木片气化炉炉膛负压自动控制系统的研究

一、国内外生物质气化生产的现状

在全球日趋紧迫的能源形势下，生物质能作为仅次于三大化石能源的可再生能源，在能源结构系统中的地位越来越重要。生物质气化作为生物质清洁高效利用的关键技术之一，在国内外存在着广阔的发展空间，未来将大规模应用于供热、供气、发电、制氢、合成液体燃料等多个行业领域，将为能源可持续发展发挥更加重要的作用。

上世纪70年代以来，欧美等发达国家对生物质气化技术的研究十分重视，现已达到了较高的水平，如德国鲁齐公司进行100MW生物质气化联合循环发电（BIGCC）的示范工程，美国可再生能源实验室和夏威夷大学研究开发的Battelle生物质气化发电系统及瑞典开发成功的TPS生物质的BIGCC系统。目前欧美国家正在致力于生物质气化合成甲醇，制氢燃料的研究。其生物质气化装置均为流化床气化炉，使用氧或水蒸气作气化剂，产生中热值的煤气，美国国家再生能源实验室曾研制成功生物质双器流化床气化炉，该方法不用氧而使用空气和水蒸气生产中热值燃气，并建立了示范厂。

我国的生物质气化技术应用研究起始于上世纪80年代。目前国内已经开发成功一些生物质气化技术，主要是固定床气化炉，这种固定床气化炉在全国一度有百台以上应用于农村作燃料使用。由于这种气化炉产生的燃气热值低，一般为4~5MJ/m³，运行不稳定，燃气中焦油含量高，造成后系统堵塞和腐蚀；由于规模小，经济性差，目前大部分处于停运状态。20世纪90年代初国内才开展生物质流化床气化的研究，中科院广州能源研究所开发了循环流化床气化炉，应用于发电。中国林科院林化所研究开发的内循环锥形流化床气化炉，应用于燃气生产，这两种流化床气化炉均为常压，采用空气作气化剂，产生低热值燃气。目前已在国内进行了推广，但从整体上来说，我国生物质气化技术水平不高，规模偏小，与发达国家生物质气化技术相比还比较落后。由于生物质气化是新技术，同时也是传统煤气气化技术基础上的延伸和嫁接，因此我国的生物质气化技术发展应在吸收国外先进技术的基础上，结合我国资源情况，经济发展水平和社会发展的需要，创造出适合我国国情的生物质气化新技术。

木片气化是属于生物质气化的一部分，在我国，生物质气化发展始于20世纪80年代。80年代初期，我国研制了固定床气化器和内燃机组成的稻壳发电机组。90年代中期，中科院广州能源所进行了流化床气化发电系统。我国小型气化炉的研究开发也在逐步发展，形成了多个系列的炉型。木材作为生物质能的一种，其气化方式类似，但机床结构上有所不同。在不断发展的过场中，木片气化技术也在不断趋于成熟，有很多地方也在不断进行木片气化机床的建设和实验。

总体来看，欧美国家的木片气化技术比较先进，其气装置一般规模较大，自动化程度高，工艺较复杂，以发电和供热为主。气化效率可达60%～80%，燃气热值（标准状态）达17～24MJ/msup3;。据统计，至1993年，全世界已建成木材汽化热、电厂343座，其中110座是发电厂。在发展中国家，木片气化技术应用的规模较小。我国木片气化技术的研究始于20世纪70年代，经过多年的艰苦工作，已经取得一定成果。尤其是循环流化床气化发电系统，由于该系统有较好的经济性，在我国推广很快，已经是国际上应用最多的中型木片气化发电系统。

二、木片气化炉炉膛负压自动控制系统研究目的和意义

在很多木材加工企业均有不少的木材加工剩余物，本课题的研究就是为了更好的利用木材加工剩余物。把木材加工剩余物制作成木片，然后通过气化炉将木片气化成的可燃气体去发电，就是其中很有效的方法之一。