1、1,第6章 生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換與控制技術(shù),2,3,本章主要內(nèi)容,6.1 生物質(zhì)能簡(jiǎn)介 6.2 生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用與應(yīng)用前景 6.3 生物質(zhì)能的發(fā)電及應(yīng)用 6.4 生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià),4,6.1 生物質(zhì)能簡(jiǎn)介,6.1.1 生物質(zhì)能的概念 生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。目前廣泛使用的化石能源如煤、石油和天然氣等，也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。 生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)是燃燒容易、污染少、灰分較低；缺點(diǎn)是熱值及熱效率低，直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為1030，體積大而且不易運(yùn)輸。,5,利用生物質(zhì)能的方式有：,直接燃燒方式 物化轉(zhuǎn)換方式 生化轉(zhuǎn)化

2、方式 植物油利用方式,6,生物質(zhì)能是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。生物質(zhì)能是可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分，到21世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40 以上。我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，伴隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，正在面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，改變能源結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)和消費(fèi)方式，開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能等可再生的清潔能源資源對(duì)建立可持續(xù)供給的能源系統(tǒng)，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。,6.1.2 生物質(zhì)能在能源系統(tǒng)中的地位,7,6.1.3 生物質(zhì)能存在形式,森林能源及其廢棄物 農(nóng)作物及其副產(chǎn)

3、物 禽畜糞便 生活垃圾 (水生植物) (油料植物),8,由于我國(guó)地廣人多，常規(guī)能源不可能完全滿足廣大農(nóng)村日益增長(zhǎng)的需求，而且由于國(guó)際上各種有關(guān)環(huán)境問(wèn)題的公約，限制CO2等溫室氣體排放，這就要求改變以煤炭為主要能源的傳統(tǒng)格局。因此，立足于農(nóng)村現(xiàn)有的生物質(zhì)資源，研究新型轉(zhuǎn)換技術(shù)，開(kāi)發(fā)新型裝備既是農(nóng)村發(fā)展的迫切需要，又是減少排放、保護(hù)環(huán)境、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。 生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)和利用，也就是生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為人們所需要的熱能或進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為清潔二次能源，如電能。,6.2 生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用前景,9,1生物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化的能源形式,直接燃燒獲取熱能 沼氣 乙醇 甲醇 生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的可燃

4、氣體及裂解產(chǎn)品,2生物質(zhì)能的實(shí)用轉(zhuǎn)化技術(shù),生物質(zhì)壓縮成型和固體燃料制取技術(shù) 生物質(zhì)氣化技術(shù) 生物質(zhì)熱裂解液化制取生物油技術(shù) 干濕法厭氧消化制取沼氣技術(shù),10,生物質(zhì)燃?xì)鉅t,生物質(zhì)水暖鍋爐,11,生物質(zhì)潔燃鍋爐,生物質(zhì)潔燃?xì)饣仩t,12,3. 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用前景,高效直接燃燒技術(shù)和設(shè)備 薪材集約化綜合開(kāi)發(fā)利用 生物質(zhì)能的液化、氣化等新技術(shù)開(kāi)發(fā)利用 城市生活垃圾的開(kāi)發(fā)利用 能源植物的開(kāi)發(fā),13,4我國(guó)發(fā)展和利用生物質(zhì)能源的意義,（1）拓寬農(nóng)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域、增加農(nóng)民收入 （2）緩解我國(guó)能源短缺、保證能源安全 （3）治理有機(jī)廢棄物污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境 （4）廣泛應(yīng)用生物技術(shù)、發(fā)展基因工程,14,作為

