生物质直燃锅炉设计计算(详细)
生物质锅炉能耗计算
生物质锅炉能耗计算
生物质锅炉的能耗计算是通过计算其燃料的能量转化效率来进行的。
一般来说，生物质锅炉的能耗主要包括以下两个方面：
1. 燃料消耗量：生物质锅炉的能耗与其所消耗的燃料量有关。
燃料消耗量可以通过测量生物质锅炉在一定时间内所消耗的燃料质量来计算。
通常使用的单位是吨或千克。
2. 燃料能量转化效率：生物质锅炉的能耗还与其燃料的能量转化效率有关。
燃料能量转化效率是指燃料中能够转化为热能的部分所占的比例。
这个值可以通过实验或者理论计算来确定。
一般来说，生物质锅炉的燃料能量转化效率可以达到70%以上。
综上所述，生物质锅炉的能耗计算公式可以表示为：
能耗 = 燃料消耗量 * 燃料能量转化效率
需要注意的是，生物质锅炉的能耗还受到其他因素的影响，如锅炉的设计和操作方式等。
因此，在实际应用中，还需要考虑这些因素对能耗的影响，并进行相应的修正。
生物质直燃锅炉设计计算
生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1）炉膛净空尺寸：250×250×14002）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动3）前拱高200，长50；4）后拱高180，长3003）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm4）点火炉门80×80，装在侧强5）看火孔42mm6）炉前装料斗7）料层厚度60mm6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。
8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点9）支架高度800mm10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉11）整体用不锈钢外包装12）支架高度800mm13）整体外形长宽高：760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。
其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。
实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ， qnet,ar=15132kJ/kg。
由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到：Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。
用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。
如下：Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。
3.3直燃锅炉设计的相关参数1）锅炉功率要求：10 kW；2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右 [20]，tpy =165℃；3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，因为低温及燃料易燃尽时取取上限，所以取qV= 350 kW/m3；4）过量空气系数：炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2；炉膛进口空气过量系数α1= 1.5，炉膛出口空气过量系数α2,= α1+△α= 1.7；5）热损失：固体未完全燃烧损失q4=3.56%，CO未完全燃烧损失q3=2.5%，侧壁散发到室内的热量q5=0%；6）大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类给定玉米桔杆2 燃料颗粒大小燃料测定 8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度燃料测定 554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度燃料测定 1200 kg/m35 收到基碳含量 Car 燃料元素分析仪测定 44.92 %6 收到基氢含量 Har 燃料元素分析仪测定 5.77 %7 收到基氮含量 Nar 燃料元素分析仪测定 0.98 %8 收到基硫含量 Sar 燃料元素分析仪测定 0.21 %9 收到基氧含量 Oar 燃料元素分析仪测定 31.26 %10 收到基水分含量 Mar 燃料工业分析仪测定 9.15 %11 收到基挥发分含量 Var 燃料工业分析仪测定 75.58 %12 收到基固定炭含量 Far 燃料工业分析仪测定 7.56 %13 收到基灰分含量 Aar 燃料工业分析仪测定 7.71 %14 收到基净发热量 qnet,ar 氧弹式量热仪测定 15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率 W 10 kW16 温度 thot,2 30-50℃，不超过70℃ [1] 50℃17 室内空气温度 thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷 qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050kW/m2低温及燃料易燃尽时取上限19 炉膛单位容积热负荷 qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3低温及燃料易燃尽时取取上限20 炉门和进料槽漏风系数△α参照文献[9]选取 0.221 炉膛出口空气过量系数α2 α1+△α 1.722 炉膛进口空气过量系数α1 参考文献[10-13] 1.523 固体未完全燃烧损失 q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失 q3 参照文献[14-16]选取 2.5 %25 侧壁散发到室内的热量 q5 参考文献 [17-19] 0 %26 室外环境温度 t0 给定10 ℃27 排烟温度 tpy 低于烟气露点，150℃左右[20] 165 ℃28 压力 P 给定 1 atm3.4烟气量的计算（1）二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量，其计算如下：vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866（44.92+0.375×0.21）=0.839676675Nm3/kg（2）理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。
