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生物質能概述范文1
關鍵詞 林業 生物質能源 現狀 建議
生物質能源是一種可再生的、低污染的新型能源。林業生物質能源就是通過燃燒或者其他技術手段將植物或者可回收的木制廢棄物等物質轉化為不同形式的能源。固體的可以用來代替煤炭;液體的可以代替石油,如乙醇汽油;氣體可以用來發電。如果這一戰略可以有效的發展和實施,可以很大程度上緩解我國對一次性能源的需求壓力。但是在我國林業生物質能源發展過程中還存在些問題。
1.我國林業生物質能源發展現狀
1980年以來,我國生物質能源發展逐漸受到我國政府的重視,早在“六五”時期就將生物質能源列入發展計劃中,在此基礎上,又提出和發展林業生物質能源戰略。我國是農業大國,森林資源豐富,有大量的林副產品及木制廢棄物,發展生物質能源具有一定的優勢。但是在技術層面,我國仍落后于其他國家。加之重視程度不夠,沒能提出具體的、長遠的發展策略,使得林業生物質能源戰略發展仍處于起步階段。
2.發展林業生物質能源戰略的可行性
能源不足是世界各國共同面對的問題,從可持續發展及長遠發展角度來看,發展生物質能源是可行的,也是必然的。就我國自身條件來說,發展林業生物質能源戰略是最為合適的。
2.1林業生物質能源戰略自身的優勢
之所以說林業生物質能源戰略具有可行性,首先是其自身的優勢。一,林業生物質能源是將林副產品及木制廢棄物轉化為能源,將廢物回收利用,變廢為寶,轉化過程中不需要太多能耗;二,在能源轉化的過程中利用先進技術,不會對環境造成污染。此外,轉化后的能源在使用過程中也是綠色環保無污染的,不同于一次能源在燃燒后留下大量的有害氣體;三,林業生物質能源是循環的、可再生能源,可以代替一次性能源使用,排除能源枯竭的擔憂。
2.2符合當前發展形勢
現如今,世界范圍內提倡節約資源,保護環境,而林業生物質能源發展戰略自身就是節能環保的舉措。加之我國土地面積大,農業林業發展繁榮,具備大量的生物質能源轉換原料。而且,發展林業生物質能源不僅可以將林副產品廢料加以利用還能促進林業的發展,鼓勵人們積極的進行樹木種植和培養,帶動地方經濟。
3.發展林業生物質能源戰略的相關建議
發展林業生物質能源是一項可行的戰略,需要將其認真的貫徹實行才能收到預期的效果,本文針對這一問題,提出以下相關建議。
3.1加強技術革新
發展林業生物質能源,科學技術顯然是重中之重。如何在不污染環境,盡可能減低能耗的情況下,將回收的原料轉化為能源是非常重要的問題。這就需要相關部門加大對技術研究的重視程度,鼓勵并幫助其研發更先進的轉化技術,盡可能的降低成本、減少污染和危害。使林業生物質能源發展戰略的優勢充分體現出來。
3.2提高重視程度
要想將林業生物質能源發展戰略落到實處,首先應該提高國家、政府及相關部門的重視程度,制定出具體可行的措施,并落到實處;其次是提高社會民眾對這一戰略的重視程度??梢詫⑦@一戰略的相關知識進行普及,增強社會對其認識和認可,并積極的重視起來。這樣一來,不僅可以提高人們對于林業生物質能源發展戰略的認識,還能提高他們的節能環保意識,在日常生活中積極為林業生物質能源發展做貢獻,如將可作為原料的廢棄物分類投放等。
3.3堅持多元化、持續化發展
林業生物質能源發展戰略必須是一個長期的過程,所以政府及相關部門除了提高重視程度之外,還要切實的為其長遠發展做出計劃,如在發展過程中不斷研究新型的能源轉化方式,促進戰略的可持續發展。此外,還要重視多元化發展,如將農作物廢料的生物質能源轉化;轉化的能源形勢多元化,氣體發電,生物柴油等,確保林業生物質能源發展戰略落到實處,消除未來能源枯竭帶來的隱患。
總結
綜上所訴,林業生物質能源發展戰略是一項可行的、有效的措施,不僅符合現階段提出的節能環保,降低一次性能源帶來的環境污染,還能解決潛在的能源危機。如果我國政府及相關部門提高重視程度,加大支持力度,再結合我國的林業資源優勢,加上先進的科學技術,將林業生物質能源發展戰略落到實處,那么我國未來面對的能源危機將不再是無從下手的難題。
參考文獻
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生物質能概述范文2
關鍵詞:生物質能秸稈
中圖分類號: TB857 文獻標識碼: A 文章編號:
1、生物質能概述
生物質是由植物吸收地球上的太陽能后光合作用而產生的,每年經光合作用產生的生物質約1700億噸,其能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍,而作為能源的利用量還不到其總量的1%,即每年生物質能的利用量不到17億噸。這些未加以利用的生物質,為完成自然界的碳循環,其絕大部分由自然腐解將能量和碳素釋放,回到自然界中。通過生物質能轉換技術可以高效地利用生物質能源,產生電力,替代煤炭,石油和天然氣等燃料,從而減少對礦物能源的依賴。
2、秸稈發電廠