5、新世紀(jì)的可替代能源之一，生物質(zhì)能占到全世界總能耗的15%，數(shù)量相當(dāng)巨大，是21世紀(jì)能源供應(yīng)中最具潛力的能源。因它來(lái)自自然界，無(wú)污染，同時(shí)又是可再生能源而引起各國(guó)的重視。根據(jù)EL Insights于2010年9月發(fā)布的報(bào)告，從2010年到2015年，全球生物制造市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從5,729億美元增加至6,937億美元，相當(dāng)于在此期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為3.9%。在今后幾年，生物質(zhì)在生物發(fā)電、生物燃料和生物產(chǎn)品部門應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒋蠓鲩L(zhǎng)，生物質(zhì)發(fā)電的市場(chǎng)價(jià)值將從2010年450億美元增加到2020年530億美元。,5、世界生物質(zhì)能發(fā)展前景與利用現(xiàn)狀,15,美國(guó)國(guó)會(huì)于2008年5月通過(guò)一項(xiàng)包括加速開(kāi)發(fā)

6、生物質(zhì)能源的法案，要求到2018年后，把從石油中提煉出來(lái)的燃油消費(fèi)量減少20%，代之以生物燃油。據(jù)2010年美國(guó)能源展望，到2035年美國(guó)可用生物燃料滿足液體燃料總體需求量增長(zhǎng)，乙醇占石油消費(fèi)量的17%，使美國(guó)對(duì)進(jìn)口原油的依賴在未來(lái)25年內(nèi)下降至45%。 瑞典是世界上道路交通最不依賴于化石燃料的國(guó)家之一，據(jù)報(bào)道，2009年，瑞典政府批準(zhǔn)了一項(xiàng)計(jì)劃，到2020年將使可再生能源達(dá)到該國(guó)能源消費(fèi)總量的50%。此外，該國(guó)旨在到2030年使其運(yùn)輸部門完全不依賴于進(jìn)口化石燃料。至2009年，生物質(zhì)已超過(guò)石油，成為第一位的能源來(lái)源，占瑞典能源消費(fèi)總量的32%。,為了促進(jìn)可再生能源的發(fā)展，許多國(guó)家制定了相應(yīng)的

7、發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，明確了可再生能源發(fā)展目標(biāo)。如美國(guó)、瑞典、丹麥、印度、巴西、歐洲等國(guó)已走在世界前列。,16,丹麥正準(zhǔn)備在全國(guó)前5大城市，逐步減少并淘汰燃煤發(fā)電站，要求發(fā)電站進(jìn)行技術(shù)改造，使用生物燃料替代煤和燃油，作為城市生產(chǎn)和生活的主要能源來(lái)源。 印度于2004年開(kāi)始了石油和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的“無(wú)聲革命”，制訂了2011年全國(guó)運(yùn)輸燃料中必須添加10%乙醇的法令。 巴西所有汽油中都強(qiáng)制加入了25%的乙醇，2010年起所有普通柴油中生物柴油的比例也達(dá)到5%，提前三年進(jìn)入B5時(shí)代。憑借生物能源這張王牌，巴西政府表示有信心實(shí)現(xiàn)到2020年減排36%的目標(biāo)。 在利用生物質(zhì)能方面歐洲取得了很多驕人的成績(jī)。2000年

8、到2004年間，歐洲利用生物質(zhì)能的發(fā)電量從40%增加到了68%。歐洲生物質(zhì)能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)2020年生物質(zhì)能的貢獻(xiàn)將會(huì)從現(xiàn)在的72百萬(wàn)噸增長(zhǎng)到220百萬(wàn)噸油當(dāng)量，這是生物質(zhì)能發(fā)熱和發(fā)電的最大比例，相當(dāng)于生物燃料的15%。,17,6.3 生物質(zhì)能的發(fā)電及應(yīng)用,由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特性，只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿足各自的需要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化成熱能供消費(fèi)外，最終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電能為主。生物質(zhì)能的發(fā)電主要有沼氣發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電以及生物質(zhì)燃料發(fā)電等形式。,18,沼氣發(fā)電：,19,沼氣發(fā)電：,20,6.3.1 沼氣發(fā)電、電能變換與控制策略,1沼氣的產(chǎn)生原理 沼氣是由

