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蓝天保卫战典型案例 嘉兴新嘉爱斯秸秆类生物质高效热电联产与超低排放系统关键技术及产业化应用
发布时间:2022-04-27 10:50:10 来源:bob的首页 作者:bobty登录入口

  嘉兴市是浙江省农作物秸秆资源最丰富的地市之一,农作物秸秆利用以粉碎还田肥料化利用为主,秸秆离田利用比例偏低。秸秆能源化利用不但解决了秸秆田间焚烧带来的环境污染问题,而且成为高效节能、减排和增效重要途径。嘉兴新嘉爱斯热电有限公司秸秆类生物质高效热电联产与超低排放系统关键技术及产业化应用项目的实施对当地农业废弃物的处理及生态环境保护具有重要意义及代表性。

  本项目针对燃料的预处理、燃烧特性和污染物排放处理三个方面开展了大量探索试验及研究工作。

  秸秆燃烧特性研究涉及到燃烧过程多目标经济模型预测控制、基于负荷可调的烟气余热回收装置、基于深度学习的秸秆类生物质燃料在线热值分析系统和秸秆类生物质循环流化床锅炉蒸汽压力调节控制技术;

  锅炉燃烧的污染物排放处理采用脱硝、烟尘、脱硫和烟羽脱白等污染物协同控制超低排放技术。

  秸秆从田间收集到收购点,经过晒干、粉碎后,运输到厂内料库储存起来。若秸秆需要制作成为成型燃料,则需要秸秆切碎机和秸秆压制机进行压缩成型。秸秆燃料经过燃料输送系统,进入锅炉内进行燃烧,完成能量转换。燃烧产生的烟气在锅炉内进行脱硝,脱除氮氧化物,经过旋风分离器和布袋除尘器脱除粉尘,经过脱硫装置,脱除硫氧化物,从而达到“超低排放”。锅炉产生的蒸汽一部分用来供热用户使用,另一部分用来拖动汽轮发电机组发电。锅炉底渣和除尘装置过滤下来的飞灰,经过加湿包装后可以作为钾肥原料加以利用。工艺流程见下图。

  秸秆燃料具有热值不稳定、成分多变、易结焦等特点。循环流化床锅炉本身又具有非线性、大滞后、多耦合的控制特性。复合循环流化床秸秆燃烧技术及发电供汽装置在这种复杂苛刻的运行条件下,能够实现负荷变化时参数的快速调节,将床温、主气压力等参数控制在合理范围内,有效克服物质锅炉结焦堵灰等难题,实现燃烧稳定高效。同时在线验证自动在线热值检测结果。整个装置实现长期稳定运行、自控投用率>80%,热效率、烟气污染排放等指标达到国际先进水平。

  为解决常规DCS系统无法应用于创新点一提出的自动在线热值检测的难题,通过研发深度学习的秸秆类生物质燃料在线热值分析系统,为自动控制系统提供了核心技术。本技术通过优化系统在线观测原料发热值,并与光谱检测的发热值进行对比,从而实现了秸秆热值的全阶段检测和在线验证。避免了现有工业分析的热值检测存在的工作量大、周期长、无法全部验证等弊端。

  秸秆在循环流化床锅炉内直接燃烧会产生氮氧化物、硫氧化物和烟尘等污染物。传统循环流化床秸秆燃烧技术仅设置布袋除尘器对烟气进行简单处理,氮氧化物、硫氧化物排放超标,不能满足日益严厉的环保要求。本技术提出了“优化脱硝+高效除尘+深度脱硫”的污染物协同控制方法,对燃烧装置进行创新设计,采用炉内燃烧优化和尾部脱除的综合控制,设置了包含耦合脱硝、脱硫、除尘和烟羽脱白等分段式污染物协同控制超低排放技术方案,使污染物的排放优于国家标准。

  本项目为秸秆的资源化处理提供了一条行之有效的途径。燃烧1千克绝干基秸秆约产生3500大卡热量,相当于0.5千克标准煤。本项目每年消耗生物质料约20万吨,折合替代约8.5万吨标煤,减轻常规能源的供应压力,保护国家能源资源。

  本项目每年折合节约标准煤8.5万吨,相当于减排CO2约22万吨。同时锅炉烟气经处理后达到燃气轮机组的超低排放要求,且燃烧后的灰渣可作为制肥的原料综合利用。本项目实施后,比生物质锅炉规定的排放限值年减少排放SO2约261吨、NOx约250吨、烟尘约38吨,减轻了能源消费给环境造成的污染,促进国家经济可持续发展。

  本项目实现了秸秆类农业废弃物的资源综合利用,年利用生物质废料约20万吨,同时年可供电约1.5亿度、年可供热8.34×104GJ。

  本项目每年可消耗生物质料约20万吨,每年可直接为当地农户增加收入约5000万元(不含秸秆的运输、厂外储存、加工成品等费用),同时在农作物秸秆的加工、运输等过程中也将增加当地的就业机会。

  该项目开发的复合循环流化床秸秆燃烧技术及发电供汽装置有效克服物质锅炉结焦堵灰等难题,实现燃烧稳定高效。通过研发深度学习的秸秆类生物质燃料在线热值分析系统,为自动控制系统提供了核心技术。提出的“优化脱硝+高效除尘+深度脱硫”的污染物协同控制方法使污染物的排放优于国家标准,首次实现生物质焚烧锅炉烟气污染物的“超低排放”。整个装置实现长期稳定运行,自控投用率>80%,热效率、烟气污染排放等指标达到国际先进水平。

  该项目实现了清洁、高效利用废弃生物质发电、供汽,可以保护环境、减少污染、节约能源、增加农民收入,对改善当地的投资环境都具有重要意义,是一项利国利民的措施,也是符合国家产业政策的。

  原标题:《蓝天保卫战典型案例 嘉兴新嘉爱斯秸秆类生物质高效热电联产与超低排放系统关键技术及产业化应用》