秸稈發電是響應國家節約能源、利用可再生能源發電的產業政策,充分利用能源資源,節省一次性投資,又能減少環境污染的一種發電技術。是一種高科技、新型、環保、可再生能源方式,是緩解目前能源短缺的重要途徑。建立秸稈發電廠,一方面,將秸稈熱能轉化為電能,可以開發出新的能源利用方式,變廢為寶;另一方面,秸稈充分燃燒利用,可降低有害物質的排放。秸稈發電設有煙氣凈化處理系統和布袋除塵器,使經布袋除塵器處理的煙氣煙塵排放濃度低于25mg/Nm3
,大大低于我國燃煤發電廠的煙氣排放水平,可有效降低污染,保持生態環境。
本文介紹以陜西旭彤生物能源大荔2×12MW秸稈發電工程投標為例。
3、燃料分析、消耗量及鍋爐灰渣量
3.1秸稈成分分析
3.2實際燃料消耗量
3.3鍋爐的灰渣量,見下表
灰渣量表
4、規劃容量及裝機方案
本工程計劃安裝兩臺75t/h燃用棉花秸稈的鍋爐,配2×C12MW中溫中壓單抽汽輪發電機組。
4.1除灰系統的選擇
除灰系統擬采用機械輸灰方案。每臺爐安裝2臺旋風除塵器和6臺布袋除塵器。2臺爐4臺旋風除塵器灰斗下設一臺埋刮板輸送機。每臺爐每3臺布袋除塵器灰斗下設一臺埋刮板輸送機。每臺爐布袋除塵器下共設2臺埋刮板輸送機,2臺爐布袋除塵器下共設4臺埋刮板輸送機。布袋除塵器灰斗的飛灰由埋刮板輸送機輸入旋風除塵器灰斗下埋刮板輸送機內,再通過斗式提升機輸送至灰庫儲存。庫底設有出力為30t/h的濕式攪拌機和出力為30t/h的干灰散裝機各一臺,灰庫下的灰由罐車或自卸汽車運至綜合利用用戶或臨時堆放場地。
除灰系統工藝流程框圖如下:
4.2除渣系統的選擇
除渣系統擬采用干式機械除渣方案。從鍋爐冷渣器排出來的爐底渣進入鏈斗輸送機,將渣輸進渣倉中儲存。通過卸料設備定期裝入自卸汽車或罐車,運至綜合利用用戶或臨時堆放場地。
機械除渣系統工藝流程框圖如下:
5、 秸稈灰渣的綜合利用
秸稈燃燒后所產生的底灰、炭灰具有豐富的鉀、鎂、磷和鈣等營養元素,是一種優質有機肥料。所以本工程采用干灰干排,為干灰綜合利用創造最佳條件。如有條件可建造復合肥料廠,作為農作物的復合肥原料,對農業增產也是一大貢獻。
6、結束語
生物質能概述范文3
關鍵詞:教學改革;新能源發電技術;創新人才培養
作者簡介:韓楊(1982-),男,四川成都人,電子科技大學機電學院電力電子系,講師。
基金項目:本文系電子科技大學中央高校基本科研業務費資助(項目編號:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)14-0046-02
“新能源發電技術”是電子科技大學電氣工程及自動化、機械設計制造及自動化、工業工程三個專業課程體系中的一門重要課程。該課程屬于高年級本科生的專業選修課,共32課時、內容多、知識面廣、綜合性強。[1, 2]由于三個專業的學生知識體系存在一定差異,在教學理念、教學內容、教學方法等方面,需要做出系統的設計和創新。筆者在教學過程中,充分吸收國外高校模塊化教學模式、凝練教學內容,充分利用交互式教學方法,采用課堂講授、提問與解答、課程項目、研究報告等手段,把互動式教學方法成功應用到教學實踐中。課程以電能變換與控制為主線,鼓勵不同專業背景的學生組成研究小組對課程項目進行協作研究,提升了學生的學習興趣,培養了學生的自主創新能力。[3, 4]
一、國外“新能源發電技術”教學內容與模式回顧
1.麻省理工學院(MIT)的模塊化教學模式
課程簡介:課程評估當前和未來潛在的能源系統,包括資源提取、轉換和最終使用技術,重點區域和全球能源需求。研究各種可再生能源和傳統能源的生產技術,能源最終用途和替代品,在不同國家的消費習慣。
第一部分:能源的背景。欠發達國家日益增長的能源需求、發達國家可持續的未來能源。能源概述、能源供給和需求的問題;能源轉換和經濟性分析,氣候變化和應對措施。模塊1:能量傳遞和轉換方法。模塊2:資源評估和消耗分析。模塊3:能量轉換、傳輸和存儲。模塊4:系統的分析方法。模塊5:能源供應,需求和存儲規劃。模塊6:電氣系統動力學。模塊7:熱力學與效率的計算。
第二部分:具體的能源技術。模塊1:核能的基礎和現狀;核廢料處理;擴建民用核能和核擴散。模塊2:化石能源的燃料轉換,電源循環,聯合循環。模塊3:地熱能源的類型;技術、環境、社會和經濟問題。模塊4:生物質能資源和用途,資源的類型和要求。
第三部分:能源最終用途,方案評估和權衡分析。模塊1:汽車技術和燃料經濟政策。模塊2:生物質轉化的生命周期分析;土地使用問題、凈能量平衡和能量整合。模塊3:電化學方法電能儲存、能量轉換,燃料電池。模塊4:可持續能源,非洲撒哈拉以南地區的電力系統的挑戰和選擇。
2.瑞典皇家理工學院(KTH)課程內容與要求
課程內容:替代能源和可再生能源的全方位的介紹和分析,包括整合這些解決方案以滿足能源服務的要求。包括現有和未來的替代能源,如水能、風能、太陽能、光伏、光熱,燃料處理;可再生能源系統面臨的挑戰;動態整合各種可再生能源。在整個教學過程中,學生的讀、寫和研討主題是“先進的可再生能源系統技術”,特別是通過項目工作和多個為期半天的研討會對相關專題進行研討,每個人都參與演講和討論,并邀請有行業工程背景的專家和政策制定者來課堂參與探討,豐富課堂內容、提升教學質量。
