循環(huán)流化床生物質直燃發(fā)電技術研究進展

胡 南，譚雪梅，劉世杰，趙 冰，鞏太義，王家林，張守玉

(1.長春工程學院 能源動力工程學院，吉林 長春 130012；2.清華大學 電力系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 100084； 3.華電國際電力股份有限公司天津開發(fā)區(qū)分公司，天津 300270；4.上海理工大學 能源與動力工程學院，上海 200093)

0 引 言

生物質是指通過光合作用形成的各種有機體，包括動物、植物、微生物及其代謝物等。以化學能形式儲存在生物質中的能量為生物質能。生物質能約占全球一次能源的1/10[1]，是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。生物質能是生物固碳實現綠色碳減排的載體，也是唯一可儲存、可運輸的可再生能源，對于實現我國“碳達峰”和“碳中和”的戰(zhàn)略目標將發(fā)揮重要作用。

生物質能的利用形式主要包括發(fā)電(含熱電聯產)、供熱、燃氣、液體燃料和固體成型燃料等。生物質發(fā)電技術包括生物質純燒發(fā)電技術和耦合發(fā)電技術，其中生物質純燒發(fā)電技術還可分為直接燃燒發(fā)電、氣化發(fā)電和多聯產發(fā)電[2]。生物質發(fā)電技術有利于生物質大規(guī)模資源化利用，減少不當處置帶來的生態(tài)環(huán)境危害，提升生物質能利用的品質。由于生物質直接燃燒技術對原料要求低、系統(tǒng)簡單、投資和運行成本較低，我國生物質發(fā)電主要以直燃發(fā)電為主。

農林生物質直燃發(fā)電的核心裝備是鍋爐，主要采用循環(huán)流化床鍋爐或水冷振動爐排爐。循環(huán)流化床鍋爐容量理論上不受限制，蒸氣參數高，發(fā)電機組整體效率高；爐膛內氣-固兩相流動具有極強的傳熱傳質特性，特別適合處理不同尺寸、形狀和熱值的燃料，能夠適應生物質燃料的復雜性和多變性；鍋爐在低溫條件下可以穩(wěn)定燃燒，使得污染物的生成和排放更少。因此，循環(huán)流化床鍋爐被認為是目前最適合大規(guī)模開發(fā)利用生物質資源的燃燒設備之一[3-4]。近年來，以清華大學、中科院、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學為代表的的國內高校和研究機構針對循環(huán)流化床燃生物質的相關理論研究逐步深入，國內部分鍋爐廠也積極開展生物質循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)設計工作[4]。通過不斷的科研攻關和應用實踐，鍋爐可用性低、受熱面沾污腐蝕、污染物控制等影響產業(yè)發(fā)展的難題逐步解決，生物質直燃循環(huán)流化床鍋爐技術不斷趨于成熟，滿足生物質純燃或各種比例摻燒的要求。

循環(huán)流化床鍋爐農林生物質直燃發(fā)電產業(yè)在我國已發(fā)展15 a，目前已經步入穩(wěn)定發(fā)展時期。為了加快我國可再生能源發(fā)展，滿足碳中和戰(zhàn)略的技術需求，有必要對循環(huán)流化床鍋爐農林生物質直燃技術的發(fā)展歷程、現狀和趨勢進行綜合梳理?；诖?，筆者分析了循環(huán)流化床農林生物質直燃發(fā)電市場需求，梳理核心鍋爐裝備的發(fā)展歷程和現狀，明確產業(yè)發(fā)展存在的問題并提出相關對策建議。

1 生物質直燃發(fā)電發(fā)展現狀

1.1 全球范圍持續(xù)發(fā)展

全球生物質資源十分豐富，每年凈生產量超過1 700億 t，儲存的能量約相當于世界能源年消耗量的10倍[4]。生物質直燃發(fā)電技術在全球范圍內應用廣泛，目前在丹麥、芬蘭、瑞典、荷蘭等歐洲國家，以農林生物質為燃料的發(fā)電廠有300多座，南亞國家在以稻殼、甘蔗渣等為原料的直燃發(fā)電方面也取得了一定的進展[2]。