生物质燃料锅炉风量计算
生物质燃料锅炉风量计算
@理论空气需要量（V0）的计算
a. 对于固体燃料（由于生物质颗粒燃料原料不同热值、成分均不同，目前国家标准及科研成果尚未得出生物质颗粒的燃煤兑换当量及理论空气需要量，所以无法准确计算。
）
当
当
QL
@
1t
2t
3t
@
C+O2=CO2（氧化燃烧——放热反应）
H2O=H2O（物态变化——汽化）
依据物质守恒，其中生物质燃料物质摩尔量不变：
一吨生物质燃烧，按含水率10%计。
（不考虑其他成分的杂质）
产生的气态物质摩尔量为：
N CO2=900*1000/12=75000mol
N H2O=100*1000/18=5555.6mol
总计摩尔量为：80555.6mol
按照摩尔体积计22.5L/mol（国标）：
燃烧生成的烟气总体积为：80555.6*22.5L/mol=1812.5m3
3
3/h （风速
参考对照《工业锅炉配套风机型号表》，发现1t燃煤锅炉风机配套风量取值为6000m3/h，由于生物质燃料颗粒热值低于燃煤，所以锅炉燃烧需消耗更多燃料及氧气，
而现行标准中均为燃煤的匹配计算，所以，本计算结果可作为生物质燃烧颗粒锅炉风量计算及风机配型的选型依据。
1t生物质燃料引风机风量：8523m3/h
参考文献：
《锅炉送、引风机的参数确定》
《生物质颗粒燃料的规格参数》
《锅炉房实用设计手册》
《工业锅炉配套风机型号》。
生物质锅炉热力计算书
㎡
4
炉墙总面积
F
㎡
5
炉排有效面积
R
㎡
6
炉膛周界面积
F
㎡
7
炉膛容积
V1
3m
辐射受热面积计算：
8
水冷壁管管径
d
m
按结构设计
9
管节距
S1
m
按结构设计
10
管中心到墙距离
e
m
按结构设计
11
前、顶墙水冷壁
管根数
n1
根
按结构设计
16
12
光管有效角系数
x1'
查图C2（S1/d=，e/d=）
13
覆盖耐火涂料层 水冷壁管有效角 系数
40
有效辐射受热面积
Hr1
2m
Hr'+Hr''
41
总有效辐射受热面积
Hr
2m
H3+Hr2+Hr'+2Hr1
42
水冷度
χ
χ=Hr/（F1-R）
43
炉膛有效辐射层厚
度
S
m
F1
44
火床与炉墙面积比
ρ
R/（F1-R）
九、炉膛热力计算
序
符号
单位
数值
号
名称
计算公式或来源
1
燃料低位发热量
Qar, net
KJ/kg
一、48t生物质锅炉热力计算
序 号
名称
符号
单位
计算公式及数据来源
结果
1
锅炉蒸发量
D
kg/h
设计给出
48
2
生物质直燃发电机组效率计算
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明国能生物发电集团有限公司生产技术部本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法，结合生物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据，编制了生物质直燃发电机组效率计算方法和说明。
一、生物质锅炉效率计算（一）基本原则（1）采用反平衡法（热损失法）测定锅炉热效率，正平衡法（输入-输出热量法）计算作为参考。
（2）将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的基准温度，也即送风机附近的大气温度。
（3）因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率，故未进行修正。
（二）正平衡计算1、正平衡热效率计算（η1）(1-1)式中：——锅炉热效率，%;——输入热量，kJ;——输出热量，kJ。
2、输入热量（Qr）因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃料雾化蒸汽，为简化计算，忽略入炉燃料显热，将燃料收到基低位发热量作为输入热量。
即（1-2）式中：——燃料收到基低位发热量，kJ/kg。
3、输出热量（Q1）(1-3)式中：——燃料消耗量，kg;——锅炉主汽流量，kg/h；——锅炉主蒸汽出口焓值，kJ/kg；——锅炉给水焓值，kJ/kg；——锅炉排污水量，％；——锅炉排污水的焓值，kJ/kg。
因连续排污和定期排污水量很少，一般约为主蒸汽流量2%左右，为简化计算，不考虑锅炉排污水量。
蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模型IAPWS—IF97编程实现。
（三）反平衡计算1、入炉燃料元素成分的确定由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作，且影响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分，所以通过折算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异，拟合实际入炉燃料元素分析的方法来解决。
（1）典型燃料元素分析成分因入炉燃料种类多，所以选择国能高唐电厂性能试验时入炉燃料作为典型燃料。
具体如下：（2）入炉燃料元素成分的拟合方法根据现场工业分析所得的水分（Mar）和灰分(Aar)数值，按照公式（1-4）进行拟合计算入炉燃料的元素成分：(1-4)式中：——拟合的入炉燃料收到基下含碳量；、——入炉燃料工业分析收到基下水分和灰分；、、——典型燃料收到基下含碳量、水分和灰分。
2t生物质锅炉燃料用量
2t生物质锅炉燃料用量一、生物质锅炉燃料简介生物质锅炉燃料是一种可再生能源，主要由农林废弃物、生活垃圾等有机物质制成。
生物质燃料具有环保、节能、低碳等特点，广泛应用于工业、农业、生活等领域。
二、2t生物质锅炉燃料用量的计算方法1.首先，了解生物质锅炉的热效率。
不同类型的生物质锅炉热效率不同，一般在60%-85%之间。
2.确定锅炉所需的热量。
根据锅炉的使用场景和需求，计算出锅炉每小时所需的热量。
3.计算生物质燃料的热值。
不同类型的生物质燃料热值不同，可以通过实验测量得出。
4.根据锅炉的热效率和燃料的热值，计算出每小时所需的燃料重量。
公式为：燃料重量（kg/h）=热量（kJ/h）/（热效率×燃料热值（kJ/kg））。
