丹麦秸杆发电技术概述

第一篇：丹麦秸杆发电技术概述

秸杆发电技术概述

来源：中国生物能源网

发布时间：2008-02-01

一 秸杆发电简介：

1.1秸杆发电的基本概况

秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有3.8‰，而煤的平均含硫量约达1％。在生物质的再生利用过程中，排放的CO2与生物质再生时吸收的CO2达到碳平衡，具有CO2零排放的作用，市场前景非常广阔。

秸秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等的出台，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速增长趋势。各级政府在招商引资中也都把秸秆发电作为一个重头戏，秸秆发电概念在资本市场也开始活跃。秸秆发电利国利民，受到越来越多的人关注。

1.2秸杆发电的意义

我国能源结构以煤为主，煤炭所占的比重近70%，造成了严重的大气污染。秸秆发电基本不增加温室气体，所燃烧的是植物当年或前一年转化的空气中的碳，而不像煤炭、天然气、石油那样，是几亿年前的碳。运营2.5万千瓦的生物质发电机组，与同功率火电机组相比，每年可减少二氧化碳排放约10万吨。火电厂大量排放二氧化硫，造成酸雨和酸沉降。而秸秆含硫量为煤炭的10%左右，“此硫非彼硫”，这样生物发电还可大大减少二氧化硫等污染气体的排放。另外，传统火电厂燃煤后大约有30%的废渣产生；而生物质直燃发电产灰率仅为2%左右，灰粉中富含钾等矿物质元素，适当加工可制成高效肥料。因此，秸秆发电的原料是空气里来空气里去，剩余的再回到土里，基本不形成污染。

我国生物质能资源非常丰富，农作物秸秆资源量超过7.2亿t，其中6.04亿t可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术，嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验，结合中国国情，在农村推广实施秸秆发电技术，在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要的意义。秸杆发电不但减少了秸秆焚烧对环境造成的危害、减少了温室气体和有害气体排放，而且对带动新农村建设无疑将起到重要的促进作用。

二秸杆发电的工艺流程：

1生物质能秸秆发电的工艺流程

农作物秸秆在很久以前就开始作为燃料，直至1973年第一次石油危机时丹麦开始研究利用秸秆作为发电燃料。在这个领域丹麦BWE公司是世界领先者，第一家秸秆燃烧发电厂于1998年投入运行(Haslev，5Mw)。此后，BWE公司在西欧设计并建造了大量的生物发电厂，其中最大的发电厂是英国的Elyan发电厂，装机容量为38Mw。

1.1秸秆的处理、输送和燃烧

发电厂内建设两个独立的秸秆仓库。每个仓库都有大门，运输货车可从大门驶入，然后停在地磅上称重，秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25％，则为不合格。在欧洲的发电厂中，这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内，可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分，该探测器能存储99组测量值，测量完所有秸秆捆之后，测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货，并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。

货车卸货时，叉车将秸秆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸秆包放在进料输送机上；进料输送机有一个缓冲台，可保留秸秆5分钟；秸秆从进料台通过带密封闸门(防火)的进料输送机传送至进料系统；秸秆包被推压到两个立式螺杆上，通过螺杆的旋转扯碎、破碎秸秆，然后将秸秆传送给螺旋自动给料机，通过给料机将秸秆压入密封的进料通道，然后输送到炉床。炉床为水冷式振动炉，是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备。

1.2锅炉系统

锅炉采用自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高，因此，烟气在高温时(450℃以上)具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低，易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题，因此，专门设计了过热器系统，已经用在最新的发电厂中。

图1工艺流程图

1.3汽轮机系统

1.3.1汽轮机系统

涡轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致，汽轮机和锅炉，协调锅炉、汽轮机和空冷凝汽器的工作非常重要。

1.3.2空冷凝汽器

丹麦的所有发电厂都是海水冷却的，西班牙的Sanguesa发电厂是河水冷却，英国的Ely发电厂装有空气冷凝器。在中国，空气冷凝器是一种很成熟的产品，可以在秸秆发电厂中采用。

1.4环境保护系统

在湿法烟气净化系统之后，安装一个布袋除尘器，以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25mg/Nm3，大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。布袋除尘器为脉动喷射式，容器由压缩空气脉冲清洁。

1.5副产物

秸秆通常含有3％～5％的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集，这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙，可用作高效农业肥料。

2.秸杆发电技术的进展

农作物秸秆直接燃烧供热发电的利用方式，是一条将秸秆转化为生物质能源可行的工艺技术路线。如果秸秆直接燃烧供热发电示范成功，将成为中国最大的支农项目、最大的节能、环保项目，是我国最可能迅速大面积推广的可再生能源项目。正是由于秸秆直燃发电项目拥有以上特点，同时它又可能解决目前许多企业面临的煤炭供应趋紧，价格持续上升的问题，我国启动实施秸秆发电的示范工程引起了国内外业界的极大关注。

2.1引进的丹麦BWE公司秸秆发电技术居世界领先地位

20世纪70年代爆发世界第一次石油危机后，能源一直依赖进口的丹麦，在大力推广节能措施的同时，积极开发生物质能和风能等清洁可再生能源，现在以秸秆发电等可再生能源已占丹麦能源消费量的24％以上。丹麦BWE公司是亨誉世界的发电厂设备研发、制造企业之一，长期以来在热电、生物发电厂锅炉领域处于全球领先地位。丹麦BWE公司率先研发的秸秆生物燃烧发电技术，迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在这家欧洲菩名能源研发企业的技术支撑下，l988年丹麦诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。

目前丹麦已建立了13家秸秆发电厂，还有一部分烧木屑或垃圾的发电厂也能兼烧秸秆。BWE公司的秸秆发电技术已走向世界。瑞典、芬兰、西班牙等国由BWE公司提供技术设备建成了秸秆发电厂，其中位于英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量3.8万kW。

