生物发电(生物质发电原理)
生物质发电是一种可再生能源发电，利用生物质所拥有的生物质能来发电。包括农林废弃物直接燃烧、农林废弃物气化、垃圾焚烧、填埋气和沼气发电。世界生物质发电起源于20世纪70年代。当时，全球石油危机爆发后，丹麦开始积极发展清洁可再生能源，大力推广秸秆等生物质发电。从1990年开始，生物质发电在欧美许多国家开始蓬勃发展。
中国是一个农业大国，原材料资源丰富。每年各种农作物秸秆有6亿多吨，其中可作为能源利用的约4亿吨，我国林木总生物量约190亿吨，可利用量9亿吨，可作为能源利用的总量约3亿吨。如果应用有效，发展潜力会很大。
一、原材料发电市场估算空
2007年至2015年，国家出台相关政策支持农林生物质能发展。国家对行业的支持重要从三个方面:税收优惠，农林生物质发电免征占收入10%的所得税，增值税一收就退；电价补贴，农林原材料享受0.75元/千瓦时的发电收益，比火电高0.4元/千瓦时左右；竞争性覆盖，政策规定粮食主产区、每个县、100公里范围内不得重复建设生物质电厂。根据2016年底能源局公布的可再生能源发展“十三五”规划，将根据生物质资源条件，有序发展农林生物质直燃发电和沼气发电。到2020年，农林生物质直燃发电装机达到700万千瓦，沼气发电达到50万千瓦。到2020年，生物质发电总装机达到1500万千瓦，年发电量超过900亿千瓦时，其中农林生物质发电装机达到700万千瓦。
二、用原料发电的技巧原理
(1)发电原理:类似于燃煤发电的原理。
原料直燃发电和燃煤火力发电在原理上没有实质性区别。重要的区别在于原材料。火力发电的原料是煤，直燃发电的原料主要是农林废弃物和秸秆。直燃发电是将生物质原料送入适合生物质燃烧的特定蒸汽锅炉，产生蒸汽，带动蒸汽机转动，从而带动发电机发电。具体过程是:将秸秆等原料加工成适合锅炉燃烧的状态(粉状或块状)，送入锅炉进行充分燃烧，使原料燃料中储存的化学能转化为热能；锅炉中的水被加热后会产生饱和蒸汽。饱和蒸汽在过热器中不断被加热成过热蒸汽进入汽轮机，汽轮机带动汽轮发电机组旋转，将蒸汽的内能转化为机械能，最后由发电机将机械能转化为电能。生物质电厂的发电设备和同范围的燃煤电厂非常相似。目前，我国大多数生物质直燃电厂使用的燃烧工具主要有生物质水冷振动炉排锅炉、生物质循环流化床锅炉和组合炉排锅炉，其中水冷振动炉排锅炉是应用最广泛的一种。蒸汽发电机组多为高温高压凝汽式汽轮机组。
(2)生物质发电的核心区别在于燃烧锅炉。
虽然生物质电厂的发电设备与传统的燃煤发电设备相似，但由于生物质在燃烧过程中的特殊性，所应用的燃烧锅炉对技能要求更高。目前最常用的生物质发电锅炉有:水冷振动炉排炉和循环流化床锅炉。
1.水冷振动炉排炉；
水冷炉排锅炉本体由炉膛、冷却室、过热器室和尾轴四部分组成。
炉膛底部设有水冷振动炉排，炉排下部沿锅炉宽度方向对称设有四个独立的风室，风室一旦穿过炉排孔进入炉膛。燃烧室下部截面积大，在燃烧室中下部前后墙水冷壁上形成缩腰机构，设置二次风道，及时投入二次风助燃。适当的一次风和二次风系统以及调节水冷振动炉排的频率和周期可以用来燃烧不同的秸秆燃料。
2.循环流化床(CFB)锅炉:
循环流化床锅炉(CFB)是新一代高效低污染的清洁燃烧技术，基本上是由传统锅炉发展而来，用于燃煤锅炉。以前用于燃煤锅炉，其重要特点是燃料和脱硫剂经过反复的低温燃烧和脱硫反应，可以减少氮氧化物和硫氧化物的排放。循环流化床燃烧发生在炉膛的整个容积空内，是一种三维液体燃烧方式。
与传统燃煤锅炉相比，对原料更实用，也可用于烧技术资源的网基材料。由于生物质燃料和煤的性质不同，当循环流化床用于生物质发电时，锅炉工况会发生相应的变化。
3.循环流化床锅炉应用于原料时的一些不适应性问题；
(1)生物质燃料熔点低，容易结焦。生物资源富含钾、钠，易形成低熔点共晶粘结沙粒。因此，在锅炉设计中应严格控制循环燃烧系统的温度。
(2)生物资源中的碱金属对炉子有腐蚀性。
同样，由于氧化钾和纳米氧化物的熔点很低，在炉膛正常燃烧温度下容易升华，在炉膛内以气相形式出现，会凝结在高温过热器上，腐蚀受热面。
(3)不同原料产生的热量不同，使得燃料供给系统更加困难。
循环流化床锅炉对进料的粒度和密度要求较高，而生物技术资源网的物料和燃料技术资源网有季节性变化，不同的原料有不同的性质，这给循化流化床的定型和建设带来了困难。随着锅炉容量的增加，这个问题更加突出。由于循环流化床锅炉的结构，需要解决受热面磨损、循环物料平衡和物料结焦等问题。对于中压参数的锅炉，尾部受热面的布置应仔细考虑受热面的腐蚀情况。此外，厂用电率高也是机组运行中需要考虑的问题。
(3)两种生物质锅炉的比较
与循环流化床炉相比，水冷炉排炉虽然初期设备投资较大，但考虑到燃烧效率高，单位发电燃料消耗低，设备稳定运行使年发电小时数较多。设备磨损比流化床炉轻，使得日常维护和部件更换成本更低；设备厂用电率低，使得相同装机容量的电厂上网电量更多；从全寿命周期综合考虑，水冷振动炉排炉的总体指标和效益优于循环流化床锅炉。