5.若要计算2t生物质锅炉的燃料用量，需要知道锅炉的工作时间。
假设锅炉连续工作24小时，则2t生物质锅炉燃料用量为：燃料重量（kg）=每小时燃料重量（kg/h）×工作时间（h）。
三、影响燃料用量的因素1.生物质燃料的种类：不同种类的生物质燃料热值不同，影响燃料用量。
2.锅炉的热效率：锅炉热效率越高，燃料用量越少。
3.锅炉的操作条件：合理的操作条件可以降低燃料用量。
4.燃料的品质：优质燃料具有较高的热值，可以降低燃料用量。
四、节省燃料的策略1.选择高热值、低灰分的生物质燃料。
2.提高锅炉的热效率，定期检查和维护锅炉设备。
3.优化锅炉的操作条件，确保锅炉在最佳状态下运行。
4.加强燃料储存和运输的管理，降低损耗。
五、结论2t生物质锅炉燃料用量受到多种因素影响，通过合理选择燃料、提高锅炉热效率、优化操作条件等方法，可以降低燃料用量，实现节能减排。
生物质直燃发电机组效率计算解析
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明国能生物发电集团有限公司生产技术部本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法，结合生物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据，编制了生物质直燃发电机组效率计算方法和说明。
一、生物质锅炉效率计算（一）基本原则（1）采用反平衡法（热损失法）测定锅炉热效率，正平衡法（输入-输出热量法）计算作为参考。
（2）将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的基准温度，也即送风机附近的大气温度。
（3）因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率，故未进行修正。
（二）正平衡计算1、正平衡热效率计算（η1）(1-1)式中：——锅炉热效率，%;——输入热量，kJ;——输出热量，kJ。
2、输入热量（Qr）因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃料雾化蒸汽，为简化计算，忽略入炉燃料显热，将燃料收到基低位发热量作为输入热量。
即（1-2）式中：——燃料收到基低位发热量，kJ/kg。
3、输出热量（Q1）(1-3)式中：——燃料消耗量，kg;——锅炉主汽流量，kg/h；——锅炉主蒸汽出口焓值，kJ/kg；——锅炉给水焓值，kJ/kg；——锅炉排污水量，％；——锅炉排污水的焓值，kJ/kg。
因连续排污和定期排污水量很少，一般约为主蒸汽流量2%左右，为简化计算，不考虑锅炉排污水量。
蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模型IAPWS—IF97编程实现。
（三）反平衡计算1、入炉燃料元素成分的确定由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作，且影响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分，所以通过折算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异，拟合实际入炉燃料元素分析的方法来解决。
（1）典型燃料元素分析成分因入炉燃料种类多，所以选择国能高唐电厂性能试验时入炉燃料作为典型燃料。
具体如下：燃料种类碳C ar(％)氢H ar(％)氧O ar（％）氮N ar（％）硫S ar（％）灰分A ar（％）水分M ar（％）收到基低位发热量Q ne,tar（kJ/kg）棉花秸秆37.24 4.33 30.66 0.71 0.12 6.35 20.59 13348 （2）入炉燃料元素成分的拟合方法根据现场工业分析所得的水分（Mar）和灰分(Aar)数值，按照公式（1-4）进行拟合计算入炉燃料的元素成分：(1-4) 式中：——拟合的入炉燃料收到基下含碳量；、——入炉燃料工业分析收到基下水分和灰分；、、——典型燃料收到基下含碳量、水分和灰分。
生物质直燃锅炉设计计算(详细)
生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1）炉膛净空尺寸：250×250×14002）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动3）前拱高200，长50；4）后拱高180，长3003）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm4）点火炉门80×80，装在侧强5）看火孔42mm6）炉前装料斗7）料层厚度60mm6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。
8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点9）支架高度800mm10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉11）整体用不锈钢外包装12）支架高度800mm13）整体外形长宽高：760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。
其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。
实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ，qnet,ar=15132kJ/kg。
由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到：Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。
用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。
如下：Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。
