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生物质燃料供应方案精选(九篇)

生物质燃料供应方案

第1篇:生物质燃料供应方案范文

关键词:燃料供应;现代物流

中图分类号:F416.21 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)013-0-02

一、现代物流的概念和特点

现代物流业就是指原材料、产成品从起点至终点及相关信息有效流动的全过程,其利用先进的计算机信息技术、互联网技术及现代管理科学,打破了原有传统物流业务运输环节独立生产环节之外的行业界限。现代物流通过构建统一的服务网络,实施信息化管理,通过标准化服务和主动服务,实现整体的增值服务。其与传统物流产业的根本区别就在于:它将在物流链上的如生产、加工、仓储、运输、销售等各个节点与环节通过实物流与信息流的有机结合实现无缝衔接,进而实现整个物流业务的全程优化,最终实现缩短物流时间、降低物流费用,这也是当代物流产业迅速发展的主要原因。目前,现代物流的发展趋势呈现出全球化、多功能化、系统化、信息化和标准化的基本特征。

二、电力企业燃料物流的形式及特点

电力企业燃料供应链一般模型就是:由煤炭生产企业发起,途经煤炭加工企业、煤炭贸易企业截止于煤炭消费企业(火力发电厂),也存在煤炭生产企业直接销售给电厂的最直接供应模式。但在燃料紧张、煤价上涨的市场环境下,中间环节的煤炭贸易企业会增加多个,造成供应链过长,物流成本增加。由于煤炭贸易企业良莠不齐,就增加了供应链管理的复杂性与难度。

发电企业的燃料物流是包涵燃料采购、运输、验收、存储、掺烧、资金等信息为一体的大宗物资服务活动。具体来看其煤炭采购物流主要包括物流节点多、物流线路长、原材料物流独立、作业场所变动频繁等特点,因其物流网络链线长、链接多,并且链接复杂,且各个链接又归属不同行业的不同企业,各个环节协作的难度大,更增加了管理的复杂性。因此利用现代物流技术平台,发展电力企业煤炭物流,对提高采购效率、降低燃料采购成本、增煤炭稳定供应能力、保障企业安全生产、提高经营成果具有重要意义。

三、用现代物流理念燃料完善电力企业燃料供应新体系

发电企业作为高技术、高知识层次密集行业,随着现代管理技术的不断提升和计算机技术的成熟应用,将以信息化管理为主要特征的现代物流管理应用到燃料供应已成为可能。

(一)进行合理的燃料采购分析

发电企业首先应通过广泛的市场调研及信息的采集,经过严谨科学实验、精确的数理论证,从燃料计划、采购、验收、储存、掺配、燃烧等各个环节进行合理分析,得出在满足生产要求的前提下,以综合成本最低为原则,最优掺配方案为指导方向确定采购电煤的采购计划,包括采购电煤的指标、煤种和数量,争取采购成本最低。

(二)建立有效的燃料价格评价体系

在煤炭形势紧张、供不应求的大环境下,随着煤炭价格的水涨船高,燃料成本占到发电企业的70%以上,发电企业完整的燃料成本体系应包括直接的采购价格、运输成本、储存成本、经济使用的效能成本(即所采购的燃料在适用时期能被高效利用、确保锅炉安全稳定燃烧,满足锅炉带负荷的需要),同时应考虑随着国家对发电企业超低排放的要求,企业满足脱硫脱销改造,降低NOX和SO2排放的投资,充分考虑煤炭除发热量指标外,硫分、灰分、挥发分及灰熔点指标影响的价格因素,因此发电企业建立的价格评价体系不仅要能反映出供求关系,还应综合考虑资源稀缺程度和环境损害成本带来的影响,通过完善的价格体系引导生产和需求企业规避市场风险,引导供需双方强化合同监管和质量检测管理,严格按照合同约定进行交易。同时为了比较不同供应商、不同地区、不同质量来煤的价格高低以及发电单位成本的可比性,还应统一将天燃煤格按热值换算成标煤(热值为7000大卡/千克的煤)的价格,以标煤单价高低为标尺进行评价及考核。因此燃料实际价值应是其标煤单价而不是原煤价格,燃料的比质比价,实际上是标煤单价的比较。

(三)强化供应链的管理

在现燃料供应环境下,电力企业应该做好燃料供应链的优选工作,有选择的增加供应链的宽度与广度,减短供应链的长度与深度,增加供应的安全性与稳定性,降低单一供应渠道的受限性和脆弱性。为做好燃料供应链的优选工作,做好燃料供应商的管理工作是前提。供应商的管理工作实际上解决了企业选择好煤源的问题。

电力企业要加强燃料供应商的管理,通过建立主要包括价格、质量、兑现率、供应能力等方面的供应商评价体系和评价机制,对供应商的基本情况、类别、采购区域、煤炭种类、运输方式、主要业绩等都记录在案,依据评价结果动态调整供应商管理库,对供应商实施有效的监督和管理,实现优胜劣汰,建立长期稳定、信誉度高的供应商队伍。

(四)建设大型配煤中心增强煤炭稳定供应能力

随着国家及地方政府去产能政策的持续出台及276工作日的实施使煤炭产能持续得到控制,影响煤炭市场总体资源相对减少,而此同时煤炭行业资源集中度不断得到提高,企业间价格联合更加巩固,相反在同区域却隶属不同集团公司的发电企业,为了各自的利益,相互争夺煤炭资源,形成“窝里斗”,电、煤双方形如“伸着指头”与“握着拳头”的两个拳击手的较量,强若力判。因此电力企业应改变依靠煤炭企业供应燃料的固有传统,审时度势改变单纯依赖煤炭企业供应的格局。

在现燃料供应环境下,建立大型配煤中心对电力企业发展煤炭物流,提高采购效率、降低采购成本、增强煤炭稳定供应能力、保障火电企业生产安全具有重要意义。实行煤炭集中采购和供应,建立专业化的采购公司,可以充分发挥区域资源互动、互助的作用,形成合力,实行统一定价、统一订货、统一计划、统一调运、统一结算 ,避免一个集团或区域公司内部同行竞争,增加企业抵御市场风险的能力同时,更好的优化电厂煤炭结构,有效的控制各项电煤采购物流成本。

(五)依照“价值思维、效益导向”理念开展配煤掺烧

随着煤炭企业与电力行业改革体制的不断深化,电煤价格越来越公开透明,控制燃料成本、增加经济效益单纯依靠降低单一矿点或供应商的煤价已不现实,而是依照“价值思维、效益导向”的理念下,既一切生产经营活动的优劣、成败的最终评价标准就是:是否产生经济效益!配煤掺烧是电力企业积极适应市场变化,追求企业效益最大化,尤其是电力老企业谋求生存发展, 优化煤源结构的必然选择。只有通过科学的配煤掺烧方案,提供正确燃料采购供应依据,依靠调整燃料采购结构取得综合煤价的优势,才能在日益激烈的竞争环境中立于不败之地。配煤掺烧工作的总体目标是:在满足安全、环保的基础上,科学掺配,实现综合效益最大化。为此要做好以下几方面工作:

1.认真调研,摸清本企业可供采购的煤源资料,充分考虑各煤种电煤的掺配,进而确定煤源结构;

2.精心组织,做好每台机组的锅炉热力性能试验、配煤掺烧试验、数学建模、经济性评价与分析等工作,研究确定不同季节、不同时段典型工况下的配煤掺烧方案,确保机组运行稳定、排放达标、综合标煤单价最低;

3.根据企业的具体情况,制定具体的煤场存储方案以及配煤、输送方式,确保掺配结果达到要求;

4.燃料管理部门要与生产、计划等部门建立互动协调机制,及时沟通信息,时时调整配煤掺烧方案;

5.依托燃料信息系统,将燃料供应、验收、耗用等体系完整的结合起来,确保配煤掺烧方案和燃煤采购方案的科学性、准确性、及时性,最大限度降低燃料成本。

四、结语

第2篇:生物质燃料供应方案范文

【关键词】生物质电厂;输送系统;设备选型

前言

勉县凯迪生物质电厂1×30MW机组工程是利用当地林业废弃物、农作物秸秆和稻壳等燃料发电的项目,电厂性质为可再生能源项目。本工程一次建设1×30MW高温超高压供热机组。对于生物质电厂来说,其燃料系统的性能优劣直接影响到机组运行的安全和经济性,本文就其燃料输送系统的设计特点进行介绍和总结。

