Drax電廠運(yùn)營之4：生物質(zhì)燃料存儲倉

　　英國Drax 6*660MW電廠生物質(zhì)燃料發(fā)電運(yùn)營，從多角度多環(huán)節(jié)介紹。第3節(jié)介紹了的生物質(zhì)燃料運(yùn)輸火車，本節(jié)介紹Drax電廠內(nèi)生物質(zhì)燃料存儲倉。

　　Drax電廠有四個底部白色圓柱形+頂部圓錐型儲存?zhèn)}。存儲倉高50（圓柱）+15米（圓錐），內(nèi)部直徑63米，壁厚0.35米，每個存儲倉可容納7.5-8萬噸生物質(zhì)顆粒燃料，廠內(nèi)存儲燃料可達(dá)30萬噸，滿足4臺660MW生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組約12天的燃料需求。

　　這些生物質(zhì)原料是一種可再生的清潔燃料，Drax電廠也正是通過從生物質(zhì)燃料替代煤的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)清潔可再生能源的升級。

　　生物質(zhì)原料可以用于發(fā)電已經(jīng)在很多國家得到實(shí)現(xiàn)，但大規(guī)模的使用生物質(zhì)燃料發(fā)電面臨著一些與用煤發(fā)電不同的挑戰(zhàn)。在密閉空間中儲存大量的生物質(zhì)燃料會帶來必須全天候管理的風(fēng)險，儲存這些生物質(zhì)燃料的關(guān)鍵困難在于它們的化學(xué)揮發(fā)性。這些生物質(zhì)燃料會在一定溫度條件下釋放出一氧化碳（CO）。在密閉空間中，這種CO會積聚起來，并且由于CO的極度易燃性，需要通過一套高度復(fù)雜的工程解決方案來調(diào)節(jié)整個存儲艙內(nèi)的大氣。只要生物質(zhì)燃料釋放到大氣中的熱量比它們自身在密閉環(huán)境下自然產(chǎn)生的熱量多，就沒有燃燒的危險。

　　燃料倉中的一點(diǎn)生物質(zhì)燃料不會引起火災(zāi)，一小堆也不會，但是，當(dāng)成千上萬的生物質(zhì)顆粒堆積在一起時，壓力增大，導(dǎo)致生物質(zhì)燃料變熱。漸漸地，溫度升高的速度加快，并且超過安全的臨界值。如果能夠移除或限制筒倉中的氧氣供應(yīng)，并清除生物質(zhì)燃料排出的易燃?xì)怏wCO，那么風(fēng)險大大降低。Drax電廠建造圓頂存料倉面臨的挑戰(zhàn)是找到一種管理筒倉內(nèi)部溫度的方法，中性的N2氮?dú)饪梢宰龅竭@一點(diǎn)，通過自動將氮?dú)庾⑷雰Σ厥襾斫档惋L(fēng)險。雖然氮?dú)獠皇钦嬲亩栊詺怏w，但它的活性比CO和O2小得多，這是一個更安全的環(huán)境。為了獲得穩(wěn)定的N2氮?dú)夤?yīng)，大氣中的常規(guī)空氣（78%的氮）通過分子過濾器，過濾掉較大的O2氧氣分子，另一端收集的氣體是96%的氮?dú)狻＿@種富含氮?dú)獾目諝怆S后從存儲倉下方注入，并持續(xù)分布在存儲倉內(nèi)。這不僅是一種防火方法，也是一種在發(fā)生燃燒時可以用于滅火的方法。除了上述控制存儲倉內(nèi)溫度的措施外，存儲倉還配有二氧化碳（CO2）噴射系統(tǒng)和噴水滅火系統(tǒng)，作為消防預(yù)防措施。

　　工程師們面臨的下一個問題是如何精確地檢測存儲倉內(nèi)生物質(zhì)燃料的量。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，每個存儲倉都安裝了聲納系統(tǒng)——這聽起來有點(diǎn)像一只嘰嘰喳喳的鳥——它能持續(xù)反饋料倉有多滿。聲納監(jiān)測系統(tǒng)提供水平、剖面和體積信息，這些信息被轉(zhuǎn)換為儲存的生物質(zhì)燃料的三維圖像。這種容積測量方法允許操作員在裝料或正常運(yùn)行時“實(shí)時”查看和監(jiān)控料倉料位，也可以針對性查看特定區(qū)域。除了聲吶系統(tǒng)之外，料倉內(nèi)布置的多個熱電偶溫度測點(diǎn)也向操作員提供實(shí)時反饋，以便他們評估料倉的狀態(tài)，并有效地計(jì)劃生物質(zhì)燃料的進(jìn)料和出料。氣體監(jiān)測儀也實(shí)時檢測料倉頂部的CO和CO2值，以及O2的消耗量。料倉頂部安裝有雙向閥作為通氣孔，保持相對料倉內(nèi)外相對均勻的壓力，允許空氣在出料期間進(jìn)入，并在氮?dú)獬淙肫陂g釋放上部空間的氣體。大氣控制的最后一個難題是調(diào)節(jié)壓力，在每個料倉的頂部有一個可控的孔，叫做滑動門，除非圓頂被填滿以允許材料進(jìn)入，否則它是關(guān)閉的。這里安裝了一個圓頂吸氣系統(tǒng)，用于過濾和清除填充過程中頭部空間內(nèi)的置換空氣，同時也為CO和其他脫氣產(chǎn)物提供了一條通道。

　　所有這些隱藏在這四個巨大的白色料倉內(nèi)的系統(tǒng)，使Drax電廠的運(yùn)營人員能夠有效地控制內(nèi)部氣體條件，關(guān)鍵是能夠安全地在現(xiàn)場儲存大量具有一定揮發(fā)性的生物燃料。