料的输送，如果灰色燃料有所不足，便明确提出了黄色燃料供应的要求，而黄色大包的秸秆燃料解包的便捷程度较低，所以难以保证良好的适应性。

（三）黄色和灰色燃料输送系统的结合

我国生物质资源具有丰富化、多样化的性质特点，对于轻质燃料来说，如玉米秸秆等，与现实需要并不相符，极容易影响到电厂的燃料收购，一般来说，所购买的燃料仅仅为几种类型，这在增加成本的同时，也会影响到未被使用的生物质燃料。因此，生物质资源应达到适用性的标准要求，在利用灰色燃料的同时，灰色燃料的输送要与其高度整合。在输送方案当中，在炉前混合与在系统里混合都是具有一定的应用价值的，不同方案的优劣势不一，其中，对于炉前实现混合这一方案，具有高昂的投资成本，但是其输送系统的独立性显著；而对于在系统中实现混合，主要借助转运站来融合燃料，所以其投资明显低于前一种方案。

 以某一生物质电厂为例，1×30MW机组工程中，主要对当地林业废弃物、农作物秸秆等燃烧发电的项目进行应用，且在不断探索过程中，黄色和灰色燃料输送系统实现了紧密融合。分析该电厂的性质，主要以可再生能源项目为主。对该电厂燃料消耗量进行分析，设计燃料：小时耗量为30.228t/h，日耗量为665.016t/d，年耗量为24.18104t/a；校核燃料：小时耗量为33.945t/h，日耗量为746.79t/d，年耗量为27.1564t/a。

四、结束语

总而言之，在原理方面，生物质发电工程与燃煤燃油和发电原理接近，其不同之处主要在燃料这一方面有所体现。在生物质电厂中，由于燃料的输送系统具有复杂化的性质特点，所以便明确提出了对燃料输送系统的现实要求。在燃料的输送适应性得以提升后，可以极大地便利着黄色燃料和灰色燃料的输送，进一步稳定电厂燃料来源。

参考文献：

[1]刘凯,朱大胜,杜嘉豪. 基于FLUENT的高炉燃料输送管道流场仿真模拟[J]. 南京工程学院学报(自然科学版),2022,20(03):54-60.

[2]侯鹏,吕胜建,王联民,于尊明,李笋,韩兆勋. 120 t/h高温超高压循环流化床生物质锅炉大比例掺烧农作物秸秆初探[J]. 工业锅炉,2022,(04):43-47.

[3]刘婕,岳彬,李辉,赵军,王如剑,郭江飞. 野外管线输送3号喷气燃料电导率与温度的关系[J]. 石油库与加油站,2022,31(03):26-28+4-5.

[4]李鹤,邓飞飞,王磊,项敏. 一般工业固废焚烧发电项目燃料特性及输送设计研究[J]. 能源研究与利用,2021,(04):49-52.

[5]唐倩,范小杰,刘威,梁平华,蔡文哲. 双螺杆固液混合燃料输送系统设计与实验研究[J]. 推进技术,2022,43(01):300-310.