1 燃料设计资料

1.1 燃料分析资料

本项目燃料分析资料见下表:

检测项目 符号 单位 设计燃料 校核燃料

固定碳 Fcar % 11.2 11.2

收到基水分 Mar % 28.69 40.8

收到基灰分 Aar % 7.3 3.408

收到基挥发分 Var % 52.81 45

可燃硫 St,ar % 0.052 0.048

收到基低位发热量 Qnet,ar MJ/kg 10.69 9.55

1.2 燃料消耗量

燃料消耗量见下表:

燃料 小时耗量(t/h) 日耗量(t/d) 年耗量(104t/a)

设计燃料 30.228 665.016 24.18

校核燃料 33.945 746.79 27.156

注:日运行小时数按22小时计,年运行小时数按8000小时计。

2 燃料系统设计特点

本项目燃料系统设有四个干料棚,干料棚内的燃料通过组合式给料机或螺旋给料机送到皮带机上,然后通过皮带直接输送至锅炉。由于炉前料仓存在堵料、蓬料的风险,为了保证锅炉的运行稳定性,本项目采用的是物料通过皮带直接输送至锅炉的方案。

2.1 卸料系统

燃料全部通过汽车运输进厂,进厂燃料分为两大类,一类为整包料,主要是玉米、小麦秸秆等软质秸秆燃料;另一类燃料为成品料,主要是破碎好的林木废弃物等其它硬质秸秆。

对于软质秸秆,考虑采用整包进厂,大部分物料采用桥式抓斗起重机或移动卸料设备卸至破碎机料斗内经破碎直接输送至锅炉进行燃烧,这样可以减少倒运环节,降低运行成本,超过破碎机破碎能力部分整包料堆放在燃料棚内。

对于硬质秸秆,部分成品料直接由自卸汽车卸到干料棚内,通过给料机、带式输送机直接输送至锅炉进行燃烧。对于不是采用自卸汽车进厂的成品料,可以采用移动机械进行卸料,辅助以人工清扫车厢的残料的卸料方式。

2.2 给料设备

除锅炉燃烧外,生物质发电的另一个设计难点就是给料系统。由于生物质燃料供应的多样性,不同种类燃料的分份、比重、外形都有较大的不同:即使是同种燃料,其物理性质受外界的影响会很大;另外燃料供应的季节性也较强,不同时间段内可能将燃用不同的燃料。因此,给料系统在方案设计时要充分考虑以上因素的影响。

目前,用于生物质电厂给料设备主要包括以下几个方面:板式给料机,活底料仓给料机,无轴螺旋给料机,有轴螺旋给料机。

板式给料机,一般安装在汽车卸车沟中,为满足来料变化的要求,启动平稳,对破碎后的燃料给料能力强,缺点是造价偏高,带负荷启动能力差。

活底料仓给料机,适用于破碎后硬质燃料,对于粒度≤50mm的燃料输送效果较好,但是存在给料不均匀,出力不稳定的问题。

无轴螺旋给料机适用于缠绕性不强、物料粒度大的燃料,由于本项目设计燃料有小麦秸秆类软秸秆,同时螺旋体刚性不够,易断裂损坏。由于此类设备存在问题较多,目前在新建电厂中此类给料设备基本已经不再应用。

有轴螺旋给料机是目前使用最多最普遍的生物质燃料给料设备,应用非常广泛。针对本项目,由于主要燃料为包含树皮、林业丢弃物以及小麦玉米秸秆等,种类各异,软硬质秸秆均有,所以本工程破碎后的燃料采用有轴螺旋给料机。

2.3 破碎设备

目前在国内生物质发电项目中,不同规格不同出力的破碎机产品比较多,使用效果是各不一样,价格差别很大,主要是两类产品。

第一类,小出力的破碎机,这种设备以国产为主,设备性能较好,产品比较成熟,缺点是刀具易钝化,基本每天要求磨刀几次,不适宜长期稳定运行。

第二类,大出力的破碎设备,这类产品国内市场上厂家较少。

在进口破碎机产品上,在中国市场上在生物质发电领域有应用业绩目前有2家,一个是丹麦的M&J破碎机,一个是美国的威猛破碎机,此类产品的特点是价格昂贵,产品性能好,能够长期稳定运行。

针对该项目,根据选定的燃料技术方案,在本工程中,厂内破碎设备使用进口破碎机作主要破碎机型;厂外使用国产破碎机作为补充备用。这样能保证机组的稳定运行,又节约了工程投资。

2.4 输送设备

根据对国内大部分的生物质发电项目进行调研和收资,燃料输送系统一般都能满足使用要求,输送设备主要包括以下几种:普通带式输送机、大倾角带式输送机、挡边带式输送机、链式输送机、管状带式输送机等。

目前国内采用普通带式输送机的生物质电厂用的较多;管带机在节约占地、密封输送等方面有一定的优势,但由于在给料段和卸料段需要一定的展开距离,本项目输送系统距离较短,管带机无优势;链式输送机只能整包上料,不应用于燃用多种燃料的电厂。大倾角带式输送机一般适用于场地受限的情况。针对本项目的具体特点,输送设备采用普通带式输送机,通过加大一级带宽和降低带速,来防止运行过程中撒料现象的发生。

2.5 其它辅助设备的选型

燃料系统其它辅助设备主要包括汽车衡、计量装置、喷雾抑尘设备、除铁器等,都是厂用设备,是比较成熟的产品。由于目前还没有适合生物质电厂的采样设备,目前投产的生物质电厂均采用人工采样,因此本项目也按人工采样考虑。

3 总结

生物质发电工程中燃料输送系统是一个极其重要的环节,由于煤与秸秆在物理特性方面有很大差异;每个生物质电厂受地域影响,导致燃料特性差异较大;受气候的影响,燃料的处理和储存工艺差异较大;受燃料收集影响,导致实际燃料和设计燃料的差异较大,多方面的原因导致燃料输送系统的设计方案多样化。本项目在设计时,考察和调研了国内众多的生物质电厂及燃料设备制造厂家,进行了多次技术交流。在以后进行生物质电厂设计时,根据项目的具体特点和燃料特性来选择合适的相关设备,从而保证燃料输送系统的设计是安全可靠性和经济性。

第3篇:生物质燃料供应方案范文

【关键词】质量控制;燃气工程;建设

一、燃气工程施工质量控制的必要性

质量控制在公司管理中占有重要的方位,而对于燃气工程来说,其质量的高低则会对管网的运转寿数和使用安全产生直接的影响。但在实践施工中,往往会由于这样或那样的原因,如施工人员、施工材料等要素而影响燃气工程管线的施工质量。一般来说,燃气工程的管理和质量控制由燃气公司负责,从图纸的规划、施工部队的选择一直到最终的竣工查验。而作为公共事业的燃气工程对政府来说是一项非常重要的形象工程,有时为了赶发展而抢工期,再加上缺乏与之相习气的监督制约机制,而影响了施工质量。跟着社会的展开,为了习气现代化公司制度的需要和非常好的展开,燃气需要加强施工质量的控制和监督,以保证运用安全并降低施工本钱。但是,伴跟着燃气大规模展开的一同,各种燃气事故也时有发生,究其原因,无外乎管道老化、违章占压、重型汽车长时间碾压构成管道破损等,毕竟构成燃气管道体系发生走漏,严重危害了我们的生命财产安全。因此,为了保证安全生产和社会的调和,燃气工程的施工质量也有必要加以重视。

二、燃气工程质量控制的影响因素

燃气工程工作环境较为复杂,影响因素涉及内容较广,其主要表现在:设计过程中设计人员对设计方案把握不全面,设计方案与实际工程需求脱轨,设计指标不符合实际工程需求等导致燃气工程质量受到影响,造成燃气工程质量效益大打折扣;施工过程中施工人员无法对施工环境进行充分控制,没有依照施工要求落实施工操作,施工技术过于传统、单一等造成现场施工质量受到限制,导致燃气工程安全性大幅降低;材料运用过程中人员没有对进场材料进行全方位把握,材料指标、含量等不达标,材料存贮、使用方式不正确等造成材料性质受到影响,导致燃气工程安全风险上升。上述因素直接造成燃气工程施工指标受到影响,导致施工材料、施工过程等受到限制,在很大程度上影响了燃气工程施工效果,导致燃气工程风险大幅上升。