課程要求:在課程結束時,學生應能夠分析和設計能源系統,利用風能、生物能源、太陽能產生電力或用于加熱與冷卻。完成課程后,學生能詳細說明風能、生物能、太陽能基本原理和主要特點,以及它們之間的區別。能掌握這3種可再生能源系統的主要組件,了解基于化石燃料的能源系統對環境和社會的影響。
3.威斯康星大學(UWM)課程內容與要求
課程內容:學習有關國家最先進的可再生能源系統,包括生物質、電力和液體燃料,以及風力、太陽能、水電。學生們將對可再生能源電力和能源供應做工程計算,并要了解可再生能源的生產、分配和最終使用系統。能源存儲、可再生能源政策;經濟分析,購買和銷售能源;風能理論與實踐;太陽能可用性,光熱和光伏發電系統;水電;地熱,潮汐能和波浪發電;生物能源、生物質燃燒熱力和電力;生物質氣化,生物油熱解;生物燃料的生命周期評估。
課程要求:掌握基本的可再生能源系統的工程計算,了解可再生資源評估和能源基礎設施一體化。確定可再生能源系統的環境影響。設計和評估可再生能源系統的技術和經濟上的可行性。了解能源在社會中的關鍵作用。了解可再生能源發展的公共政策、市場結構。卓越學生的學習成果:能夠運用數學、科學和工程原則進行實驗設計,并能分析和解釋實驗現象。有能力設計一個系統、部件或過程,以滿足預期要求,具備解決工程問題和有效溝通的能力。
二、創新人才培養模式下“新能源發電技術”教學設計
通過對該課程的學習,使學生了解中國的能源現狀,掌握電源變換與控制技術的基本原理,掌握光伏發電和風力發電的基本原理及系統的構成,加深對中國風力資源和風力發電基本原理的認識,理解生物質資源的利用現狀、轉換與控制技術的基本原理,了解天然氣、燃氣發電與控制技術的基本原理和應用情況。吸收國外經驗,設計教學模塊。
1.電源變換和控制技術
內容要點:電力電子器件的概念、特征和分類,不可控器件——電力二極管,半控型器件——晶閘管,電力場效應晶體管——電力MOSFET,絕緣柵雙極型晶體管——IGBT;AC—DC變換電路:二極管整流器——不控整流,晶閘管整流器——相控整流,PWM整流器——斬波整流;DC—DC變換電路:單管不隔離式DC—DC變換器,隔離式DC—DC變換器;DC—AC變換電路原理、分類、參數計算;AC—AC變換電路。
課堂提問:晶閘管的導通和關斷條件是什么?相控整流與PWM整流電路區別是什么?交流調壓電路的基本原理是什么?什么是逆變?如何防止逆變失敗?
課程項目1:讓學生設計一個50kW的相控整流和PWM整流電路,進行MATLAB仿真分析,比較兩種整流電路的區別,要求分組討論、制作PPT演講,撰寫研究報告。
2.風能、風力發電與控制技術
內容要點:風的產生、特性與應用;風力發電機組的結構、分類與工作原理;風力發電的特點、控制要求和功率調節控制;風力發電機組的并網運行和功率補償:同步發電機組、異步發電機組和雙饋異步發電機組的并網運行和功率補償。
課堂提問:簡述風能轉換的基本原理。風力機的空氣動力學參數有哪些?具體怎么求解?風力機有哪幾種分類方法?
課程項目2:讓學生設計基于全功率變換器的風力發電系統,在課程項目1的PWM整流電路的基礎上,設計整流和逆變電路及其控制算法,進行MATLAB仿真,驗證工作原理,要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。
3.太陽能、光伏發電與控制技術
內容要點:太陽能利用方式、分類及原理,中國光伏發電的歷史和研究現狀;太陽能電池的工作原理,太陽能電池材料的光學性質、等效電路、輸出功率和填充因數,太陽能電池的效率、影響效率的因素及提高的途徑;太陽能電池制造工藝,多、單晶硅制造技術;太陽能光伏發電系統設備構成,正弦波PWM技術,逆變器基本特性及評價;獨立光伏發電系統的結構及工作原理、系統構成;并網光伏發電系統的分類、特點、結構、供電形式和設備構成。
課堂提問:多晶硅和單晶硅的制造工藝有什么不同?根據制作工藝的不同它們各有什么特點?什么是正弦波PWM逆變技術?并網光伏發電系統由哪幾部分構成?
課程項目3:讓學生設計小功率并網光伏發電系統,在課程項目2逆變電路的基礎上,設計單相及三相逆變電路及其控制算法,進行MATLAB仿真,驗證工作原理,要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。
4.生物質能的轉換與控制技術
內容要點:生物質能的定義、生物質資源特點及類別;生物質能轉換和發電技術、生物質能轉換的能源模形式,城市垃圾、生物質燃氣發電技術;生物質熱裂解發電技術的分類、生物質熱裂解機理,生物質熱裂解技術及裝置簡介;我國生物質能的利用現狀及開發生物質能的必要性,生物質能發電前景。
課堂提問:生物質能的優缺點是什么?根據其優缺點如何揚長避短充分利用生物質資源?生物質熱裂解的機理是什么?請詳細分析說明。影響生物質熱裂解的因素有哪些?具體是如何影響的?
