秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每2吨秸秆热值就相当于1吨标准煤。自从1998年丹麦BWE公司诞生了世界上第一座秸秆生物质电厂之后，BWE公司在西欧设计并建造了大量生物质电厂。我国建秸秆电厂也就是近几年的事。由于我国农作物秸秆资源量比较丰富，每年约有7.2亿t的秸秆量，在中国政府鼓励政策的引导下，生物质电厂一下子如雨后春笋纷纷冒出来。各地政府在招商引资中都把它作为一个重要项目，各个投资集团也把它作为一个经济利益的投资增长点，抢占地盘、抢先申报、短平快建起了一个个生物质电厂，如国能生物发电集团目前取得的核准项目就有40个，遍布全国各地，其它集团投资建设的就更多。但目前这些电厂投入运行之后却发现并非想像中的那样美好，所有电厂无一例外亏损，秸秆发电项目刚刚起步阶段就遭遇了“寒流”，许多已核准电厂被要求暂缓建设，处于观望状态，等待新的政策，这样的状况是许多人意想不到的。
2、秸秆电厂存在的问题
秸秆电厂的目前状况是普遍亏损，究其原因主要存在以下几个方面问题：
(1)投资成本高
生物质电厂由于它的流程结构的特殊性，投资成本较高，一般都在1～1.1万元/(kW'h)．是常规火力发电厂的2倍，因此产生的折旧费、贷款利息等费用都很高。
(2)锅炉效率低
国产锅炉炉型的选择大都参照丹麦的技术，但却忽略了国情不同，丹麦是单一的麦秆，而国内则是秸秆种类复杂，在设计理念上比较单一，漏风、燃烧不完全、炉排设计不合理、秸秆破碎度不均匀、排烟温度高等都造成炉效低。
(3)上料系统复杂、成本高
上料系统都是仿照燃煤机组设计，但秸秆却不同于煤，质轻、体积膨松、易堵、易着火、不流畅，为克服这些问题增加了不少投资。
(4)秸秆收购成本高
由于收集成序复杂，流程太多造成收购成本高，另外无序的建设秸秆电厂，使得有限的资源价格逐步抬高，激烈的资源竞争也使得秸秆价格居高不下。
(5)厂用电高
目前已投产的秸秆电厂厂用电都在12%左右，远高于燃煤电厂6%的水平。
(6)锅炉腐蚀
(7)政策不到位
生物质电厂是环保型企业，是功在当代、利在千秋的事业，政府应该给予扶持，但由于一些政策不到位或不清，造成秸秆电厂的负担加重，利润减少。
由于秸秆电厂存在以上种种原因，使得这一新生的事物刚建成就到了举步维艰的地步，那么如何克服这些困难使秸秆电厂从现有的尴尬中走出来，那就要有针对性的解决问题，炉型的选择直接影响到对秸杆质量和品种的要求，影响到秸秆的收集、储运、打包、切碎、上料等一系列过程，也直接影响燃料系统的整个投资，最终决定了企业的经营效益。实际上，在以上存在的问题中，除了政策因素是由政府控制外，锅炉的制造模式、安装方式、燃烧效能、腐蚀情况、进料形式上等都可以进行技术改造，从而降低成本、提高效率。本人参考了许多秸秆电厂可研报告及一些技术资料结合我国实际情况，思索锅炉的结构能否在形式上有所突破，不局限于丹麦的技术，也不局限于燃煤电厂技术，可以打破常规思维方式。由于秸秆品种的多样性及燃料储运切碎的高投资性，如能设计一种锅炉既能燃烧各种秸秆又可对燃料不用切碎直接进入炉膛燃烧，那将大大提高锅炉的效益，又降低燃料系统的投资，基于这样的设想，设计一种理想化的内循环流化床锅炉。图1为内循环流化床示意图。
3、设计理念
1)秸秆可以整包（非机械压缩）进入炉膛，不用切碎，省去炉前系统的复杂程序和高投资设备。
2)进入炉膛的秸秆要能自由松散，并能完全燃烧。
3)由于秸秆碱金属含量高，炉膛温度不宜过高，防止腐蚀。
4)锅炉结构简单、投资少、易于调节。
4、秸秆燃烧机理
秸秆投入炉膛后的燃烧大概分为四个阶段：
1)预热：秸秆进入炉膛后由床料和炉膛内灼热的空气所干燥并被预热；
2)干燥：预热后析出水分，干燥的秸秆很易于着火。
3)挥发份燃烧：热分解约在250℃挥发份开始析出，325℃开始十分活跃，350℃时已有80%挥发份析出，形成焦碳。挥发份被高温空气引燃；
4)焦碳燃烧：由于焦碳开始被挥发份包围，不易接触到氧气而燃烧，当挥发份快燃烧终了时，焦炭周围温度很高且氧气接触到焦炭表面，从而开始燃烧并产生灰烬。
5、内循环流化床机理
循环流化床锅炉可以分为外循环的循环流化床锅炉和内循环流化床锅炉二类。一般循环流化床锅炉都是指外循环流化床锅炉，如不用分离器，可使固体物料在炉内循环的流化床叫内循环流化床锅炉，它的基本方法为采用不均匀布风，如使床内两侧风速高，中间风速低，造成床内物料产生强烈的内循环。