截至2020年底，全球生物質發(fā)電累計裝機容量1.27億kW，約占全球總發(fā)電量的1.4%，主要分布在中國、巴西、美國、印度、德國和英國等國家。自2010年以來，裝機總量年平均增長6.3%，如圖1所示[5-6]。目前，全球能源消費正持續(xù)向能源清潔化轉變，由于生物質能具有可再生、可存儲、可運輸的特點，同時生物質發(fā)電具有大規(guī)模消納農林生物質和廢棄物的優(yōu)勢，因此生物質發(fā)電產業(yè)擁有持續(xù)發(fā)展的動力和廣闊的發(fā)展前景。國際能源署(IEA)預測到2025年，全球生物質發(fā)電累計裝機容量將達到1.93億kW，發(fā)電量達到9 218億kWh[5]。

圖1 全球生物質裝機及發(fā)電情況Fig.1 Global biomass power and generation capacity

1.2 國內總量快速增長

2005年12月，國內首個煤粉鍋爐摻燒秸稈發(fā)電機組在華電國際十里泉發(fā)電廠投產。該項目引進丹麥秸稈燃燒技術，對1臺140 MW煤粉鍋爐燃燒器進行改造，增加1套秸稈儲存、粉碎、輸送系統(tǒng)[7]。2006年12月，國能單縣生物質發(fā)電工程1×30 MW機組投產，該項目為第1個國家級生物質直燃發(fā)電示范項目，采用丹麥BWE公司的130 t/h水冷振動高溫高壓爐排爐。“十三五”以來，我國生物質發(fā)電產業(yè)發(fā)展迅猛，年均增長率約20.3%，處于產業(yè)化快速發(fā)展階段，如圖2所示。2020年，我國生物質發(fā)電機組累計裝機2 254萬kW，其中農林生物質發(fā)電裝機容量973萬kW[8]。農林生物質發(fā)電項目年發(fā)電量468億kWh[2]。在產業(yè)政策方面，國家對2021-01-01前的農林生物質發(fā)電項目統(tǒng)一執(zhí)行0.75元/kWh 的標桿上網電價。由于純燒生物質發(fā)電機組在補貼電價計量和結算方面的優(yōu)勢，目前國內生物質發(fā)電以生物質純燒發(fā)電為主。

圖2 我國生物質裝機及發(fā)電情況Fig.2 Biomass power and generation capacity in China

總體上講，在全球能源消費持續(xù)向低碳化、清潔化轉變的趨勢下，近年來國內及全球范圍內生物質能發(fā)電總量持續(xù)穩(wěn)定增長，國內生物質能裝機及發(fā)電量增長速度明顯高于全球平均水平，處于快速增長階段。

2 循環(huán)流化床鍋爐燃農林生物質的天然優(yōu)勢

2.1 循環(huán)流化床鍋爐主要技術特點

歐洲針對生物質直燃技術開展的研究及應用較早，但是歐洲的生物質以木質為主，而我國生物質主要是農業(yè)生產過程中的廢棄物，以玉米秸稈、稻殼為主。引進歐洲的水冷振動爐排生物質直燃技術在國內應用過程中存在鍋爐效率低于設計值、NOx排放高以及鍋爐腐蝕爆管等問題[9]。循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術興起于20世紀六七十年代，經過多年理論研究與工程實踐，建立了我國獨立的循環(huán)流化床煤燃燒理論體系[9-10]。我國在建或已投運循環(huán)流化床鍋爐機組超過4 000臺，其中正在運行的超臨界循環(huán)流化床鍋爐超過40臺[11-12]，目前世界上最大的循環(huán)流化床鍋爐為我國自主研發(fā)制造的山西中煤平朔電廠660 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐。660 MW超超臨界循環(huán)流化床鍋爐也即將投入使用[12-13]。循環(huán)流化床鍋爐技術目前已經進入成熟發(fā)展期，適合于大規(guī)模利用生物質資源。

