0 引言
随着能源生产和消费革命的推进，传统能源企业都在寻求自身转型，以拓展新的业务市场和新的利润增长点。综合能源服务作为能源领域转型升级的主要方向，获得了前所未有的关注，也孕育着巨大的市场空间。
综合能源服务是在传统的冷、热、电、燃气基础上发展起来的，以客户为主体，利用大数据、云计算、物联网等数字化技术，实现多能协同供应，最终提高能源系统效率、降低用能成本的能源服务。综合能源服务包含的内容和模式很广，近年来分布式可再生能源、冷热电三联供、储能、能源互联网等的研究与应用受到了广泛关注[1]。
分布式能源服务是园区综合能源服务的重要组成部分，需要具有能源利用效率高、污染物排放低等优势。目前，天然气冷热电三联供、分布式光伏发电、分散式风力发电、地源热泵等是园区面向用户侧的主要用能形式[7-8]。园区级的清洁供热是园区综合能源服务的一项重要内容，化工、纺织、印染、食品、医药、水泥等工业园区有着大量的供热需求。但是由于小型燃煤锅炉正在被集中取缔，有供热需求的园区侧实际用能过程中，存在着天然气仅供燃烧供热的情况，使得高品质的天然气能源存在着严重的“高能低用”问题[9]。同时，由于我国天然气资源紧缺，价格长期呈上涨趋势，天然气锅炉经济性欠佳。文献[10]以某工业园区为例，提出了以循环流化床锅炉+背压式机组热电联产的小型分布式能源系统，具有较好的经济效益和环境效益。
1 多流程循环流化床技术
图1
图1
多流程循环流化床
1—主燃室；2—副燃室；3—燃尽室；4—分离器；5—主返料系统；6—副返料系统。
Fig. 1
Multi-pass circulating fluidized bed
“三床两返多流程”的结构对生物质(稻壳、木屑、玉米芯等)、工业固体废弃物(烟梗、中药渣、咖啡渣、糠醛渣等)、煤炭（褐煤、烟煤等）都具有极强的适应性。
2 多流程循环流化床技术的应用
2.1 多流程循环流化床在生物质燃烧领域的应用
生物质能是重要的可再生能源，具有可再生、产量大、分布广的特点，在应对全球气候变化、缓解能源供需矛盾、保护生态环境等方面发挥着重要作用，是我国能源战略发展的重要组成部分。2017年，国家能源局综合司在《关于促进可再生能源供热的意见》中，明确提出要积极发展生物质能供热，在农作物秸秆资源量大的地区推行生物质热电联产集中供暖或工业供热[19]。2019年，国家能源局综合司在《国家能源局综合司关于请报送生物质锅炉清洁供热有关情况的通知》中，明确指出生物质锅炉供热是绿色低碳清洁经济的可再生供热方式，适用于中小工业园区供热和城镇供暖。
图2
图2
燃生物质多流程循环流化床锅炉
Fig. 2
Biomass fired multi-pass circulating fluidized bed boiler
2017年4月，由江苏省特种设备安全监督检验研究院对2台多流程循环流化床锅炉(以稻壳为燃料)进行能效测试，测试结果显示：1号锅炉的热效率为90.86%，2号锅炉的热效率为91.17%。
表1 多流程循环流化床(燃稻壳)排放检测结果
Tab. 1
| 项目 | 检测值 | 排放浓度限值 |
| 颗粒物 | 9.7 | 20 |
| SO2 | 16 | 50 |
| NOx | 115 | 150 |
2.2 多流程循环流化床在工业固体废弃物燃烧领域的应用
工业固体废弃物一般是指工业生产活动中产生的固态、半固态废弃物质，如造纸行业产生的草渣、制糖行业产生的蔗渣、烟草行业产生的烟梗等。2017年我国一般工业固体废弃物产生量为33.15亿t，综合利用量为18.12亿t，处置量为7.98亿t。工业固体废弃物产生量大，对环境影响广泛。工业固体废弃物的处置是我国迫切需要解决的环境问题，一次能源紧缺的现状也决定了工业固体废弃物的清洁高效能源化利用势在必行。对于一些可燃性工业固体废弃物，如中药渣、烟梗、酒糟、醋渣、咖啡渣、糠醛渣等，可以进行清洁燃烧处理，一方面可以实现工业固体废弃物环保处理，另一方面可以产生蒸汽用于企业生产，降低企业生产成本。
热华能源在四川烟叶复烤有限责任公司德昌复烤厂投资建设有1台15 t/h多流程循环流化床锅炉(如图3所示)，项目采用建设–经营–转让模式，燃料为德昌复烤厂烟叶复烤加工过程中产生的约6 000 t/a的烟梗废弃物，产生的蒸汽用于德昌复烤厂的烟叶复烤生产。多流程循环流化床的技术特点有效地解决了烟梗燃烧过程中的结焦、积灰和焦油处理的问题，将烟梗变废为宝，实现了资源的综合利用；锅炉的实际热效率可维持在90%左右，节约了煤的使用量，降低了生产成本；消除了烟梗废弃物储存、运输、销毁过程的费用以及造成的环境污染。
