東北地區(qū)是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地，每年在提供大量的商品糧的同時(shí)，也產(chǎn)生著大量的玉米、水稻等作物秸稈，受氣候條件制約，大量秸稈連年還田腐解不徹底易影響下茬耕作，而秸稈離田利用成本高、利用價(jià)值低，導(dǎo)致秸稈成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物。同時(shí)，東北地區(qū)冬季漫長寒冷，需要大量的燃料取暖，而廣大農(nóng)村地區(qū)多以薪柴、秸稈為燃料分散取暖，傳統(tǒng)低效率、高排放的爐灶普遍使用，不僅浪費(fèi)了大量的燃料，還給廣大農(nóng)村地區(qū)造成了嚴(yán)重的室內(nèi)外空氣污染，影響居民的身心健康。

通過秸稈打捆直燃清潔供暖技術(shù)，可將秸稈打包后直接在專用鍋爐燃用，實(shí)現(xiàn)從田頭到爐頭無縫銜接，秸稈消耗利用量大，自然生態(tài)耦合性好，有效解決秸稈露天焚燒問題，不但不影響第二年春耕，而且秸稈燃燒后的灰渣可制備有機(jī)肥料還田利用，達(dá)到減施化肥的目的；減少了秸稈收儲運(yùn)，燃料不需要二次加工轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)，裝備結(jié)構(gòu)相對簡單，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，從而有效降低供暖成本，投資和經(jīng)濟(jì)效益顯著；節(jié)能減排效果好，遠(yuǎn)低于燃煤鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且秸稈燃燒后灰渣極少，極大地減少堆放煤渣的場地面積和所產(chǎn)生的二次污染問題；可有效取代城鎮(zhèn)現(xiàn)有燃煤鍋爐，滿足居民冬季采暖用能需求，不但易于被農(nóng)民接受，更有利于促進(jìn)區(qū)域能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

應(yīng)用情況

核心技術(shù)“北方寒冷地區(qū)秸稈打捆直燃清潔供暖技術(shù)”，作為秸稈能源利用新工藝，起步相對較晚，但近年來在東北地區(qū)發(fā)展迅速，應(yīng)用前景十分廣闊。目前，該技術(shù)已被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部納入到《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳十大技術(shù)模式》中，《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》明確鼓勵(lì)使用秸稈打捆直燃鍋爐供暖，同時(shí)被黑龍江省納入到《散煤治理"三重一改"攻堅(jiān)行動(dòng)實(shí)施方案（2020-2022年）》中重點(diǎn)推廣技術(shù)。截至2020年底，黑龍江省秸桿打捆直燃鍋爐共109處，合計(jì)810蒸噸，為6.2萬戶供暖，供暖面積達(dá)458.5萬平方米。該技術(shù)的應(yīng)用推廣極大地改善了區(qū)域農(nóng)村人居環(huán)境，提升了居民幸福感。

技術(shù)效果

秸稈直燃鍋爐結(jié)構(gòu)相對簡單，設(shè)備運(yùn)行相對穩(wěn)定，對運(yùn)維人員能力素質(zhì)要求不高，減少了電力能源消耗以及人工等生產(chǎn)成本，且不需要二次耗能將秸稈加工成型，與壓塊燃料相比，每噸燃料可節(jié)省加工和二次運(yùn)輸成本近300元，供暖綜合成本遠(yuǎn)低于秸稈壓塊燃料鍋爐。

通過技術(shù)示范，采用秸稈打捆直燃供暖方式，采暖期農(nóng)戶家庭室內(nèi)溫度保持在20-25℃，秸稈原料成本相比原有燃煤鍋爐，年原料成本節(jié)支達(dá)55%左右。一方面可以降低熱用戶熱費(fèi)支出，提升居民幸福感，一方面增加了供熱企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)要點(diǎn)

（一）裝備適配。根據(jù)供暖面積合理規(guī)劃布局秸稈運(yùn)輸半徑，保障充足秸稈原料供應(yīng)。一般每平方米供暖面積年可消耗秸稈80-100kg，1蒸噸鍋爐（功率0.7MW）可為6000-7000平方米居民住宅供熱，每個(gè)供暖期秸稈原料消耗約480-700噸，對應(yīng)農(nóng)田面積約1000-1400畝。