2.1.1燃料適應性

國內生物質燃料的熱值、水分、灰分、形狀和粒徑等變化范圍寬，采用水冷振動爐排，在燃料特性波動較大時會出現鍋爐出力不足、燃燒效率下降等問題。循環(huán)流化床鍋爐內含有大量的固體循環(huán)物料顆粒，其中絕大部分是惰性的循環(huán)灰顆粒和燃料灰渣，根據燃煤循環(huán)流化床鍋爐的運行經驗，床料中燃料僅占1%～3%。循環(huán)流化床爐膛內氣固兩相流動具有極強的傳熱傳質特性，大量高溫固體顆?？梢允沽捷^大、水分較高的入爐燃料迅速升溫至燃點溫度以上，因而燃料適應范圍更廣，特別適合處理不同尺寸、形狀和熱值的燃料，能夠適應生物質燃料的多變性和復雜性。

2.1.2燃燒效率

循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高，一方面由于大部分循環(huán)床料中的燃料被分離器捕捉返回爐膛繼續(xù)燃燒，提高了燃料在爐膛內的停留時間；另一方面，爐內床料和燃料在一次風流化和二次風的擾動作用下，傳熱、傳質強度高，燃料與空氣接觸幾率大，燃料的燃燒過程擴展到整個爐膛以及分離器內[14]。典型燃用玉米秸稈的循環(huán)流化床鍋爐效率為90%～92%，而燃用玉米秸稈的水冷振動爐排效率約87%～90%。

2.1.3NOx原始排放

循環(huán)流化床鍋爐爐膛內較強的傳熱傳質能力，使得燃料在相對較低的溫度條件下即可穩(wěn)定高效燃燒。生物質燃料揮發(fā)分高，燃點低，相比于燃煤鍋爐燃燒溫度可進一步降低，有效抑制熱力型NOx的生成。循環(huán)床料中的焦炭在顆粒團和乳化相中形成良好的還原性條件，可以進一步降低燃料型NOx的生成。通過嚴格控制爐膛溫度和爐內過量空氣系數，合理選擇一、二次風比例以及增加物料循環(huán)量可以進一步增強循環(huán)流化床爐膛內燃燒反應的還原性氣氛，降低NOx的生成[9]。目前，部分循環(huán)流化床生物質直燃鍋爐可以將NOx原始排放質量濃度控制在100 mg/m3內，不需投運脫硝設備即可達到環(huán)保標準。

2.1.4負荷調節(jié)范圍

循環(huán)流化床鍋爐內大量的高溫固體顆粒使得新入爐的燃料更容易著火，尤其對于揮發(fā)分高、燃點較低的生物質燃料，即使在較低負荷的工況下，也不會出現熄火現象，因此循環(huán)流化床鍋爐的負荷調節(jié)范圍更寬。

2.2 生物質CFB鍋爐技術快速發(fā)展

燃煤循環(huán)流化床鍋爐在我國經歷40余年的發(fā)展，已經達到國際領先水平，滿足生物質純燃及與煤在多比例下摻燒的要求，為生物質循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展奠定了良好的技術基礎。2007年4月，國內第1臺生物質直燃循環(huán)流化床鍋爐在中節(jié)能宿遷電廠投運，該鍋爐蒸發(fā)量為75 t/h，中溫中壓。2008年，黑龍江慶翔集團在慶安投運了2臺同參數的循環(huán)流化床鍋爐。由于當時生物質循環(huán)流化床鍋爐設計和運行經驗匱乏，存在上料系統(tǒng)堵塞、鍋爐腐蝕爆管、受熱面沾污等一系列問題導致鍋爐可靠性低。此后，清華大學、浙江大學、中科院、哈爾濱工業(yè)大學等高校及科研院所相繼投入力量進行研發(fā)，國內鍋爐制造企業(yè)不斷提高設計和制造水平，生物質循環(huán)流化床鍋爐技術日趨成熟[15-17]。鍋爐蒸氣參數不斷提高，從75 t/h中溫中壓、90 t/h高溫次高壓、130 t/h 高溫高壓發(fā)展至260 t/h高溫超高壓再熱鍋爐，同時小容量高參數鍋爐越來越受到市場的青睞，包括75 t/h高溫高壓、90 t/h高溫高壓、120 t/h高溫超高壓再熱鍋爐，見表1。

