目前，燃煤機組耦合農林生物質發電主要有三種技術方案，分別是直燃耦合、間接耦合和並聯耦合。

1、直燃耦合

　　直燃耦合是將生物質與燃煤直接混合進入爐膛燃燒，目前主要有5種技術方案，分別是：（1）原磨煤機耦合方案，（2）生物質與煤預混合耦合方案，（3）送粉管道耦合方案，（4）原煤燃燒器耦合方案，（5）獨立生物質燃燒器耦合方案。如圖1所示，不同方案區別在於生物質與煤混合的位置不同。

　　方案（1）是利用鍋爐原有的磨煤機，將生物質研磨後送入原有的鍋爐燃燒器進行耦合發電。方案（2）是將生物質和煤按照壹定的比例進行預混，然後利用原有的輸煤管道和磨煤機混合研磨後輸送至原有燃燒器。方案（1）和方案（2）對原系統改造較少，改造成本低，在不進行重大設備改造的情況下，摻燒比最高可達10%，由於生物質和煤的特性不同，會對原有制粉系統效率產生影響。方案（3）是為生物質配置單獨的處理系統，將研磨後的生物質噴入煤粉管道與煤粉共同進入原有燃燒器進行耦合。方案（4）是將研磨後的生物質直接噴入原有燃燒器進行耦合。方案（3）和方案（4）位增設了生物質處理系統，投資相對較高，摻燒比可提升至20%，但可能產生生物質堵塞煤粉輸送管道等問題。方案（5）為生物質配置獨立燃燒器，生物質經過獨立的預處理、管道進入生物質燃燒器後再進入鍋爐爐膛進行耦合發電，此方案燃料適應性好，摻燒比例高，但改造成本也最高。直燃耦合不同技術方案對比詳見表1。

2、間接耦合

　　間接耦合是將生物質在專用設備中氣化或熱解產生可燃氣體，將可燃氣體送至燃煤鍋爐專用燃燒器中，間接耦合系統如圖2所示。

　　這種處理機制中，需增加生物質氣化爐或熱解爐，將生物質轉化為可燃氣體，配合相應的燃燒器在鍋爐中燃燒。間接耦合優勢是最大程度上降低了直燃耦合中汙漬以及腐蝕等問題產生的影響，但此方法系統較復雜，投資較高，過高的摻燒比會造成進入鍋爐中的鉀含量升高，影響催化劑活性，因此，生物質耦合比例建議控制在10%以內。間接耦合的核心設備是氣化爐或熱解爐，采用獨立的氣化熱解和燃燒器，燃料適應性強，實現了生物質和煤的灰渣分離，但改造成本與直燃耦合相比較高。

3、並聯耦合

　　並聯耦合是在已有燃煤鍋爐附近建構獨立的生物質燃燒鍋爐，產生的蒸汽和燃煤鍋爐產生的蒸汽壹同進入汽輪機完成發電，如圖3所示。這種技術處理機制最大的優勢是生物質可100%耦合，對生物質燃料的適應性強，原有燃煤鍋爐不受影響，缺點是投資成本最高，需要增設完整的生物質鍋爐和管道系統。由於用於耦合的生物質熱力系統參數較低，發電效率低於間接耦合發電。

4、方案比較

　　燃煤耦合農林生物質發電項目三種技術方案比較如表2所示，可以看出：直燃耦合改造成本最低，適用於含Na、K較少的生物質原料；間接耦合改造成本略高，但燃料適應性廣；並聯耦合系統復雜，改造和維護成本最高，且對生物質熱值要求高。對於耦合系統方案，需要綜合考慮原料特性、改造成本、政策補貼等各方面因素進行選擇。

摘自《“雙碳”目標下燃煤耦合農林生物質發電技術及應用》

作者：王肖祎，張波，趙龍生