图3
图3
燃工业固体废弃物多流程循环流化床锅炉
Fig. 3
Industrial solid waste fired multi-pass circulating fluidized bed boiler
该系统中设置布袋除尘器进行除尘，采用炉内加石灰石的方式脱硫。2016年3月，四川中测凯乐检测技术有限公司对德昌项目进行了排放测试，检测结果如表2所示。多流程循环流化床锅炉(燃烟梗)污染物的排放达到GB 13271—2014中规定的燃煤锅炉大气污染物浓度限值要求。
表2 多流程循环流化床(燃烟梗)排放检测结果
Tab. 2
| 项目 | 检测值 | 排放浓度限值 |
| 颗粒物 | 14.6 | 50 |
| SO2 | 295 | 300 |
| NOx | 169 | 300 |
2.3 多流程循环流化床在煤燃烧领域的应用
煤炭是我国最主要的一次能源，2018年在我国一次能源结构中的占比为58%。虽然我国一直在重点区域实施煤炭消费总量控制，并且依法淘汰10 t/h以下的燃煤小锅炉，但是国家能源委员会也明确指出保暖保供要“宜电则电、宜气则气、宜煤则煤”，进一步扭转了以往清洁供暖就是去煤化的思维。多流程循环流化床锅炉在煤的清洁燃烧利用上有突出优势。
热华能源在富阳海通管庄有限公司富阳工厂投资建设有1台15 t/h多流程循环流化床锅炉(如图4所示)，项目采用合同能源管理模式，替代工厂原有的10 t/h和6 t/h的燃煤链条锅炉。2017年2月，对锅炉进行了能效测试，锅炉的热效率为89.30%。
图4
表3 多流程循环流化床(燃煤)排放检测结果
Tab. 3
| 项目 | 检测值 | 排放浓度限值(GB 13271—2014) | 排放浓度限值(DB 33/2147—2018) |
| 颗粒物 | 8.2 | 20 | 10 |
| SO2 | 30 | 50 | 35 |
| NOx | 45 | 150 | 50 |
3 多流程循环流化床技术在综合能源服务中的应用案例
基于多流程循环流化床技术对于多种燃料的适用性，以及高效率、低排放的特点，热华能源将多流程循环流化床锅炉应用于园区级的综合能源服务，根据园区的发展规划及实际用能需求进行多流程循环流化床锅炉的设计和建设，可以提供冷热电三联产，实现能源梯级利用、提高能源综合利用率、减少环境污染。
图5为多流程循环流化床锅炉在江苏兴化兴东工业园脱水果蔬产业园的综合能源服务项目。该项目按照“统一规划、分步实施”的原则进行设计和建设。项目一期，建设2×45 t/h生物质多流程循环流化床锅炉，已于2017年1月建成投产，实现了兴东工业园区脱水果蔬产业园的生物质集中供热；项目二期，将2×45 t/h生物质多流程循环流化床锅炉扩容到2×55 t/h，新建1×6 MW抽凝发电机组，新建1×25 t/h燃气锅炉(备用)，实现热电联产，目前已经启动，预计于2020年底实现并网发电；项目三期，拟建冷冻物流园，对生物质能源进行梯级利用，实现冷热电三联产。
图5
图5
多流程循环流化床锅炉综合能源服务项目
Fig. 5
Integrated energy service project of multi-pass circulating fluidized bed boiler
4 结论
多流程循环流化床技术具有“多燃料混烧”的特点，针对多种燃料的热效率达到88%~92%，且污染物排放均达到了排放浓度限值的要求，实现了生物质、可燃工业固体废弃物、煤炭等多种燃料的清洁高效燃烧，有效解决了传统工业锅炉燃料适用范围窄、原始污染物排放高的问题。园区级的综合能源服务可以根据当地的资源条件，在一年内根据燃料的供应情况选择合适的生物质资源、工业固体废弃物或者煤炭作为燃料，实现多种燃料混烧。在分散能源的分散利用基础上，可以有效平抑某一种燃料短缺引起的价格波动，降低综合燃料成本。
多流程循环流化床技术实现了循环流化床技术的小型化，可以实现多种燃料的清洁高效利用，将传统的化石能源与可再生能源完美结合起来，可为园区级的综合能源服务提供有效支撑。
参考文献
Optimal design and operation strategy for integrated evaluation of CCHP (combined cooling heating and power) system
[J]
Review of key problems related to integrated energy distribution systems
[J]
卧式循环流化床锅炉燃烧的数值模拟
[J].