（二）秸稈收儲。秸稈收集可由供暖企業(yè)負(fù)責(zé)或與合作社合作將秸稈在田間打包成型，運(yùn)往企業(yè)集中存放備用，或可就地存放，分期拉運(yùn)，實(shí)現(xiàn)秸稈的當(dāng)季消納。

（三）秸稈進(jìn)料。該技術(shù)對秸稈的含水率、含土量要求不高，原料適應(yīng)性好，含水率35%以內(nèi)、含土量20%以內(nèi)的秸稈均可燃用，且不需要制粒加工，省去了加工環(huán)節(jié)。此外，根據(jù)直燃鍋爐功率，秸稈消耗量，選擇自動(dòng)機(jī)械或簡單破包上料等方式，將原料輸送至進(jìn)料口。

（四）爐內(nèi)燃燒。秸稈包由自動(dòng)給料裝置輸送至鍋爐進(jìn)料口。在進(jìn)料口前設(shè)置有干燥區(qū)，降低水分以減少 NOx 排放。預(yù)熱后秸稈在爐內(nèi)破包，然后通過二次燃燒和分區(qū)分級分相燃燒技術(shù)，配合合理的煙氣流速，最終實(shí)現(xiàn)高效燃燒。直燃鍋爐熱效率一般可達(dá)83%-88%，高于普通燃煤鍋爐的70%左右。

（五）余熱回收和煙氣凈化。在直燃鍋爐尾部布置有省煤器、空氣預(yù)熱器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)和冷凝換熱器等凈化裝置，煙氣通過除塵、脫硫、脫氮，凈化達(dá)標(biāo)后排入大氣，一般打捆直燃鍋爐顆粒物排放量約2.0kg/h，SO2排放0.9kg/h，NOx排放6.8kg/h。

（六）灰渣還田。秸稈打捆燃燒后產(chǎn)生10%-15%左右的灰渣，主要是灰分和田土，含有鉀元素和硅等中微量元素，同時(shí)灰渣中的雜草種子、蟲卵、病原菌等有害物質(zhì)被完全去除，可用作肥料和基質(zhì)。因此，可應(yīng)用灰渣生產(chǎn)秸稈灰基肥料和育秧基質(zhì)，一方面解決灰渣二次污染問題，還可實(shí)現(xiàn)秸稈“過爐還田”，促進(jìn)農(nóng)田系統(tǒng)養(yǎng)分平衡，保證技術(shù)的節(jié)能環(huán)保性。

適宜區(qū)域

適用于東北地區(qū)以種植業(yè)為主的鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯，該區(qū)域作物秸稈資源豐富、原料易獲得、秸稈打包收儲較便捷，結(jié)合大中型鍋爐改造，對住宅小區(qū)、公共服務(wù)設(shè)施、企事業(yè)單位等進(jìn)行集中供熱，將秸稈綜合利用與區(qū)域環(huán)境治理、農(nóng)民增收、鄉(xiāng)村治理“三位一體”統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)區(qū)域清潔方式采暖替代散煤取暖，切實(shí)改善北方農(nóng)村人居環(huán)境質(zhì)量。

注意事項(xiàng)

一是在管理方面，建議采用政府支持，企業(yè)實(shí)施管理，技術(shù)單位合作等方式，協(xié)調(diào)供熱管理運(yùn)營。

二是合理規(guī)劃布局打捆直燃供暖項(xiàng)目，保障經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑內(nèi)有充足的秸稈原料供應(yīng)，并科學(xué)匹配熱源和熱用戶，如果涉及到管網(wǎng)輸配要綜合考慮熱效率、工程建設(shè)和運(yùn)營成本。

三是供熱工程需配套集中供熱管網(wǎng)等基礎(chǔ)配套設(shè)施，并符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，并建議建立供熱質(zhì)量信息反饋平臺，構(gòu)建全自動(dòng)、全天候鍋爐監(jiān)測控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供熱生產(chǎn)與監(jiān)督長效運(yùn)營機(jī)制。