由于在國外產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，我國生物質(zhì)成型顆粒燃料采暖設(shè)備已經(jīng)在短時間內(nèi)發(fā)展相當(dāng)成熟，不少企業(yè)結(jié)合中國用戶及燃料特點開發(fā)出了適合我國生物質(zhì)成型顆粒燃料的小型燃燒設(shè)備，普遍用于戶用及小面積區(qū)域采暖。但是典型的燃燒原理基本是相同的，下表列出了一些典型產(chǎn)品。

典型采暖設(shè)備	主要除渣結(jié)構(gòu)	主要防沉積措施	適應(yīng)燃料	進(jìn)料方式	配風(fēng)與燃燒方式	代表爐型	備注
旋轉(zhuǎn)爐排顆粒燃料采暖爐	滾動爐排	避免高堿金屬燃料，及時掃除沉積	木質(zhì)及低堿金屬秸稈顆粒燃料	自動連續(xù)進(jìn)料	三次供風(fēng)，動態(tài)燃燒	某公司	微計算機控制，進(jìn)料、燃燒、排煙全自動
多回程流動燃燒采暖爐	主燃室低溫裂解避免聚團	準(zhǔn)確溫控，分室燃燒，重力降塵	各種塊狀生物質(zhì)燃料	定時加料，重力流動	三次供風(fēng)，半汽化燃燒	某公司	煙囪自然引風(fēng)，維護(hù)簡單，三回程燃燒設(shè)計
雙層爐排雙燃室鍋爐	主燃室低溫裂解，無聚團	分室燃燒，多回程重力降塵	各類大粒徑成型顆粒燃料	定時加料，重力流動	三次供風(fēng)，下吸式汽化燃燒	某公司	人工間歇頻繁加料，鼓引風(fēng)系統(tǒng)排煙

    北京某爐業(yè)公司設(shè)計的旋轉(zhuǎn)爐排顆粒燃料鍋爐結(jié)構(gòu)圖，該鍋爐采用動態(tài)燃燒技術(shù)，主要原料采用木質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料或低堿金屬含量的秸稈顆粒燃料，木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料如下所示：    從結(jié)構(gòu)上分析，該鍋爐主要特點：①設(shè)計帶有轉(zhuǎn)動爐排的滾動燃燒器，采用動態(tài)燃燒的方式，精確控制燃燒速率，既消除形成沉積的條件，又避免了聚團結(jié)渣的形成；②通過設(shè)計三級多點供風(fēng)，風(fēng)量的控制基本依據(jù)一次風(fēng)70%、二次風(fēng)20%、三次風(fēng)10%的比例進(jìn)行分配，動態(tài)配送空氣與可燃物混合均勻，保證燃燒具有穩(wěn)定的溫度及動力場；③設(shè)計折流板延長煙氣燃燒流程，保證燃燒與換熱充分，并依靠重力沉降較大灰粒；④設(shè)計自動控制系統(tǒng)優(yōu)化配風(fēng)與燃料流動速度，使鍋爐可一直處于最佳燃燒工況。正常使用時，該鍋爐可全自動運行，只需24 h添加一次燃料即可。
    滾動式燃燒器是燃燒裝置的關(guān)鍵部件，主要是由滾動式爐排、燃燒器本體、火焰風(fēng)室罩組成，滾動式爐排的轉(zhuǎn)動依靠調(diào)速電機驅(qū)動鏈輪通過鏈條的連接進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程既是燃料流動動態(tài)燃燒過程，也是破渣過程，通過爐排的勻速轉(zhuǎn)動，自動將進(jìn)入燃燒器內(nèi)的燃料進(jìn)行邊輸送、邊燃燒、邊排渣。實際運行時，顆粒燃料經(jīng)料倉由螺旋進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)入燃燒器，由電阻絲加熱引燃顆粒燃料，同時匹配適當(dāng)空氣，燃料在滾動燃燒器上緩慢流動燃燒，灰渣及時隨著燃燒器轉(zhuǎn)動形成的傾角而破碎，高溫?zé)煔饨?jīng)折流板兩次折流充分換熱后由煙囪排出。二次風(fēng)、三次風(fēng)由火焰風(fēng)室罩供給。
    在長期使用過程中發(fā)現(xiàn)，該鍋爐不可燃燒堿金屬含量高的秸稈顆粒燃料，不適用于大粒徑的壓塊或棒狀燃料。特別適用于高檔別墅及無集中供暖的商業(yè)區(qū)域取暖，以木質(zhì)顆粒燃料為主要燃料。
    河北某公司設(shè)計的三回程半汽化燃燒生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖，該鍋爐的結(jié)構(gòu)主要針對大粒徑的塊狀或棒狀生物質(zhì)成型顆粒燃料進(jìn)行設(shè)計。