表1 循環(huán)流化床生物質鍋爐系列參數

總體而言，由于循環(huán)流化床鍋爐燃料適應性強、燃燒效率高、NOx原始排放低以及負荷調節(jié)范圍寬等優(yōu)勢，在技術上較適合生物質直燃發(fā)電，目前已經成為生物質直燃發(fā)電的主力。吉林省能源“十三五”期間規(guī)劃的單機30 MW以上等級生物質發(fā)電機組中，采用循環(huán)流化床鍋爐的項目占比85%以上。

3 生物質循環(huán)流化床鍋爐關鍵技術

早期循環(huán)流化床燃煤鍋爐的結構不適應生物質燃料物理特性、燃燒特性和結渣沾污特性，鍋爐運行周期僅5～10 d。對此，眾多學者和工程技術人員在爐內氣固流態(tài)化、NOx排放控制、爐內防沾污腐蝕等方面進行了深入的理論研究及實踐探索。

3.1 氣固流化特性

循環(huán)流化床鍋爐爐膛內氣固流化特性決定燃料燃燒、受熱面?zhèn)鳠幔M而決定鍋爐出力及性能。生物質顆?；蛩槠ǔ３叽巛^大、密度較小、粒徑分布較寬以及形狀不規(guī)則。同時，生物質燃料水分和揮發(fā)分均較高，在爐膛內受熱干燥及脫揮發(fā)分過程中迅速變形[18]。因此，生物質的流化特性相比煤有很大差異。

基于生物質顆粒的特殊流化特性，在生物質循環(huán)流化床鍋爐運行過程中需要在爐內添加另一種固體顆粒，一般是某種惰性介質，如河沙、爐渣等，以促進生物質顆粒的流化和燃燒。PILAR等[19-20]測定了不同粒徑和密度的顆?；旌衔锏呐R界流化速度Umf，發(fā)現傳統(tǒng)的Umf預測式均不能給出可靠的結果。RAO等[21]測定了生物質顆粒和砂?；旌衔锏呐R界流化速度Umf。發(fā)現混合物的Umf隨生物質占比的增加而增大，隨砂粒密度和粒徑的增大而增大，并引入混合物有效密度ρeff和有效顆粒直徑dp,eff的概念，給出Umf預測式：

(1)

其中，ug為流化風速，m/s；ρg為氣體密度，kg/m3；g為重力加速度。部分學者針對更高風速下生物質與床料混合的流態(tài)特性進行了試驗研究[22-24]，發(fā)現爐膛內整體氣固流動規(guī)律與常規(guī)顆粒流動無明顯差別，顆粒與生物質的混合與分層情況取決于生物質顆粒的性狀。但是，由于生物質進入高溫爐膛后，迅速干燥脫揮發(fā)分而變形，對爐膛內氣固流動的影響幾乎可以忽略。

傳統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐在燃用劣質煤和低成本污染控制方面具有一定優(yōu)勢，但早期實踐中存在廠用電率高和可用率低的問題。相比于煤粉鍋爐，循環(huán)流化床鍋爐需要更高的一次風壓以實現床料流化和物料循環(huán)，因此廠用電比同容量煤粉爐高2%～3%[9]。清華大學基于對循環(huán)流化床鍋爐氣固流態(tài)化和反應過程的深入探索，提出了“定態(tài)設計”理論，歸納總結了循環(huán)流化床鍋爐流態(tài)圖譜[25]。在此基礎上提出“流態(tài)重構”理論，減少密相區(qū)無效床料的存量，保證參與循環(huán)的有效床料存量，從而增強了水冷壁換熱，降低了床層壓力，減輕了床料對水冷壁的磨損[25-27]。實踐證明，采用該技術的循環(huán)流化床鍋爐機組廠用電率可以從7%～8%降至4%～5%，機組可用率大大提高[28]?；凇傲鲬B(tài)重構”理論，針對生物質循環(huán)流化床鍋爐選取合適的爐膛惰性床料的粒度，通過優(yōu)化分離器阻力，合理控制循環(huán)灰粒度和床壓，可以有效減少鍋爐密相區(qū)磨損、降低一次風機功耗、提高燃燒及換熱效果。

