摘要：目前随着国内对生物质直燃发电技术的重视和推广，兴建了一大批生物质电厂，本文根据实际经验与理论结合，简单介绍了生物质直燃发电锅炉燃烧控制系统的设计与实现。

人类对能源需求的不断扩大，化石燃料的日益枯竭、环境污染问题的突出、全球气候的异常变化日益严重，成为可再生能源开发和利用的主要推动力。在可再生能源中，生物质能最具有发展前景。因为，化石能源也是生物质能衍变而来的，都是利用太阳能将大自然中的CO2和H2O通过光合作用固定在植物上的碳氢化合物，成为自然界中重要的碳氢资源。我国生物质能极为丰富，现在每年农村中的生物质量约6.5×10 吨，到2010年将达到7.26×10 吨，相当于5×10 吨标煤。生物质发电将是中国最大的环保项目，可有效解决秸秆等生物质焚烧造成的大气污染，减少温室气体排放，所以研究生物质直燃发电技术有重要的意义。目前生物质直燃发电厂在国内还处在发展初始阶段，根据《可再生能源中长期发展规划》确定的发展目标，到2010年生物质发电达到550万千瓦，到2020年生物质发电装机达到3000万千瓦。

内蒙古西方能源有限公司生物质热电(2×12MW)新建工程，是一个全部采用国产设备，纯燃烧沙柳发电的项目。地处内蒙古鄂尔多斯乌审旗乌审召，依据国家积极推进可再生能源优惠政策，利用乌审旗丰富的沙柳资源为燃料发电、供热，达到对当地沙漠化治理和生态恢复重建的目的。

一、生物质直燃发电的基本原理

生物质能发电主要有两条工艺技术路线，即气化发电和直接燃烧发电，其系统构成和工艺过程有很大的差别。气化发电由于工艺过程复杂,难以适应大规模应用，主要用于较小规模的发电项目。生物质直接燃烧发电则是目前实现规模化应用唯一现实的途径，也是本文讨论的重点。

生物质直燃发电的基本原理是由生物质锅炉利用生物质直接燃烧后的热能产生蒸汽，再利用蒸汽推动汽轮机发电系统进行发电，在原理上与燃煤锅炉火力发电十分类似。通常燃烧发电系统的构成包括生物质原料收集系统、预处理系统、储存系统、热利用系统和烟气处理系统。

生物质燃烧电厂的流程图如图1所示，生物质原料从附近各个收集点运送至电站，经预处理(破碎、分选、压实)后存放到原料存贮仓库，仓库容积至少保证可以存放5天的发电原料量;然后由原料输送装置将预处理的生物质送入锅炉燃烧，通过锅炉换热，利用生物质燃烧后的热能把锅炉给水转化为蒸汽，为汽轮发电机组提供汽源进行发电。生物质燃烧后的灰渣落入出灰装置，由输灰机送到灰坑，进行灰渣处理。烟气经过处理系统后由烟囱排放入大气中，其蒸汽发电部分与常规的燃煤电厂的蒸汽发电部分基本相同。

二、锅炉设备简介

本文以内蒙古西方能源有限公司生物质热电(2×12MW)新建工程为例，介绍生物质直燃发电锅炉的燃烧控制。

该生物质热电厂锅炉型式为单炉排横梁式正转链条角管式锅炉，全膜式壁结构，固态排渣。

锅炉采用单锅筒，横向布置于炉顶前部;炉膛水冷壁分成4个流程，分别为前墙水冷壁、两侧前水冷壁、两侧后水冷壁、隔墙水冷壁。炉膛出口的水平烟道中和尾部烟道中，将过热器分成三级，第一级为高温过热器，第二级第三级为低温过热器。减温型式为喷水减温。尾部采用光管式省煤器及管式空气预热器。锅炉排渣分别经设在每台锅炉两侧的冷渣机冷却后连续排至渣斗，定时排入设在渣斗下的仓泵或发送器，通过正压气力输送系统输送至灰渣仓。

上料及给料系统、燃烧系统是生物质直燃发电厂与常规火电厂在工艺系统上的最大区别。本工程锅炉采用木材点火。锅炉给料分为上下两层炉前给料，上层给料量约为锅炉所需燃料量的2/3，下层给料量约为锅炉所需燃料量的1/3。本工程一台炉设置1个储料仓，9台螺旋给料机，上层6台，下层3台，每台出力为1～3t/h。锅炉主要参数及燃料成分如表1、表2所示。

三、生物质直燃发电锅炉燃烧控制。

3.1 燃料调节系统

为了保证机组满足负荷需求，燃料调节系统的任务是为达到此目的提供合适的燃料，维持锅炉安全经济燃烧。

协调控制系统机理基于直接能量平衡(DEB)控制。锅炉燃料量的测量采用传统的热量信号测量方法。锅炉侧主汽压力调节器经多平衡输出环节去控制炉前给料变频电动机螺旋输送机，通过控制9台炉前给料变频电动机螺旋输送机的开度维持所需的沙柳料的进料量，沙柳料进料量的控制实现自平衡无扰手动/自动切换，每台炉前给料变频电动机螺旋输送机设有M/A控制站，确保系统安全可靠。