目前，燃煤机组耦合农林生物质发电主要有三种技术方案，分别是直燃耦合、间接耦合和并联耦合。
1、直燃耦合
直燃耦合是将生物质与燃煤直接混合进入炉膛燃烧，目前主要有5种技术方案，分别是：（1）原磨煤机耦合方案，（2）生物质与煤预混合耦合方案，（3）送粉管道耦合方案，（4）原煤燃烧器耦合方案，（5）独立生物质燃烧器耦合方案。如图1所示，不同方案区别在于生物质与煤混合的位置不同。
方案（1）是利用锅炉原有的磨煤机，将生物质研磨后送入原有的锅炉燃烧器进行耦合发电。方案（2）是将生物质和煤按照一定的比例进行预混，然后利用原有的输煤管道和磨煤机混合研磨后输送至原有燃烧器。方案（1）和方案（2）对原系统改造较少，改造成本低，在不进行重大设备改造的情况下，掺烧比最高可达10%，由于生物质和煤的特性不同，会对原有制粉系统效率产生影响。方案（3）是为生物质配置单独的处理系统，将研磨后的生物质喷入煤粉管道与煤粉共同进入原有燃烧器进行耦合。方案（4）是将研磨后的生物质直接喷入原有燃烧器进行耦合。方案（3）和方案（4）位增设了生物质处理系统，投资相对较高，掺烧比可提升至20%，但可能产生生物质堵塞煤粉输送管道等问题。方案（5）为生物质配置独立燃烧器，生物质经过独立的预处理、管道进入生物质燃烧器后再进入锅炉炉膛进行耦合发电，此方案燃料适应性好，掺烧比例高，但改造成本也最高。直燃耦合不同技术方案对比详见表1。
2、间接耦合
间接耦合是将生物质在专用设备中气化或热解产生可燃气体，将可燃气体送至燃煤锅炉专用燃烧器中，间接耦合系统如图2所示。
这种处理机制中，需增加生物质气化炉或热解炉，将生物质转化为可燃气体，配合相应的燃烧器在锅炉中燃烧。间接耦合优势是最大程度上降低了直燃耦合中污渍以及腐蚀等问题产生的影响，但此方法系统较复杂，投资较高，过高的掺烧比会造成进入锅炉中的钾含量升高，影响催化剂活性，因此，生物质耦合比例建议控制在10%以内。间接耦合的核心设备是气化炉或热解炉，采用独立的气化热解和燃烧器，燃料适应性强，实现了生物质和煤的灰渣分离，但改造成本与直燃耦合相比较高。
3、并联耦合
并联耦合是在已有燃煤锅炉附近建构独立的生物质燃烧锅炉，产生的蒸汽和燃煤锅炉产生的蒸汽一同进入汽轮机完成发电，如图3所示。这种技术处理机制最大的优势是生物质可100%耦合，对生物质燃料的适应性强，原有燃煤锅炉不受影响，缺点是投资成本最高，需要增设完整的生物质锅炉和管道系统。由于用于耦合的生物质热力系统参数较低，发电效率低于间接耦合发电。
4、方案比较
燃煤耦合农林生物质发电项目三种技术方案比较如表2所示，可以看出：直燃耦合改造成本最低，适用于含Na、K较少的生物质原料；间接耦合改造成本略高，但燃料适应性广；并联耦合系统复杂，改造和维护成本最高，且对生物质热值要求高。对于耦合系统方案，需要综合考虑原料特性、改造成本、政策补贴等各方面因素进行选择。
摘自《“双碳”目标下燃煤耦合农林生物质发电技术及应用》
作者：王肖祎，张波，赵龙生
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