针对直接耦合燃烧的生物质掺烧发电项目燃料特性挑战，应对策略

　　　在全球能源转型的大背景下，我国积极探寻能源清洁低碳高效利用的新路径，以实现碳达峰碳中和的宏伟目标。电力行业作为能源生产和消费的核心领域，其绿色低碳转型迫在眉睫，而煤电作为我国的主力电源之一，在保障电力安全稳定供应方面长期发挥着基础性作用，但同时也面临着碳排放和环境压力等诸多严峻挑战。 　　国家发改委和国家能源局联合印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027 年)》，明确将生物质掺烧列为煤电低碳化改造建设的首要方式，为煤电行业的低碳发展指明了新方向。这一方案的实施，不仅为丰富的生物质资源提供了新的利用途径，提高其利用率，减少资源浪费和环境污染，还为推动煤电的绿色低碳转型提供了重要契机。 　　煤与生物质耦合混烧发电技术中的直接耦合燃烧方式，作为一种创新的能源利用形式，具有显著的优势和广阔的应用前景。它可以在不影响燃煤电厂正常运行的前提下，利用生物质部分替代煤炭，实现稳定的电力供应，同时降低碳排放和污染物排放，优化能源结构。然而，在具体实施过程中，直接耦合燃烧方式的生物质掺烧发电项目仍面临一些挑战。 　　在燃料特性方面，生物质的挥发分 / 固定碳比例更高，热解温度和着火温度更低，热解和燃点都会提前，且挥发分燃烧的热量贡献比显著增加，导致生物质火焰更接近燃烧器。同时，生物质单位质量热值低，氧含量高，燃烧后火焰温度较低，易出现残碳量偏高的问题。此外，生物质普遍具有高水分、高氯含量等特点，其灰分中的碱和碱土金属含量较高，更易造成炉内腐蚀、沾污和结渣现象，影响锅炉的正常运行和使用寿命。 　　预处理方面 　　机械化学处理：运用机械力和化学反应改变生物质的物理和化学性质，提升其燃烧性能，使其与煤炭更好地兼容，例如通过球磨等机械方式与添加化学药剂相结合，改善生物质的结构和反应活性1。 　　热解和气化：将生物质转化为更易于燃烧的气体或液体燃料，提高其能量密度和稳定性，如采用热解技术将生物质转化为生物炭、生物油和合成气等，再将这些产物用于燃烧发电1。 　　干燥与粉碎：使用高效的干燥设备降低生物质的水分含量，提高其能量密度;同时将生物质原料破碎成小块甚至粉末，增加表面积，便于后续处理和燃烧，可选用合适的破碎机和磨粉机进行操作。 　　成型与打包：把预处理后的生物质原料压缩成密度更高的颗粒或块状，便于储存、运输和稳定进料，可采用生物质颗粒机等设备进行成型处理。 　　燃烧组织方面 　　优化燃烧器设计：根据生物质与煤炭的燃烧特性差异，对燃烧器的结构和参数进行调整优化，例如改变燃烧器的喷口形状、尺寸和布置方式，使生物质和煤炭能够充分、稳定地燃烧，可通过数值模拟和实验研究相结合的方法确定最佳的燃烧器设计方案。 　　调整燃烧参数：包括调整空气供给量、风速、温度等参数，以适应生物质的燃烧需求，确保燃烧过程的高效和稳定，可采用先进的燃烧控制系统实时监测和调整燃烧参数。 　　分级燃烧：采用分级燃烧技术，将燃烧过程分为不同的阶段，如在主燃区燃烧煤炭，在再燃区或燃尽区引入生物质进行燃烧，充分利用生物质的燃烧特性，减少燃烧过程中的污染物生成和提高燃烧效率。 　　设备维护与监测方面 　　防腐蚀、防沾污和防结渣措施：针对生物质高氯含量和高碱金属含量易导致炉内腐蚀、沾污和结渣的问题，可在锅炉受热面涂覆防腐涂层，采用合适的清灰除渣设备定期清理炉内的积灰和结渣，同时优化锅炉的运行参数，降低腐蚀、沾污和结渣的风险。 　　加强设备维护与检修：由于生物质掺烧后锅炉的运行工况更加复杂，需要增加设备维护和检修的频率，及时发现和处理设备的磨损、腐蚀等问题，确保设备的安全稳定运行，可制定详细的设备维护计划和检修标准。 　　精准计量与监测：建立准确的计量监测系统，实时监控生物质掺烧量、发电量以及燃烧过程中的关键参数，如温度、压力、氧量等，科学界定低碳化改造成果和绿电市场化价值，同时为燃烧过程的优化控制提供依据，可采用先进的传感器和监测设备进行数据采集和分析1。 　　燃料供应与管理方面 　　建立稳定的收储运体系：因地制宜地建立适合不同地域、不同季节、不同燃料的收储运体系和运行机制，确保生物质燃料的可持续供应，可通过与当地的农业合作社、林业部门等合作，建立生物质收集网络，同时优化运输路线和储存条件1。 　　燃料质量控制：在生物质收集和预处理过程中，加强对燃料质量的控制，去除杂质和不符合要求的生物质，确保燃料的成分和特性稳定，可制定严格的燃料质量标准和检验方法。 　　优化燃料混合比例：根据生物质的特性和锅炉的运行情况，通过实验和实践确定最佳的生物质与煤炭混合比例，在保证燃烧效率和发电稳定性的前提下，最大程度地降低碳排放和利用生物质资源，可建立燃料混合比例的动态调整机制。 来源：灵动核心 如需转载必须注明来源作者