5.天然氣、燃氣發電與控制技術
內容要點:天然氣水合物的概念,形成機理及化學性質;天然氣的綜合利用、環境價值與發展前景;小型燃氣輪機發電機組的原理及用途、主要形式及應用前景;燃氣輪機組的電能變換與控制系統、電網供電及控制;燃氣發電機組的并網運行與控制策略,DC-AC低頻并網逆變技術,DC-AC/ AC-DC-AC三級變換高頻環節并網逆變技術;燃氣發電機組高頻并網逆變的控制策略。
課堂提問:小型燃氣輪機組并網發電的原理是什么?簡述燃氣輪機組電能變換系統的結構和工作原理。燃氣發電機組高頻并網逆變是如何實現的?
三、結束語
在充分吸收國外高?!靶履茉窗l電技術”模塊化教學模式的基礎上,以人才培養為中心,凝練教學內容、改革教學方法,提高了學生對該課程的學習興趣,課堂互動得到明顯改善,不同專業背景的學生能夠對課程項目進行協作研究,發揮各自的特長收集和吸收國外前沿技術,在PPT演講、研究報告撰寫方面鍛煉了學生的綜合能力,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
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生物質能概述范文4
關鍵詞:生物質;發電企業;發展戰略
1 生物質發電現狀概述
相對于傳統火力發電而言,生物質發電對環境親和性更好,且發電效率較高,是一種十分有效的可再生能源發電方式。目前,生物質發電主要通過農林廢棄物直接燃燒、農林廢棄物氣化、垃圾焚燒、垃圾填埋氣、沼氣等方式發電。從資源情況來看,我國生物質能源資源極為豐富,完全具備發展生物質發電產業的硬性條件。雖然相對于歐美等發達國家而言,我國生物質發電起步較晚,但近幾年有了長足的發展。一直以來,我國生物質發電主要目標為“改善農村能源”,起步于農村戶用沼氣,并在秸稈氣化方面部署了試點。近年來,政府對生物質發電的重視程度愈來愈高,并落實了一系列政策,為生物質發電創造了一個良性的發展環境。根據相關發展目標,未來我國將建成550萬千瓦的發電裝機總容量,并且到2020年實現3000萬千瓦的發展目標,到2025年,生物質發電將在再生能源中占據主導地位,成為緩解能源短缺問題的重要途徑之一[1]。
2 生物質發電企業發展過程中存在的問題分析
近年來生物質發電企業發展較快,但依然受到了部分因素限制,制約了其發展速度,具體表現為以下幾個方面[2]:(1)審批流程較為復雜。生物質發電項目審批要經過多個環節,并且需要呈交評價報告,包括地質評價、水資源評價、電力評價等。由于審批部門與資源監管部門是分離的,所以項目評價周期較長,一定程度上降低了項目審批效率。(2)項目規劃缺乏前瞻性。盡管我國能源資源十分豐富,但人口基數大,導致人均資源擁有量較低,造成經濟發展與能源供給之間的矛盾愈來愈突出。生物質企業在制定戰略規劃的過程中,偏重于短期規劃,在中長期發展規劃方面存在不足,使得戰略規劃缺乏前瞻性,不利于企業長遠發展。同時,在項目決策上主要是參考預測模型做出決策,但預測模型往往與實際情況存在偏差,導致決策出現問題。另外,企業制定戰略目標期間,未能充分結合產業鏈動態及市場動態情況作出有效規劃,導致企業與市場及產業鏈產生偏離。(3)戰略成本偏高。部分電力企業在發展生物質發電過程中,存在急于求成的情況,在制定策略時未充分考慮市場環境、政策環境,缺乏深入分析,戰略計劃存在盲目性[3],導致戰略成本上升。國內部分生物質電廠在技術、設施方面相對較為落后,導致整體運營成本偏高。另外,國內生物質發電整體技術開發能力及產業體系還處于發展階段,不夠成熟。除沼氣應用外,其他生物質能源利用水平與歐美發達國家相比,還存在一定差距,并且能源資源評價、技術標準、產品認證等方面也不夠健全。
3 生物質發電企業發展戰略分析
3.1 宏觀環境分析
在生物質發電企業規劃發展戰略的過程中,宏觀環境是不可忽視的重點影響因素,甚至可以說宏觀環境為生物質發電企業提供了一個主體方向。從大環境來看,發展生物質發電是我國電力事業的重要趨勢之一。生物質發電具有穩定、經濟、清潔的特征,因此成為了我國新能源產業的重要構成部分,甚至占據了新能源產業的主導地位。與此同時,國家對生物質發電的關注度及重視程度愈來愈高,并逐步加大了政策支持與法律支持力度,為生物質發電企業創造了一個相對穩定的發展環境[4]。在政策導向下,我國生物質發電將迎來發展高峰期。從經濟角度來看,發展生物質發電是與當前社會經濟發展形勢相契合的。電力工業一直是國民經濟發展的基礎,在國民經濟不斷發展的過程中,社會各行各業的用電需求量也在不斷增加,拓展新能源發電也就成為了電力工業發展的重要趨勢之一。從生態環境角度來看,生物質發電對生態環境具有較好的親和性,可緩解電力生產對生態環境所帶來的負面效應,這與可持續發展觀是相互吻合的。以上種種表明,生物質發電是電力行業發展的必然趨勢。因此,生物質企業制定發展戰略規劃時應順應這種趨勢,從市場、技術、人員等多個方面對戰略進行細致化制定,為企業長遠發展打下堅實基礎。