3.3直燃锅炉设计的相关参数1）锅炉功率要求：10 kW；2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右[20]，tpy =165℃；3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，因为低温及燃料易燃尽时取取上限，所以取qV= 350 kW/m3；4）过量空气系数：炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2；炉膛进口空气过量系数α1= 1.5，炉膛出口空气过量系数α2,=α1+△α= 1.7；5）热损失：固体未完全燃烧损失q4=3.56%，CO未完全燃烧损失q3=2.5%，侧壁散发到室内的热量q5=0%；6）大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类给定玉米桔杆2 燃料颗粒大小φs 燃料测定8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度ρs 燃料测定554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度ρash 燃料测定1200 kg/m35 收到基碳含量Car 燃料元素分析仪测定44.92 %6 收到基氢含量Har 燃料元素分析仪测定5.77 %7 收到基氮含量Nar 燃料元素分析仪测定0.98 %8 收到基硫含量Sar 燃料元素分析仪测定0.21 %9 收到基氧含量Oar 燃料元素分析仪测定31.26 %10 收到基水分含量Mar 燃料工业分析仪测定9.15 %11 收到基挥发分含量Var 燃料工业分析仪测定75.58 %12 收到基固定炭含量Far 燃料工业分析仪测定7.56 %13 收到基灰分含量Aar 燃料工业分析仪测定7.71 %14 收到基净发热量qnet,ar 氧弹式量热仪测定15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率W 10 kW16 温度thot,2 30-50℃，不超过70℃[1] 50 ℃17 室内空气温度thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050 kW/m2低温及燃料易燃尽时取上限19 炉膛单位容积热负荷qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3低温及燃料易燃尽时取取上限20 炉门和进料槽漏风系数△α参照文献[9]选取0.221 炉膛出口空气过量系数α2α1+△α 1.722 炉膛进口空气过量系数α1参考文献[10-13] 1.523 固体未完全燃烧损失q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失q3 参照文献[14-16]选取2.5 %25 侧壁散发到室内的热量q5 参考文献[17-19] 0 %26 室外环境温度t0 给定10 ℃27 排烟温度tpy 低于烟气露点，150℃左右[20] 165 ℃28 压力P 给定1 atm3.4烟气量的计算（1）二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量，其计算如下：vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866（44.92+0.375×0.21）=0.839676675Nm3/kg（2）理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。
生物质燃料锅炉废气量的计算
生物质燃料锅炉废气量的计算生物质燃料锅炉风量计算@理论空气需要量（V0）的计算a. 对于固体燃料（由于生物质颗粒燃料原料不同热值、成分均不同，目前国家标准及科研成果尚未得出生物质颗粒的燃煤兑换当量及理论空气需要量，所以无法准确计算。
）当燃料应用基挥发分Vy>15%（烟煤），计算公式为：V0=0.251 ×QL/1000+0.278[m3(标）/kg]当Vy<15%（贫煤或无烟煤），V0=QL/4140+0.606[m3(标）/kg]当QL<12546kJ/kg（劣质煤）， V0=QL//4140+0.455[m3(标)/kg] QL取1800，按无烟煤公式计算：V0=1800/4140+0.606@送风机送风量Vk=1.05*1.2*t*v01t锅炉vk=1311.52t锅炉vk=2622.773t锅炉vk=3934.16@引风机风量计算：气体的摩尔体积为：22.5L/mol;6.02*10^23选择主要化学反应：C+O2=CO2（氧化燃烧——放热反应）H2O=H2O（物态变化——汽化）依据物质守恒，其中生物质燃料物质摩尔量不变：一吨生物质燃烧，按含水率10%计。
（不考虑其他成分的杂质）产生的气态物质摩尔量为：N CO2=900*1000/12=75000molN H2O=100*1000/18=5555.6mol总计摩尔量为：80555.6mol按照摩尔体积计22.5L/mol（国标）：燃烧生成的烟气总体积为：80555.6*22.5L/mol=1812.5m3考虑VP=NRT，温度升高1.2系数，产生的烟气总量为：2175m3/t 由于O2来自于吸入（鼓风机）空气，按照国际标准占比21%体积。
则计算吸入空气量中氧气摩尔量为75000mol，则空气体积为：75000*22.5/1000/0.21*0.79=6348.2m3则，引风机所需排出的总风量为：2175+6348=8523m3/h该计算值与8月17日贝德罗1t锅炉工况正常，加热稳定状态下实测值10100m3/h（风速25m/s，管径400mm）及设备方提供参考值7000m3/h风量匹配。
生物质锅炉计算方法
7.2 废气污染环境影响评价7.2.1 整改后项目大气污染源情况本项目锅炉整改后，使用生物质颗粒燃料为锅炉燃料，燃料技术参数见表7.2-1，生物质颗粒燃料年用量为800吨。
根据《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》（第十册），生物质锅炉废气产生量为6240.28Nm3/吨原料，SO2为17S kg/吨原料，烟尘为37.6 kg/吨原料，氮氧化物为1.02 kg/吨原料。
参考燃同种燃料的数据可知，生物质成型燃料的锅炉烟气排放系数以及SO2、NO2的产物系数如下：①烟气排放系数：V＝6240.28 Nm3/t-燃料。
②SO2产污系数：GSO2=17S=1.7 kg/t-燃料（S含硫率，取0.05%）③NOx产污系数：GNOx=1.02 kg/t-燃料④烟尘产污系数：Gd= 37.6 kg/t-燃料。