2.2我国大型企业与丹麦BME公司合资合作蓄势待发

由中国龙基电力科技有限公司与北京德源投资有限公司共同合作经营的龙基电力有限公司，是BWE公司“超超临界锅炉”和“生物质能发电”等核心技术、锅炉设备相关技术及其更新技术进入中国的唯一平台。作为BWE公司在中国电力领域的项目发展公司和窗口公司，龙基电力有限公司将在中国境内投资生产世界先进的发电厂设备，逐步把BWE公司的生物质能发电技术引入中国，在国内生产BWE公司的生物质能发电锅炉及全部配套设备。

2.3生物质能发电工程已列入国家级示范项目

河北晋州(1×25MW)和山东单县(1×24MW)两个示范项目都将引进丹麦BWE公司的世界先进秸秆发电技术，龙基电力有限公司作为项目投资和项目实施单位，在当地做了大量的前期调研，力争在吸收丹麦BWE先进技术的基础上，开创出一条符合中国国情的新路。两个示范项目如能成功，将给我国广袤的农村带来前所未有的新能源革命和巨大的经济效益，如河北晋州项目每年燃烧秸秆20多万t，发电1.38亿kWh。按照每吨秸秆100元的收购价测算，将带动农户增收2000多万元/年；与同等规模的燃煤火电厂相比，一年可节约l0万多tce。

除上述两个示范项目外，江苏如东县、黑龙江庆安县、北京平谷区等生物质能丰富的县(区)都在积极与龙基电力有限公司洽谈，着手筹建秸秆发电厂。

三产品市场前景：

目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用，已引起世界各国政府和科学家的关注。许多国家都制定了相应的计划，如日本的“阳光计划”，美国的“能源农场”，印度的“绿色能源工厂”等，它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至2010年，我国生物质能发电装机容量要超过：300万kw。因此，从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展，加快了技术商业化的进程。随着我国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高，既有经济、社会效益，又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔。

我国农村的秸秆资源相当丰富，主要的农作物种类有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类油料作物、棉花和甘蔗。根据我国地理分布和气候条件，南方地区水域多、气温高，适合水稻、甘蔗、油料等农作物生产，北方地区四季温差大，适合玉米、豆类和薯类作物生长，故播种面积大于其他地区。小麦在我国各地区都普遍种植，播种面积以华中、华东地区最多；棉花产地主要是华东和华中地区，其次是华北和西部地区。预计在2000年到2010年期间，我国每年秸秆资源的可获得量为3.5亿～3.7亿t，相当于1.7亿tce。如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h，年发电量为4500亿kWh。

四建议：

根据国家对可再生能源发电的一系列优惠政策，秸秆发电厂所发电量由电网全额收购；上网电价经当地省政府价格主管部门按现行电价政策提出上报国家发展和改革委员会核批后，一般在0.50～0.60元左右；进口设备的关税和进口环节增值税全免，同时，各地方省市还因地制宜地制定了其它的补贴政策。这些政策的出台为秸秆发电在农村的推广利用提供了有力的保障。

可以预见，在我国农村推广生物质能秸秆发电技术市场广阔，前景光明。

龙基电力集团有限公司Clean Energy Natural Solutions

龙基电力集团有限公司是由龙基电力科技有限公司于2004年1月5日投资成立的外商独资经营企业，注册资本18100万美元，主要从事可再生能源技术的引进开发和可再生能源发电设备的生产。公司的核心技术及产品包括：生物质燃料电站锅炉及辅机设备、清洁煤燃烧技术及设备、秸秆煤炭混和燃烧改造工程等。主要技术来源于丹麦等北欧国家。

龙基电力集团有限公司平谷研发生产基地预计投资约4.2亿人民币,一期工程已于2007年6月投产;目前由龙基电力自主设计、制造的首批产品已经下线，并在国内近十个生物质能电厂项目中使用，部分产品出口欧洲。

作为世界领先的清洁能源技术提供商，龙基电力集团有限公司控股或参股的企业包括：国能生物发电有限公司、国能风力发电有限公司、国能水力发电有限公司、济南锅炉集团有限公司、北京龙基生物发电有限公司、欧洲锅炉集团有限公司、瑞典国能生物能源有限公司。

“以人为本，科技创新”一直是龙基电力发展的核心竞争力。目前，公司正处在一个快速而稳定的发展阶段，我们希望有更多的精英加入龙基电力的事业，并和我们共赢发展！

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公司网站： http://www.xiexiebang.com 丹麦合作方网站：http://www.bioener.dk

第二篇：秸杆还田技术

秸杆还田技术

秸杆还田可以改善土壤的理化性状，增加土壤有机质，培肥能力，提高产量。玉米秸杆还田就是用秸杆还田机、铡草机及其它秸杆加工处理设备和技术手段，使玉米秸杆转化为肥料，实现玉米秸杆的科学利用。玉米秸杆还田的方法是：将摘除果穗的玉米秸（含水量 65%－75%），用机械粉碎均匀撒入地表，然后耕翻入土。其技术要点：一是玉米一经成熟，要及时粉碎还田，一般切碎长度为8－10cm。二是秸杆还田后，每亩增施碳铵20－30公斤，以促进秸杆腐解。三是下茬作物播种前要及时浇水，以加速土壤沉实和秸杆腐解。玉米秸杆还田应注意：有病害的秸杆不能直接还田，如玉米黑穗病、大小叶斑病等；秸杆还田的数量每亩以

不超过 300公斤为宜。

须注意问题：

(1)秸秆的C/N比值较高，一般在60∶1,较高的C/N比值，秸秆在土壤中分解缓慢，微生物在作用作物秸秆时还需吸收一定的氮素营养自身，造成与作物争氮，影响苗期生长，进而影响到后期产量的提高，因此秸秆还田时应注意补施一定的氮肥。