3.2 效益分析
目前,生物質發電應用的主要領域為農村發電。生物質發電不僅緩解了農村用電壓力,還促進了資源循環利用,使得部分廢氣資源“變廢為寶”,創造了較為可觀的經濟效益。同時,生物質發電企業的數量不斷增多,在一定程度上增加了就業崗位,為農村人口就業提供了支持。通過發展生物發電,進一步促進了社會主義新農村建設,為農民就業、農民增收、農業綜合開發均提供了支撐,所帶來的經濟效益是巨大的。另外,生物質發電潛在的環境效益也不容忽視。
3.3 發展戰略制定分析
(1)保證發展戰略與企業實際情況相契合。生物質發電企業在制定發展戰略的過程中,要充分考慮企業自身實力及綜合狀況,以規劃出符合企業自身發展要求的有效戰略目標。首先,企業要以國家、地區政策及整體產業分布情況作為戰略規劃導向,讓企業戰略與政策方向一致[5]。其次,在制定戰略期間,需要通過深入調查與生物質能評估篩選出合適的發展項目,以此來降低企業運營風險。另外,要重視生物質發電技術戰略部署,將技術作為企業發展的根本動力,以提升企業核心競爭力,讓企業在激烈的競爭環境中獲取一席之地。(2)加強生物質發電技術推廣。技術實力是企業發展的核心競爭力,企業在戰略部署中一定要加強技術創新,通過產、學、研結合的方式促進專業人才培養,構建出一支專業化人才隊伍,對現有的技術資源進行充分整合,以完善技術標準、技術規范,為健全技術體系提供基礎。同時,生物質發電企業應創新商業模式,在政府引導下,通過資本市場完善自身的資金鏈,為企業技術研發提供充足動力;與行業協會及第三方機構加強合作,共同分攤技術創新風險。(3)擴充融資渠道。當前,很多生物質發電企業所面臨的最大問題便是融資困難。為解決資金問題,相關企業應積極獲取政府支持,通過CDM機制獲得融資支持,并可進一步加強與國外研究機構之間的合作,以不斷提升自身技術實力。
4 結束語
在石化能源不斷枯竭的背景下,生物質能源帶來了一條新的發展途徑,為社會可持續發展提供了新的動力。對于生物質發電企業而言,如何制定有效的發展戰略是其所面臨的一道難題。但無論如何,生物質發電企業應抓住產業革命所帶來的契機,結合內外部環境,盡快提升自身技術實力,以在未來的市場中占據一席之地,為自身長遠發展創造有力的基礎條件。
參考文獻
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生物質能概述范文5
關鍵詞:沙棘;多功能林;建設思路
中圖分類號:S793.6
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2017)01000903
1引言
沙棘為胡頹子科沙棘屬的落葉漿果灌木或小喬木,雌雄異株。沙棘根系發達、枝繁葉茂、生長迅速、結實量多、喜光、耐風沙、耐干旱、耐嚴寒、耐貧瘠,適應性極強,同時又有很高的綜合開發利用價值,特別是沙棘果、葉、皮含有豐富的生物活性物質和維生素、氨基酸、脂肪酸、微量元素等多種營養成分,具有營養保健及增強人類體質食用和藥用價值,在食品、保健品、藥品及化妝品等領域有廣泛的用途。是營造多功能林,實現生態效益和經濟效益雙贏的優良樹種。
2沙棘在大興安嶺林區栽培的適應性分析
目前在大興安嶺林區引種栽培的沙棘主要是從蒙古沙棘亞種中選育得來的果實較大的類型。野生的蒙古沙棘亞種主要分布在俄羅斯的新西伯利亞的巴爾瑙爾以及貝加爾湖的烏蘭烏德鄰近地區,其生境條件與大興安嶺林區的自然條件基本相似(表1)。
由表1可以看出,沙棘的原產地與大興安嶺林區生境條件基本相似,沙棘在大興安嶺栽培的生長發育條件都是比較適合的。大興安嶺林區在沙棘的引種研究和培育技術方面取得了許多成功經驗。1998年春季,大興安嶺林業集團公司林科所引進原產于俄羅斯聯邦哈卡斯共和國米努辛斯克果園(北緯57°13′),2006年株高2 m以上,冠幅1.5 m;2004年引種沙棘二年生苗3000株,定植于林科所實驗基地苗圃,成活2600株,成活率88%;2007年引進沙棘14個品種,培育沙棘苗70萬株,營造沙棘生態經濟景觀林67.6 hm2;加林局古里苗圃2000年引種的俄羅斯大果沙棘4個品種,營建采種林45畝,造林750畝,現生長良好,采種育苗近3萬株;白樺苗圃1993年營造中國沙棘1000畝,造林后雖未加管理,但是保存率仍在50%以上,生長良好。經多年的研究觀測沙棘在本區無凍害、無病蟲害、生長旺盛、結實正常,證明大興安嶺的自然條件可以滿足大果沙棘的生態生物學特性。
3大興安嶺林區沙棘多功能林營造類型
3.1沙棘生態經濟林