根据污染物浓度的计算公式：C= G / W烟气式中：C—污染物的产生浓度（mg/Nm3）；W烟气—锅炉烟气量（Nm3/t）G—污染源的产生量（mg/t）可以计算出锅炉烟气产生量约为499.22万m3，SO2、NOx、烟尘的产生浓度分别为27.5mg/Nm3、163mg/Nm3、6025mg/Nm3；SO2、NOx、烟尘年产生量分别为1.36吨、0.816吨、30.08吨。
锅炉烟气处理措施采用水膜除尘方式，处理后烟尘排放系数为4.89 kg/t-燃料，则烟尘排放量为 3.91t/a。
因此，采用处理措施后SO2、NOx、烟尘的排放浓度分别为27.5mg/Nm3、163mg/Nm3、783.22mg/Nm3，SO2、NOx、烟尘排放量分别为1.36吨、0.816吨、3.91吨。
由上表可知，项目燃气锅炉烟气中NOx和烟尘浓度满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）二类区第Ⅱ时段的燃气锅炉标准限值。
因此无需采取处理措施便可能实现达标排放。
7.2.2 整改后废气污染环境影响评价项目整改后，改换使用燃气锅炉，采用天然气作为燃料。
燃气锅炉设计计算 → 生物质锅炉设计计算
燃气锅炉设计计算→ 生物质锅炉设计计
算
本文档旨在提供关于燃气锅炉设计计算转为生物质锅炉设计计算的基本指导。
以下是在进行此转换时需要考虑的关键因素。
变更燃料特性
首先，需要对生物质燃料的特性进行充分了解。
生物质燃料通常具有不同的热值、含水量和灰分含量等特点，与燃气有所不同。
针对生物质燃料的特性，需要重新计算和调整锅炉设计参数。
热值计算
生物质燃料的热值计算是进行设计计算的重要步骤。
燃气锅炉中的热值通常由供应商提供，而生物质锅炉则需要根据实际的生物质燃料样本进行测定。
通过对生物质样本进行实验室测试，可以确定其热值并用于设计计算。
需求燃料量计算
生物质燃料的特性变化可能会影响锅炉的燃料消耗量。
因此，
在进行生物质锅炉设计计算时，需要根据生物质燃料的热值和其他
因素，重新计算锅炉的需求燃料量。
燃烧过程优化
生物质燃料的燃烧过程与燃气有所不同，需要对锅炉的燃烧过
程进行优化。
可能需要调整锅炉燃烧室的结构、燃烧控制系统和排
放控制设备，以适应生物质燃料的燃烧特性。
净化设备设计
生物质燃料可能会产生不同的烟气成分和气味。
因此，在进行
生物质锅炉设计计算时，需要重新考虑净化设备的设计和排放控制，以确保锅炉的环境影响达到合规标准。
结论
将燃气锅炉设计计算转为生物质锅炉设计计算需要充分了解生物质燃料的特性，并根据其特性重新计算和调整锅炉设计参数。
同时，还应优化燃烧过程和考虑净化设备的设计。
通过综合这些关键因素，可以实现成功的生物质锅炉设计计算。
2t生物质锅炉燃料用量
2t生物质锅炉燃料用量摘要：一、生物质锅炉简介二、生物质锅炉燃料用量计算方法三、影响生物质锅炉燃料用量的因素四、提高生物质锅炉燃料利用率的措施正文：生物质锅炉是一种以生物质为燃料的锅炉，它可以将生物质转化为热能，用于供暖、工业生产等领域。
生物质锅炉的燃料用量是一个重要的参数，它直接影响到锅炉的运行成本和环境效益。
生物质锅炉燃料用量计算方法如下：1.确定生物质锅炉的额定热功率，即锅炉每小时产生的热量。
这可以通过锅炉的型号和规格来确定。
2.计算生物质锅炉的燃料热值，即单位质量的生物质燃料所能产生的热量。
这可以通过实验测定或查阅相关资料来获得。
3.根据生物质锅炉的额定热功率和燃料热值，计算出每小时需要的燃料质量。
影响生物质锅炉燃料用量的因素有以下几点：1.锅炉的额定热功率：锅炉的额定热功率越大，每小时需要的燃料量就越多。
2.燃料的热值：燃料的热值越高，单位质量的燃料所能产生的热量就越多，从而需要的燃料量就越少。
3.燃烧效率：燃烧效率越高，生物质燃料的利用率就越高，需要的燃料量就越少。
4.环境温度：环境温度越低，锅炉的运行时间就越长，需要的燃料量就越多。
提高生物质锅炉燃料利用率的措施有以下几点：1.选择高热值的生物质燃料，如木屑、生物质颗粒等。
2.提高燃烧效率，可以通过优化燃烧过程、加强炉膛保温、减少烟气带走的热量等措施来实现。
3.定期维护和清洁锅炉，以保证锅炉的正常运行。
4.合理控制环境温度，避免锅炉长时间运行在低温环境下。
总之，生物质锅炉燃料用量是一个重要的参数，它受到锅炉额定热功率、燃料热值、燃烧效率和环境温度等因素的影响。
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明祥解
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明生物质直燃发电机组效率计算方法和说明本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法，结合生物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据，编制了生物质直燃发电机组效率计算方法和说明。
一、生物质锅炉效率计算 （一）基本原则（1）采用反平衡法（热损失法）测定锅炉热效率，正平衡法（输入-输出热量法）计算作为参考。
（2）将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的基准温度，也即送风机附近的大气温度。
（3）因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率，故未进行修正。
（二）正平衡计算1、正平衡热效率计算（η1）%10011⨯=rQ Q η (1-1)式中：1η——锅炉热效率，%;r Q ——输入热量，kJ; 1Q ——输出热量，kJ 。
2、输入热量（Qr ）因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃料雾化蒸汽，为简化计算，忽略入炉燃料显热，将燃料收到基低位发热量作为输入热量。
即ar net Q ,rQ =（1-2）式中：ar net Q ,——燃料收到基低位发热量，kJ/kg 。
3、输出热量（Q1）)]()([11gs ps ps gs gr gr h h D h h D BQ -⋅+-⋅⋅=(1-3)式中：B ——燃料消耗量，kg;gr D ——锅炉主汽流量，kg/h ； gr h ——锅炉主蒸汽出口焓值，kJ/kg ； gs h ——锅炉给水焓值，kJ/kg ；ps D ——锅炉排污水量，％； ps h ——锅炉排污水的焓值，kJ/kg 。
因连续排污和定期排污水量很少，一般约为主蒸汽流量2%左右，为简化计算，不考虑锅炉排污水量。
蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模型IAPWS —IF97编程实现。
（三）反平衡计算1、入炉燃料元素成分的确定由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作，且影响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分，所以通过折算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异，拟合实际入炉燃料元素分析的方法来解决。
生物质直燃发电机组效率计算
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明国能生物发电集团生产技术部本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法，结合生物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据，编制了生物质直燃发电机组效率计算方法和说明。
一、生物质锅炉效率计算（一）基本原则（1）采用反平衡法（热损失法）测定锅炉热效率，正平衡法（输入-输出热量法）计算作为参考。
（2）将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的基准温度，也即送风机附近的大气温度。
（3）因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率，故未进行修正。
（二）正平衡计算1、正平衡热效率计算（η1）(1-1)式中：——锅炉热效率，%;——输入热量，kJ;——输出热量，kJ。
2、输入热量（Qr）因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃料雾化蒸汽，为简化计算，忽略入炉燃料显热，将燃料收到基低位发热量作为输入热量。
即（1-2）式中：——燃料收到基低位发热量，kJ/kg。
3、输出热量（Q1）(1-3)式中：——燃料消耗量，kg;——锅炉主汽流量，kg/h；——锅炉主蒸汽出口焓值，kJ/kg；——锅炉给水焓值，kJ/kg；——锅炉排污水量，％；——锅炉排污水的焓值，kJ/kg。
因连续排污和定期排污水量很少，一般约为主蒸汽流量2%左右，为简化计算，不考虑锅炉排污水量。
蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模型IAPWS—IF97编程实现。
（三）反平衡计算1、入炉燃料元素成分的确定由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作，且影响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分，所以通过折算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异，拟合实际入炉燃料元素分析的方法来解决。
（1）典型燃料元素分析成分因入炉燃料种类多，所以选择国能高唐电厂性能试验时入炉燃料作为典型燃料。
具体如下：（2）入炉燃料元素成分的拟合方法根据现场工业分析所得的水分（Mar）和灰分(Aar)数值，按照公式（1-4）进行拟合计算入炉燃料的元素成分：(1-4)式中：——拟合的入炉燃料收到基下含碳量；、——入炉燃料工业分析收到基下水分和灰分；、、——典型燃料收到基下含碳量、水分和灰分。
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明
生物质直燃发电机组效率计算方法和说明生物质直燃发电机组效率计算方法和说明本文依据现有燃煤电厂效率计算的基本方法，结合生物质直燃发电厂性能试验取得的经验数据，编制了生物质直燃发电机组效率计算方法和说明。
一、生物质锅炉效率计算 （一）基本原则（1）采用反平衡法（热损失法）测定锅炉热效率，正平衡法（输入-输出热量法）计算作为参考。
（2）将送风机入口的空气温度作为锅炉热效率计算的基准温度，也即送风机附近的大气温度。
（3）因本文主要目的是计算实际工况下的锅炉热效率，故未进行修正。
（二）正平衡计算1、正平衡热效率计算（η1）%10011⨯=rQ Q η (1-1)式中：1η——锅炉热效率，%;r Q ——输入热量，kJ; 1Q ——输出热量，kJ 。
2、输入热量（Qr ）因目前大部分生物质发电厂无外来热源加热空气和燃料雾化蒸汽，为简化计算，忽略入炉燃料显热，将燃料收到基低位发热量作为输入热量。
即ar net Q ,rQ = （1-2）式中：ar net Q ,——燃料收到基低位发热量，kJ/kg 。
3、输出热量（Q1）)]()([11gs ps ps gs gr gr h h D h h D BQ -⋅+-⋅⋅=(1-3)式中：B ——燃料消耗量，kg;gr D ——锅炉主汽流量，kg/h ； gr h ——锅炉主蒸汽出口焓值，kJ/kg ； gs h ——锅炉给水焓值，kJ/kg ；ps D ——锅炉排污水量，％； ps h ——锅炉排污水的焓值，kJ/kg 。
因连续排污和定期排污水量很少，一般约为主蒸汽流量2%左右，为简化计算，不考虑锅炉排污水量。
蒸汽和给水焓值通过水和水蒸气热力性质通用计算模型IAPWS —IF97编程实现。
（三）反平衡计算1、入炉燃料元素成分的确定由于现场不具备开展入炉燃料的元素分析工作，且影响燃料低位发热量的主要成分是水分和灰分，所以通过折算实际入炉燃料与典型燃料水分和灰分的差异，拟合实际入炉燃料元素分析的方法来解决。
生物质锅炉热力计算书
m2
Hr'+Hr''
m2
H3+Hr2+Hr'+2Hr1
χ=Hr/（F1-R）
m
F1
度
44 火床与炉墙面积比
九、炉膛热力计算
序
号
名称
1 燃料低位发热量
2
燃料消耗量
3
计算燃料消耗量
4
保热系数
5
炉膛出口过量空气系数
ρ
R/（F1-R）
符号
单位
计算公式或来源
Qar, net
KJ/kg
表 D4
B
kg/h 表 D4
44
燃烧面热强度
45
燃烧室热强度
46
辐射受热面热流密度
47
炉膛出口烟温校核
十、防渣管结构计算
序
号
名称
1
管径
2
管长
qR
W/m2
BQnet,ar/
qV
W/m2
BQnet,ar/
qr
W/m2
BcalQr/
Δθl
θ''fur(假定值）-θ''fur（计算
℃
''
值）
<100，烟温假
设合理。
符号
单位
计算公式或来源
Qfur
KJ/kg
（100-q4）+Qa
12
绝对燃烧温度