(2)秸秆还田不当，包括还田数量过大，土壤水分不适，粉碎程度不够，翻压质量不好，容易影响播种质量，进而影响到种子出苗及苗期生长。

(3)机械化程度不高，我州缺少秸秆还田配套机具，建议农机部门在此方面做一定的工作。

3.10钢架大棚

设施农业是利用具有特定结构和性能的设施，通过改变小气候，为动植物生长发育提供良好的环境条件而进行有效生产的农业，具有高科技、高投入、高产出、高效益的特点。

塑料钢架大棚抗风险能力较强、使用寿命长、造价适中，适宜普遍推广。下面重点介绍塑料钢架大棚技术：

一、总体要求：

1、选址及环境：宜选择地势平坦、交通便利、水源洁净充足、土壤肥沃、渠系配套、具有一定面积的连片土地。

2、安全性：钢架大棚结构及其所有构件必须能安全承受包括恒载在内的可

能的全部荷载组合，任何构件危险断面的设计不得超过钢管材料的许用应力，钢架大棚及其构件必须有足够的刚度以抵抗纵、横方向挠曲、振动和变形。

3、耐久性：钢架大棚的金属结构零部件要采取必要的防腐、防锈措施，覆盖材料要有足够的使用寿命。

4、稳定性：钢架大棚及其构件必须具有稳定性，在允许荷载、压力、推力下不得发生失稳现象。

5、完整性：钢架大棚必须具有总体的完整性。因外力作用局部损坏时，钢架大棚结构作为一个整体应能保持稳定，不致于发生多米诺骨牌效应。

二、材料要求

1、钢管及冲压零件要求应符合国家标准规定。

2、门幅6米的单体钢架大棚：要求主材料拱杆外径不少于22毫米、壁厚不少于1.2毫米、每根拱杆重量不少于3.1公斤，卡槽采用热镀锌钢板冷弯成型、厚度不少于0.7毫米，塑料薄膜采用聚乙烯制作、厚度不少于0.07毫米，压膜线采用专用大棚压膜线。

3、门幅8米的单体钢架大棚：要求主材料拱杆外径不少于25毫米、壁厚不少于1.5毫米、每根拱杆重量不少于5.3公斤，卡槽采用热镀锌钢板冷弯成型、厚度不少于0.7毫米，塑料薄膜采用聚乙烯制作、厚度不少于0.07毫米，压膜线采用专用大棚压膜线。

4、连栋钢架大棚：主立柱横截面尺寸不少于80毫米×60毫米×2.5毫米(长×宽×厚)，副立柱横截面尺寸不少于60毫米×40毫米×2.5毫米(长×宽×厚)，拉幕梁方管尺寸不少于60毫米×40毫米×2毫米(长×宽×厚)，顶拱外径不少于32毫米、壁厚不少于1.5毫米，内拱外径不少于25毫米、壁厚不少于1.2毫米，天沟用1.5毫米热镀锌钢板冷弯成型，塑料薄膜采用聚乙烯制作、厚度不少于0.12毫米，压膜线采用专用大棚压膜线。

三、安装要求

1、门幅6米的钢架大棚长度不宜超过30米，门幅8米的钢架大棚长度不宜超过45米。

2、门幅6米的单体钢架大棚：要求拱杆间距不大于0.6米、肩高1.5米、插入泥下深度0.35米以上、顶高不低于2.5米，卡槽4道，拉杆1道，斜拉撑

4根，（棚长超过30米的斜拉撑不少于8根，）棚头直杆每端6根并要求与地面垂直，拉杆与棚头直杆采用铆接，压膜线间距不大于1.8米，并用专用地锚固定。

3、门幅8米的单体钢架大棚：要求拱杆间距不大于0.6米、肩高1.8米、插入泥下深度0.4米以上、顶高不低于3.3米，卡槽4道，拉杆3道，斜拉撑4根，（棚长超过45米的斜拉撑不少于8根，）棚头直杆每端6根并要求与地面垂直，拉杆与棚头直杆采用铆接，压膜线间距不大于1.8米，并用专用地锚固定。

4、无外遮荫连栋钢架大棚：要求每栋跨度7-8米，天沟高度不低于3米，顶高不低于4.5米，主立柱间距3-4米，纵向设2组以上“×”形斜拉加强杆，横向设水平或斜加强杆，副立柱间距2米，立柱基础为200毫米×200毫米×700毫米(长×宽×厚)的水泥墩，顶拱间距不大于1米，(内拱间距不大于1.5米，设有水平拉杆、吊杆，)压膜线间距不大于1.8米，每栋顶部靠天沟处有机械传动双向卷膜机构，卷膜机构有自锁装置，天沟底部配置积露槽。

5、有外遮荫连栋钢架大棚：要求外遮荫骨架立柱间距3米，并通过钢丝拉线与地面固定，外遮荫在棚顶以上0.5米处，采用尼龙托网线。每栋跨度7-8米，天沟高度不低于3米，顶高不低于4.5米，立柱间距3-4米，纵向设2组以上“×”形斜拉加强杆，横向设水平或斜加强杆，副立柱间距2米，立柱基础为200毫米×200毫米×700毫米(长×宽×厚)的水泥墩，顶拱间距不大于1米，（内拱间距不大于1.5米，设有水平拉杆、吊杆，）压膜线间距不大于1.8米，每栋顶部靠天沟处有机械传动双向卷膜机构，卷膜机构有自锁装置，天沟底部配置积露槽。

第三篇：秸杆还田腐熟技术

秸杆还田腐熟技术，提高农作物秸杆还田比例，减少化肥施用量，增加土壤有机质，既可降低生产成本，又能改善作物品质、提高农作物产量。

章丘市土壤有机质提升调研报告

作者：信息中心 发布时间：2008-10-15阅读次数(933)