9、多種厭氧微生物混合作用產(chǎn)生發(fā)酵而產(chǎn)生的。在這些厭氧微生物中，按微生物的作用不同，可分為纖維素分解菌、脂肪分解菌和果膠分解菌等。在發(fā)酵過(guò)程中，這些微生物相互協(xié)調(diào)、分工合作，完成沼氣發(fā)酵過(guò)程。 沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)主要有三種：一是沼氣，以甲烷和CO2為主，其中甲烷含量在5570，是一種清潔能源；二是消化液（沼液），含可溶性N、P、K，是優(yōu)質(zhì)肥料；三是消化污泥（沼渣），主要成分是菌體、難分解的有機(jī)殘?jiān)蜔o(wú)機(jī)物，是一種優(yōu)良有機(jī)肥，具有土壤改良功效，沼氣的生成物有很高的應(yīng)用價(jià)值。,21,圖5-1為我國(guó)農(nóng)村推廣使用的水壓式沼氣池的結(jié)構(gòu)。正常情況下，這種家用沼氣池在中國(guó)南方可年產(chǎn)沼氣250300m3，提供一個(gè)

10、農(nóng)戶810個(gè)月的生活燃料。 圖5-1 水壓式沼氣池結(jié)構(gòu) 1進(jìn)料口 20壓水位 3輸出閥門 4蓋板 5溢流口 6貯留室 7水壓箱 8滲井 9發(fā)酵室 10貯氣室,22,沼氣發(fā)酵有四個(gè)特點(diǎn)：,沼氣微生物自身耗能少 沼氣發(fā)酵能夠處理高濃度的有機(jī)廢物 沼氣發(fā)酵能處理的廢物種類多 沼氣發(fā)酵受溫度影響較大,23,2沼氣發(fā)電的實(shí)現(xiàn),沼氣發(fā)電主要有沼氣燃燒發(fā)電與沼氣燃料電池發(fā)電兩大形式。 (1)沼氣燃燒發(fā)電 沼氣以燃燒方式進(jìn)行發(fā)電，是利用沼氣燃燒產(chǎn)生的熱能直接或間接地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。沼氣可以被多種動(dòng)力設(shè)備使用，如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐等。圖5-2 是采用沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）、燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐（蒸汽

11、輪機(jī)）發(fā)電的結(jié)構(gòu)示意圖，燃料燃燒釋放的熱量通過(guò)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和熱交換器轉(zhuǎn)換再利用，相對(duì)于不進(jìn)行余熱利用的機(jī)組，其綜合熱效率要高。從圖中可見(jiàn)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)方式的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，而且還具有成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。,24,圖52 沼氣燃燒發(fā)電類型,25,圖52 沼氣燃燒發(fā)電類型(續(xù)),26,圖53 是采用不同種類動(dòng)力發(fā)電裝置的效率比較。從中可見(jiàn)，在4000 kW 以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃煤、燃油發(fā)電來(lái)說(shuō)，沼氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類型的發(fā)電動(dòng)力設(shè)備，國(guó)際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性上不可行。,圖53 不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率,27,沼氣與幾種典型燃?xì)獾臀?/p>

12、熱值與燃空混合氣低位熱值的比較情況如表51 所示。沼氣的主要成份是甲烷，從表51中可以知道，它的低位熱值僅次于天然氣，而在燃燒時(shí)，其燃空混合氣的低位熱值也是比較高的，因而沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃?xì)狻?表51 幾種典型燃?xì)饧叭伎栈旌蠚獾牡臀粺嶂当容^,28,典型的沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程如圖54所示。沼氣發(fā)電系統(tǒng)主要由消化池、貯氣罐、供氣泵、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、廢熱回收裝置（冷卻器、預(yù)熱器、熱交換器、汽水分離器、廢熱鍋爐等）、脫硫化氫及二氧化碳塔、穩(wěn)壓箱、配電系統(tǒng)、并網(wǎng)輸電控制系統(tǒng)等部分組成。,圖54 沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程圖,29,圖55是廣東省佛山市利用城市垃圾綜合處理產(chǎn)生沼