νadi
℃
α=，查焓温表
1600
13
绝热燃烧绝对温度
Tadi
K
νadi+273
1873
14
炉膛出口烟温
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生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1）炉膛净空尺寸：250×250×14002）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动3）前拱高200，长50；4）后拱高180，长3003）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm4）点火炉门80×80，装在侧强5）看火孔42mm6）炉前装料斗7）料层厚度60mm6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。
8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点9）支架高度800mm10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉11）整体用不锈钢外包装12）支架高度800mm13）整体外形长宽高：760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。
其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。
实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ，qnet,ar=15132kJ/kg。
由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到：Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。
用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。
如下：Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。
3.3直燃锅炉设计的相关参数1）锅炉功率要求：10 kW；2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右[20]，tpy =165℃；3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，因为低温及燃料易燃尽时取取上限，所以取qV= 350 kW/m3；4）过量空气系数：炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2；炉膛进口空气过量系数α1= 1.5，炉膛出口空气过量系数α2,=α1+△α= 1.7；5）热损失：固体未完全燃烧损失q4=3.56%，CO未完全燃烧损失q3=2.5%，侧壁散发到室内的热量q5=0%；6）大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类给定玉米桔杆2 燃料颗粒大小φs 燃料测定8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度ρs 燃料测定554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度ρash 燃料测定1200 kg/m35 收到基碳含量Car 燃料元素分析仪测定44.92 %6 收到基氢含量Har 燃料元素分析仪测定5.77 %7 收到基氮含量Nar 燃料元素分析仪测定0.98 %8 收到基硫含量Sar 燃料元素分析仪测定0.21 %9 收到基氧含量Oar 燃料元素分析仪测定31.26 %10 收到基水分含量Mar 燃料工业分析仪测定9.15 %11 收到基挥发分含量Var 燃料工业分析仪测定75.58 %12 收到基固定炭含量Far 燃料工业分析仪测定7.56 %13 收到基灰分含量Aar 燃料工业分析仪测定7.71 %14 收到基净发热量qnet,ar 氧弹式量热仪测定15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率W 10 kW16 温度thot,2 30-50℃，不超过70℃[1] 50 ℃17 室内空气温度thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050 kW/m2低温及燃料易燃尽时取上限19 炉膛单位容积热负荷qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3低温及燃料易燃尽时取取上限20 炉门和进料槽漏风系数△α参照文献[9]选取0.221 炉膛出口空气过量系数α2α1+△α 1.722 炉膛进口空气过量系数α1参考文献[10-13] 1.523 固体未完全燃烧损失q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失q3 参照文献[14-16]选取2.5 %25 侧壁散发到室内的热量q5 参考文献[17-19] 0 %26 室外环境温度t0 给定10 ℃27 排烟温度tpy 低于烟气露点，150℃左右[20] 165 ℃28 压力P 给定1 atm3.4烟气量的计算（1）二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量，其计算如下：vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866（44.92+0.375×0.21）=0.839676675Nm3/kg（2）理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。
此试验所需的理论空气量为：va,0=0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar=0.0889（44.92+0.375×0.21）+0.265×5.77-0.0333×31.26=4.488480875Nm3/kg（3）理论氮气量vN2理论氮气量包括空气中的氮气量和燃料燃烧所产生的氮气。
