2014年第17期（总第296期）
NO.17.2014
( CumulativetyNO.296 )
燃生物质锅炉在工业中的应用优势郑书平
（广东省特种设备检测研究院汕头检测院，广东 汕头 515000）
摘要：在当前严峻的能源紧缺和环境污染形势下，生物质能作为一种清洁能源，其特点非常符合清洁能源的要求，既可以循环再利用，还可以达到环保的目的。文章对燃生物质锅炉在燃料来源、成型和热效率等方面进行了分析，提出了在工业中大力发展燃生物质锅炉对于减少温室气体排放、减轻环境污染、优化我国能源结构具有重要意义。
关键词：燃生物质锅炉；生物质能；工业锅炉；清洁能源
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）17-0043-03DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2014.17.021
目前，随着世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭，能源和环境问题成为了全球关注的焦点，我国是一个能源大国，在日常生活以及工业生产中，尤其以煤为主要能源，所以从目前来看，我国使用的八成以上的工业锅炉都是以燃烧煤炭为主要能量来源的，每年耗煤量约为全国煤耗总量的1/3，工业锅炉量大面广，平均容量小，热效率总体水平离国家规定目标值差距较大，由于工业锅炉燃烧煤炭所排放大量污染气体的原因，给我们所处的大气环境造成了十分严重的污染，雾霾频发的现象也与其有着不小的联系。因此，面对这种情况，很多地区政府开始重视，通过政策来适当地限制以煤炭作为能源基础的工业锅炉的使用，倡导以清洁能源为基础的工业锅炉的更新换代，但是，目前的清洁能源包括油气燃料、电力等，在我国的资源储备中并不丰富，因此对于我国来说，亟需要做的就是找到一种可以长久利用、资源储备丰富的工业锅炉用清洁能源。
物质能，可以有效地解决我国工业锅炉高能耗高污染的问题。
2 锅炉生物质燃料的分析
2.1 生物质燃料的成分
生物质能是一种环境友好型的清洁能源，其燃烧后的产物，几乎仅为水和二氧化碳，对环境造成的影响微乎其微。而且这种能源的可再生性，也使得其具有较大的市场前景以及应用价值。所以，合理地开发和利用生物质能，不仅能够解决我国环境污染的问题，还能够减轻我国能源紧张的压力。生物质燃料中的生物质是由多种可燃质、不可燃的无机矿物质及水分混合而成的，可以作为能源利用的生物质主要包括农作物、秸秆、谷壳、薪柴、畜禽粪便生活垃圾等。由于来源广泛，成分较为复杂，其主要元素成分为多种复杂的高分子有机化合物的混合物，主要由碳、氢、氧及少量的氮和硫等元素所组成，如表1所示。生物质燃料的各项指标与燃煤的成分相当，其固定碳的含量低，含氢量多，有助于燃烧；其挥发分高，生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物，遇到一定的温度后热分解析出挥发，易于着火；其氮、硫和灰分比重低，这样既能保证生物质燃料容易被引燃，能使生物质在燃烧时实现低SO2和NOX排放，减少空气的污染和对燃烧设备金属表面的腐蚀。
2.2 生物质燃料的加工成型
生物质燃料由于来自天然的植物茎、杆、叶、根、壳等，所占体积较大，密度较小，如果单纯按其原始状态运输和用来燃烧，必然会带来较大的资源浪费，而且还会形成二次污染。为此，目前生物质燃料都是通过专业设备粉碎、干燥，在一定温度和压力作用下将生物
43
1 锅炉运用生物质能的优势
生物质能作为煤、石油和天然气以外的第四大能源，蕴藏在植物动物和微生物等可以生长的有机物中，生物质能作为一种清洁能源，其特点非常符合清洁能源的要求，既可以循环再利用，还可以达到环保的目的。而且生物质能的资源非常丰富，我国每年都会有大批量的动植物类的废弃物需要处理，比如秸秆等，这些废弃物都是生物质能的来源。这不仅可以保护环境，缓和气候变化，还能促进农业的可持续发展、缓解能源紧张的局面。我国是一个农业大国，有着丰富的秸秆资源，生物质能源十分丰富，每年可生产农作物秸秆7亿多吨，秸秆燃烧值约为标准煤的55%。所以，根据所掌握的数据可以看出，充分地发展、利用秸秆资源中的生