大興安嶺林區有大量的生態脆弱區,這些地區森林生態系統抗干擾和生態恢復能力較弱,一經破壞就難以恢復良性生態環境,生態環境極易因自然條件改變而造成偶發性和必然性自然災害。特別是近年來的農業開發、亂墾濫伐等行為嚴重破壞了地表植被,植被的破壞和地表結構的改變,使得地表層物質抵御外力侵蝕的能力降低,植被復生困難,加劇了森林退化、土地荒漠化和水土流失。在上述地區或陽陡坡、干旱立地條件下營造沙棘生態經濟林,除在較短的時間內發揮生態效益外,還能利用果實產生經濟效益。
3.2沙棘經濟果樹林
沙棘經濟果樹林,需立地條件較好,是以采果為主,追求最大經濟效益為目的的林種。大興安嶺林區有大量的退耕還林地、荒地、河流漫灘,可在適生范圍內,選擇立地條件好、土壤肥沃、水分條件較好的場地種植以采果為主的沙棘經濟林。沙棘三年生扦插苗定植后,第三年開始結實,第四年開始大量結實,第五年平均單株產果量大于5 kg。由于該樹種結實沒有明顯的大小年之分,隨著樹高、冠幅的增大,結實量將隨之增長。按第五年最低產果量5 kg/株計算,則單位面積產量為5×[2500×85%×(8/9)]=9444 kg/hm2,按現行市場最低價計算,則第五年單位面積效益為近1萬元/hm2。近年來,現代科學已研究發現沙棘葉、果及種子中含有人體所需的18種氨基酸和豐富的維生素A、B、C、E,還有人體必需的微量元素鋅、鐵、鈣和近200種對人體有益的生物活性物質,其中維C含量是號稱“維C之王”獼猴桃的8倍,維A含量明顯高于魚肝油,維E含量也可列各水果之冠,每克沙棘鮮果超氧化物歧化酶(SOD)含量達到2746.0個酶單位,是人參含量的4倍,這實為自然界中所罕見。將這些生化成份經分離、提取后,進行沙棘產業系列產品的開發及利用,其經濟效益非??捎^。
3.3沙棘生物質能源經濟林
大興安嶺林區有大量的不適宜發展農業的邊際土地資源和荒山,以及廢棄礦區土地可在這類場地種植以薪柴為主、采果為輔的沙棘生物質能源經濟林。沙棘作為能源樹種具有再生能力強,抗旱能力強、耐平茬產薪量多、熱值高等優點,因此營造生物質能源林沙棘是首選樹種。據甘肅省鎮原縣武溝鄉營造沙棘林的實踐,4年生沙棘產干柴7.8~10.5 t/hm2,相當于6~8 t標準煤。內蒙古磴口沙棘薪炭林測產結果為4年生產薪材5.4~8t/hm2。對甘肅、寧夏、山西、內蒙古等省區22種主要木本植物試樣測定結果,沙棘熱值排名第二,僅次于二年生油松枝。在大興安嶺林區的生境條件下,4年后按保守數字估計產出林木生物質5~6 t/hm2,如果以1.5 t林木生物質可替代1 t標準煤計算,相當于3.33~4 t標準煤。第四年開始大量結實,可產果6 t/hm2,按現行市場價出售,可獲產值9000元/hm2。培育和開發利用沙棘生物質能源林,還可有效促進造林綠化和防治土地退化,有利于提高土地的利用率,減輕土壤侵蝕和水地流失,促進生態良性循環。
3.4沙棘飼料經濟林
由于大興安嶺林區氣候寒冷,縮短了牧草生長期,成為提高牧草產草量的一項限制因素,冬、春飼草嚴重缺乏。國內外在沙棘的研究中,培育出了畜牧飼養用的飼料沙棘品種,其枝葉含有豐富的蛋白質、脂肪及許多生物活性物質,是多種牲畜喜食的木本飼料,其營養價值高于普通牧草,而且再生能力強,有“鐵桿牧草”之稱。沙棘自身的飼料價值超過了優良飼草的標準(優良飼草的指標為粗蛋白10%~20%,粗脂肪2.5%~ 5%,粗纖維20%~30%,無氮浸出物30%~45%),高于飼料之王紫花苜蓿和草木樨。沙棘每年嫩枝葉產量超過15000 kg/hm2,是紫花苜蓿(6305 kg)的2.5倍,每2畝沙棘可養一只羊。 據內蒙古準格爾旗張川鄉放牧調查,用沙棘飼養的羊每只產肉較其他草場平均高5 kg/只,產毛量高30%。沙棘嫩枝葉可貯藏3個月,牛羊驢豬均喜食。冬季喂奶牛,每頭日產鮮奶10 kg,喂其他家畜也膘情穩定。目前各地已培育出十余種無刺放牧型新品系,解Q了有刺不便放牧的難題。沙棘加工的果渣和籽粕仍含有一定量的脂肪、維生素和豐富的蛋白質及其他多種活性物質,是飼養牛羊極好的飼料添加劑,可促進畜牧業的發展。
2017年1月綠色科技第1期
劉曉輝:合理營造沙棘多功能林的建議
植物與植被
3.5沙棘景觀護路林
由于沙棘適應性好,根系發達、壽命長,可做為大興安嶺林區高等級公路路基邊坡灌木防護林的首選樹種。此外沙棘在美化公路上比其它喬灌木樹種有著無可爭議的優點,黑龍江省的許多高等級公路都用沙棘做景觀護坡樹種,如哈(爾濱)―大(慶)高速、碾(子山)―北(安)公路等。其他植物冬季起不到美化公路的作用,而沙棘樹冠整齊,一年四季“非葉即果”,樹葉濃綠、果實鮮艷,5月份開花、展葉;8~9月底果實成熟,附著在果枝上;秋冬果實累累,色彩艷麗,一般分為紅色、桔紅色、桔黃色、黃色等;繁茂鮮艷的沙棘果掛在枝頭,翌年春不落,在皚皚白雪襯托下格外醒目,成為冬季公里兩側一道靚麗的風景線。沙棘枝莖生長快,萌芽力強,耐修剪。因此,沙棘還是美化生態環境的良好樹種,可以作為公園、村莊、田邊、渠旁、路邊的防護性觀賞綠籬。