3.2 NOx排放控制

NOx是生物質燃燒過程中產生的主要氣體污染物，學者針對循環(huán)流化床鍋生物質燃燒過程NOx生成機理進行了大量研究[29-36]。生物質燃燒過程及N元素遷徙過程如圖3所示，約80%的燃料N作為揮發(fā)分N釋放出來，轉變?yōu)榻褂椭械腘和含N的氣體組分，其余部分為焦炭N。燃料N經過復雜反應后，轉變?yōu)镹O、NO2以及N2[32]。

圖3 生物質燃燒過程及N元素遷徙過程[32]Fig.3 Release of fuel-bound nitrogen and main reaction pathways of nitrogen during biomass combustion[32]

研究表明，爐膛溫度是影響循環(huán)流化床燃燒過程中NOx生成的主要因素。為實現對鍋爐NOx排放控制，應嚴格控制爐膛燃燒溫度不高于900 ℃[33]。影響NOx生成及還原的另一個重要因素是氧化還原氣氛。試驗證明，流化床燃燒過程中NOx的還原主要與CO在焦炭表面發(fā)生[34-36]。

通過優(yōu)化爐內床料粒徑，減少密相區(qū)大顆粒，增加循環(huán)灰顆粒，提升二次風比例和單股二次風穿透能力，可以改善爐膛內氧氣分布的均勻性。由于一次風份額降低，密相區(qū)還原性氣氛增強，同時二次風口的上移致使下部還原氣氛的空間增大，對NOx的生成具有很好的抑制作用[33,37]。

3.3 受熱面防積灰、腐蝕

沾污及腐蝕問題一直是影響生物質能源化利用的關鍵問題之一[38-40]。生物質中鉀元素和氯元素含量相對較高，是引起結渣、積灰及腐蝕的主要原因。生物質燃燒過程中，鉀元素在高溫區(qū)域容易以氣態(tài)形式釋放，進一步與煙氣、飛灰及金屬相互作用，形成復雜的鹽覆蓋在對流受熱面上[38]。堿性化合物還可能與硅的化合物生成易熔的共晶體，形成有黏性的灰層，促進積灰層的快速增長，在短時間內甚至可以堵塞對流受熱面的煙氣走廊[41]，如圖4所示。

圖4 生物質鍋爐受熱面沾污Fig.4 Biomass boiler heating surface fouling

學者針對對流受熱面積灰沾污問題進行了研究。WANG等[42]發(fā)現鍋爐管束錯排時，隨著煙氣流速的降低，循環(huán)流化床鍋爐受熱面結渣沾污程度呈正比減少。溫度對堿金屬的氣態(tài)釋放影響最為顯著[43]。受熱面沾污可分為高溫灰沉積和低溫灰沉積2種類型。低溫灰沉積主要出現在溫度可能低于酸露點或水露點的管壁表面上，如鍋爐省煤器、管式空預器；高溫灰沉積主要發(fā)生在溫度處于灰粒變形溫度下某一范圍內的高溫對流受熱面上，由沉積的灰粒經化學反應和積灰層燒結面形成，如鍋爐低溫過熱器。

針對生物質結渣、沾污問題，國內外學者對添加劑、共燃、化學預處理、涂層等進行了大量研究，通過改變生物質利用過程中含鉀氯化物和硫酸鹽的生成和轉化過程以達到抗結渣的效果[44-47]。針對燃料的處理辦法成本相對較高，對鍋爐進行優(yōu)化設計更加可行。實踐證明，鍋爐低溫過熱器、省煤器采用順列大間距布置，以降低煙氣流速，緩解沾污；空氣預熱器臥式順列小管箱布置，可以有效降低積灰沾污帶來的危害[37]。