表1 生物质燃料与煤的成分对比表
燃料生物质煤炭
碳C/8～5055～90
氢H/%5～63～5
氧O/0～403～20
硫S/%0.1～0.20.4～0.6
氮N/%0.3～1.60.5～3.0
灰分A /%4～145～25
挥发分V /e～707～38
密度ρ/（t·m3）0.47～0.640.8～1.0
质进行压缩，使其形成一定规则、形状密度较大的固体成型燃料。加工后的生物质燃料结构通常为棒状、块状或颗粒状等，体积缩小1/8～1/6（图1为几种常见的生物质燃料压缩结构）；且其能量密度为加工前的10倍左右，热值可达15000kJ/kg左右。生物质成型燃料与散碎生物质燃料相比便于运输、贮存，燃烧稳定，燃烧持续时间长，燃烧利用效率高，烟气中污染物含量少，既提高了燃料的热值、密度，也改善了燃烧性能，是我国生物质能主要发展方向之一。
q2—排烟热损失占送入锅炉总热量的百分数（燃煤锅炉15.99%，燃生物质颗粒锅炉14.27%）
q3—化学不完全燃烧热损失占送入锅炉总热量的百分数（燃煤锅炉0.20%，燃生物质颗粒锅炉0.15%）
q4—机械不完全燃烧热损失占送入锅炉总热量的百分数（燃煤锅炉2.63%，燃生物质颗粒锅炉1.06%）
q5—散热损失占送入锅炉总热量的百分数（2.9%）q6—灰渣物理热损失占送入锅炉总热量的百分数（0.02%）
将数据代入（2）式计算，得出燃煤锅炉反平衡热效率η2煤=78.26% ，燃生物质锅炉反平衡热效率为η2生=81.60 %。
最后，根据锅炉热效率计算公式：
图1 生物质燃料常见结构
3 燃生物质锅炉的热效率分析
为了较好地分析燃生物质锅炉的热效率，我们选取蒸发量同样为4吨，额定蒸汽压力为1.25MPa的燃生物质工业锅炉与燃煤工业锅炉为例，在蒸汽压力均为0.80MPa的状态下按照《工业锅炉能效测试与评价规则》对两种锅炉系统进行锅炉能效测试对比。
首先，根据锅炉正平衡热效率计算公式：
?1.2=
?1+2
2
（3）
将通过（1）、（2）式得出的数据代入（3）式中计算，得到燃煤工业锅炉热效率η煤=76.99%，燃生物质工业锅炉热效率η生=80.47%。
通过燃煤锅炉与燃生物质锅炉正反平衡能效计算可知：（1）煤与生物质颗粒热值比较接近，但由于生物质颗粒燃料灰分少，挥发分含量很高，故燃生物质锅炉燃烧速率比燃煤锅炉快，炉膛燃烧位置也比燃煤锅炉靠前。
（2）燃生物质锅炉燃烧产物中灰分在燃料总灰分的比重较大，含碳量较高，而其渣的含碳量也明显少于燃煤锅炉中的渣的含碳量，所以燃生物质锅炉比较容易燃尽，比燃煤锅炉中固体未完全燃烧损失小。
（3）生物质含硫量明显低于煤，通过实际尾部烟气成分测量可以看出，燃生物质工业锅炉配风优于燃煤工业锅炉并且无二氧化硫排放，而且其排烟温度低于燃煤锅炉，故其排烟热损失低于燃煤锅炉。
（4）燃生物质锅炉产生蒸汽为3563kg/h，多于燃煤锅炉3475kg/h，而且燃生物质锅炉热效率为80.50%优于燃煤锅炉76.95%，故燃生物质锅炉是一种环境友好的工业锅炉系统，可以替代化石燃料煤，提高锅炉效率。
?1=Dgs（）?hbq-hgs-BQr
?ù100-Gs
（1）
式中：
Dgs—给水流量（燃煤锅炉3475kg/h，燃生物质锅炉3563 kg/h）
hbq—饱和蒸汽焓（2768.4kJ/kg）
hgs—给水焓（燃煤锅炉107.22kJ/kg，燃生物质锅炉106.75 kJ/kg）
γ—汽化潜热（2030.32kJ/kg）ω—蒸汽湿度（经验值3%）Gs—锅水取样量、排污量(100kg/h)
B—燃料消耗量（燃煤锅炉601kg/h，燃生物质锅炉712.5kg/h）
Qr—输入热量（燃煤锅炉19.87MJ/kg，燃生物质锅炉16.41MJ/kg）。
将数据代入（1）式计算，得出燃煤锅炉正平衡热效率η1煤=75.72%，燃生物质锅炉正平衡热效率η1生=79.35%。
其次，根据锅炉反平衡热效率计算公式：
η2=100-（q2+q3+q4+q5+q6） （2）式中：44
4 总结
