一、生物質(zhì)顆粒燃料生物質(zhì)爐的設(shè)計(jì)與燃煤爐有明顯不同，其主要原因由燃料燃燒特性所決定。
生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒過程是強(qiáng)烈的放熱化學(xué)反應(yīng)，除燃料的存在外，發(fā)生燃燒必須有足夠的熱量傳遞和適當(dāng)?shù)目諝夤⿷?yīng)。燃燒是燃料和空氣間的傳熱、傳質(zhì)過程。燃燒過程產(chǎn)生的熱量使周圍溫度升高，又使傳質(zhì)過程加快，它是使熱量產(chǎn)生得更快的一種連鎖反應(yīng)過程。
生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒過程：
生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒過程可以分作．預(yù)熱、干燥（水分蒸發(fā)）、揮發(fā)分析出和焦炭（固定碳）燃燒等階段。當(dāng)生物質(zhì)顆粒燃料送進(jìn)爐膛引燃后，生物質(zhì)表面溫度逐漸升高，燃料中的水分首先被蒸發(fā)，干燥的燃料吸熱增溫發(fā)生分解，析出揮發(fā)物氣體與空氣相混合，形成具有一定濃度的氧氣與揮發(fā)物的混合物，當(dāng)溫度和濃度兩個條件都已具備，揮發(fā)物首先著火燃燒，并為其后的焦炭燃燒準(zhǔn)備了條件。燃料表面燃燒所釋放的熱量逐漸積聚，通過傳導(dǎo)和輻射向燃料內(nèi)層擴(kuò)散，從而使內(nèi)層揮發(fā)物析出，繼續(xù)與氧混合燃燒，并放出大量熱量。此時燃料中剩下的焦炭被揮發(fā)物包圍著，爐膛中的氧不易接觸到焦炭的表面，焦炭難以燃燒，在揮發(fā)份減少后，氧氣接觸到了焦炭，就可產(chǎn)生焦炭的燃燒。隨著焦炭的燃燒，不斷產(chǎn)生灰分，把剩余的焦炭包裹，妨礙它繼續(xù)燃燒。這時適當(dāng)人為地加以攪動或加強(qiáng)爐中的通風(fēng)，都可以加強(qiáng)剩余焦炭的燃燒。灰渣中的余碳也就產(chǎn)生在此階段。
二、直燃式生物質(zhì)炊事采暖爐的設(shè)計(jì)
民用生物質(zhì)采暖炊事爐簡圖：
（一）二次進(jìn)風(fēng)口設(shè)計(jì)
生物質(zhì)顆粒燃料中含氫量為5%～6%，比煤炭中的3%～5%稍多，揮發(fā)份高達(dá)65%～70%，比煤炭中含量的7%～38%明顯較多，生物質(zhì)顆粒燃料中多數(shù)的碳和氫結(jié)合成較低分子的碳?xì)浠衔铮?50℃時熱分解開始，在325℃時就十分活躍，350℃時揮發(fā)分就能析出80%。揮發(fā)份的析出燃燒占整個生物質(zhì)燃燒時間的10%，揮發(fā)分析出迅速，燃燒時間較短。針對此燃燒特性，若空氣供應(yīng)不當(dāng)，有機(jī)揮發(fā)物容易不被燃燼而排除，排煙為黑色，嚴(yán)重時為農(nóng)黃色煙。所以，在設(shè)計(jì)直燃式生物質(zhì)爐具時，必須有足夠的擴(kuò)散型空氣供給，在爐膛口周圍，爐口壁部分加設(shè)二次進(jìn)風(fēng)口，補(bǔ)給充足的氧氣使揮發(fā)份充分燃燒。
（二）延長煙道燃燒回程
生物質(zhì)顆粒燃料燃燒過程中，揮發(fā)份析出量大，但燃燒時間短。延長煙道的燃燒回程，可以給揮發(fā)份充分燃燒提供足夠的空間和時間，提高燃料的利用率。延長煙道燃燒回程的方法可根據(jù)需要采取不同設(shè)計(jì)，采用最多的是利用反燒的方法延長煙道燃燒回程。
（三）一次進(jìn)風(fēng)口要小
生物質(zhì)顆粒燃料中含氧量明顯多于煤炭，使得生物質(zhì)顆粒燃料易于引燃，在燃燒時可相對地減少供空氣量。同時，燃燒過程中揮發(fā)分逐漸析出和燃完后，燃燒的剩余物為疏松的焦炭，氣流運(yùn)動會將一部分炭粒帶人煙道，形成黑絮蓄積在煙道，所以通風(fēng)過強(qiáng)會降低燃燒效率。因此，生物質(zhì)爐具一次進(jìn)風(fēng)口設(shè)計(jì)要小。
（四）煙道部分的水套面積要大
揮發(fā)份的燃燒使得煙道內(nèi)的溫度升高，旺火時可達(dá)到750℃左右，加大煙道部分水套吸熱面積，可充分吸收利用燃燒熱量，增強(qiáng)取暖效果，可是旺火時煙囪的排煙溫度控制在350℃以內(nèi)，從而提高了熱效率。
（五）使用生物質(zhì)成型燃料
生物質(zhì)的含碳量較少，在38%～50%之間，最高的也僅50%，相當(dāng)于褐煤的含碳量。特別是固定碳的含量明顯比煤少，密度明顯較煤炭低，質(zhì)地比較松軟，易于燃燒和燒燼，需要頻繁填料。使用致密成型設(shè)備，可將結(jié)構(gòu)松散生物質(zhì)壓縮成型，成型燃料密度在0.8～1.4t/m3，與煤炭相當(dāng)，改善了生物質(zhì)燃燒中的一些不足之處。同時，更方便了貯存和運(yùn)輸。
（六）避免燃燒結(jié)焦現(xiàn)象
生物質(zhì)中鉀元素含量很高，在11%～20%之間。在燃燒溫度超過800℃的爐膛內(nèi)，大量氧化鉀形成熔融狀態(tài)，與生物質(zhì)中的硅、鈣等礦物質(zhì)混合，溫度降低時就會形成大小不等的結(jié)焦塊，影響了爐灰的排出和空氣補(bǔ)給。加大爐膛部分的水套吸熱面積，可控制爐膛內(nèi)溫度過高，避免結(jié)焦形成。
轉(zhuǎn)載請注明：富通新能源木屑顆粒機(jī)m.ac12313.com
