燃生物质锅炉与燃传统化石燃料锅炉的经济性对比分析
燃生物质锅炉与燃传统化石燃料锅炉的经济性对比分析
随着环保意识的增强和能源结构的调整，生物质锅炉作为一种新型的清洁能源设备，其经济性和环保效益备受关注。本文将从生物质锅炉的分类、生物质燃料的热值以及与传统化石燃料锅炉的经济性对比等方面，全面分析生物质锅炉的优势和潜力。
生物质锅炉及分类
生物质锅炉是以生物质燃料为燃料的锅炉。生物质锅炉可以分为卧式生物质锅炉、立式生物质锅炉、生物质燃气导热油炉、生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质导热油炉等几种。按照其用途，生物质锅炉又可以分为生物质热能锅炉和生物质电能锅炉两大类，其中前者又可以分为小型、中型以及大型三种类型。生物质热能锅炉和生物质电能锅炉的工作原理基本上相同，都是通过燃烧生物质燃料来获取能量，不同的是生物质热能锅炉是直接获取热能，而生物质电能锅炉则是将获得的热能进一步转化成了电能。
生物质燃料与传统化石燃料的热值
生物质燃料是以生物质材料作为燃烧燃料，主要包括秸秆、锯末、树皮、果壳等农林废弃物，一般是颗粒状、块状或者棒状等类型。
经计算，典型生物质燃料热值的平均值为17.35MJ/kg。将该热值换算为千卡（Kcal），得到：17.35×1000÷4.2=4131Kcal/kg。
燃生物质锅炉与燃传统化石燃料炉的经济性对比
不同锅炉的热效率
根据《工业锅炉能效限定值及能效等级》（GB24500-2020）的规定，锅炉的能效等级分为1、2、3级，其中1级能效最高。本文计算以能效等级为3级（工业锅炉最低能效等级）、蒸发量在20t/h以下的锅炉为例来进行不同燃料锅炉的经济性对比分析。不同燃料锅炉热效率见表3。
经济性对比
以20t/h的热水锅炉为例，计算20t热水从0℃加热到60℃（升温60℃）所需的燃料成本。1kg水升温1℃所需热量：Q=cmΔt=4.2×103J/Kg·℃×1kg×1℃=4.2×103J。1卡（cal）约为4.2焦耳（J），故1kg水升温1℃需要1000卡（cal）即1大卡（Kcal）热量。20t水升温60℃所需热量：20×1000×60×1=1200000Kcal。
生物质燃料的热值为4131Kcal/kg，燃生物质锅炉的热效率是80%，所以1kg生物质燃料燃烧实际提供的热量是4131×80%=3304.8Kcal。目前生物质固体成型燃料的平均价格是800元/吨，故用燃生物质锅炉将20t水从0℃加热到60℃需要：1200000÷3304.8×0.8=290元。
与燃煤锅炉相比
煤的热值为5000Kcal/kg，燃煤锅炉的热效率为80%，所以1kg煤燃烧实际提供的热量是5000×80%=4000Kcal。目前煤燃料的平均价格是650元/吨，故用燃煤锅炉将20t热水从0℃加热到60℃需：1200000÷4000×0.8=195元。燃煤锅炉较燃生物质锅炉节省了95元。
与燃重油锅炉相比
重油的热值是10000Kcal/kg，燃重油锅炉的热效率是90%，所以1kg重油实际燃烧提供的热量是10000×90%=9000Kcal。目前重油燃料的平均价格是4000元/吨，故用燃重油锅炉将20t热水从0℃加热到60℃需：1200000÷9000×4=533元。燃生物质锅炉较燃重油锅炉节省了243元。
与燃柴油锅炉相比
柴油的热值为10100Kcal/kg，燃煤锅炉的热效率为90%，所以1kg柴油燃烧实际提供的热量是10100×90%=9090Kcal。目前煤燃料的平均价格是6500元/吨，故用燃柴油锅炉将20t热水从0℃加热到60℃需：1200000÷9090×6.5=858元。燃生物质锅炉较燃柴油锅炉节省了568元。
与燃天然气锅炉相比
天然气的热值为8500Kcal/m³，燃天然气锅炉的热效率为92%，所以1m³天然气燃烧实际提供的热量是8500×92%=7820Kcal。目前天然气的平均价格是3.6元/平方米，故用燃天然气锅炉将20t热水从0℃加热到60℃需：1200000÷7820×3.6=552元。燃生物质锅炉较燃天然气锅炉节省了262元。
与燃液化石油气锅炉相比
液化石油气的热值为12000Kcal/kg，燃液化石油气锅炉的热效率为92%，所以1kg液化石油气燃烧实际提供的热量是12000×92%=11040Kcal。目前液化石油气燃料的平均价格是4200元/吨，故用燃液化石油气锅炉将20t热水从0℃加热到60℃需：1200000÷11040×4.2=457元。燃生物质锅炉较燃液化石油气锅炉节省了167元。
与电加热炉相比
电的热值为860大卡/度，电加热炉的热效率为97%，所以消耗1度电实际提供的热量是860×97%=834.2Kcal。目前电的平均价格是1元/度，故用电加热锅炉将20t热水从0℃加热到60℃需：1200000÷834.2×1=1439元。燃生物质锅炉较电加热锅炉节省了1149元。
结束语
从上述分析可以看出：在提供相同热量的情况下，除了燃煤锅炉耗费的燃料费比燃生物质锅炉低，其余燃重油、燃柴油、燃天然气、燃液化石油气以及电加热炉的燃料费用都比燃生物质锅炉高，其中又以电加热炉燃料费最高。
长期以来，由于电力、燃油燃料的成本过高、天然气供应短缺以及管道建设不完全等原因，限制了燃油、燃气以及电加热炉的发展，使得燃煤锅炉在工业锅炉的使用中一直占有较大的比重，但随着我国对环境保护、节能减排等方面的愈加重视，燃煤锅炉越来越不能适应环保的要求。因此，绿色环保且具有显著的节能减排效益和经济效益的生物质锅炉必然会有巨大的发展潜力。