嘉興市是浙江省農作物秸稈資源最豐富的地市之一，農作物秸稈利用以粉碎還田肥料化利用為主，秸稈離田利用比例偏低。秸稈能源化利用不但解決了秸稈田間焚燒帶來的環境汙染問題，而且成為高效節能、減排和增效重要途徑。嘉興新嘉愛斯熱電有限公司秸稈類生物質高效熱電聯產與超低排放系統關鍵技術及產業化應用項目的實施對當地農業廢棄物的處理及生態環境保護具有重要意義及代表性。
項目
概況
本項目針對燃料的預處理、燃燒特性和汙染物排放處理三個方面開展了大量探索試驗及研究工作。
燃料的預處理分為秸稈收儲運體系、取樣分析技術、粉碎和乾燥技術四個部分；
秸稈燃燒特性研究涉及到燃燒過程多目標經濟模型預測控制、基於負荷可調的煙氣餘熱回收裝置、基於深度學習的秸稈類生物質燃料在線熱值分析系統和秸稈類生物質循環流化床鍋爐蒸汽壓力調節控制技術；
鍋爐燃燒的汙染物排放處理採用脫硝、煙塵、脫硫和煙羽脫白等汙染物協同控制超低排放技術。
秸稈從田間收集到收購點，經過曬乾、粉碎後，運輸到廠內料庫儲存起來。若秸稈需要製作成為成型燃料，則需要秸稈切碎機和秸稈壓製機進行壓縮成型。秸稈燃料經過燃料輸送系統，進入鍋爐內進行燃燒，完成能量轉換。燃燒產生的煙氣在鍋爐內進行脫硝，脫除氮氧化物，經過旋風分離器和布袋除塵器脫除粉塵，經過脫硫裝置，脫除硫氧化物，從而達到「超低排放」。鍋爐產生的蒸汽一部分用來供熱用戶使用，另一部分用來拖動汽輪發電機組發電。鍋爐底渣和除塵裝置過濾下來的飛灰，經過加溼包裝後可以作為鉀肥原料加以利用。工藝流程見下圖。
項目工藝流程示意圖
秸稈輸送棧橋 秸稈破碎車間
亮點
工作
1、複合循環流化床秸稈燃燒技術及發電供汽裝置
秸稈燃料具有熱值不穩定、成分多變、易結焦等特點。循環流化床鍋爐本身又具有非線性、大滯後、多耦合的控制特性。複合循環流化床秸稈燃燒技術及發電供汽裝置在這種複雜苛刻的運行條件下，能夠實現負荷變化時參數的快速調節，將床溫、主氣壓力等參數控制在合理範圍內，有效克服物質鍋爐結焦堵灰等難題，實現燃燒穩定高效。同時在線驗證自動在線熱值檢測結果。整個裝置實現長期穩定運行、自控投用率＞80%，熱效率、煙氣汙染排放等指標達到國際先進水平。
秸稈直燃循環流化床鍋爐
2、基於深度學習的秸稈類生物質燃料在線熱值分析系統
為解決常規DCS系統無法應用於創新點一提出的自動在線熱值檢測的難題，通過研發深度學習的秸稈類生物質燃料在線熱值分析系統，為自動控制系統提供了核心技術。本技術通過優化系統在線觀測原料發熱值，並與光譜檢測的發熱值進行對比，從而實現了秸稈熱值的全階段檢測和在線驗證。避免了現有工業分析的熱值檢測存在的工作量大、周期長、無法全部驗證等弊端。
3、汙染物協同控制技術
秸稈在循環流化床鍋爐內直接燃燒會產生氮氧化物、硫氧化物和煙塵等汙染物。傳統循環流化床秸稈燃燒技術僅設置布袋除塵器對煙氣進行簡單處理，氮氧化物、硫氧化物排放超標，不能滿足日益嚴厲的環保要求。本技術提出了「優化脫硝+高效除塵+深度脫硫」的汙染物協同控制方法，對燃燒裝置進行創新設計，採用爐內燃燒優化和尾部脫除的綜合控制，設置了包含耦合脫硝、脫硫、除塵和煙羽脫白等分段式汙染物協同控制超低排放技術方案，使汙染物的排放優於國家標準。
SCR脫硝系統流程圖 溼法脫硫裝置和溼式靜電除塵裝置
社會、
環境效益
1、節約能源消耗
本項目為秸稈的資源化處理提供了一條行之有效的途徑。燃燒1千克絕幹基秸稈約產生3500大卡熱量，相當於0.5千克標準煤。本項目每年消耗生物質料約20萬噸，折合替代約8.5萬噸標煤，減輕常規能源的供應壓力，保護國家能源資源。
2、減少汙染物排放
本項目每年折合節約標準煤8.5萬噸，相當於減排CO2約22萬噸。同時鍋爐煙氣經處理後達到燃氣輪機組的超低排放要求，且燃燒後的灰渣可作為制肥的原料綜合利用。本項目實施後，比生物質鍋爐規定的排放限值年減少排放SO2約261噸、NOx約250噸、煙塵約38噸，減輕了能源消費給環境造成的汙染，促進國家經濟可持續發展。
3、廢棄物資源綜合利用
本項目實現了秸稈類農業廢棄物的資源綜合利用，年利用生物質廢料約20萬噸，同時年可供電約1.5億度、年可供熱8.34×104GJ。
4、有助於解決三農問題
本項目每年可消耗生物質料約20萬噸，每年可直接為當地農戶增加收入約5000萬元（不含秸稈的運輸、廠外儲存、加工成品等費用），同時在農作物秸稈的加工、運輸等過程中也將增加當地的就業機會。
小結
該項目開發的複合循環流化床秸稈燃燒技術及發電供汽裝置有效克服物質鍋爐結焦堵灰等難題，實現燃燒穩定高效。通過研發深度學習的秸稈類生物質燃料在線熱值分析系統，為自動控制系統提供了核心技術。提出的「優化脫硝+高效除塵+深度脫硫」的汙染物協同控制方法使汙染物的排放優於國家標準，首次實現生物質焚燒鍋爐煙氣汙染物的「超低排放」。整個裝置實現長期穩定運行，自控投用率＞80%，熱效率、煙氣汙染排放等指標達到國際先進水平。
該項目實現了清潔、高效利用廢棄生物質發電、供汽，可以保護環境、減少汙染、節約能源、增加農民收入，對改善當地的投資環境都具有重要意義，是一項利國利民的措施，也是符合國家產業政策的。
長按二維碼
原標題：《藍天保衛戰典型案例 | 嘉興新嘉愛斯秸稈類生物質高效熱電聯產與超低排放系統關鍵技術及產業化應用》
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