氣態(tài)HCl以及積灰中的熔融態(tài)KCl均是引起積灰腐蝕問題的主要物質[48]，對金屬管道造成嚴重腐蝕，甚至引起泄漏或爆管，如圖5所示。MVLLER等[49]指出提高生物質流化床燃燒爐的溫度會明顯加快生物質灰的結渣速度以及加劇結渣的嚴重程度，因此合理控制爐內溫度可以有效防止生物質鍋爐沾污腐蝕問題。劉志等[41]研究發(fā)現管束迎風面的積灰傾向弱于背風面，這是因為煙氣對迎風面的沖刷作用強于其攜帶灰顆粒的撞擊作用，不利于灰顆粒的沉積和腐蝕?；谶@一特性，控制受熱面腐蝕可以充分利用循環(huán)流化床爐膛中存在高濃度物料的特點，處于爐膛中的受熱面始終受到循環(huán)物料的不斷沖刷，能夠有效抑制爐內沾污問題。因而將壁溫較高的受熱面布置在爐膛，可以有效緩解高溫受熱面的結垢腐蝕問題，這是循環(huán)流化床燃燒生物質所具有的獨特優(yōu)勢[37]。

圖5 生物質鍋爐受熱面腐蝕Fig.5 Biomass boiler heating surface corrosion

隨著對生物質燃燒機理研究的不斷深入，在爐內氣固流態(tài)化、污染物排放控制、爐內防結渣沾污等方面取得了實質性突破，循環(huán)流化床燃生物質的關鍵技術相繼得到解決，可以滿足純燃生物質及不同比例摻燒的需要。目前部分運行管理較好的機組，連續(xù)運行周期甚至達到200 d以上，非計劃停爐的情況持續(xù)減少。

4 面臨問題及對策

我國農林生物質資源豐富，作為碳中性的可再生能源技術，生物質能源化利用還有很大的發(fā)展空間。然而，目前農林生物質發(fā)電產業(yè)尚未得到充分發(fā)展，發(fā)展規(guī)模低于預設目標，主要問題包括經濟效益、產業(yè)政策以及企業(yè)自身等多方面因素。

4.1 農林生物質發(fā)電成本高

在我國垃圾發(fā)電發(fā)展現狀好于農林生物質發(fā)電。垃圾發(fā)電除享受上網電價補貼外，還享受地方政府支付的垃圾處理費，因此經濟效益較好，近年來增長很快，總量高于農林生物質發(fā)電。農林生物質在發(fā)電成本方面處于明顯劣勢，主要由于以下幾方面：

1)燃料成本高。生物質電廠與燃煤電廠不同，秸稈燃料產自附近耕地，來源分散。秸稈能量密度低，運輸成本高，通常經濟運輸半徑僅為100 km左右。按照秸稈散料的市場價格，單位熱值成本高于煤炭。目前部分電廠自購秸稈收割打包設備，直接從耕地收割、打包、運輸秸稈，解決了農民收割問題，也可以大幅降低燃料成本。

2)單機規(guī)模小，投資、運行成本高。絕大部分農林生物質直燃發(fā)電廠單機規(guī)模在100 MW以下，遠低于大型燃煤電站，單位發(fā)電功率投資成本高。目前新建的生物質發(fā)電廠普遍采用高壓和超高壓參數，部分機組帶有一次再熱循環(huán)，發(fā)電效率相比中溫中壓技術得以提高，但相比于大型燃煤電站，依然較低。廠用電率一般在10%以上，供電效率低于30%。2019年，全國6 000 kW及以上火電廠供電標準煤耗306.4 g/kWh，先進的1 000 MW二次再熱機組供電煤耗已經低至260 g/kWh以下，但常規(guī)高壓參數的生物質發(fā)電機組供電煤耗達到400 g/kWh以上，遠高于燃煤發(fā)電機組。

3)鍋爐可用率相對較低。在國內可研單位和鍋爐制造企業(yè)的共同努力下，純燃生物質鍋爐容量、參數和可用率明顯改善，但生物質燃料的特殊性導致鍋爐可用率仍然低于燃煤機組。

