煤电环保技术典型案例 | 国能荆门电厂：国内首台套燃煤耦合生物质气化发电项目
为深入贯彻落实国家“建设能源强国”与“双碳”战略目标，推动煤电行业清洁、低碳、智慧化转型，中华环保联合会能源环境专业委员会在2026（第二届）能源环境技术大会期间，组织开展煤电环保技术创新实践应用案例征集活动。本期推荐案例来自国能长源荆门发电有限公司—燃煤耦合生物质气化发电项目。
燃煤耦合生物质气化发电项目
一、项目概况
国能长源荆门发电有限公司现有火电装机容量2×640MW，投资、运营两台燃煤机组耦合生物质气化锅炉，分别于2012年、2018年投产，单台设计发电功率为10.8MW，生物质燃料消耗量为8t/h，单台投资约为4000万元。项目依托大型煤电机组，将生物质秸秆气化后送至燃煤机组的锅炉中与煤粉混烧，实现燃煤耦合生物质气化发电。目前已稳定商业化运行超14年，累计发电7.78亿千瓦时。
二、技术原理与工艺流程
生物质原材料破碎加工后，经上料皮带输送至炉前料仓，由螺旋给料机送入高速循环流化床气化炉，在气化炉中被床料携带高速流化，完成快速热解和气化反应生成燃气。未完全反应的残炭粒子被高温旋风分离器收集后送回气化炉继续循环反应。生物质燃气经过高温除尘、适当降温后，再由高温热燃气风机送入燃煤锅炉与煤粉混燃，实现生物质气化再燃发电。该系统采用高温燃气利用方式，无焦油和其他二次污染问题，系统发电效率远高于一般生物质直燃电厂。
三、项目亮点
项目为国内首台套大容量生物质工业化气化炉，研发了燃煤电站锅炉秸秆气化再燃发电技术并建立了示范工程；
开发了基于大体积通流返料技术的大型生物质高速循环流化床气化炉；
开发了燃气-导热油-电厂凝结水组合换热技术和高温燃气输送设备和技术，解决了焦油沉积难题；
采用生物质气化热燃气旋流再燃技术，实现生物燃气在大型超临界燃煤电站锅炉高效稳定利用。
项目共获16项专利，其中获发明专利4项，12项成果获实用新型专利，形成了完整的自主知识产权体系。首创的“热量折算电量计量方法”已形成行业标准，参与修编的《燃煤机组耦合生物质发电能效计算规程》团体标准已发布实施。
四、项目优势
1、投资省、占地少、建设周期短：项目利用现有火力发电厂的土地、水、电、汽等，不需另外配套锅炉、汽轮机、发电机及输电设备，大幅降低工程造价，缩短建设周期。
2、效率高、处理能力大：生物质处理能力强，气化效率高，高温燃气显热及焦油热量随炉充分利用，仅有少量飞灰捕集后排出，机械不完全热损失小。依托高参数大容量火力发电机组耦合发电，生物质能源利用效率可提高至35%以上。
3、清洁环保无污染：焦油以气态进入高温锅炉内被充分燃烧，省却了焦油处理设备，避免焦油排放与处理带来的环境污染。秸秆气化后固体残留为草木灰，是优良的有机肥原料，通过气力输灰集中收集后实现综合利用。炉底灰渣送到燃煤锅炉循环燃烧，彻底消除残留污染物，整套系统真正实现“零”排放。
4、项目结构简单：气化炉主体结构主要有上料系统、给料系统、主床反应器、返料器、除尘器、换热器和燃气输送系统组成。转机设备少、耗电低，运行方式简单，调整灵活。
5、对锅炉无负面影响：450MW及600MW负荷下掺烧对比试验表明，掺烧后飞灰可燃物含量从4.90%下降至4.11%，固体未完全燃烧热损失从1.71%下降至1.41%，锅炉热效率提高了0.26%，SCR入口NOx降低了11.2mg/Nm3。未发现生物质燃气对锅炉燃烧及环保排放产生负面影响。
五、环保与社会效益
项目运行14年来，完成发电量7.78亿千瓦时，耗用生物质燃料43万吨，减少煤炭耗用约21万吨。减排二氧化碳46万吨，二氧化硫3300吨，减排氮氧化物1260吨，减排烟尘2.5万吨，缓解农民焚烧秸秆造成的“狼烟”及“雾霾”的污染，并为当地农民增收约2.15亿元。
六、推广应用情况
项目运行稳定、安全可靠，其运行时间长期稳定在火电机组运行时间95%以上。项目通过当地环保部门验收，并作为典型应用案例得到湖北省环保厅的大力推荐应用，在省内已新建5台套类似项目。湖北省能源局出台了电量补贴支持政策，按照年度电量计划的一定比例安排燃煤机组电量计划。2025年完成首台套大容量生物质气化炉纯氧气化工业试验，取得圆满成功，其燃气品质完全满足深度加工制甲醇等应用场景。
