日前, 北京巴布科克·威爾科克斯有限公司 (以下簡稱 '北京巴威公司' ) 與清華大學合作研發出 '內外雙迴圈湍動流化床熱管冷卻低焦油生物質氣化耦合燃煤機組發電技術' .
以嚴謹試驗提供技術支撐
為降低二氧化碳排放出力, 北京巴威公司和清華大學熱能工程系成立研發團隊, 從2017年開始研發生物質氣化耦合燃煤機組發電技術. 為了獲取準確氣化數據, 為實際工程提供有力技術支撐, 2018年初, 北京巴威公司和清華大學在清華大學的張家口試驗基地建立了高6米, 佔地面積約200平方米的內外雙迴圈湍動流化床生物質氣化試驗裝置.
在此試驗裝置上, 研發人員對多種生物質, 相同生物質多種形態, 不同氣化參數和變化的一二次風率等條件下的氣化產物, 灰和渣特性以及差異性等進行試驗和研究. 經過冷熱態調試和多次試驗, 研發團隊已經獲取可靠的數據和理想的結果. 當燃用低位發熱量不到3100千卡/千克的玉米秸稈時, 生物質氣化氣的低位發熱量已達到每立方米天然氣熱值1500千卡, 生物質氣中一氧化碳, 氫氣和甲烷的佔比達到了36.5%. 試驗結果和數據充分說明了湍動流化床技術可以實現生物質從固態到可燃氣體的高轉化率. 雖然今夏酷熱, 研發團隊依然在進行深化試驗工作. 下一步他們將進行一些特殊燃料如油汙泥等危險廢棄物氣化試驗.
經過一年多研發工作, 並在試驗獲取的數據基礎上, 研發團隊多次完善生物質氣化耦合燃煤機組發電技術方案, 研發出 '內外雙迴圈湍動流化床熱管冷卻低焦油生物質氣化耦合燃煤機組發電技術' .
以高效清潔助力能源轉型
'內外雙迴圈湍動流化床熱管冷卻低焦油生物質氣化耦合燃煤機組發電技術' , 採用變截面氣化爐膛, 分級配風, 加上兩級分離器設計, 使物料在爐膛內流態化湍動, 以內迴圈為主, 又有外迴圈, 反應時間長, 反應均勻. 該技術將生物質灰留在氣化系統中, 產生的生物質氣中灰含量低, 不會對耦合的燃煤電站鍋爐產生積灰以及受熱面高溫腐蝕等不利影響; 能將長鏈的生物質焦油充分分解, 使生物質氣中焦油含量少. 熱管換熱技術的應用, 冷卻了生物質氣的同時, 保證了換熱器的壁面溫度穩定並且高於焦油的析出溫度, 從而保證了換熱器和氣化系統的連續穩定運行. 膜式水冷壁結構和中溫分離技術, 使氣化爐膛和一級分離器的耐火材料敷設薄, 大大縮短了氣化系統的啟動和停爐時間, 使氣化系統和燃煤電站鍋爐能夠更好地耦合, 實現高效清潔發電. 研發團隊根據燃煤電站鍋爐的實際情況, 整體考量, 設計不同的生物質氣化耦合燃煤機組的燃燒系統和鍋爐改造方案, 提升燃煤電站鍋爐穩燃能力, 降低汙染物排放, 並且不對燃煤電站鍋爐的整體性能造成不利影響.
北京巴威公司委託機械工業資訊研究院, 對 '內外雙迴圈湍動流化床熱管冷卻低焦油生物質氣化耦合燃煤機組發電技術' 進行查新. 機械工業資訊研究院對35個國內外資料庫進行分析, 比較和鑒別, 結論為 '內外雙迴圈湍動流化床熱管冷卻低焦油生物質氣化耦合燃煤機組發電技術' , 除北京巴威公司和清華大學發表的文獻外, 在其他相關文獻中未見有相同報道, 具有新穎性.
北京巴威公司和清華大學合作研發的具有自主智慧財產權 '內外雙迴圈湍動流化床熱管冷卻低焦油生物質氣化耦合燃煤機組發電技術' , 解決了生物質氣化堿金屬腐蝕和焦油析出等問題, 能保障氣化和耦合系統高效安全穩定運行, 具備向市場推廣的基礎和實力.
業內專家評價, 生物質氣化耦合燃煤機組發電是目前最高效, 最清潔的利用生物質能的技術路線.
在我國, 生物質能是僅次於煤炭, 石油和天然氣的第四種能源資源, 在能源系統中佔有重要地位. 作為可再生能源, 利用生物質能發電可以節約煤炭, 改善我國能源結構, 減少二氧化碳與二氧化硫和煙塵的排放量, 從而實現保護環境, 對能源轉型意義重大.