一、基本情况

土壤有机质是土壤固相的组成成分之一，尽管土壤有机质仅占土壤重量的很小一部分，但在土壤肥力、环境保护和农业可持续发展方面却具有十分重要的作用和意义。其来源主要有动物、植物、微生物残体和有机肥料。土壤有机质是植物和微生物养料的源泉，可直接或间接为植物生长提供氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素，具有离子代换作用，络合作用和缓冲作用，是植物的生长激素，是评价耕地地力的重要指标。

（一）章丘市耕层土壤有机质含量及分级

通过耕地地力调查全市耕地土壤有机质含量变化范围为3.5～37.4g/kg，平均值为15.4g/kg，比第二次土壤普查时的12.2g/kg，提高3.2g/kg。有机质含量分级及面积，见表1。

表1耕层土壤有机质含量分级及面积

级别

范围（g/kg）1 2 3 4 5 ＞20 16～20 12～16 8～12 ＜8

耕地面积公顷 5230.9 29165.1 16681.3 23325.7 1756.1

占总耕地比例% 6.9% 38.3% 21.9% 30.6% 2.3%

(二)章丘市不同利用类型土壤有机质含量

全市大田土壤有机质平均为15.8g/kg，蔬菜地平均为14.7g/kg，其中露天菜地为14g/kg，日光温室为18g/kg，塑料大棚为20.2g/kg。由此可见，大田有机质比露天菜地高，但低于塑料大棚和日光温室。分析原因主要是日光温室、塑料大棚经济效益高，农民投入大，有机肥投入一般是大田的5倍以上；大田虽然有机肥投入相对较少，但由于实行小麦高留茬、玉米秸粉碎还田、覆草种植、过腹还田等多种行之有效的秸秆还田方式有机质含量也较高；而露天菜地作物秸秆残留少，虽然有机肥投入比大田投入为高，但远远低于塑料大棚和日光温室，加之蔬菜作物产出高有机物分解快，土壤有机质含量比大田为低。

（三）章丘市土壤有机质垂直分布情况

亚耕层（大田20～40cm,蔬菜地25～50cm）是作物根系活动的一个重要区域，尤其是对一些深根作物和根系分布范围较广的作物来说，该地区养分含量对作物生长发育及品质提高都有较大影响。通过调查化验亚耕层有机质含量平均为10g/kg，变幅为1.3～20.8g/kg。大田亚耕层平均为10.9g/kg，占耕层的70%。蔬菜地亚耕层有机质含量见表2，露天菜地亚耕层有机质为9g/kg，占耕层有机质的65.2%；日光温室亚耕层有机质为9.6g/kg，占耕层有机质的54.2%；塑料大棚亚耕层有机质为10.4g/kg，占耕层有机质的32.8%。由此可见大田及露天菜地亚耕层有机质含量下降速度小，而日光温室、塑料大棚亚耕层有机质含量下降速度大。

表2蔬菜地有机质含量垂直分布

层次

样本 深度 cm平均 露天菜地 日光温室 比例

% 塑料大棚 比例%31.7 100 10.4 32.8（个）g/kg 1 2 样本（个）平均g/kg 比例% 样本（个）平均g/kg 13.8 9 100 65.2 6 6 17.7 9.6 100 54.2 0～25 48 25～50 48

二、章丘市增加土壤有机质的基本做法

1、增施有机肥。增施有机粪肥，堆肥、沤肥、饼肥、人畜粪肥、河湖泥等良好的有机肥；鼓励城肥下乡，扶持利用工厂下角料、作物秸秆等建设有机肥生产厂。目前章丘市堆肥资源总量266.6万吨，总用量177万吨；厩肥资源总量52.7万吨，总用量28.2万吨；土杂肥资源总量169.9万吨，总用量118.9万吨。

2、提倡秸秆还田。目前章丘市秸秆还田主要有直接还田、过腹还田、堆沤还田等形式。直接还田以小麦高留茬、玉米秸粉碎还田、果园覆草为主要措施的秸秆还田技术。小麦收割时，留20-30厘米高麦秆，经一个雨季的风吹日晒雨淋，到小麦再播种时，已变成半分解状态，成为较好的有机肥料。秸秆还田简单易行，省力省工。但在还田时，就应加施化学氮肥，避免微生物与作物争氮。据统计章丘市秸秆资源量89.56万吨，直接还田量19.97万吨、过腹还田量36.6万吨、堆沤还田量7.88万吨。

3、粮肥轮作、间作，用地养地相结合。随着农业生产的发展，复种指数越来越高，致使许多土壤有机质含量降低，肥力下降。实行粮肥轮作、间作制度，不仅

可以保持和提高有机质含量，而且可以改善土壤有机质的品质，活化已经老化了的腐殖质，为土壤提供丰富的有机质和氮素，改善农业生态环境及土壤的理化性状。

4、增施商品有机肥。商品有机肥质量好但价格偏高，群众目前只是在日光温室、塑料大棚及少部分露地菜上应用，大田作物极少使用。随着广大群众对食品安全的进一步关注，政府结合国家的有关政策，积极引导和鼓励农民使用有机肥，不断提高地力，提升农产品品质。目前全市商品有机肥年实际用量5.3万吨，生物有机肥0.1万吨，有机无机复混肥10.1万吨。

5、沼液浸种、沼肥还田。大力发展沼气池，在建成圣井、黄河、高官寨等沼气池示范乡镇的基础上，又在其它乡镇全面推开，2007年计划建成13000余个，经过验收，目标基本完成。项目完成后每年全市沼气池消化利用畜禽粪便约4万吨，生产优质沼肥约3万吨。同时沼液又是极好的浸种用肥，可大大提高种子成活率，减少病虫危害。