4.2 政府補貼退坡

由于生物質燃料成本高，且可再生能源電價補貼及政府增值稅返還政策造成應收賬款數額高，返還時間存在不確定性，因此生物質發(fā)電項目普遍存在較大現金流壓力[50]。2020年9月，財政部、發(fā)展改革委、國家能源局聯合發(fā)布了《完善生物質發(fā)電項目建設運行的實施方案》，規(guī)定自2021-01-01起，規(guī)劃內已核準未開工、新核準的生物質發(fā)電項目全部通過競爭方式配置并確定上網電價；新納入補貼范圍的項目補貼資金由中央地方共同承擔，分地區(qū)合理確定分擔比例，中央分擔部分逐年調整并有序退出。同月，三部委發(fā)布了《關于<關于促進非水可再生能源發(fā)電健康發(fā)展的若干意見>有關事項的補充通知》，通知明確農林生物質發(fā)電全生命周期合理利用小時數為82 500 h，補貼電量在此基礎上進行計算。上述文件表明國家層面對生物質發(fā)電項目的補貼已經開始啟動逐步退出機制。

4.3 企業(yè)管控水平有待提高

目前生物質發(fā)電企業(yè)以民營企業(yè)居多。相比于大型火力發(fā)電企業(yè)(以國企為主)，生物質發(fā)電企業(yè)在機組運行管控水平方面經驗和水平不足。鍋爐運行過程中，效率低、污染物排放高甚至很多運行事故是由于操作不當造成的。嚴格按照運行規(guī)程進行負荷調節(jié)、嚴格控制爐溫、合理配風、合理吹灰，是保障機組安全高效運行的關鍵。此外，生物質發(fā)電企業(yè)在人力資源管控方面能力不足，在引進人才、培養(yǎng)人才、留住人才方面，缺少系統(tǒng)的管理體系，部分企業(yè)管理松散。

5 結語與展望

農林生物質發(fā)電在國內歷經15 a發(fā)展，到目前為止，投產項目達400余家，循環(huán)流化床鍋爐技術和設備制造水平及運行管理水平得到飛速發(fā)展。大力推動生物質能利用，有助于我國實現綠色低碳發(fā)展。我國生物質極具發(fā)展?jié)摿?，生物質直燃發(fā)電可以深入開發(fā)利用農業(yè)剩余價值，助力農業(yè)強國建設。盡管發(fā)展過程中面臨一些問題和挑戰(zhàn)，但是在我國碳中和目標的大背景下，循環(huán)流化床農林生物質直燃發(fā)電產業(yè)通過不斷發(fā)掘自身潛力，提高企業(yè)盈利水平。為此，對產業(yè)和技術發(fā)展提出如下建議：

1)重點發(fā)展小容量、高參數循環(huán)流化床農林生物質直燃發(fā)電機組。一方面，提高循環(huán)蒸汽參數、增加再熱循環(huán)可以提高發(fā)電機組效率，有效解決發(fā)電效率偏低的問題；另一方面，由于秸稈燃料來源分散，選擇小容量機組，可以減少生物質消耗，減小燃料收購覆蓋面，降低運輸成本。因此，針對生物質純燃發(fā)電效率低、成本高的問題，我國應發(fā)展小容量超高參數機組，目前越來越多超高壓一次再熱機組投入運行，下一步應進一步發(fā)展小容量亞臨界機組，有效提高企業(yè)綜合效益。

2)2020-12-31，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《碳排放權交易管理辦法(試行)》。目前，全國碳市場的交易系統(tǒng)基本建設完成。隨著碳交易的逐步開展，涉及產業(yè)不斷拓寬。由于生物質燃料的零碳性質，其成本將在碳交易體系中體現出巨大優(yōu)勢，未來生物質與煤的直燃耦合將有更大的發(fā)展空間。

3)2017年12月，國家發(fā)改委和能源局發(fā)布了《促進生物質能供熱發(fā)展的指導意見》，強調要大力發(fā)展縣域農林生物質熱電聯產，到2020年，生物質熱電聯產裝機容量超過1 200萬kW。但目前來看，沒有達到預期目標。生物質能熱電聯產就地收集原料、就地加工轉化、就近消費，構成城鎮(zhèn)分布式清潔供熱體系，既減少農村秸稈露天焚燒，又提供清潔電力和熱力，帶動生物質能轉型升級。我國中小型燃煤供熱鍋爐數量較多，清潔燃料替代任務較重，生物質能供熱在終端消費環(huán)節(jié)直接替代燃煤，有較大發(fā)展空間。熱電聯產機組可以提高熱力系統(tǒng)綜合效率，供熱可以提高企業(yè)收入。