电站煤粉锅炉直燃掺烧生物质技术导则目次前言 II1 范围 12 规范性引用文件13 术语和定义24 一般规定和要求 35 生物质燃料入厂堆储及检验 46 生物质燃料制粉及输送 67 生物质直燃掺烧计量 78 直燃掺烧生物质对锅炉主辅机的影响及控制措施 9附录A 典型生物质的工业分析和元素分析 12附录B 煤与生物质混合燃料的煤质参数的计算方法 14附录C 掺烧生物质对锅炉结渣沾污影响的判据 16附录D 掺烧生物质对粉煤灰影响的判据 18附录E 煤与生物质混合燃料的折算氯含量的计算方法 19电站煤粉锅炉直燃掺烧生物质技术导则1 范围本文件适用于燃烧褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤的不同容量等级现役电站煤粉锅炉直燃掺烧生物质的可行性研究、技术改造、试验研究、掺烧运行等。本文件规定了电站煤粉锅炉直燃掺烧生物质时的一般规定和要求、生物质燃料入厂堆储及检验、生物质燃料制粉及输送、生物质直燃掺烧计量、直燃掺烧生物质对锅炉主辅机的影响及控制措施。2 规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。NY/T 1878-2010 生物质固体成型燃料技术条件GB/T 34805-2017 农业废弃物综合利用通用要求GB/T 28730-2012 固体生物质燃料样品制备方法GB/T 28731-2012 固体生物质燃料工业分析方法GB/T 28732-2012 固体生物质燃料全硫测定方法GB/T 28733-2012 固体生物质燃料全水分测定方法GB/T 30725-2014 固体生物质燃料灰成分测定方法GB/T 30726-2014 固体生物质燃料灰熔融性的测定方法GB/T 30727-2014 固体生物质燃料发热量测定方法GB/T 30728-2014 固体生物质燃料中氮的测定方法GB/T 30729-2014 固体生物质燃料中氯的测定方法GB/T211-2017 煤中全水分的测定方法GB/T212-2008 煤的工业分析方法GB/T213-2008 煤的发热量测定方法DL/T568-2013 燃料元素的快速分析方法GB/T214-2007 煤中全硫的测定方法GB/T219-2008 煤灰熔融性的测定方法GB/T1574-2007 煤灰成分分析方法DL/T1037-2016 煤灰成分分析方法GB/T3558-2014 煤中氯的测定方法GB/T4633-2014 煤中氟的测定方法DL/T 1106 煤粉燃烧结渣性能和燃烬率一维火焰炉测试方法DL/T467 电站磨煤机及制粉系统性能试验GB10184 电站锅炉性能试验规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1 生物质 Biomass农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物等物质。3.2 生物质散料 Bulk biomass农林废弃物的原料，如农作物秸秆、林业废弃物、木屑等，经过加工处理后形成的松散物料。3.3 生物质成型燃料 Briquette biomass 利用农林废弃物为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、棒状、颗粒状等）的燃料。3.4 生物质直燃掺烧 Biomass direct mixed combustion将生物质直接破碎制粉后作为燃料掺入煤粉或其他燃料中共同燃烧。 3.5 生物质掺烧比例 Biomass mixed combustion ratio投入炉膛的生物质占总燃料量的比例，包括以热量占比计量方式和质量占比计量方式。3.6 锤磨机 Hammer mill锤磨机是利用高速转动的硬质高韧性合金锤片对物料进行捶打、粉碎的设备。3.7 气固比 Solid-gas ratio气力输送过程中，输送气体与固体物料（如颗粒、粉料等）的质量比。3.8 风煤比 Air-fuel ratio进入磨煤机的冷风和热风与煤（或生物质燃料）的比值。3.9 13C碳元素的稳定同位素之一，其原子核内含有6个质子和7个中子。3.10 14C碳元素的一种放射性的同位素，原子核有6个质子和8个中子组成，半衰期为573040年。3.11 加速质谱法（AMS）加速质谱法是将加速器技术同质谱技术相结合，直接测定样品中环境水平或者低于环境水平的长寿命放射性同位素的比值，AMS极大地提高了测量灵敏度（同位素丰度比值可达10-15，探测限度可达105个原子），是测定自然界长寿命、微含量的宇宙射线成因核素的最佳方法。 3.12 液体闪烁计数法（LSC）液体闪烁计数是测量样品中 14C 衰变释放的粒子。3.13 气体正比计数法 Gas-Flow Proportional Counter气体正比计数法是测量样品中 14C 衰变释放的 粒子。与 LSC 不同的是， 气体样（CO2等）可以直接进入气体正比计数器中测试。3.14 等速采样 isokinetic sampling颗粒物采样过程中保持采样流速和烟气流速相等的采样方法。