三、存在问题

1、认识程度不够。包括相当一部分群众及部分政府领导。

2、秸秆还田受还田机械、土壤墒情、还田技术、耕作制度等的影响，秸秆还田规模仍然偏小。

3、商品有机肥价格偏高，群众应用范围受限。

4、不合理施肥现象仍然存在，群众重化肥轻有机肥，重大量元素肥轻中微量元素肥等现象还很普遍。

四、措施

1、加大宣传力度，达到家喻户晓，人人皆知。政府部门实行任期地力培肥责任制，对任期届满，地力培肥不达标和造成地力下降的政府负责人不得提拔和交流，并追究有关人员责任。

2、加大机械购置补贴力度，鼓励群众购买大型联合机械，保证还田有机可用，同时农业行政主管部门及农业科研部门加大培训力度，使还田知识尽快进家庭，进地头。

3、龙头企业建设、龙头企业扶持资金，今后重点向以消化秸秆为原料的有机肥生产企业倾斜，使企业进入正常运行，尽量使有机肥实现就地生产销售，减少运

输环节，降低生产成本，让利与民。

4、加大测土配方施肥推广力度和速度，真正实现施肥比例合理、品种合理、方法合理，真正实现以有机促无机，有机无机相结合，不断培肥地力，提高土地生产能力。

什么是土壤的有机质？土壤有机质有何妙用？

“土壤中的有机质主要是生长在地面上的植物残余物形成的或者人为施用各种有机物，它的性状与数量对于土壤肥力与形成作用都有密切关系，土壤团粒结构、透水性、持水量、通气、吸收量等都决定于土壤有机质。土壤有机质一旦提升，土壤团粒结构就会发生很大改变，容重、孔隙等指标得到提高，从而促进根系吸收氧气，使作物全面地吸收氮、磷、钾等养份。在东北的黑土地上，由于气候独特，土壤有机质一般达到5%—6%；而在南方地区，由于温度、湿度不同于东北，土壤有机质一般要大于2%，就有较好的地力。”省农业厅土肥处处长吴晓军告诉记者，“我省苍溪县连续15年采取秸秆还田、增施有机肥等措施，已使土壤有机质由从前的1.45%提高到现在的3.4%。通过提升土壤的有机质，不仅提高了地力，而且，大大地降低了化肥的施用量，因而极大地降低了成本，因为有机质的原料皆来自于秸秆、畜禽粪便、沼液沼渣等，通过一定的处理，使它们

变废为宝。”

显而易见，提升土壤有机质能使农民增收、农业增效，但是，如何提升土壤有机质还必须有章可循。吴晓军介绍到，“方法很多，常规的有3个：一是采取秸秆还田，秸秆直接还田可以改善土壤结构，有利于固定和保存土壤养分，促进土壤中磷、钾和微量元素的释放，从而提高作物产量，且对后季作物的增产和培肥地力有一定的作用。油菜、小麦秸秆含钾特别丰富，若把它们连续年还田，将减少氮、磷、钾肥的用量达25%—35%。二是大量施用有机肥。尽量使用畜禽类农家肥以及沼液、沼渣，此外，还可施用商品有机肥。三是种植绿肥。种植绿

肥可为土壤提供丰富的有机质和氮素，改善农业生态环境及土壤的理化性状，紫

花苜蓿、剑舌豌豆、紫云英、苕菜都是比较理想的绿肥。”

据吴晓军介绍，当前，由于原材料的涨价，导致化肥价格飞涨，进口钾肥的价格已比去年翻番，同时，由于地震的影响，我省磷矿主产区什邡、绵竹等地90%以上的磷矿资源遭到破坏，这使得复合肥的生产量极大的减少，这些因素对下半年的化肥价格影响很大，化肥价格将居高不下。因此，采取秸秆还田等措施

提升土壤有机质，减少化肥使用量，将是一个费省效宏的事业。

吴晓军所说的提升土壤有机质的3大举措，也许施用有机肥和种植绿肥都不

难掌握，但是秸秆还田就得掌握一点儿窍门，才能真正达到效果。

双流县金桥镇永和村三组村民周东福曾经就把秸秆还田，让秸秆变成肥料留在田间。但问题又来了：有一年春耕时节，他按照农技术人员的指导，将秸秆平铺在田里，然后放水泡田准备插秧。他采用的是抛秧，秧倒是抛下田了，但由于麦秸秆不能迅速腐烂，秧苗落在麦秸秆上，很多都没有接触到土壤，造成了秧苗的死亡，“那一年，秧苗的死亡率达到了20%。”秧苗死了就得补插。可每户农民育多少秧苗，都是按照土地面积的多少按事先计划进行的。因而，周东福只得四处寻找有多余秧苗的农户，“找的人多了，人家就要收钱，那年我每亩多花50元买秧苗，为了让补插的秧苗跟得上长势，每亩又多花10元的肥料钱，如果加上人工费，每亩田就多耗费近100元。对于我们农民来说，这笔费用可不小。”不光是周东福，还有很多农民遇到同样的麻烦，“我们也希望实现秸秆还田，都盼望着有啥技术能让秸秆很快腐烂，让秧苗能接触土壤，给我们避免损失。”可喜的是，由于一项科学技术的运用，使周东福等农户终于摆脱了困惑。日前，周东福从淤泥里抠出一把秸秆，只见秸秆已经发黑，跟淤泥混在一起。他用

指头捏了捏，秸秆当即被捏得粉碎了。他高兴地说：“腐烂得真快！3年前开始，我们采用微生物腐熟剂来腐烂秸行，过去的问题已经不是问题了。”

