姜积品 孙高峤 李文鑫 唐兴德
中国建筑第八工程局有限公司 辽宁大连 116021
摘要：锅炉的使用已经进入全新时代，随着燃煤、石油等传统燃料的的储存量越来越少，一种新的能源锅炉进入世人的眼帘，那就是生物质燃料锅炉。生物质燃料锅炉具有高效的燃烧过程，将不完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失降到较低，完全解决了燃煤锅炉燃烧不充分而产生的黑烟等污染问题，实现了锅炉能源清洁高效的转换利用，开辟出了一条新的道路。
关键字：生物质锅炉、燃料、节能、环保
一、生物质燃料锅炉定义
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。特点：可再生性、低污染性、广泛分布性。生物质包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
生物质锅炉是将生物质直接作为燃料燃烧的新型锅炉，最早于北欧国家进行过研究，后来在美国也进行过大量的研究工作，随着环保工作已与经济发展工作上升到同等地位，我国也大力开展生物质燃料锅炉的研究工作，并取得了显著的进步。生物质锅炉包括生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉、立式生物质锅炉、卧式生物质锅炉等。
二、生物质锅炉与其他锅炉耗能对比
锅炉按使用燃料可分为燃煤锅炉，燃气锅炉，燃油锅炉，电加热锅炉，生物质锅炉，了解各种燃料的运行成本，可以降低锅炉运行费用，进而增加企业的经济效益，在选购锅炉的时候，这是一个必须要考虑的因素。
下面以加热10吨42℃的热水所需成本为例：
1公斤水升温1度需要1大卡热量，本次计算按自来水10度计算：升温到42度需要升温42-10=32度（Δ=32度），10吨水=50000公斤，升温1度=10000×1大卡=10000大卡，升温32度=10000大卡×32=320000大卡。
1、燃煤锅炉
燃煤锅炉标准煤的热值为5000大卡/公斤，根据各地煤价格取平均值按每公斤1.2元计算320000大卡÷5000大卡×1.2元=76.8元，燃煤锅炉的热效率一般为80%，76.8÷0.8=96元。
2、生物质锅炉
市面上的生物质颗粒热值为4000大卡/公斤，根据各地生物质颗粒按每公斤1元计算320000大卡÷4000大卡×1元=80元，生物质锅炉的热效率一般为80%，80÷0.8=100元。
3、燃气锅炉
天然气的热值是8600大卡/立方米，根据各地天然气的价格取平均值按每立方米3.5元计算320000大卡÷8600大卡×3.5元=130元，燃气锅炉热效率一般为90%，130÷0.9=144元。
4、燃油锅炉
柴油的热值是9600大卡/每公斤，根据现在的柴油价格每公斤按7.6元计算320000大卡÷9600大卡×7.6元=253元，燃油锅炉的热效率一般为90%，253÷0.9=281元。
5、电加热锅炉
电的热值：860大卡/KW，根据工业用电标准，电的价格按1.0元/度计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆320000大卡÷860大卡×1元=372元，电加热锅炉的热效率一般为98%，1860÷0.98=380元。
通过以上数据得出各种燃料加热10吨自来水从10度加热到42度的运行成本为：燃煤锅炉96元，生物质锅炉100元，燃气锅炉144元，燃油锅炉281元，电加热锅炉380元。
从上述数据可知，生物质锅炉运行成本是所有锅炉燃料中较低的，在综合考虑运行成本和环境效益的情况下，选择生物质锅炉还是一种比较经济的做法。
三、生物质锅炉发展现状
1、燃煤锅炉的淘汰给生物质锅炉创造出大量生存及发展空间。
随着全社会环保力度的加强和燃煤市场价格的提高及生物质锅炉技术不断提高和完善，中央环保督促多次要求拆除35蒸吨以下的燃煤锅炉，在广东地区、河南地区、河北地区、宁波地区、延安等等全国许多城市纷纷出台鼓励政策或强制政策，加强城市燃煤锅炉的改造和利用，以生物质燃料替代燃煤。但由于电力、天然气供应和燃气管道的限制，目前无法将我国的燃煤锅炉全部改为电锅炉或燃气锅炉，而生物质锅炉的价格低及运行成本低更容易使用户接受并得以推广，正好填补了这项空白。新型的生物质锅炉拥有了大量的生存发展空间。
2、从环保要求出发，生物质锅炉逐渐发挥重要作用。
（1）生物质燃料含硫量大多小于0.2%，熄灭时不用设置气体脱硫安装，降低了本钱，又利于环境的维护。
（2）采用生物质锅炉熄灭设备能够最快速度的完成各种生物质资源的大范围减量化，无害化，资源化应用，而且本钱较低，因此生物质直接熄灭技术具有良好的经济性和开发潜力。
（3）生物质熄灭所释放的二氧化碳大致相当于其生长时经过光协作用所吸收的二氧化碳，因而能够以为是二氧化碳的零排放，有助于缓解温室效应。
（4）生物质的熄灭产物用处普遍，灰渣可加以综合应用。
3、中国的生物质锅炉技术水平处于发展中国家领先水平。
随着环保、能源消耗、经济发展的矛盾日益凸显，节能环保且使用高效的可再生能源已成为全球科研人员共同研究的课题，生物质能源研究毫无疑问成为重点课题。对于生物质锅炉的技术研究工作，当今中国已在发展中国家处于领先位置。
四、生物质锅炉需解决的问题
虽然生物质锅炉有种种优点，但是缺点依旧存在。由于生物质燃料，尤其是农业废弃物含有比化石燃料更高的氯含量和碱金属含量，使得燃烧后出现沾污、腐蚀及结渣情况出现。
1、沾污与腐蚀
生物质锅炉基本上都存在严重的受热面积灰、过热器沾污的问题，严重的沾污会降低传热效率，局部传热会因沾污覆盖而降低传热效率。
生物质锅炉同样存在过热器腐蚀的问题，且随着蒸汽温度的升高，腐蚀程度严重，主要以氯腐蚀为主。
2、结渣
生物质锅炉主要以流化床为主要部件，在流化床中存在严重的结渣现象。主要因为燃料燃烧后产生的钾钠元素与石英砂床体产生反应，产生易碎的渣块。此现象的发生需经常性维护，增加了人工费用。
在未来的发展过程中，解决生物质锅炉的沾污、腐蚀与结渣的课题将成为重中之重。
五、生物质锅炉的未来
生物质燃料在一个循环周期内可以做到“零”碳排放，利用不受时间、气候、地域限制，污染物排放低。生物质锅炉因为它的节能环保省钱易用正受到越来越多的人喜欢。全球各个国家对生物质燃料这种不仅可以降低成本，可再生，同时还能减少环境污染的燃料都在进行大力研究与使用。我国在大力使用生物质锅炉供热，替代燃煤、燃油消费是贯彻落实国务院大气污染防治行动计划的重要措施，是构建城镇清洁能源体系、保障新型城镇化建设的重要内容。
论文作者:姜积品,孙高峤,李文鑫,唐兴德
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第9期
论文发表时间:2018/11/15
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