当采样速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差，只有当采样流速等于采样点烟气流速时，样品浓度才与实际浓度相等。3.15 碱金属 Alkali metals元素周期表中IA族的金属元素，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。这些元素具有一些共同的物理和化学性质。3.16 结渣 Slagging辐射换热区部分或全部熔融颗粒在换热器或耐火材料上形成的灰沉积行为。3.17 沾污 Stain由灰颗粒在对流换热区冷凝沉积或烧结形成。3.18 气相腐蚀 Vapor phase corrosion烟气中H2S、氯气或含氯化物直接与受热面金属反应，加速金属合金的氧化所引起的腐蚀，也称活性氧化腐蚀。3.19 熔盐腐蚀 Molten salt corrosion锅炉受热面管壁上结渣粘污形成的熔盐沉积物所引起的腐蚀。3.20 折算氯含量 Converted chlorine content入炉煤收到基中单位低位发热值对应含有的氯元素质量。4 一般规定和要求4.1 生物质是零碳燃料，利用燃煤电厂掺烧生物质可以提高生物质发电的效率，节约生物质资源，同时能够降低煤电机组的碳排放量。应结合生物质资源分布、生物质燃料特性和燃煤机组主辅机参数确定合适的生物质掺烧路线和掺烧比例。4.2 适合电站煤粉锅炉直燃掺烧的生物质包括农林废弃物、污泥、固体废弃物等。4.3 生物质散料按照标准NY/T 1878-2010 生物质固体成型燃料技术条件制成成型燃料，成型方法包括热压缩（造粒）、冷压缩（压块）、炭化成型。建议在燃煤电厂外建立分散式的成型预处理站，进行生物质散料的堆储和成型预处理。4.4 电厂周边的生物质收集半径越小，其经济性越好，生物质散料的经济收集半径是50km，生物质成型燃料的经济收集半径是100 km。4.5 生物质散料和生物质成型燃料应采取不同的掺烧技术路线，如图1所示。4.6 生物质散料建议采用独立喷燃掺烧的技术路线，将散料先轧碎再锤击制粉后送入新增的生物质燃烧器。生物质散料也可与煤在磨煤机中共同制粉后送至煤粉燃烧器燃烧。4.7 生物质成型燃料建议采用磨煤机耦合的技术路线，将生物质成型燃料独立送入磨煤机进行制粉，然后进入煤粉燃烧器中掺烧。当生物质掺烧比例较大时，应新增独立的生物质磨和生物质燃烧器。图1 生物质直燃掺烧技术路线4.8 生物质燃料在燃煤电厂掺烧存在容纳比例极限，应制定约束条件，包括最低入炉燃料热值、最大收到基水分等，计算生物质与煤混合燃料的燃烧特性参数和灰特性参数，然后根据生物质与煤的燃料特性、锅炉设计参数、煤场掺混条件、制粉系统出力等确定入炉燃料中生物质最大掺烧比例。4.9 应开展生物质与煤混合燃料的制粉、燃烧、结渣沾污特性试验，评估锅炉掺烧生物质的安全性。4.10 应通过掺烧试验确定生物质最佳掺烧比例，并应在锅炉额定负荷或经济负荷下经过考核试验。4.11 掺烧生物质比例小于20%（热量占比）时，可选用秸秆类生物质和木质类生物质，可采用散料或成型燃料掺烧技术路线。当掺烧生物质比例大于20%（热量占比）时，应选用木质类生物质，并采用成型燃料掺烧技术路线。5 生物质燃料入厂堆储及检验5.1 农林废弃物的收集、预处理和运输应符合GB/T 34805-2017农业废弃物综合利用通用要求。5.2 生物质燃料到厂一般采取陆路汽运模式。生物质燃料入厂时应通过地磅计量生物质燃料运输车实载和空载的重量，宜采用密闭一体式汽车地磅，具有监控和自动计量功能，配备防爆系统。5.3 生物质燃料运输车辆在称重的同时抽样测试含水量和低位发热量，在每台生物质燃料运输车上采用交叉线法取样，每台车单独取样，不得掺混。5.4 需要在厂内建设生物质料棚作为单独堆储区域，不同种类的生物质燃料要分开堆放。料棚配置推料装载机进行辅助作业，帮助堆料成形。堆储区域易形成可燃性粉尘及气体，需安装温度报警装置、火花探测装置，在料棚顶部设置有自动喷淋系统等消防设施，预防火灾。生物质燃料堆储过程中易产生CO、NH3和H2S等毒性气体，需安装毒性气体实时检测设备。5.5 生物质散料一般采用堆垛的方式储存，木片、木屑等林业废弃物采用装袋或包打围、中间散装进行堆垛，秸杆等农业废弃物堆垛中间插入空心简易管子进行通风散热。5.6 生物质成型燃料的自燃特性低于散料，可以在煤场中堆储，应设置单独的堆储区域，与煤粉保持合适的安全距离，并做好防火防爆措施。5.7 生物质燃料堆储区域应增设视频监控系统，视频监控应涉及到生物质燃料的入厂、存放、传送、掺混和计量全过程。5.8 堆储的生物质燃料应采取先进先出的使用原则，存储周期应不超过7天，避免有些原料长期堆积不使用而腐烂变质甚至自燃。5.9 生物质燃料在入炉前应配备生物质燃料取样装置，对生物质取样进行工业分析和元素分析。生物质燃料制样参照GB/T 28730-2012 固体生物质燃料样品制备方法。生物质燃料和煤粉燃料的分析数据、计量数据、掺烧比例数据应按日报方式上传至电厂信息系统中，日报表格式