吴晓军说，如果将麦秸秆从栽种水稻起就直接还稻田，到水稻收割时，这些秸秆都还不能腐熟。如果在秸秆上施用微生物腐熟剂，1个月以后，秸秆就开始腐烂，到水稻收割时，秸秆已经全部腐烂，不影响下一轮耕作。而且，施用微生

物腐熟剂，一亩只需再投入13—14元的成本，大多数农户都能接受。微生物腐熟剂为何有此奇效？原来，土壤肥力的高低和提升土壤肥力的关键是土壤中腐殖质及腐殖酸的多寡。微生物催腐剂是依据土壤腐殖质、腐殖酸形成因子配置不同兼性微生物种群及种群数量，以酵母菌、纤维分解菌、乳酸杆菌的种间，优化组合而成的新型科技产品。围绕增加土壤腐殖质或腐殖酸为核心，致力于通过有益微生物的补充结合秸秆还田达到提升土壤中腐殖质或腐殖酸含量为目的，并结合适应南北地区种植业的耕作制度(少耕，免耕)和气侯特点选择并合理搭配适合于南北双方农耕区的微生物种群：即呼吸类型为兼型中温区微生物，符合有利于生成腐殖酸的微生物种群，针对作物秸秆的成份特征，主要选择

菌落为酵母菌，纤维分解菌，乳酸杆菌。

目前，微生物腐熟剂快速腐烂秸秆这一技术在全国许多地方得到了应用，好评如潮。双流县农发局土肥站站长陈东明说，最开始，他们对微生物催腐剂并没有认同感，为了解决秸秆问题，他们曾经把秸秆收集起来送到有机肥生产厂家，经过处理后再送回农田，“但过程太麻烦，农民没有积极性。”

最终，陈东明还是被说服拿出试验田搞微生物催腐剂应用效果的试验。不试不知道，一试忘不了，他热情高涨，在他的推荐下，2006年，双流县金桥镇、彭镇的试验田竟达到了5200亩，2007年，县土肥站又向全县推广10万亩以上。陈东明信心十足地说，“农民是讲求效果的，这种微生物催腐剂一亩田的耗费只

有11.5元，而且操作简单，只需要把秸秆均匀铺在田间，用催腐剂兑水后喷洒

在上面即可，秸秆腐烂得快，不会造成秧苗死亡。”

陈东明将记者带到金桥镇永河村的一片试验田中，试验田被分割成8块，其中用微生物催腐剂实现秸秆还田的那块田，稻子长得尤为茂盛，比专门用化肥的那块试验田的长势还要好。试验田是周东福家的，他看着青翠茂盛的稻田欢喜地 说：“以后用不了那么多化肥了，我又节约了一笔钱。”

第四篇：风力发电技术

风力发电技术和风能利用方式

1973年发生石油危机以后，西方发达国家为寻求替代石化燃料的能源，在风力发电技术的研究与应用上投入了相当大的人力和资金，充分综合利用空气动力学、新材料、新型电机、电力电子技术、计算机、自动控制及通信技术等方面的最新成果，开创了风能利用的新时期。

德国、美国、丹麦等国开发建立了评估风力资源的测量及计算机模拟系统，发展了变桨距控制及失速控制的风力机设计理论，采用了新型风力机叶片材料及叶片翼型，研制出了变极、变滑差、变速恒频及低速永磁等新型发电机，开发了由微机控制的单台和多台风力发电机组成的机群的自动控制技术，从而大大提高了风力发电的效率和可靠性。

风电场是大规模利用风能的有效方式，20世纪80年代初在美国加利福尼亚州兴起。而海岸线附近的海域风能资源丰富，风力强，风速均匀，可大面积采获能量，适合大规模开发风电。然而在海上建造难度也大：巨大的基座必须固定入海底30m深度，才能使装置经受得住狂风恶浪的冲击；水下的驱动装置和电子部件必须得能防止高盐度海水的腐蚀；与陆地连接还得需要几公里长的海底电缆。

2.2风电装机容量

德国的风力发电装机容量已达610.7万kW，占德国发电装机容量的33%，居世界第1位。西班牙风电装机容量283.6万kW，居世界第2位。美国风力发电装机容量已达261万kW，居世界第3位。丹麦风电技术也很先进，装机容量234.1万kW。印度风电增长很快，到2000年累积装机容量已达到122万kW。日本的风电装机容量46万kW，运行较稳定的是海岸线或岛上的风力发电站，已达576台风电设备。

2.3各国的风力发电政策

目前风电机组成本仍比较高，但随着生产批量的增大和技术的进一步改进，成本将会继续下降(见表1)。许多国家建立了众多的中型和大型风力发电场，并形成了一整套有关风力发电场的规划方法、运行管理和维护方式、投融资方式、国家扶持的优惠政策及规范、法规等。

表1世界风电装机容量（万kW）和发电成本（美分/kW·h）

年份******97199819992000

容量******1393184

5成本15.310.97.26.66.15.65.35.15.04.94.8

数据来源：丹麦BTM咨询公司

欧洲发展风电的动力主要来自于改善环境的压力，将风电的发展作为减少二氧化碳等气体排放的措施。德国、丹麦、西班牙等国都制定了比较高的风电收购电价，保持了稳定高速的增长，1996年以后年增长率超过30%，使风电成为发展最快的清洁电能。丹麦风电技术的发展策略是政府不直接支持制造厂商，而是对购买风电机组的用户提供补贴。英国的《可再生能源责任法规》要求到2010年，每个电力供应商必须使可再生能源的电力供应量达到总电量的10%。