13、氣，用于發(fā)電的工藝流程圖。,1污泥進(jìn)料口 2發(fā)酵池3循環(huán)管道 4循環(huán)泵 5溢流管 6沼氣儲(chǔ)氣罐7沼氣發(fā)動(dòng)機(jī) 8三相交流發(fā)電機(jī) 9消化污泥閥10沉淀池 11溢流管 12排渣閥13貯留池 14排污管,圖5-5 沼氣發(fā)電工藝流程圖,30,圖56是利用沼氣與天然氣雙氣源的鍋爐，在沼氣可以滿足鍋爐燃燒要求時(shí)，采用由沼氣供氣的方式；當(dāng)沼氣不能滿足鍋爐燃燒要求時(shí)，切換至天然氣供氣方式。這種方式是共用了一個(gè)燃燒器，即采用一拖二的方式使兩種氣源合用一個(gè)燃燒控制器。,圖56 沼氣與天然氣雙氣源鍋爐,31,鍋爐燃燒產(chǎn)生高溫高壓飽和蒸汽，進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。其實(shí)現(xiàn)發(fā)電原理的控制框圖如圖57所示

14、。,圖57 沼氣和天然氣雙氣源鍋爐發(fā)電系統(tǒng)的控制框圖,32,沼氣發(fā)電機(jī)原理：,33,（2）沼氣燃料電池發(fā)電,燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時(shí)，它就可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池及質(zhì)子交換膜燃料電池等。沼氣燃料電池是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的“燃料”并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。,34,表52 PC25TMC 主要性能及技術(shù)指標(biāo),廣州市番禺水門種豬場(chǎng)正在建設(shè)的由日本政府提供的 200 kW 的沼氣燃料電池裝置。該200 kW 燃料

15、電池設(shè)備由東芝公司下屬的 ONSI 公司提供，型號(hào)為 PC25TMC，主要技術(shù)指標(biāo),見(jiàn)表52。,35,沼氣燃料電池系統(tǒng)的組成,燃料處理單元 發(fā)電單元 電流轉(zhuǎn)換單元,36,1）燃料處理單元。該單元主要部件是改質(zhì)器，它以鎳為催化劑，將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，反應(yīng)過(guò)程如式51 (參與反應(yīng)的水蒸汽來(lái)自發(fā)電單元),為了降低CO的濃度，在銅和鋅的催化作用下，混合氣體在改質(zhì)器后的變成器中得到進(jìn)一步的改良，反應(yīng)式如式,(5-1),(5-2),37,2）發(fā)電單元。發(fā)電單元基本部件由兩個(gè)電極和電解質(zhì)組成，氫氣和氧化劑(O2)在兩個(gè)電極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電解質(zhì)則構(gòu)成電池的內(nèi)回路，其工作原理簡(jiǎn)圖如圖58所示。電解質(zhì)可采用磷酸

16、，其發(fā)電效率雖然較低，但溫度低(約200)。在磷酸電解質(zhì)中，電池反應(yīng)為,陽(yáng)極,陰極,(5-3),(5-4),圖58 沼氣燃料電池（磷酸型燃料電池）工作原理,38,3） 電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。主要任務(wù)是把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交流負(fù)載使用還可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電。,沼氣燃料電池所用的沼氣，其純度要求較高，因而需要對(duì)沼氣進(jìn)行提純。雙塔式吸收法是沼氣提純的一種簡(jiǎn)單而有效的方法，裝置簡(jiǎn)圖如圖59所示。這種裝置具有組成簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。第一吸收塔用處理水吸收大部分CO2和H2S，第二吸收塔用NaOH水溶液溶解吸收，這樣可節(jié)省NaOH的用量。用此裝置提純沼氣，CH4的回收率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。,39,3沼