4沙棘多功能林的建設思路及建議
4.1建設規模
大興安嶺林區有大量的適宜營建沙棘多功能林的土地。2015年森林資源統計各類無林地面積84358 hm2。其中:采伐跡地571 hm2、火燒跡地81716 hm2、宜林荒山荒地59989 hm2、宜農林地103663 hm2。這些宜林地均適合沙棘的生長,在2017~2027年分10年建設沙棘多功能林10000 hm2,可在重點區、局建示范基地1000 hm2。
4.2發展模式
根據生態區位,土地資源分布,因地制宜,制定政策,確立營造方法、經營模式。全區實行統一規劃,合理布局,建立科學的經營體制和經營管理模式。把沙棘多功能林建設與國家林業生態重點工程建設項目,林區產業結構調整,退耕還林、天然林保護、工程造林等工程建設相結合;與增加職工收入,發展林區經濟相結合;與木本生物質、加工利用、林業產業相結合,實行多模式配置,以建立長期穩定的生產基地。
4.3經營方法
積極鼓勵各種社會主體跨所有制、跨行業、跨地區,以資金、實物、技術、土地使用、勞務入股等參與沙棘多功能林建設。大力發展非公有制造林,推行家庭承包、聯戶承包、租賃經營、股份合作,集體和個人等多種造林組織形式。堅持多方式多方法,堅持“誰造誰有”,“誰經營誰收益”的政策。加大招商引資,提供和創造優惠政策,環境條件,吸收具有經濟技術實力的生產加工企業來林區建立基地,生產加工產品,以促進產業發展。
5結語
沙棘所具有的經濟和生態上的雙重優勢和其極高的抗逆性、廣泛的適應性及其相關制品的純綠色與多功能特性,使其改善生態環境促進經濟發展的多用途樹種。實踐證明,沙棘不僅在水土保持、防風固沙等方面發揮了顯著的生態效益,而且已經成為種植地區的經濟
來源之一,為該地區的人們帶來了巨大收益。因此,在大興安嶺林區大面積營造沙棘多功能林,對于S富本地的樹種資源,保持森林的穩定性,發揮森林多種效益,促進經濟發展具有重要作用。
參考文獻:
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[2]蔡繼增,程文全.優良灌木沙棘林的營造技術[J].林業實用技術,2004(5):45~46.
生物質能概述范文6
關鍵詞:生物質 爐前給料系統 選擇
中圖分類號:TS653 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)012-263-02
1 概述
生物質能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能。目前可供利用開發的資源主要為生物質廢棄物,包括農作物秸稈、薪柴、禽畜糞便、工業有機廢棄物和城市固體有機垃圾等。在眾多生物質中,一些農產品進行深加工產生的副產品(稻殼、棉殼、花生殼、棉稈等)有著特有的優勢。
利用生物質能發電是我國迫切需要解決新能源出路的最好途徑之一。
生物質電廠與常規火電廠的區別主要在于燃料的性質不同,對給料裝置的要求有其特殊性。由于生物質燃料具有比重小、流動性差、易著火等特點,因此,爐前給料系統是生物質電廠的難點。
2 生物質給料裝置簡介
生物質料均具備密度小、流動性差的特點,而纖維類生物質如秸桿、樹皮等相互間易纏繞,在料倉中易搭橋起拱,因此生物質料倉一般均需設置料倉給料裝置。
目前國內幾種典型料倉給料方式:
(1)平底方形料倉,在料倉底部設置給料裝置如翻板、螺旋軸等來保證將料倉內的物料給到后續輸送裝置內。根據料倉的高度不同,這種破拱給料裝置可以設置一層或多層。
(2)平底圓形料倉,在料倉內設置垂直和水平兩個方向的螺旋給料裝置,垂直螺旋裝置起下壓破拱作用,水平螺旋裝置則將物料向給料口聚集給到后續輸送設備內,并保證料倉內的物料正常循環。其中垂直螺旋裝置可根據料倉大小設置一條或多條。
(3)方形倉帶椎體小倉,在方形料倉內設置旋轉耙子,將上部物料通過耙子 耙到下部的椎體小倉內,再給到后續輸料裝置中。根據料倉的高度不同,這種耙子可以設置一層或多層。
平底方形料倉方式應用較為普遍,國內應用的爐排爐基本都是采用這種方式。雖然這種方式應用最多,但也暴露了很多問題,如在料倉高度較高時對底部的給料裝置壓力較大,啟動時電機電流過大易燒壞,因此在實際應用中有的電廠將此處的電動裝置改為液動裝置來減少故障;在料倉超過一定高度時料倉內會出現起拱而斷料,因此,每隔一定高度需設置一層破拱給料裝置使系統更加復雜并增加電耗。