美国政府为鼓励开发可再生能源，在20世纪80年代初出台了一系列优惠政策。联邦政府和加利福尼亚州政府对可再生能源的投资者分别减免了25%的税赋，规定有效期到198

5年底，另外立法还规定电力公司必须得收购风电，并且价格应是长期稳定的。这些政策吸引了大量的资金采购风电机组，使刚刚建立起来的丹麦风电机组制造业获得了大批量生产和改进质量的机会。到1986年这3个风电场的总装机容量达到160万kW。2002年美国德州的风电容量为118万kW。德州政府规定，到2009年可再生能源的发电容量至少应达到200万kW，并拟订了110.4万kW的风电建设计划。

印度是一个缺电的发展中国家，政府制定了许多鼓励风电的政策，如投资风电的企业，可将风电的电量储蓄，在电网拉闸限电时，使有储蓄的企业能够得到优先供电。

澳大利亚的发电能源主要依靠煤炭。政府为改善电能结构，制定了一项强制性的可再生能源发电计划，太阳能——风力电站将成为可再生能源利用的重要组成部分。

3我国风力发电的开发现况

我国拥有丰富的风能资源，若采用10m高度的风速测算，陆地风能资源理论储量为32.26亿kW，可开发的风能资源储量为2.53亿kW。我国近海风能资源约为陆地的3倍，由此可算出我国可开发的风能资源约为10亿kW。

风能资源富集区主要在西北、华北北部、东北及东南沿海地区。20世纪70年代末80年代初，我国通过自主开发研制，额定容量低于10kW小型风力发电机实现了批量生产，在解决居住分散的农牧民和岛屿居民的用电方面有着重要意义。在国家有关部委的支持下，额定功率为200、250、300、600 kW的风力发电机组已研制出来，并在全国11个省区建立了27个风电场，浙江、福建、广东沿海及新疆、内蒙古自治区都有较大功率的风力发电场。东部沿海有丰富的风能资源，距离电力负荷中心又近，海上风电场将成为新兴的能源基地。国家计委在20世纪90年代中期制定了“光明工程”和“乘风计划”, 1997年当年装机超过10万kW，到2001年底总装机容量约40万kW。

我国风电技术还处于发展初期，较欧美落后，关键原材料或零部件主要依靠进口。风电机组是风电场的核心设备，主要依靠进口机组，在风电场的建设投资中是主要部分，占总投资的60%～80%。为鼓励风电的开发，我国对300kW以上机组免征进口税。风电随着技术的发展和批量生产，成本会继续下降。

第五篇：风力发电技术综述

风力发电技术综述

摘要：风能是目前全球发展最快的可再生绿色能源，风力发电系统是将风能转化为电能的关键系统，它直接关系到风力发电的性能与效率。它主要对风力发电的发展现状和前景、风电系统的控制技术、风力发电机及其风电系统和风力发电中的关键技术作了简单的介绍。

关键词：风力发电；控制技术；并网技术；低电压穿越

引言

在全球生态环境恶化和化石能源逐渐枯竭的双重压力下，对新能源的研究和利用已成为全球各国关注的焦点。风能作为一种可再生的清洁能源，受世界各国的重视程度越来越高，也越来越多的被应用到风力发电中。除水力发电技术外，风力发电是新能源发电技术中最成熟、最具大规模开发和最有商业化发展前景的发电方式。由于它可以在改善生态环境、优化能源结构、促进社会经济可持续发展等方面有非常突出的作用，目前世界各国都在大力发展和研究风力发电及其相关技术。

1.国内外风力发电的现状和前景

1.1 国外风力发电发展现状世纪80 ～90 年代，风力发电技术得到了飞速的发展并且逐渐成熟。风力发电凭借它自身的优点，已经延伸到了电网难以达到的地方，给他们带来了很多方便。据全球风能理事会(GWEC)发布的全球风电市场装机数据显示，全球风电产业 2011 年新增风电装机容量达四万一千兆瓦。这一新增容量使全球累计风电装机达到二十三万八千兆瓦。这一数据表明全球累计装机实现了两成多的年增长，新增装机增长达到6%。到目前为止，全球七十多个国家有商业运营的风电装机，其中二十二个国家的装机容量超过 1GW。据估计到 2030 年，欧洲风电装机可达三百亿瓦，可满足欧洲百分之二十的电力需求。

1.2国内风力发电发展现状

我国风力资源储量丰富，分布广泛。陆上可开发的储量为2.53亿kW，海上可开发的储量为7.5亿kW。“大规模、高集中开发，远距离和高电压输送”是我国风电发展的重要特征。近年来，我国风电发展迅猛，2006～2010 年风电总装机容量从260万kW增长到4 182.7万kW，2010年新增风电装机1 600万kW，累计装机容量和新增装机容量均居世界第一。预计2020年我国风电累计装机可以达到2.3亿kW。这意味着未来十年中，风电总装机容量

平均每年需新增1 800万kW。预计每年需新增机组及其配套变流器约9 000台。

2.风电系统的控制技术

风力发电系统的运行方式有三种：独立型、并网型和联合型。并网型风力发电系统由风力机控制器、风力机、传动装置、励磁调节器、发动机、变频器和变压器等组成。

风力发电机组包括风力机、发电机、变速传动装置及相应的控制器等，用来实现风能与电能的能量转换。风力发电的关键问题是风力机和发电机的功率和速度控制。

风电机组中将风能转换成机械能的能量转换装置是风力机，它由风轮、迎风装置和塔架等组成。按结构不同，风力机可分为水平轴式和立轴式两种；按功率调节方式不同，风力机可分为定桨距失速、变桨距和主动失速 3 种。

风电机组中的发电机将机械能转化为电能，发电机在并入电网时必须输出恒定频率(一般为 50 Hz)的电能。按照发电机转速的不同，发电机可分为恒速和变速两类，其中变速需要通过变频器来实现。变频器采用电力电子变流技术和控制技术，将发电机发出的频率变化交流电转换为与电网频率相同、能与电网柔性连接的交流电，并且能实现最大风能跟踪控制。按照拓扑结构的不同，变频器可分为交-交型、交-直-交型和矩阵型三种；按照变频器容量的不同可将变频器分为部分容量和全部容量(全额)两种。