三、加强燃气工程建设质量控制的措施

1、事前质量控制措施

1.1设计人员的素质对工程质量有着非常直接的影响,因此对参与工程设计的人员的技术和素质要严格把关。为了提高设计人员的专业知识可送其到专业院校参加学习和进修;定期安排设计人员相互交流业务知识,互相学习,互相提高,最重要的是一定要多深入现场,积累经验,设计与施工相结合,设计以人为本。

1.2做好设计方案的审核工作,提高施工图纸的设计质量。审核设计图纸时,应结合施工现场的实际情况,最终确定合理的施工方案。根据地下管网的资料和城市规划,考虑实际施工的条件,并在地形图上初步定出的燃气管道位置以及附件的位置。根据施工现场情况的勘察结果,对初始设计图中管道的位置加以修订,确定位置。如因地下管道或其它构筑物与图纸信息不一致,而对燃气管网施工产生影响,则必须变更设计,变更须要设计部门出具变更通知书,如果变更内容较多,则需要重新设计。另外,还要做好现场的技术交底工作,使得施工单位能够准确理解设计意图,做到现场其他管线单位设计图纸的平行交底。

2、事中质量控制措施

燃气工程事中质量控制过程中要把握好现场控制,要对现场施工控制指标进行全面把握,从现场施工环境着手形成对应控制措施,调整控制内容,从而保证控制措施能够与现场需求紧密结合在一起,实现质量控制效益的最大化。事中控制时单位首先要对现场施工人员进行合理选取,形成现场施工管理组织,对施工方案进行合理安排;其次,要对施工材料进行检查,依照施工指标观察进场材料是否具有完善大的说明书、标志和质量报告等,对进场材料进行严格控制,保证现场施工过程中材料质量与现场安全需求相协调;再次,要对现场重点施工环节进行控制,依照施工质量控制要点形成对应业务控制路径,选取高素质、高技术、高水平人员进行燃气管道开挖、回填、焊接、试压等操作,对施工环节进行检查;最后,要建立三级质量监督管理体系,对质量监督和检查内容进行明确,形成系统化、科学化质量监理体系,对施工现场存在的质量问题进行控制,降低施工现场损失。

2.1控制开挖作业以及回填作业的质量

首先环境的温度在介质露点之下时,就会呈现凝露表象,因而管道开挖时要确保管道的倾斜度,要在1.003以上,并且这个斜度要确保坡底平整,并需求每个介质的低点都需求装置凝水缸,距离应当在200至300m就设置一个.但是若是并不会呈现凝露表象,那么管道的斜度就可以不进行设置,只需确保温度环境在运送介质的凝露点之上就可以。在进行施工时,需要对现场进行专门的监理,要对开挖后的管沟进行标高的严格监督测量,将标高操控在设计规范需求范围内,并且管沟的沟底要坚持平顺,斜度要坚持一致,用以对燃气的输气质量进行确保。而在对管沟的回填环节,主要作业即是确保回填料的详尽,禁止用富含很多较大石块以及尖利物品的回填资料,以根绝管道的磨损以及损坏表象的呈现。现场作业中,如若发现了此类问题需求进行及时的解决。

2.2材料供应要保质保量

施工材料也是燃气工程施工质量管理的一个重要的组成部分。施工单位依据有关的质量规范和质量体系进行材料的采购,对要采购的工程资料和供给工程材料的供货商要认真筛选,挑选最符合质量需求和施工规范的材料。对供货商的状况也要归入挑选的条件。收购物资前,对供货商的有关状况要有一个详细的了解,归纳对供货商的实力以及供给的物资的质量进行评估,慎重做决定。施工单位所选择的资料要有合格证书、资料说明以及质量合格证书。如果资料有一点点的疏忽,都不能选择,消除资料收购环节的质量危险。施工单位在收购一些管道资料时,还要有完整的质量证明材料,并且有质量检验章。资料质量直接影响着燃气工程的施工质量,如果资料的质量不过关,那么就会形成工程质量不过关,乃至对大家的生命财产安全都是一种威胁。所以说,施工资料的选择也是质量管理的一部分。

第4篇:生物质燃料供应方案范文

关键词:地源热泵、环保、经济分析

中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:

一、前言

随着我国经济建设的发展,建筑能耗在国家总能耗中已占据重要地位,民用采暖、空调耗能比例逐年增长。在发达国家中,供热和空调的能耗可占到社会总能耗的25~30%。建筑内中央空调能耗一般包括三部分,即(1)空调冷热源;(2)空调机组末端设备;(3)水或空气输送系统。这三部分能耗中,冷热源能耗约占空调总能耗的50%左右,是空调节能的重要内容,并且我国的能源结构主要依靠矿物燃料。矿物燃料燃烧产生的大量污染物,包括大量SO2等有害气体以及CO2等温室效应气体。大量燃烧矿物燃料所产生的环境问题已日益成为各国政府和公众关注的焦点。地源热泵是能有效节省能源、减少大气污染和CO2排放的一种供热和空调新技术。

二、能源现状

通常我们通过直接燃烧矿物燃料(煤、石油、天然气)产生热量,并通过若干个传热环节最终为建筑供热。在锅炉和供热管线等环节热损失都很大,在不考虑各种热损失及热转换和输送效率的情况下,一次能源利用率(即为建筑物供热的热量与燃料发热量之比)最高可为100%,但是实际只有约30%左右。因此直接燃烧矿物燃料为建筑供热意味着大量能量的损失。如果先利用燃烧燃料产生的高温热能发电,然后利用电能驱动热泵从周围环境中吸收低品位的热能,适当提高温度再向建筑供热,就可以充分利用燃料中的能量,大大降低用于供热的一次能源消耗。供热用热泵的性能系数,即供热量与消耗的电能之比,现在可达到3~4;火力发电站的效率可达35-58%(高值为燃气联合循环电站)。采用燃料发电再用热泵供热的方式,在现有先进技术条件下一次能源利用率至少可以达到100~200%,甚至更高。所以采用热泵技术为建筑物供热可大大降低供热的燃料消耗,不仅节能,同时也大大降低了燃烧矿物燃料而引起的CO2和其他污染物的排放。

三、空调热泵的分类及其特点

以建筑物的空调(包括供热和制冷)为目的的热泵系统有许多种,这里主要讨论利用周围环境作为空调冷热源的热泵系统。就其性质来分,国外的文献通常把它们分为空气源热泵和地源热泵两大类。地源热泵又可进一步分为地表水热泵、地下水热泵和地下耦合热泵。我国对热泵系统的术语尚未形成规范的用法。例如对地下耦合热泵则在一些文献中称为“土壤源热泵”,或直接称为“地源热泵”。

空气源热泵以室外空气为一个热源。在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。空气源热泵系统简单,初投资较低。空气源热泵的主要缺点是在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵的效率大大降低。此外,在供热工况下空气源热泵的蒸发器上会结霜,需要定期除霜,这也消耗大量的能量。

另一种热泵利用大地(土壤、地层、地下水)作为热源,可以称之为“地源热泵”。 地源热泵是利用浅层地下土壤、岩石、地下水或其他介质中储存的大量低温热源为建筑空间提供暖气、空调和热水的一种能源转换系统。由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,远高于冬季的室外温度,又低于夏季的室外温度,因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍,且效率大大提高。此外,冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热,同时使大地中的温度降低,即蓄存了冷量,可供夏季使用;夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地,对建筑物降温,同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。

地源热泵有许多优点:

(1)利用可再生能源:地源热泵属可再生能源利用技术。地源热泵是从常温土壤中吸热或向其排热,土壤中的能量不会枯竭,是一种可再生的清洁能源,可持续使用。(2)高效节能,运行费用低:地源热泵属经济有效的节能技术。地下土壤温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的空调冷热源,这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%左右。

(3)节水省地:1)以土壤为冷热源,向其放出热量或吸收热量,不消耗水资源,不会对其造成污染。2)省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施,机房面积大大小于常规空调系统,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。3)埋管可埋在车库、停车场、花园、操场等下面,不占用使用面积。

(4) 环境效益显著:该装置的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,在供热时,没有燃烧,没有排烟,也没有废弃物,不需要堆放燃料废物的场地,在供冷时不向室外排冷,减少城市热岛效应,对环境非常友好,是理想的绿色环保产品。