工业锅炉是我国煤炭消费的大户，也是恶化环境的重要污染源。目前，努力提高能源利用率，尽可能使用洁净能源，已成为发展工业锅炉技术的重中之重。生物质燃料作为可再生的清洁能源，从技术、经济和环境保护等效益来衡量，其发展为减少温室气体排放、减轻环境污染、优化我国能源结构、维持经济可持续发展提供了一个新的方向。然而，当前我国生物质燃料的利用起步较晚，生物质颗粒的生产和生物质工业锅炉技术还不
2014年第17期（总第296期）
NO.17.2014
( CumulativetyNO.296 )
基于经济手段的环境污染治理问题
刘林琳 王艳芝
（康平县环境保护局，辽宁 康平 110500）
摘要：环境污染治理的经济手段以达到环境保护和经济发展相协调为目标，它的恰当运用能有效提升政府在环境保护上的管理效果，促进经济与环境协调发展，这对构建和谐社会有着积极作用和意义。文章基于大量文献资料分析了我国当前的环境污染问题，并从经济层面提出了环境治理与保护的手段，用市场这只无形的手调控环保工作，促进环保事业发展。
关键词：经济手段；环境污染治理；环境保护；排污收费；税收机制
中图分类号：F113 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）17-0045-02DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2014.17.022
大自然是人类赖以生存的物质基础，也是经济社会运行的坚实后盾。但是为了经济社会发展、个人利益，人类不惜以牺牲环境达到目的，破坏了自然环境和生态平衡，带来了严重生态环境问题，反而阻碍了经济社会的可持续发展。从某种程度上分析，环境污染问题就是人类长期从事生产、生活等社会经济行为所带来的，现在它反作用于人类社会，引起经济社会与自然、人与自然等关系失调，如不采取有效手段治理环境污染问题，后果将会极其严重。
系列不当的社会经济行为是环境污染问题产生的根本性原因，所以，经济手段的运用才是关键，行政手段才是保障。在环境污染治理中引入市场机制，通过价格杠杆等手段理顺分类资源产品的价格机制，促使市场主体从自身利益出发，根据市场信号和政府政策导向主动选择最优方案，主动调控节能减排空间。然而事实是，我国利用经济手段治理环境污染问题能力并不足，影响了经济手段作用的发挥。
2 经济手段在环境污染治理中的实施情况
环境污染治理中的经济手段源于经济学研究的“企业外部性”问题和“内部化”理论和实践，其结果是改变传统的企业投入—产出的本利分析模式，改变企业经济发展过程中仅对环境污染实施“末端”治理的一种经济调控方式。它为市场主体提供了多种选择，刺激他们通过成本和效益比较选择最有效或最有利的治理方案，减少环境管制成本支出的同时，也能合理配置各项资源，提高环境污染治理效率。
目前，我国环境污染治理中主要使用了排污收费制 炉，2009，（5）．[2] 徐永前．生物质颗粒燃料及直燃式生物质锅炉 [J]．工业锅炉，2013，（6）．[3] 苏俊林，王震坤，矫振伟．高效洁净生物质锅炉的 开发及应用[J]．农机化研究，2009，（8）．[4] 刘勇．锅炉生物质燃料节能技术改造可行性分析 [J]．安阳工学院学报，2012，11（2）．
作者简介：郑书平（1986—），男，广东汕头人，
参考文献
广东省特种设备检测研究院汕头检测院助理工程师，研究方向：锅炉与压力容器的检测检验。
45
1 国内环境污染治理现状
从20世纪70年代开始，我国一直致力于环境保护工作，在环境污染治理上取得了斐然成绩。但是我们不能忽视表面现象背后的一些问题，在环境污染治理上，行政手段有余，经济和法律手段严重不足，即使政府付出了高额的管制成本，但是在日益恶化的生态环境面前依然束手无策。环境污染治理是一个复杂的系统工程，单纯依靠政府是远远不够的，还要从经济、法律等方面考虑如何推进工作。从环境污染问题产生的原因来看，一太成熟。生物质燃烧技术与常规化石燃料利用技术相比仍然缺乏足够的市场竞争力。因此，为进一步促进我国燃生物质工业锅炉的发展，我们应当研究经济高效的生物质燃烧技术，促进建立健全生物质燃料的收集、预处理和配送体系，全面发展燃生物质工业锅炉的应用和推广，从而大幅度削减锅炉大气污染物的排放，提高经济效益和环境效益，为我国社会经济和环境持续协调发展奠定良好的基础。
[1] 陈汉平．生物质燃烧技术现状与展望[J]．工业锅