流化床燃烧对燃料的适应性强，不仅能燃优质燃料，而且能燃各种劣质燃料，在燃煤电厂中灰分高达80%的石煤，水分高达60%的褐煤和洗煤碎石、煤泥都可燃烧。运行时由于燃料在流化床内有较长的停留时间，随风上下翻滚，也有横向的水平运动，另外一部分在流化床中被气流夹带作用将其带到悬浮段，经过扬析作用，一部分较粗的回到床层，另一部分细的随烟气带出炉膛。
由于秸秆的挥发份高、含碳量低、热值低、着火点低、燃烬时间短’i艮适宜流化床锅炉燃烧技术但要解决秸秆进入炉膛后形成堆积的问题。
6、工艺流程
图1中散草直接进入上料皮带，进入给料槽通过给料器推进炉膛，进入炉膛网格架上，一次风通过风室将热风和大量氧气吹进炉膛助燃，炉膛四角布置散料风，类似燃粉炉的四角燃烧技术，它的目的是将进入炉膛的可能形成堆积的秸秆在四角风的吹动下旋转翻飞，达到松散完全燃尽的目的，在炉膛约1／2下位置水冷壁设计三角形折焰角，目的是让炉膛里的旋风旋转到这里有个阻挡作用，可以扰乱旋转的气流形成紊流达到延长物料在炉膛里的燃烧时间，没有燃尽的物料由于遇到阻碍作用，在自重的作用下会下落重新燃烧，而网格架的作用是有效的防止散草进入炉膛后在底层形成推积，在振动炉排中就有由于秸秆堆积从而得不到充足的氧气很快被炉排排去不能完全燃烧的现象。其他部分与普通锅炉类似，
一次风的作用：一次风从底部风室吹入炉膛，让床料“沸腾”，托起并烘干推积的散料。让充足的空气与燃料结合燃烧。
二次风的作用：二次风从中间偏下位置吹入炉膛紊流区，补充空气，让未完全燃尽的秸秆继续燃烧直至燃尽。
散料风的作用：散料风布置在与秸秆进口同一高度的四个角，气流在炉膛内形成切园，它的作用是与一次风结合吹散堆积的秸秆并旋转翻飞，达到松散秸秆的目的。该风可根据不同种类秸秆（如硬质秸秆或软质秸秆）调整风的大小。这是设想的理想化的散料方法。
网格架的作用：网格架的作用主要是避免进入炉膛的秸秆成堆压在炉膛底层上并搅乱床料，同时，它有很好的透气性，可以充分和一次风混合易于燃烧。它的高度应处于床料“沸腾”时最高位置下5～10cm，这样既避免扰乱床料，又可让灼热的物料对秸秆进行“干燥”，应以20cm左右见方孔格为宜，孔大了托不住秸秆，小了会给一次风增加阻力，也阻碍床料的”沸腾”。它的材质由耐热耐磨钢制成。
折焰角的作用：它约处于炉膛中部，在紊流区与稀相区之间，目的是让旋转翻飞的秸秆到这里形成紊流，未燃尽的秸秆在自重下下落再燃烧，而燃尽的灰则随烟气带进烟道。
床料的作用：这是流化床的主要特点。在炉底部布置约40～50cm厚的惰性物料颗粒，由于它一直在炉膛底部，本身温度很高，对进入炉膛的劣质燃科，如潮湿的秸秆有很好的干燥预热作用，使秸秆不易熄火。
放灰器的作用：秸秆燃烧后渣会越来越多，达到一定量时，从放灰器排掉多余的渣，根据炉膛面积可以布置一个到两个放灰器。
内循环流化床锅炉具有对燃料有优异的适应性以及炉内优越的气固相化学反应条件和物料循环，在高碱生物质燃烧中对于解决燃料差异对燃烧的影响和碱金属带来的沉积、腐蚀问题有非常明显的优势。之所以不用带分离器的循环流化床锅炉，是考虑到不同种秸秆自重不同，分离较困难，且由于秸秆不同于颗粒状的煤炭有长度，在分离器出口处易堵塞，同时没有分离器也减少了锅炉本身的投资，降低了成本。
7、可以解决的问题
1)秸秆不用切碎：自由状态推进炉膛，也可以是非机械压缩的秸秆捆，或机械压缩的秸秆包进入炉膛之前先松散一下，免去使用切碎机所带来的各种烦恼。
2)对秸秆质量要求不高：中国农民多少有点小农意识，总想在卖秸秆时掺点水好多卖点钱，使秸秆湿度加大，在目前已投入的秸秆锅炉中，对于潮湿度高的秸秆燃烧状况都不好，负荷难以控制，如使用流化床锅炉由于有高温床料的烘烤，会很快干燥并燃烧。
3)减少腐蚀：由于流化床温度不高，炉膛温度一般控制8500C左右，属于低温燃烧，可以避免灰熔化带来的结灰等问题，可以减少秸秆灰中碱金属的析出，从而避免受热面的腐蚀。
4)适应性广：流化床锅炉可以适应各种秸秆，对秸秆的质量要求也不高，燃烧不同种类秸秆只需调节散料风量即可，但同一时间最好使用同一品种秸秆，不要掺杂，由于不同品种的秸秆自重差别较大，散料风力不易控制。
8、存在的问题
1) -次风与散料风的风量控制。
2)网格架由于与床料的摩擦易于磨损。
3)由于散料风的风力有限，对机械压缩包的松散还是有一定困难的。
9、结束语
设想的流化床秸秆炉，只是一种理想化的模型，炉膛面积、高度、风量等设计还需要理论的计算和实际的试验，真要去做需投入很大的精力和资金，也许实现很难，但对于国情而言，应该向这方向努力，就是减少炉前复杂的切碎打包等系统，从而降低投资成本，提高锅炉热效率。
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