(5)运行安全稳定,可靠性高:地源热泵系统在运行中无燃烧设备,因此不可能产生二氧化碳、一氧化碳之类的废气,也不存在丙烷气体,因而也不会有发生爆炸的危险,使用安全。燃油、燃气锅炉供暖,其燃烧产物对居住环境污染极重,影响人们的生命健康。由于土壤深处温度非常恒定,主机吸热或放热不受外界气候影响,运行工况非常稳定,优于其他空调设备。不存在空气源热泵供热不足,甚至不能制热的问题。

(6)一机两用,应用范围广:地源热泵系统可供暖、制冷,一套系统可以代替传统空调的锅炉加制冷机的两套装置或系统,系统紧凑,省去了锅炉房和冷却塔,节省建筑空间,也有利于建筑的美观。

四、地源热泵供热空调系统的经济性分析

建筑节能不仅受技术因素和环境因素影响,还与经济因素紧密相关。因此评价一个建筑物其空调系统的可行性,还需对其经济性进行评估。

地源热泵系统可供暖、制冷,节省传统空调的锅炉房和冷却塔投资,减小设备对建筑空间的要求;另外地源热泵系统提高了一次能源的利用率,因此具有高效节能的优点。由于地源热泵机组制冷、供暖所需能量3/4左右来自地下,另外1/4左右来自电力输入,从而减少一次性的矿物能源消耗,因此降低了空调系统的运行成本,保证了系统的高效性和经济性。针对天津某修试基地工程内一栋空调面积约为9740m2的办公楼,其计算冷负荷为1120kw,计算热负荷720kw。为了确定其冷热源形式,先对地块周边的能源状况作了初步了解:基地内设10kv变电站;基地附近有燃气中压管道及调压站;基地附近有市政供热管线。另外基地内绿化草地及停车场等空地面积较大,可用于做地源热泵系统的土壤埋管用地。根据以上情况,对其进行空调冷热源方案分析比较,有如下六种冷、热源方案可供选择:

冷暖变频VRV(电)空调+城市热网;

冷暖变频VRV(燃气)空调冬季供热、夏季供冷;

风冷式冷水机组+城市热网;

水冷螺杆式冷水机组+燃气热水锅炉;

燃气型直燃冷/温水机组冬季供热、夏季供冷;

地源热泵机组冬季供热、夏季供冷;

根据天津地区各种能源基价及配套设施费用,经分析计算得出以下数据

综合初投资及运行费表

寿命周期内年平均费用:考虑寿命周期为15年,则寿命周期内年平均费用(设备折旧+运行费)概略值如下表:

初投资在寿命周期内的年均分摊费用表

*年平均费用中考虑了初投资在寿命周期内的年均分摊

根据空调冷热源方案分析比较后得出的数据显示,方案六:地源热泵机组冬季供热、夏季供冷,虽然在初投资方面价格较高,但是在全年运行费和年平均费用上面均为最低。因此从经济性方面分析,考虑了初投资在寿命周期内的年均分摊,地源热泵空调系统在15年内的总投资为最少。

另外方案六由于选用了双冷凝器全热回收机组,还解决了基地内集中生活热水制备的问题,节约了制备生活热水所需燃气锅炉的初投资及运行费用。经与甲方沟通,阐明了设计理念及各方案的优缺点,最终选用了方案六作为本工程的冷热源形式。

五、地源热泵空调行业现状

在我国的一些发达城市,夏季制冷、冬季采暖与供热所消耗的能量约占建筑物总能耗的40%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用,给大气环境造成了极大的污染,对人们的健康形成了威胁。因此,建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。传统的采暖空调模式因其产生的环境污染正面临着严峻的挑战。 地源热泵空调可以有效地提高一次能源利用率,减少温室效应气体CO2和其它燃烧产生的污染物的排放,是一种可持续发展的建筑节能新技术,可广泛应用于各类建筑中,如商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校、医院等建筑中,是替代传统供冷采暖形式首选。

地源热泵在北美和欧洲的许多国家已得到广泛的应用,是一种成熟的技术;但我国在地源热泵的应用方面还刚刚起步。因此整个行业的专业人才比较欠缺,给地源空调工程的推广带来了制约;国家虽然出台了相关的资金扶持法规,但是扶持的力度还不大,同时扶持制度的执行比较繁杂;地下耦合热泵系统地下埋管的初投资较高,埋管占地面积较大也是制约其发展的一个问题。但是随着我国经济的发展和空调技术水平的提高,以上制约因素会逐步解决,空调和供热已成为普通百姓的需求,市场前景很好。通过政府部门、科研机构和工程技术人员的共同努力,我国的地源热泵应用将得到较快的推广和发展。

需要指出地源热泵空调系统的经济性和实用性取决于多种因素。不同地区,不同地质条件,不同能源结构及价格等都将直接影响到其经济性,因此需对建筑物当地地质及能源情况作深入调查再确定使用的形式。例如对于天津地区,由于其地下0~100m的地质以粘土和粉细沙为主,易于钻孔成型,但相对于地下水流动性较差,因此适合做地下耦合热泵系统;再如沈阳地区,其地下0~100m的地质以卵石和粗砂为主,疏水性极佳,有很好的地下流动性,可实现自流回灌,适合于地下水热泵系统。

六、结论

现在我国对建筑节能的要求越来越高,减少我国冬季采暖和夏季供冷所造成的大气污染,降低供暖空调系统的能耗、节约能源是当前最为迫切的任务。特别是近几年来,大中城市为改善大气环境,大力推广使用包括可再生能源的清洁能源,作为一种高效的环保节能绿色产品,地源热泵在中国必将有更加广阔的应用和发展前景,它的应用将产生重大的经济效益和社会效益。

参考文献

1.高祖锟 .土壤热源热泵用于供暖的研究天津商学院学报 1991.1

第5篇:生物质燃料供应方案范文

关键词:生物质颗粒燃料大别山地区经济发展

大别山地区既是武汉城市圈的辐射区,又是国家划定的重要生态功能区。2010年12月,国务院了《全国主体功能区规划》,将大别山生态功能区确定为限制开发区域。规划指出:“生态功能区把增强生态产品生产能力作为首要任务,限制进行大规模高强度工业化城镇化开发。实行产业准入原则,在不损害生态功能的前提下,适度发展旅游、农林牧产品加工、观光休闲农业等产业。”大别山地区的主要生态产品除了提供清洁水源外,最丰富的就是生物质。因此,对照规划要求,对生物质的综合开发是大别山地区发展经济的首要选择。

生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物能再生的物质。生物质能则是指直接或间接地通过绿色植物的光合作用,把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内的能量。生物质能是一种重要的绿色能源。生物质能占世界一次性能源消耗的14 %,是继主要的化石能源煤、石油和天然气之后的第 4 位能源,而发展中国家的生物质能占一次性能源消耗的40%以上。生物质颗粒燃料是将农林生物质原料(包括农作物各种残余物、林木枝叶及加工剩余物、草类、粪便等) 通过挤压加密成型技术进行加工,使其具有人们方便使用的形状、大小和密度。同其他形式的生物质能利用技术相比,生物质颗粒燃料技术因生产过程简单,其产品更容易直接使用。欧美国家使用比较普遍,生物质颗粒燃料消耗占生物质能消耗量的60%。

一、大别山地区开发利用生物质颗粒燃料的重要意义

(一)有利于大别山试验区总体目标的实现

大别山革命老区20个县市区(湖北7个、安徽7个、河南6个)是我国革命战争时期的重要根据地。近十年,国家虽然对其实施扶贫开发,但仍然是一个集老区、山区、贫困地区和传统农业于一身的欠发达地区。2010年9月,20个县市区的全国人大代表和政协委员齐聚大悟县,向全国人大和政协提出了《关于建立大别山革命老区经济社会发展试验区》的议案和提案,国务院采纳了议案和提案,编入了国家“十二五”规划。其总体目标是“红色的大别山、绿色的大别山、发展的大别山、富裕的大别山”。

以“绿色的大别山”为目标,大力发展生态经济,以生态经济托起绿色发展,推进绿色生态建设,全面实行青山绿水工程,力争“十二五”末森林覆盖率提高10%以上,达到70.5%,为发展生物质颗粒燃料产业提供了前提条件。