平底圓形料倉方式為國外的新技術,是專門針對生物質料的特性進行研發的,但在國內實際應用并不多。根據實驗裝置運轉情況來看,在料倉不大只安裝一根垂直螺旋裝置時運行比較可靠且不易起拱斷料;但是這種料倉體積不大,存料量很小不能滿足純燒生物質電廠燃料耗量的要求。根據實際觀測推斷,在料倉直徑增大時料倉內部需設置多條垂直螺旋,使結構變得很復雜,垂直螺旋與水平螺旋的轉速比更加難以調節,且當其中一條或幾條螺旋故障時使料倉內物料更易起拱或堵料。
方形倉帶錐形小倉方式為國內的新技術,是針對秸稈類生物質料的特性進行研發的,但實際應用也不多。這種方式是沿用煤倉結構,在錐形小倉進口處裝設旋轉耙子進行破拱給料。這種破拱方式結構簡單,對秸稈類生物質非常有效并且電耗??;另外出口較小與后續設備連接靈活。但這種方式中沿用了煤倉下部的錐體小倉,容易導致堵料,實際效果有待于實際應用的檢驗。
總體來說,以上三種料倉及給料方式均可行,但都存在一些問題需進一步的研究改進。
國內電廠生物質輸送方式起步晚,發展比較緩慢,但生物質輸送在工業加工方面應用比較廣泛,因此電廠的輸送方式基本都是借鑒工業方面的應用經驗并在實際應用中進行改進的。國內應用較多的生物質輸送方式主要有氣力輸送、計量皮帶輸送和螺旋輸送三種。
(1)氣力輸送是通過氣流攜帶物料進行輸送。主要應用于顆粒狀物料輸送,其輸送簡單可靠但應用范圍比較窄,對物料顆粒均勻性要求比較高。在生物質電廠主要用于輸送稻殼。
(2)計量皮帶輸送是通過皮帶帶動上面堆積物料進行輸送。皮帶輸送易于控制并可進行稱重計量,輸送穩定可靠并可長距離輸送,應用廣泛。但是皮帶輸送機在爐膛煙氣反竄時,易造成皮帶高溫老化斷裂。因此在生物質電廠中多用來給料倉上料,以及在多級給料的中間級進行計量。
(3)螺旋輸送是靠螺旋葉片旋轉來帶動物料移動。螺旋輸送機的葉片是靠一根主軸帶動旋轉,物料填充在葉片與葉片以及機殼之間,容易卡料堵料,因此螺旋輸送機輸送距離一般較短。同時現階段螺旋輸送機自身無法實現計量功能。但是爐膛煙氣反竄對螺旋輸送機幾乎無影響,因此連接鍋爐給料口的最后一級給料裝置多用螺旋輸送機。
由于秸稈類生物質料及鐵絲等雜物容易纏繞在螺旋主軸及主軸支架上造成卡料堵料等故障,因此市場上出現了一種改進型螺旋輸送機――無軸式螺旋輸送機。這種螺旋輸送機沒有主軸,但螺旋葉片進行了加厚,由電機直接帶動一端葉片進行轉動。此類輸送機為新型產品,應用并不廣泛。
3 國內已建生物質電廠爐前給料系統簡介
從2004年起,國電及五大發電集團投資相繼在山東、河北等地建設了一批生物質直燃電廠。第一批生物質直燃電廠大多引進或借鑒國外的振動爐排燃燒技術,同時借鑒國外爐排爐自帶的爐前給料系統,該系統基本情況如下:
該系統一般采用平底方形料倉,在料倉底部設置有電動板式分料裝置,分料裝置布置方向平行于鍋爐的給料口。分料裝置將料倉內物料給進下面一層與分料裝置垂直排列的螺旋輸送機內,第一級給料機根據料倉寬度可并列布置8-12臺螺旋給料機。物料經第一級螺旋給料機向爐前方向輸送一端距離后,落入第二級螺旋輸送機;第二級螺旋輸送機一般由兩臺輸送機組成,平行于鍋爐給料口布置,將上一級輸送機輸送的物料分別向鍋爐兩側輸送并均勻分配到第三級螺旋輸送機里。第三級螺旋輸送機與鍋爐給料口的數目相同,一般為2-4臺,將物料輸送到鍋爐給料口中。為防止煙氣反竄引發火災,一般在每級輸送機的出口均設置煤閘門,并且螺旋輸送機一般采用向上傾斜布置,同時在第三級輸送機出口與鍋爐進料口之間裝設有翻板式鎖氣器。
這種爐前給料系統是現階段使用爐排爐燃燒生物質的電廠中的標準配置,這種給料系統在燃燒秸桿時總體運行情況良好,能基本滿足鍋爐的給料要求。但由于國內的生物質燃料種類復雜,實際到廠的生物質燃料中帶有各種雜物,因此在實際運行中也有一些問題出現,如分料裝置電機燒壞,倉內物料起拱引起輸送機斷料,給料口翻板處堵料等。因此各個電廠在實際運行中都多少進行了整改,如將分料裝置改為液動,在料倉中增加一級或多級破拱裝置。
另外,有少量電廠使用國產化技術或是改造項目使用單級輸送機而料倉的配置不變。這種給料系統是參考燃煤電廠給煤系統設置的,即一排螺旋輸送機直接將物料由料倉輸送到鍋爐給料口。這種系統中鍋爐給料口參照垃圾電廠設置一個大的進料口,以滿足多臺輸送機的給料要求。這種系統簡單可靠,但受螺旋輸送機可靠性限制一般輸送距離較短。
在化工相關單位,例如一些糖廠的自備電站中采用無料倉的給料方式。這些電廠中使用甘蔗渣做燃料,水分較大,物料顆粒不規則。這種系統是直接通過皮帶將甘蔗渣輸送到爐前,然后通過分料器將物料間斷給到各個溜槽。物料通過溜槽滑入鍋爐給料口進入爐膛。皮帶上多余的物料則在端部卸在廠房內或是返料皮帶上。這種系統十分簡單,投資少。但可靠性差,并且各個料口為間斷給料,不利于鍋爐的穩定燃燒。
由于國內目前使用流化床鍋爐燃燒生物質的電廠比較少,且投入運行時間不長并且不太穩定,因此在流化床生物質鍋爐給料系統方面暫時還無成熟的系統可以借鑒。