变速传动装置可将风轮的低转速转换为发电机的较高转速，按传动链类型将其分为齿轮箱驱动和直接驱动两种，其中前者包括单级和多级两种齿轮箱驱动。

3.风力发电机及其风电系统

实现恒速或变速风力发电系统有许多种方案，所选发电机的类型主要取决于风电系统的形式。

传统的恒速/变速风电系统共有四种：基于SCIG 的恒速风电系统[1]、基于WRIG 的受限变速风电系统[2]、基于ESC-SCIG 的变速风电系统[3]和基于MMG 的变速风电系统[4]。

现代风电系统一般采用变速恒频技术，这种技术通过变流装置或改造发电机结构来实现。现代变速恒频风电系统共有六种：基于SCIG 的风电系统[5]、基于DFIG 的风电系统[6]、基于直驱式EESG 的风电系统[7]、基于直驱式PMSG 的风电系统[8]、基于半直驱PMSG 的风电系统[9]和基于PMBDCG 的风电系统[10]。

近年来，一些具有商业化潜力的新型风力发电机及其风力发电系统不断涌现。新型变速恒频风电系统主要有以下八种：基于 SRG 的风电系统[11]、基于 BDFIG 的风电系统[12]、基于CPG 的风电系统[13]、基于HVG 的风电系统[14]、基于DWIG 的风电系统[15]、基于

TFPMG 的风电系统[16]、基于DSPMG 的风电系统[17]和基于EVT 的风电系统[18]。

4.风力发电中的关键技术

4.1并网技术的研究和最大风能的捕获

并网技术是通过对全功率电力变换器的控制算法来实现控制目的。并网控制方面，文献

[19]提出了直流侧并网的新方法。在直流电容与 DC/AC 之间安装并网开关。并网前并网开关断开，DC/AC 通过限流电阻对电容进行充电，此时发电机在风力机的带动下转速从 0 上升。当电容充电达到交流电网线电压幅值时闭合并网开关，同步风力发电机并网。正常情况下，发电机转速从低到高逐渐上升，并在某一转速下并入电网。当由于某种原因，发电机在高转速下脱网需要重新并网，由于此时电容已经充电且直流母线电压高于网侧交流线电压幅值，因此只要将并网开关闭合就可实现并网。

直驱式永磁同步风力发电机经电力电子变换器并入电网以后的控制目标是风速小于额定风速时实现最大风能捕获，风速超过额定风速时使系统以额定功率输出[20]。

最大风能捕获的目的就是通过适当的控制，使风力机转速随风速变化，始终沿着最佳功率曲线运行，从而使风能转化最大化。最大风能追踪可以有变桨距调节，也可以通过调节发电机功率来调节转速以保持最佳叶尖速比实现。出于可行性、经济性和可靠性的考虑，当前使用的主要是通过控制发电机输出功率以调节其电磁功率，进而调节发电机转速。

具体实现时，在发电机有功和无功功率解耦控制的基础上，根据有功功率给定的提取方法的不同，又有有速度传感器和无速度传感器的控制方法之分。有速度传感器的控制方法是根据风力机最佳功率曲线和风力机转速实时计算发电机输出功率给定。而无速度传感器的控制方法又有扰动法[21,22,23]、参数估计法、查表法和人工在智能法几类。

4.2低电压穿越的研究

电网电压跌落时，由于受变流器通流能力的限制，网侧逆变器注入电网功率减小。而此刻机侧整流器的功率并没有改变，造成直流侧的过电压。如果维持直流侧电压稳定，则必然造成逆变器过电流。过电压和过电流都将导致电力电子器件的损坏，为了保护变流器不被损坏，风力发电机组将在电压跌落时退出运行。电网穿透率小时，风力发电机组在电压跌落时退出运行还是可以接受的。

然而，随着风力发电规模的不断扩大，若风电机组在电压跌落时仍然采取被动保护式脱网，则会增加整个系统的恢复难度，甚至使故障更加严重，最终导致系统其他机组全部解列。目前在风力发电技术发展领先的一些国家，如丹麦、德国等已相继制定了新的电网运

行准则, 定量给出了风电系统离网的条件（如最低电压跌落深度和跌落持续时间），只有当电网电压跌落低于规定曲线以后才允许风力机脱网，当电压在凹陷部分时,发电机应提供无功功率。这就要求风电系统具有较强的低电压穿越能力，能方便地为电网提供无功支持。因此必须研究低电压穿越的措施，实现电网电压跌落时风力发电机不脱网运行。

文献[24]通过在逆变器交流侧加装无功补偿装置和低通滤波器来应对电网电压不对称跌落对系统所造成的影响，使逆变器只能感受到电网的正序电压，保持其对称工作状态，从而实现低电压穿越；文献[25-28]通过直流侧加卸荷负载以消除电压跌落时直流侧的功率拥堵，避免直流侧的过电压和逆变器的过电流，实现低电压穿越。这些方法都要增加专门的元件，降低了系统的可靠性和经济性，使控制变得复杂。

结论

风电作为我国今后大力重点发展的 3 类新能源之一，在今后将具有广阔的发展和应用前景，风力发电在摆脱对化石能源的过度依赖、缓解中国能源紧缺、改善生态环境和扩大社会效益等方面将做出较大的贡献。本文对风力发电的发展状况，如传统的恒速/变速风电系统、现代变速恒频风电系统和新型变速恒频风电系统进行了简单介绍。随着风电技术的不断变革以及机组制造工艺的持续改进，将来风力发电的竞争力必定逐渐提升，其发展前景广阔。

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