以“富裕的大别山”为目标,大力发展绿色生态产业,充分发挥生物质能资源丰富的优势,着力发展生物质颗粒燃料产业,使资源优势转为为经济优势。据测算,2010年生物质颗粒燃料每吨生产成本500元左右,市场售价为600元左右。如果将大别山地区每年生物质资源加工成颗料燃料,可增收118亿元。同时,根据联合国清洁发展机制,将大别山生物质颗粒燃料产业挤进碳汇交易项目,根据2010年国际交易价格每吨10欧元,创汇额非常可观。加之生物质颗粒燃料产业是劳动密集型产业,在整个产业链中可以创造许多的就业岗位。

(二)有利于大别山生态功能区作用的发挥

国家“十一五”规划要求编制全国生态功能区划。2008年7月,环保部、中科院将大别山革命老区20个县市区划为大别山水源涵养重要区,面积30455平方公里,其作用是涵养水源,培育替代产业,保护生态环境,控制水污染。为了充分发挥生态功能区的作用,大别山地区在实施青山绿水工程的基础上,以寻求替代产业为突破口,大力培植绿色产业。

大力发展低碳经济,以低碳经济托起绿色发展。生物质能是可再生能源等低碳经济产业族群的宠儿,而生物质颗粒燃料是生物质能中的佼佼者。它能替代煤、油、气传统能源,用于各类锅炉的燃烧,也可以用于直燃式发电。燃烧时二氧化碳和二氧化硫低排放,减缓了对大气的污染,避免了酸雨的形成。

大力发展循环经济,以循环经济促进产业发展。将农业产品废弃物生产成生物质颗粒燃料,不仅避免了田间燃烧的空气污染和随意堆放造成的面源污染,而且变废为宝。同时,燃烧后的灰烬也是天然的有机肥,直接施于农田,不仅减轻了化学合成肥料对水源的污染,而且为提供原生态的农产品提供了前提条件。形成了循环的、可持续的经济发展模式。

(三)有利于武汉城市圈 “两型社会”的建设

2007年12月,国务院批准武汉城市圈为全国资源节约型和环境友好型社会综合配套改革实验区,由此推开了圈域建设“两型社会”的序幕。

资源节约型社会是指整个社会经济建立在节约资源的基础上,建设节约型社会的核心是节约资源。环境友好型社会是一种人与自然和谐共生的社会形态,其核心内涵是人类的生产和消费活动与自然生态系统协调可持续发展。

建设“两型社会”就是要转变现有的高消耗、低产出、高污染的粗放式经济增长方式为低投入、低消耗、低排放、高效率、良性循环的节约型经济社会发展模式,最大程度地减轻经济快速发展、城市化加速推进、消费迅速升级带来的巨大环境压力。

据不完全统计,大别山地区拥有燃煤、油、气锅炉3200余台,约9000吨蒸量每小时,仅武汉市使用多种燃料锅炉就达4000余台,约1万吨蒸量每小时。若将这些锅炉改造成以生物质颗料为燃料,每年需消耗2400万吨(折合标煤1197万吨)。不仅可以减少大量的化石能源消耗,而且减缓了环境污染的压力,促进了武汉城市圈“资源节约型、环境友好型社会”的建设。

(四)有利于加快社会主义新农村的建设

建设社会主义新农村,是党中央、国务院针对多年来农村经济发展和居民收入增长缓慢,城乡居民收入差距逐年扩大,严重制约着全面小康目标的实现提出的新举措。

建设社会主义新农村,既是一项复杂的系统工程,又是一项长期的历史任务。既要着眼长远,又要着力当前;既要安全推进,又要突出重点。建设新农村,首先的前提是加快农村经济发展,增加农民收入,为新农村建设提供物质基础。否则,新农村建设就是建在沙滩之上。

产业是农民增收的载体与源泉,建设新农村必须从产业抓起。传统产业增收困难,因此产业发展必须要依托丰富的农林产品资源开发新的产业。大别山地区有丰富的生物质能资源,利用这些资原开发生物质颗粒燃料产业,既可以增加农民收入,又可以使农民忙时务农,闲时务工,不出家乡就能打工,解决了农民就业难的社会问题。同时,通过生物质颗粒燃料产业带动农村改水、改厕、改厨,不断改善农村的人居环境。

二、大别山地区发展生物质颗粒燃料的优势

(一)生态资源优势

大别山区地处我国南北过渡地带,常年积温为1900~2300摄氏度,高于同纬度其他山系,林地面积占总面积的51.2%,2010年森林覆盖率达60.5%。因此,生物资源丰富。仅乔灌木树种就达800多种,其中经济价值较高的有250多种,是一个天然的生物馆。大别山区生物资源海拔差异大,植被变化明显,山冲坡地种植水稻、小麦、花生等农作物;低海拔杉木、柳杉、马尾松成片分布;栓皮栎、青冈栎、枫香、黄檀等用材林穿插林中;经济树种乌桕、油桐、漆树、桑树、油板栗、油茶等镶嵌其间;间有小片荆棘掩映林间。海拔渐高,黄山松挺拔在石缝中。为生物质颗粒燃料产业的发展提供了丰富的原料资源。(详见表1)

(二)交通区位优势

大别山区位于我国腹地,是中部六省的心脏地带,是长江和淮河两大水系的分水岭,交通条件比较优越。南北向京广、京九铁路、京广高铁、京珠高速、大广高速、106、107国道和东西向的西宁铁路、沪蓉高铁、沪陕高速、312、318国道在大别山交织成了发达的交通网络。使运输成本降低,市场区域扩大。大别山是武汉城市圈、合肥经济圈和中原城市群的结合部。山南紧邻武汉,武汉作为我国中部唯一的中心城市,对大别山的经济辐射作用是无可比拟的,不可替代的。大别山是武汉的后花园,不仅为武汉提供了工业原料和农产品,而且为其较好的提供了生态功能产品。武汉城市圈辐射半径超过了大别山所含区域,其中大部分区域处于武汉城市圈的紧密圈和核心圈中。合肥经济圈的规划体系中涵盖了皖西大别山区。中原城市群的规划中也辐射到了豫南大别山区。这种得天独厚的区位优势是大别山地区经济发展的关键。

(三)市场需求优势

随着我国经济的迅速发展,能源需求的缺口越来越大,能源与环境的矛盾日益凸显,改变能源结构及其消费方式,开发利用可再生能源已刻不容缓。特别是全国人大常委会在2005年制定了《中华人民共和国可再生能源法》和国务院办公厅2008年印发了《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》,生物质能的应用得到了迅速发展。国家发改委制定了生物质能中长期规划,2010年年产生物质颗粒燃料500万吨,计划到2020年要达到4000万吨。根据国际能源理事会预测,到2020年,在全球可再生能源中生物质能的比重接近60%,而生物质颗粒燃料则占生物质能利用的60%。大别山能源消耗量大(详见表2),能源资源匮乏,90%以上能源依靠区外调入,特别是石油、天然气和煤炭全部依赖外调,80%的电力也需要外输,因此,急需寻求替代的能源,而大别山地区生物质能极其丰富,是替代的重要途径。

(四)人文社会优势

大别山区是我国著名的革命老区,战争时期有几十万热血青年为了共和国的建立献出了年轻的生命,更是将军倍出的地方,其中红安、金寨、大悟、新县和六安等都是全国著名的“将军县”。虽然大别山横跨三省,但是大别山区内各县市地缘靠近,人缘相亲,具有相同的人文社会背景,在历史渊源、生活习俗和人文特征上都比较相同,这为经济上的良好合作交流打下了基础。这种相似或者相同的人文资源对大别山地区的生物质颗粒燃料产业的发展创造了极为便利的社会条件,是实现大别山地区的经济腾飞的重要因素。

三、加快发展大别山地区生物质颗粒燃料开发的对策分析

(一)科学制定产业发展规划

生物质颗粒燃料产业包括生物质成型设备、生物质成型燃料和高效燃烧装置等领域的技术研发、生产和推广应用。技术研发基地要充分利用武汉科研院所集中、人才多的优势,规划在华中中心城市――武汉;成型设备和高效燃烧装置的生产由于技术含量高、占地面积广应规划在县城;颗粒燃料的生产厂区为了方便农民进厂务工和降低运输成本,应规划在有原料的乡镇或中心集镇。要根据市场需求分县市制定生产布局规划,每个县先建设生产能力10万吨的流水线(每条流水线年生产能力5000吨),然后随着生物质颗粒燃料产品推广应用的扩大,逐步进行扩建。同时,要在县城规划建设与之配套的生物质颗粒燃料直燃式发电厂,使生物质能就地转化成电能。