17、氣發(fā)電的控制策略,圍繞著提高沼氣燃燒發(fā)電或沼氣燃料電池的轉(zhuǎn)化效率，沼氣發(fā)電的控制主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮： （1）凈化及提純沼氣 沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問(wèn)題是沼氣的凈化處理和混合 1）沼氣的凈化處理。 2）沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理。 3）電控混合器技術(shù)。,40,圖59雙塔式吸收法提純沼氣,41,圖510 沼氣熱、電、冷三聯(lián)供系統(tǒng),利用沼氣熱、電、冷三聯(lián)供，提高沼氣發(fā)電系統(tǒng)的總體利用率，系統(tǒng)如圖510所示。,42,(2)沼氣燃料電池的發(fā)電控制,一套完整的沼氣燃料電池發(fā)電系統(tǒng)除了具備沼氣燃料電池組、沼氣供氣系統(tǒng)、沼氣凈化及提純系統(tǒng)、直流穩(wěn)壓器、逆變器以及冷卻系統(tǒng)之外，最重要的是燃料電池控制器，這樣

18、才能對(duì)系統(tǒng)中的氣、水、電、熱等進(jìn)行綜合管理，形成能夠自動(dòng)運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)。其交流發(fā)電系統(tǒng)如圖511所示。,43,圖511 沼氣燃料電池的交流發(fā)電系統(tǒng)框圖,44,6.3.2 垃圾焚燒發(fā)電、電能變換與控制策略,目前我國(guó)對(duì)垃圾的處理手段主要集中在填埋和焚燒兩種方式。 填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法，所謂直接填埋法是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí)，使其發(fā)生生物、物理、化學(xué)變化，分解有機(jī)物，達(dá)到減量化和無(wú)害化的目的。 焚燒法是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。隨著中國(guó)“十一五”規(guī)劃對(duì)發(fā)展新能源，提倡環(huán)保型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步重視，國(guó)家對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策扶

19、持會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)。,45,重慶同興垃圾焚燒發(fā)電廠,兩臺(tái)垃圾焚燒爐，年處理垃圾量40萬(wàn)噸、年發(fā)電量l.7億度，建筑總面積2.5萬(wàn)平方米。于2003年4月開(kāi)工、2005年3月建成投產(chǎn)，是我國(guó)中西部地區(qū)第一座垃圾焚燒發(fā)電廠。,46,我國(guó)第一座垃圾焚燒發(fā)電廠-深圳市環(huán)衛(wèi)綜合處理廠 深圳市龍崗垃圾焚燒發(fā)電廠,溫州東莊垃圾發(fā)電廠 浙江溫州臨江垃圾焚燒發(fā)電廠,47,江蘇省太倉(cāng)市垃圾焚燒發(fā)電廠 廣東南海市垃圾焚燒發(fā)電廠,周口豐泉垃圾焚燒發(fā)電廠 徐州垃圾焚燒發(fā)電廠,48,1垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程,（1）垃圾焚燒前無(wú)分檢處理 圖512為垃圾焚燒前無(wú)分檢處理的工藝流程，美國(guó)洛杉磯市Long Beach垃圾發(fā)電就是采用這

20、個(gè)工藝流程。,圖512 無(wú)分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程,49,（2）垃圾焚燒前有分檢處理 圖513 為垃圾焚燒前有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程，美國(guó)夏威夷市垃圾發(fā)電就是采用這種流程。,圖513 有分檢場(chǎng)垃圾發(fā)電工藝流程,50,2建設(shè)垃圾發(fā)電的必備條件,（1）城市生活垃圾熱值應(yīng)較高 （2）城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力應(yīng)較強(qiáng) （3）較完善的垃圾分類收集和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) （4）較完善的環(huán)保處理系統(tǒng),51,3垃圾焚燒發(fā)電的電能變換及控制策略,垃圾焚燒發(fā)電的控制包括電廠的自動(dòng)控制，以及發(fā)電后的電能變換控制。根據(jù)垃圾焚燒電廠控制系統(tǒng)的規(guī)模以及要求達(dá)到的控制水平，目前技術(shù)水平先進(jìn)的垃圾焚燒發(fā)電站（廠）普遍采用基于以太網(wǎng)、具有遠(yuǎn)程通訊和監(jiān)控能