    為了達(dá)到高效燃燒和提高換熱效率，避免結(jié)渣與沉積，該鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計時特別注意以下幾點：①采用活動爐排設(shè)計，通過不定時翻轉(zhuǎn)或搖動爐排排除結(jié)渣；②采用多級多點配風(fēng)，保證氧氣與可燃?xì)饣旌铣浞�、燃燒狀態(tài)穩(wěn)定；③三回程多室燃燒設(shè)計，預(yù)燃裂解處于低溫區(qū)，可燃?xì)庠诟邷貐^(qū)燃燒，避免結(jié)渣，消除沉積形成的條件；④設(shè)計反燒墻，延長煙氣燃燒及換熱流程，依靠重力沉降灰粒，減少換熱面及煙囪高溫沉積、腐蝕程度，提高換熱效率；⑤設(shè)計定期吹灰空，清除沉積及結(jié)焦成分，保證鍋爐經(jīng)常處于最佳運行工況。
    根據(jù)實際用戶需求，該設(shè)備的結(jié)構(gòu)還可以在煙囪出口處設(shè)計對流換熱器以提高煙氣余熱的利用效率。該類型生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐由于采用翻轉(zhuǎn)或往復(fù)活動爐排，不適用于粒徑較小的生物質(zhì)顆粒燃料，僅適用于較大粒徑的生物質(zhì)棒狀、塊狀成型顆粒燃料。
    實際運行過程中，首先添加引燃柴料，點燃并形成底火后，添加燃料，調(diào)節(jié)風(fēng)門風(fēng)量，即可正常使用。正常燃燒時，加料室底部也是初級燃燒室、預(yù)燃熱解室，從上至下依次是預(yù)熱層、干餾層、還原層、氧化層，其底部為灰渣層。爐排底部供入一次空氣滿足熱解及部分燃料燃燒所需氧氣，二次燃燒室還有二次、三次空氣等滿足可燃?xì)獬浞秩紵�。依靠折返擋火板的方向轉(zhuǎn)換以及燃燒渦流旋轉(zhuǎn)力量等沉降灰粒，減少沉積腐蝕對鍋爐的損壞。可以搖動隨時活動爐排，方便除灰、清渣等，燃燒及清渣過程燃料隨著重力向下流動。
    該類型爐具的設(shè)計思路借鑒了歐洲生物質(zhì)鍋爐的設(shè)計工藝，結(jié)合中國用戶及我國生物質(zhì)成型顆粒燃料特點進(jìn)行了升級優(yōu)化。目前，河北光磊爐業(yè)公司、北京老萬爐業(yè)公司等都設(shè)計生產(chǎn)此類鍋爐設(shè)備產(chǎn)品。
    作者根據(jù)生物質(zhì)成型顆粒燃料特點設(shè)計的一款雙層爐排鍋爐，該鍋爐主要適用大粒徑的各類生物質(zhì)棒狀、塊狀成型顆粒燃料。
    主要參數(shù)如下：額定功率，87 kW;過量空氣系數(shù)，1.7；熱效率大于74%，每小時棒狀成型顆粒燃料消耗量約30 kg;常壓運行。
    在消除沉積、預(yù)防腐蝕等技術(shù)方面，該鍋爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計上突出了如下特點：①采用雙層爐排結(jié)構(gòu)，上下爐排與爐體形成三個獨立空間。最上層是加料室及一次空氣入口，同時也是初級燃燒及熱解室；此處主要完成熱解過程，燃燒溫度較低，可有效減少燃料燃燒過程的灰分與燃料聚團結(jié)渣；②上下爐排中間構(gòu)成二次燃燒室，下爐排是未燃盡燃料的再燃區(qū)，爐排下是灰渣室；③二次燃燒室與后方燃盡室相連，可燃物在此遇到二次空氣發(fā)生劇烈高溫燃燒，高溫?zé)煔饨?jīng)換熱面進(jìn)行熱量交換后引入煙囪排出。
    該鍋爐正常燃燒時，上爐門作為添加燃料口及一次進(jìn)風(fēng)口，一般要處于敞開狀態(tài)；中爐門用于掉落在下爐排上未燃盡燃料的燃燒，正常燃燒時處于關(guān)閉狀態(tài)，點火及清渣時打開；下爐門用于排灰及二次空氣供給的進(jìn)口，根據(jù)燃燒情況適量打開。燃燒過程灰粒經(jīng)過二次燃燒室及燃盡室兩次沉降，因此后部換熱面的沉積物大大減少，有利于減輕對換熱面的腐蝕。
    試驗及實際運行過程發(fā)現(xiàn)，雙爐排結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了生物質(zhì)成型顆粒燃料的分段燃燒，多點UL配供風(fēng)，使生物質(zhì)成型顆粒燃料穩(wěn)定、持續(xù)、完全燃燒，保證整個燃燒過程消煙除塵、不結(jié)渣。目前，北京春來鍋爐公司等設(shè)計的節(jié)能環(huán)保鍋爐既是采用了該雙層爐排技術(shù)，目前又有所升級與改進(jìn)，產(chǎn)品推廣應(yīng)用效果較好。
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