(二)加大扶持产业政策力度

生物质颗粒燃料产业既是一个朝阳工业产业,更是一个现代农业产业链的延伸,必须从产业政策上加大扶持力度。第一,在财税政策上予以扶持。首先将企业购置生物质成型设备纳入农机具补贴范围进行补贴。其次对生物质颗粒燃料生产企业纳入农资企业和高新技术企业范畴,享受相应税收优惠政策。再次对应用生物质颗粒燃料的企业,财政给予一定的绿色能源价格补贴。第二,在土地政策上予以宽松。凡生物质颗粒燃料成型设备、高效燃烧装置和成型燃料生产企业由县乡政府无偿提供“五通一平”的建设用地。第三,在金融政策上予以倾斜。要扩大对生物质颗粒燃料产业企业的贷款规模,将贷款纳入政策性贷款,实行财政对中小企业担保抵押贷款制度,对贷款利息实行全额贴息。

(三)积极探索产业发展模式

要积极探索,勇于创新生物质颗粒燃料产业发展模式,采取政府撬动、企业拉动、农民联动的发展方式。县级政府要从生态转移支付和本级财政预算中安排一定的资金,设置生物质颗粒燃料产业发展基金,用于对生物质颗粒燃料产业发展好的企业或个人给予奖励。同时,积极向上争取绿色能源和高新技术产业财政补助资金,无偿注入企业,支持企业发展。鼓励民间资本投入生物质颗粒燃料产业,引导农民积极参与到生物质颗粒燃料产业链中。要完善政府、企业和农民的责任,生物质颗粒燃料生产企业分别与农民和使用企业签订合同,实行订单式生产。既可以保证生产企业的原料供应和产品销售,也可以保障农民经济收入的增加,实现共赢。

(四)加速研发产业核心技术

生物质颗粒燃料产业的关键技术是生物质固体致密技术、成型设备制造技术、高效燃烧装置制造技术,其中生物质固体致密技术既是关键技术,又是核心技术。目前,我国在生物质固体致密技术上与欧美国家相比还有相当的一段差距,主要是工艺流程落后,能耗高。因此,我们必须坚持自主研制开发和引进消化吸收两条腿走路。当前,意大利研制的生物质颗粒燃料生产系统ETS(EcoTre System)是世界上最先进的,对新鲜的生物质原料不干燥直接加工,成粒后温度只上升10~15摄氏度,压制的颗粒无需冷却,省去了干燥、冷却两道传统工序,减少能耗60%~70%,生产成本大大降低。只有先引进消化吸收,再自主研制开发核心技术,才能使国产生物质颗粒燃料象欧美国家一样替代煤炭,进入百姓的日常生活之中。同时,可以提高产品在国际上的竞争力。大别山地区已有凯迪电力、安能集团、和泰集团等大型企业参与生物质颗粒燃料产业的开发,其中,和泰集团已生产出具有八项专利的生物质颗粒燃料成型设备,年生产能力达到200套。虽然在关键技术上有所突破,但是由于县级政府和企业投入资金的困难制约了研发的进一步深化。为此,在核心技术引进和自主研发上要由省级政府统筹安排,加大财政资金的投入力度和扶持力度,以促进生物质颗粒燃料产业健康,可持续发展。

参考文献:

[1]国家能源局.《国家首批绿色能源示范县介绍》[G] .内部资料,2011

[2]田跃进,熊安洲.《关于大别山经济社会发展试验区加快发展生物质能源的调查与思考》[J] .湖北农机化,2011,(02):24-26

[3]汪石满.《大别山地区跨世纪可持续发展思路及对策研究》[J].江淮论坛,1998,(01):6-13

[4]龚德勇.《贵州生物质能源产业现状及发展对策》[J].贵州农业科学,2010,38(08):222-224

[5]扶云涛.《大别山区产业结构调整研究》[D].陕西:西北农林科技大学,2010

[6]方创琳,蔺雪芹.《武汉城市群的空间整合与产业合理化组织》[J].地理研究,2008,(02):397-407

[7]马驰,王芳,董晨萱.《浙江省生物质能发展对策研究》[J].北方经济,2010,(06):45-47

第6篇:生物质燃料供应方案范文

关键词:燃烧学;课程建设;能源与环境系统工程

作者简介:邓文义(1982-),男,浙江温州人,东华大学环境科学与工程学院,讲师;苏亚欣(1972-),男,河北高阳人,东华大学环境科学与工程学院,副教授。(上海?201620)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)27-0070-02

“燃烧学”是研究燃烧现象、实践和理论的学科,内容涉及化学、热力学、传热传质学和流体力学等问题的复杂过程。人类的物质文明史与燃烧技术的发展密不可分,火的历史也就是人类社会进步的历史。随着科技的发展,人类对能源的需求是空前的。目前,全世界所消耗的能源中有超过80%是来自煤、石油和天然气等不可再生燃料的燃烧,对不可再生的矿物质燃料的严重依赖使人类进入了空前的能源危机。与此同时,环境保护又与能源利用息息相关。在我国,以煤为代表的矿物质燃料燃烧所排放的大量的SO2、NOx、CO2等有害气体对环境构成了严重威胁。“燃烧学”是研究燃料燃烧过程中化学能转化为热能的一门学科,它在燃料清洁燃烧、能源高效利用和燃烧污染物控制等方面都扮演着越来越重要的角色。

东华大学(以下简称“我校”)热能工程专业由1951年设立的热工教研室发展而来,1984年开始招收硕士研究生,2003年获得硕士学位授予权。2008年开始招收能源与环境系统工程专业本科。2010年获得热能工程硕士学位授予权和动力工程及工程热物理一级学科硕士点。“燃烧学”课程是能源与环境系统工程专业的专业必修课程,为我校最新的专业课之一,至今仅有两年的授课经历。因此,很多与“燃烧学”相关的教学资源都刚刚经历从无到有的过程。从2008年招收能源与环境系统工程专业开始,到2011年开始第一次给本科生上“燃烧学”课程,经历了多年的与“燃烧学”课程相关的课程资料和实验教材的积累和建设。在该课程多年的建设中,教师队伍结构的稳定性、教学内容建设的先进性和科学性、教学方法和手段的多样化、相关优质教学资源的网络共享、教材建设的持续性等方面都取得了实质性的进展与成效。

一、课程建设的总体思路

确立先进的教学思想是开展“燃烧学”课程建设的重要前奏,即教学思想要与现代科学技术、社会发展、学生综合素质和能力的全面提高相一致。“燃烧学”课程建设的指导思想,一方面是提高学生分析问题和解决问题的能力;另一方面是深化学生对燃烧基本理论的认识,为以后学习更深层次的燃烧学理论打下坚实的基础。“燃烧学”是一门与时俱进的学科,随着对燃烧研究的深入,对燃烧机理的认识也日益深入甚至发生变化。这就要求在教学过程中不断完善“燃烧学”教学大纲,不断补充或更新教学内容,进而不断地丰富和完善“燃烧学”课程的多媒体教学课件。此外,还建立了该课程的教学网站,通过网站为学生提供丰富的“燃烧学”网络资源,同时为师生之间的网络互动提供了良好的平台,大大加强了师生之间的联系。此外,网络平台还为学生提供了大量的课外学习资料,帮助学生更好地理解燃烧学理论,从而提高本课程的教学质量。本文将从教材选择、教学内容、教学方法、教学手段、网络教学资源库建设和考核方式等六个方面来介绍“燃烧学”课程建设的具体内容。

二、课程建设的具体内容

1.教材选择

根据国内外大学“燃烧学”课程的调研情况,长期以来,国内大部分高校的“燃烧学”课程教学比较偏重于燃烧设备和燃烧工程应用等教学内容,侧重于工程实践型人才的培养。和国内高校不同,国外的知名高校“燃烧学”课程则偏重于燃烧机理的解释和原理的推导,尤其侧重于燃烧火焰机理方面的研究。近年来,国内将本科教育改革定位为“通识教育基础上的宽口径专业教育”的高校越来越多。随之而来的是,国内一些著名高校在“燃烧学”教学过程中也逐渐加强对燃烧基本理论的教育,着重提高学生的创新精神和创新能力。如清华大学就率先采用国际上通用的“燃烧学”教材,在国内“燃烧学”教学改革方面首开先河。