计算如下：vN2= 0.008Nar+0.79Va,0=0.008×0.98+0.79×4.488480875=3.553739891 Nm3/kg（4）理论水蒸气量理论水蒸气量包括自身水分，空气中水分和H燃烧生成的水分：=0.111Har+0.0124Mar+0.0161Va,0=0.111×5.77+0.0124×9.15+0.0161×4.488480875=0.826194542 Nm3/kg（5）理论烟气量vy,0理论烟气量是指单位燃料与理论空气进行完全燃烧生成的烟气量。
包括二氧化物，氮气和水蒸气的量：vy,0=VRO2+VN2+VH2O,0=0.839676675+3.553739891+0.826194542=5.219611108 Nm3/kg（6）实际烟气量vy实际排放或者测量的烟气量，依状态不同，分为工况和标况两种，工况是依实际条件测定的烟气量，标况是工况换算成标准状态下的烟气量：vy= vy,0+1.0161(α-1)Va,0α1= 1.5，则vy=5.219611108+1.0161×（1.5-1）×4.488480875=7.499983817α2,=α1+△α= 1.7，vy=5.219611108+1.0161×（1.7-1）×4.488480875= 8.4121329汇总数据成下表2：表2 烟气量计算序号项目符号单位计算公式数值1 过剩空气系数α 1.5 1.72 二氧化物量vRO2 Nm3/kg 0.01866(Car+0.375Sar) 0.839676675 0.8396766753 理论空气量va,0 Nm3/kg 0.0889(Car+0.375Sar)+0.265Har-0.0333Oar 4.488480875 4.4884808754 理论氮气量vN2 Nm3/kg 0.008Nar+0.79Va,0 3.553739891 3.5537398915 理论水蒸气量vH2O,0 Nm3/kg 0.111Har+0.0124Mar+0.0161Va,0 0.826194542 0.8261945426 理论烟气量vy,0 Nm3/kg VRO2+VN2+VH2O,0 5.219611108 5.2196111087 实际烟气量vy Nm3/kg vy,0+1.0161(α-1)Va,0 7.499983817 8.41213293.5烟气焓温表由于实验需多次用到烟气焓温表，所以查阅工业锅炉实用手册得到下表3以随时查找相关数据：表3 烟气焓温表[21]θ/℃iCO2 iN2 iH2O iy,0 ia,0 iy=iy,0+(α-1)ia,0(ct)CO2 vRO2(ct)RO2 (ct)N2 vN2(ct)N2 (ct)H2O vH2O(ct)H2O iRO2+iN2+iH2O (ct)a va,0(ct)a 1.5 1.7100 170 142.7450348 130 461.9861859 151 124.7553759 729.4865965 132 592.479476 1025.726334 1144.22223 200 375 314.8787531 260 923.9723717 304 251.1631408 1490.014266 266 1193.93591 2086.982222 2325.7694 300 559 469.3792613 392 1393.066037 463 382.528073 2244.973372 403 1808.85779 3149.402268 3511.17383 400 772 648.2303931 527 1872.820923 626 517.1977833 3038.249099 542 2432.75663 4254.627416 4741.17874 500 994 834.638615 664 2359.683288 795 656.824661 3851.146564 684 3070.12092 5386.207023 6000.23121 600 1225 1028.603927 804 2857.206873 969 800.5825113 4686.393311 830 3725.43913 6549.112874 7294.2007700 1462 1227.607299 948 3368.945417 1149 949.2975289 5545.850245 978 4389.7343 7740.7173928618.66425800 1705 1431.648731 1094 3887.791441 1334 1102.143519 6421.583691 1129 5067.49491 8955.331145 9968.83013900 1952 1639.04887 1242 4413.744945 1526 1260.772871 7313.566686 1282 5754.23248 10190.68293 11341.52941000 2204 1850.647392 1392 4946.805929 1723 1423.533196 8220.986516 1437 6449.94702 11445.96003 12735.94941100 2458 2063.925267 1544 5486.974392 1925 1590.424494 9141.324153 1595 7159.127 12720.88765 14152.7131200 2717 2281.401526 1697 6030.696595 2132 1761.446764 10073.54489 1753 7868.30697 14007.69837 15581.35981300 2977 2499.717461 1853 6585.080018 2344 1936.600007 11021.39749 1914 8590.95239 15316.87368 17035.06421400 3239 2719.71275 2009 7139.463442 2559 2114.231833 11973.40803 2076 9318.0863 16632.45117 18496.06841500 3503 2941.387393 2166 7697.400604 2779 2295.994632 12934.78263 2239 10049.7087 17959.63697 19969.57873.6直燃锅炉热效率和燃料消耗量计算（1）冷空气理论焓ia,t0,0由于经过排烟和灰斗预热，温度接近0℃，近似为基准温度0℃，所以其焓是0.（2）排烟焓由排烟温度为165℃可查得排烟焓ipy=1740 kJ/kg。