21、力的現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)筑分布式控制系統(tǒng)，底層采用DCS（分布式控制系統(tǒng)）、SCP或PLC（可編程序控制器）、多種化學(xué)成份檢測(cè)傳感器（氣體、液體、固體等）及電力電子變換器（變頻器）、并網(wǎng)配電箱，同時(shí)對(duì)垃圾焚燒鍋爐的燃燒進(jìn)行有效的控制、對(duì)尾氣進(jìn)行檢測(cè)、處理、控制、對(duì)鍋爐煙氣在線監(jiān)控以及對(duì)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電狀態(tài)、電能變換與無(wú)擾并網(wǎng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。,52,以杭州綠能環(huán)保發(fā)電有限公司城市垃圾焚燒電廠為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明垃圾焚燒電廠的自動(dòng)控制策略。,(1)垃圾焚燒的鍋爐控制 該系統(tǒng)的垃圾焚燒鍋爐采用日本三菱馬丁爐排垃圾焚燒處理技術(shù)，屬爐排爐中的反送式爐排垃圾焚燒爐。垃圾焚燒鍋爐的控制包括爐溫的控制、給料及爐排等的動(dòng)作控制、

22、風(fēng)門壓力控制、風(fēng)室溫度控制、風(fēng)量控制及汽包水位控制等部分。 （2）垃圾焚燒系統(tǒng)的汽機(jī)控制 1）電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 2）調(diào)節(jié)回路。 3）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 （3）垃圾焚燒系統(tǒng)的安全保護(hù)控制,53,垃圾焚燒發(fā)電一般是由焚燒爐加熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽并驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)，并由與之相連的發(fā)電機(jī)而直接發(fā)電，發(fā)出的電能除了可以直接并網(wǎng)供電之外，也可以利用電力電子技術(shù)對(duì)電能進(jìn)行變換，然后再并入中高壓并網(wǎng)。 圖514是垃圾焚燒發(fā)電控制的系統(tǒng)框圖。,(4)垃圾焚燒的電能變換控制策略,54,圖514 垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)控制框圖,55,大型垃圾焚燒發(fā)電廠,56,垃圾焚燒集散控制系統(tǒng),57,6.3.3 生物質(zhì)直接液化制燃料油發(fā)電技術(shù),生

23、物柴油是一種清潔的可再生能源，是以大豆、油菜籽等油料作物以及油棕、黃連木等油料林木果實(shí)為原料制成的液體燃料，具有原料來(lái)源廣泛、可再生性強(qiáng)、污染性低等特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的石油、柴油代用品。,58,1生物柴油特性,比普通柴油更優(yōu)異的產(chǎn)品性能 1）較好的低溫流動(dòng)性和燃燒性能 2）具有無(wú)腐蝕性的特點(diǎn) 3）較好的潤(rùn)滑性 比普通柴油更多元的環(huán)保特質(zhì) 1）排放煙度低、保護(hù)大氣環(huán)境 2）不含對(duì)人體有害的重金屬 3）可再生的原料,59,生物柴油產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展迅速，美國(guó)、德國(guó)、日本、巴西，包括印度都推動(dòng)這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，累計(jì)總產(chǎn)量已超過(guò)1000萬(wàn)噸，生物燃料已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用。 2005年，全世界生物燃料乙醇的總產(chǎn)量約為3107t，其中巴西和美國(guó)的產(chǎn)量均約為1.2107t；生物柴油總產(chǎn)量約2.2106t，其中德國(guó)約為1.5106t。我國(guó)“十五”計(jì)劃發(fā)展綱要提出發(fā)展各種石油替代品，將發(fā)展生