东华大学作为“211工程”全国重点大学,推行的教育理念是“一切以学生的全面发展与成才为中心”,在大学本科教育中实行“建立在通识教育基础上,宽口径、柔性化的专业教育”。在这种背景下,能源与环境系统工程专业“燃烧学”课程使用的教材是由美国宾夕法尼亚大学Stephen R.Turns教授编写,清华大学姚强教授等翻译并由清华大学出版社于2009年4月出版的《燃烧学导论:概念与应用(第2版)》。该书在国外知名学府的“燃烧学“课程中被广泛采用,它采用深入浅出的语言来讲解燃烧基本理论及其应用,书本的内容体现了燃烧科学在近年来的研究发展状况和趋势。书本中还配有大量的例题以方便学生掌握,同时课后还有大量的思考题和习题提供给学生作为课后训练。该书还配有一张光盘,光盘中提供了用于燃烧计算的软件程序,从而进一步提高学生解决问题的能力。

第7篇:生物质燃料供应方案范文

关键词:自动化控制 PLC控制 生物质燃料 人机交互

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)07-0000-00

日本在20世纪50年代,研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备;美国在1976年开发了生物质颗粒及成型燃烧设备;西欧一些国家(荷兰、瑞典、比利时、芬兰、丹麦等)在20世纪70年代已有了冲压式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备;亚洲一些国家(泰国、印度、韩国、菲律宾等)在20世纪80年代建了不少生物质固化、碳化专业生产厂,并研制出相关的燃烧设备。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型,并形成了产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用。

1控制系统原理

对生物质燃料燃烧原理\燃烧特性进行分析和实验,找到系统控制最佳方案。通过采集灶内温度,利用PLC控制技术自动调整供料的大小。风量按档位自动调节,通过检测水位,实现水位自动控制。系统以PLC为控制器,在操作上实现可视触摸人机交互界面。开机系统自检,在燃烧过程中的数据及时传送到屏幕,出现故障先报警后自动停机。

2本设计的具体分析

针对目前我国生物质燃料灶(炉)燃烧效率低, C02等有害气体排放量高等问题,提出了解决生物质燃料灶智能控制的技术方案,设计以燃烧后的温度和排放量来调节供料的大小,从而使生物质燃料燃烧更加充分,C02等有害气体净排放量更小。以触摸屏为人机交互界面,把操作和显示集于一体,实时显示温度\风量\料量及设备运行状况。先对每部分进行控制风机控制:分机分成三档,并且可调。料机控制:料机自动控制(通过检测灶的温度,实现自动给料)。水位控制:保存水在一个合理区间,并在缺水时报警。以PLC为核心,按照灶的控制要求,实现系统自动控制。设计触摸屏界面,实现操作智能化。系统如图1所示。

图1

3硬件设计

为了实现设计的可行性,通过实验验证设计是正确的,硬件电路以PLC控制器为核心,通过外部电路把风机、电机的运行与PLC控制有机结合。

4软件设计

设计用PLC作为控制器,程序采用步进指令编程方式,这样的编程方式使得程序步骤分明。程序分为不同的步骤去完成,这样便于程序的排错和对程序的修改。本设计的的程序在通过软件的编译与仿真后;再在实物上验证,并且与仿真结果一致,如图3所示。

5结语

科技的发展带来的问题正在通过科技去解决,PLC的控制大大的改变了我们的工作方式,提高了能源的充分利用,从经验化的工作方式转变为科技化的工作方式。大大的简化控制复杂的工序问题,使得工作方式变得简单易懂。

参考文献

[1]赵进学.电气控制与PLC应用[M].上海交通大学出版社.

[2]王万良,赵燕伟.自动控制原理[M].机械工业出版社.

[3]高勤-电气及PLC控制技术[M].高等教育出版社.

第8篇:生物质燃料供应方案范文

生物质成型燃料是指在一定条件下将生物秸秆粉碎、加温、压缩、风干等程序,将秸秆压缩成颗粒状,以较高的燃烧值,无粉尘、无污染排放,从而取代煤的一种新兴燃料能源。产品燃烧率达95%以上,灰分为5%左右,热值可达3500~4500大卡之间。生物质燃料具有对环境污染小、易收取、价格廉、资源丰富等优点。由于秸秆生产分散,堆积密度低,给收集、运输、贮藏和大规模应用带来了困难,秸秆压缩为成型燃料后,不仅解决了上述问题,而且可以形成商品能源。凤城地区农作物秸秆资源丰富,具备秸秆固化利用资源的条件,可以在收购秸秆的过程中,既解决大多数家庭处理秸秆难的问题,又给农民增加经济收入,带来可观的经济效益和社会效益。

1 应用现状

凤城农村能源办公室为加快实现《辽宁省农村能源建设“十二五”规划》,“促进农村节能减排、改善农村居住环境”的目标,根据《辽宁省农村能源建设三年规划目标项目实施方案的通知》要求,结合凤城市实际情况和资源优势,凤城市农村经济局以“促进农村节能减排、改善农村居住环境”为目标,采取政府引导、农户自愿申报、村镇审核后公示以及县能源办和财政部门层层把关的原则,自2011年以来,凤城市先后在18个村推广生物质成型燃料炊事采暖炉2760台,该炉通过燃烧秸秆颗粒(生物质煤)取代传统的煤,即控制了二氧化硫、硫化氢等有害气体的排放,同时减少了有害气体的排放,降低了粉尘的污染及炉渣的排放,净化了环境。生物质成型燃料炊事采暖项目的实施将进一步改善农村生活炊事取暖用能问题,推进农村能源建设事业健康持续发展。

2 存在问题

2011~2014年,凤城市农村经济局能源办公室组织施工人员对生物质炉具进行推广安装,在推广和安装过程中,发现了一些问题。

2.1 试点农户对生物质炉具的认知度不高

部分地区存在农户使用生物质炉具烧煤的现象,没有充分发挥生物质炉具节能环保的作用。

2.2 部分项目村缺少生物质资源

凤城地区北部山多林地多,南部多平原林地少,加上生物质成型燃料生产企业离项目村有一定的距离,企业生产规模很难供应项目村农户用能,导致部分农户因没有秸秆、薪柴等资源,而选择燃烧型煤。

2.3 生物质成型燃料生产企业补贴资金不足

凤城市现有生物质成型燃料生产企业6家,有4家企业享受生物质燃料配套补贴,同时要求以奖代补与项目村签订合同,以低于市场价格将秸秆颗粒供应给生物质成型燃料试点项目村,由于近年来生物质颗粒的大力推广,以及大中城市对环保指标的要求,使得生物质颗粒生产企业的产品供不应求,致使生物质生产企业的产品,很难跟得上项目村农户的需求。

2.4 生物质炉具安装人员水平参差不齐

虽然农村经济局能源办公室对炉具安装人员要求持证上岗,但是仍有个别施工人员在安装上存在问题,导致部分农户家里部分散热器不热的现象。

2.5 生物质炉具使用和维护不当

能源办工作人员和生产厂家工作人员在安装和售后对老百姓讲解使用方法和维护方法,但仍有部分农户在使用过程中存在燃料燃烧不完全,没有达到半气化燃烧的良好效果。

第9篇:生物质燃料供应方案范文

【关键词】清洁;高效;燃料电池

燃料电池将燃料的化学能用化学方法直接转换成电能的发电装置,它利用水电解的逆反应原理,通过由电解液分隔开的2个电极中间的燃料(如天然气、甲醇或纯净氢气)的化学反应直接产生出电能。由于燃料电池不是热机,它不需承受热机的热力学损失项目,因此理论上它可在接近100%的热效率下运行,具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池,由于种种技术因素的限制,再考虑整个装置系统的耗能,总的转换效率在45%~60%范围内,如考虑排热利用可达80%以上。此外,燃料电他装置不含或含有很少的运动部件,工作可靠,较少需要维修,且比传统发电机组安静。另外电化学反应清洁、完全,很少产生有害物质。所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。

一、燃料电池的分类

目前研制的燃料电池技术在运行温度上有不同的类型,从比室温略高直到高达1000℃的范围。大多数工业集团公司的注意力集中在以下4种主要类型上:

(1)运行温度在60-80℃之间的聚合物电解液隔膜型燃料电池(PEMFC);

(2)运行温度在160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC);

(3)运行温度在620-660℃之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC);

(4)运行温度在880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。

可以将这些类型的燃料电池划分为低温型(100℃及以下)、中温型(约200℃左右)及高温型(600-l000℃)燃料电池。中温型和高温型燃料电池适于用在静止式装置上,而低温型燃料电池对于静止装置和移动式装置都适用。实用装置的功率容量差别也很大,可以给笔记本电脑及移动电话供电(数以W计),也可以给居民住宅(数kW)或是分散的电热设备和动力设备(数百KW到数MW)供电。

二、低温燃料电池

低温燃料电池产品常用的有质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)和氢燃料电池等,上述电池产品都可以在室温下运作。

其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)具备体积小、重量轻、方便电池堆设计等优点,而且无须电源、稳压器充电,补充供电燃料也仅需数秒钟时间,为使用者提供极大的方便,可用作便携式电子设备如手机、笔记型计算机、个人数字助理(PDA),乃至数字相机及摄影机等的电源,具有广阔的应用前景。

目前日本夏普公司在直接甲醇燃料电池(DMFC)方面取得了快速进展,创造了该类型燃料电池的功率密度新高,达到0.3W/cc,功率密度是普通碱性电池的30倍,锂电池的6倍;而日本松下公司研究开发的家用聚合物电解质燃料电池(polymer electrolyte fuel cell,PEFC)可以使用4万个小时和4000个循环使用周期,这种家庭电源使用的电池组产品即将投入量产。

氢燃料电池常用作新型汽车能源,氢燃料电池车也一直被认为是未来汽车发展的方向。这种车不需要汽油,而是靠氢气化学反应后产生的电流驱动,排放出来的是纯净的水。正因为具有低能耗、零排放的特点。目前欧美日韩等国的氢燃料汽车已经进入商业化阶段,我国虽起步较晚,但对汽车用氢燃料电池方面的研究进展迅速,由上海开发的氢燃料电池车超越三号的燃料电池体重不过275公斤,功率则达到了50千瓦,最高时速也超过了120公里。

三、中温型燃料电池

目前磷酸类燃料电池(PAFC)是开发时间最长、具有最先进技术的燃料电池。80年代,IFC(国际燃料电池公司)决定对其前期商业化生产线进行投资,制造和销售200kW的PAFC装置,并将其投入市场。东芝公司在80年代末就已经努力使PAFC技术进入商用市场。从此,PAFC技术就一直在静止燃料电池的市场中占据着显赫的位置。迄今为止,全球已经安装了500多台套PAFC燃料电池装置。

研究表明,这种燃料电池未能实现市场商业化的原因大致有以下几方面:

(1)电效率最高为40%,超过维修期限后会降到35%甚至更低水平。通常情况下设备的使用期限不超过20000运行h。

(2)有些试验性的设备如东芝公司管理的1套11MW设备未能达到顶期的性能水平。

(3)美国和日本政府大幅度削缩用于PAFC技术研究和开发的投资。

(4)从迄今积累的经验及在改善设计参数和降低产品成本方面的潜力来看,让PAFC技术成功地跻身于当今的市场中的可能性是极低的。

四、高温燃科电池

1.高温型燃料电池的特点

高温型燃料电池具有许多适于在静止式装置上使用的特性。但是在高温型燃料电池产生出电能之前需要较长的加热过程,因而这种技术不能应用于要求在短时间内频繁起动的各种实用装置。此外,高温型燃料电池还具有以下特点:

(1)不需要使用贵金属来催化电化学反应。一般情况下使用陶瓷材料。

(2)对CO完全没有限制。CO参加到电化学反应过程并像H2一样被氧化。

(3)对燃料表现出高度灵活性。可以给这类燃料电池发电设备供应天然气,天然气在设备内部被转换成H2和CO。这意味着无需任何外部燃料,从而大大简化了发电设备的平衡问题。

(4)高温可以将燃气轮机连接到该系统上,在这种情况下,燃料电池发电设备是在300kPa压力下运行,并在不考虑燃气轮机输出的情况下将燃料电池的功率密度提高约20%,因此使总的电效率提高10%,可成倍地降低使用期限成本。

(5)较高的运行温度也为排热提供了更多的灵活性。在电效率达60%或更高水平的联合循环系统中可限制废热排放,而在单循环下则会排放出更多的热量。

2.高温燃科电池技术

MCFC和SOFC是这类高温型燃料电池的2种技术。它们使用的材料不同。MCFC是在一只陶瓷容器中放入液态的金属碳酸盐作为电解液,如果没有采取防止电极老化的措施,燃料电他的使用寿命会受到影响。

在MCFC中电化学反应是由CO3离子引发的。MCFC采用的是颊型电池,和SOFC型的管形设计方案相比,这种颊型电他的功率密度要稍微高一些。这在成本上要比SOFC型装置优越。但在另一方面,由于SOFC所用的陶瓷材料非常稳定,可以用在950-1000℃范围内,所以SOFC装置在抗老化性能上更具优越性。到目前为止,所有的长期电池试验和正在运行的试验性机组都表明SOFC型装置的使用寿命可以达到70000-80000h,是MCFC型的2倍。

MCFC和SOFC两种技术在进行100-250kW功率范围的单循环现场试验中,成本都有大幅度的下降。目前在MCFC开发上占有主导地位的是美国的Fuel Cell Energy公司及其在德国的授权单位MTU,日本的Ishikawajima-Harima重工(IHI)和三菱公司等。而Siemens Westinghouse在SOFC开发上处于领先水平。

3.SOFC在配电市场方面的潜力

经济的提升、人民生活水平的提高、人口的不断增加、工业化的蔓延等都对世界能源供给造成巨大压力,但随着石油及矿物燃料价格的不断上升以及人们对于环境污染的日益关注,世界对使用清洁能源发电的需要也越来越高,这势必推动固体氧化物燃料电池(SOFC)市场的发展。而且对于分布式电源的需求,以及传统输电及配电系统建设及维护的巨大成本,也为固体氧化物燃料电池技术的推广提供了机会。北美和欧洲被认为是SOFC燃料电池技术最有希望的市场。

预计固体氧化物燃料电池将在未来的几年中强劲增长,其中最主要的应用领域是固定式发电站。全球工业分析家预计日本从2011年到2015年固体氧化物燃料电池市场将达到8.81%的复合年增长率;美国及欧洲市场在2012年将达到3.93亿美元。

4.SOFC技术应用的扩展

使用天然气作为燃料的SOFC是车载式装置,其扩展应用可有以下几种形式:

(1)家庭应用:新一代燃料电池将是扁平管型的,其功率密度是目前所用圆柱型燃料电池技术的2倍,因而将制造出5kW的燃料电池装置。这种设计方案是可行的,在配电市场中可以替代圆柱型燃料电池。

(2)l0MW以上的系统装置:很显然,只要SOFC技术占有了功率范围在250-10MW的市场,那么下一步最必然的是要争取占有l0MW以上更大规模发电设备的市场。通过把更多SOFC链接起来便能实现这个目标,也满足了高效率低成本的要求。20MW级规模燃料电池的电效率已经接近甚至超过70%。

(3)用液态燃料运行:使用天然气作为燃料将SOFC的应用局限在靠近天然气供气网的区域内,从而使这项新技术的应用受到限制。因此存在着让SOFC使用液态燃料的迫切要求。因此,应与大型石油公司合作进行该课题的研究开发,选择一种适宜的液体燃料并设计出最适于使用这种新燃料的SOFC发电装置,以便为边远的用户服务。

(4)C02的分离:Shell公司和Siemens Westinghouse公司正在共同研制一种能将CO2从完全反应后的燃料中分离的SOFC设飞方案。例如,当把其装在用于回收油的平台上时,可以把CO2用泵压到地下储层中,这不但可省去CO2的排放税,还可提高原油的产出量。

(5)综合性应用:CO2分离装置可能是点火的火花装置,它使得SOFC在一种封闭且可再生的能量循环中成为关键性部件。经过一段时间,SOFC能产生出热量和电力,例如用于大型暖房的设施中,SOFC装置产生的C02可用来加快植物的生长。而任何一种农作物收获后的剩余有机物都可以转化为气体供给SOFC作燃料。