生物質熱風爐作為清潔供熱的核心設備,其高效穩定運行的關鍵在于“燃料適配”。不同形態的生物質燃料——如顆粒、壓塊、碎料,其物理特性、燃燒性能差異顯著,必須針對性地優化燃燒系統,才能實現較佳的熱工效率、運行經濟性與環保達標。
1.精制燃料代表:生物質顆粒的優化燃燒
顆粒燃料由高純度原料經高壓制成,具有密度高、尺寸均勻、流動性好、水分低(通常<10%)的特點,是理想的商品化燃料。
燃燒特性:熱值穩定,揮發分高,易點燃,燃燒過程可控性強。
優化核心:追求高效與穩定。
送料系統:采用精確的螺旋給料機,配合變頻控制,實現精確、均勻的燃料供給,避免燃燒波動。
配風策略:采用分級配風(一次風保證著火與穩定,二次風擾動加強燃盡)以較大化燃燒效率,降低過量空氣系數,減少排煙熱損失。
爐膛設計:爐膛容積可適度減小,但需保證足夠的氣相燃燒空間,控制火焰形態,并利用高效的換熱面設計充分回收熱量。
2.區域化燃料選擇:壓塊燃料的適應性調整
壓塊燃料密度介于顆粒與碎料之間,尺寸較大,原料來源更廣泛(如秸稈、果木枝等),但對含水率(要求<15%)和雜質仍有一定要求。
燃燒特性:燃燒速率比顆粒略慢,需要更長的燃盡時間,若水分不均易導致燃燒不穩定。
優化核心:解決均勻性與燃盡度問題。
送料與布料:需采用更堅固的給料裝置,并配合機械式布料器或階梯/往復爐排,確保燃料在爐排上分布均勻,避免局部堆積或穿孔。
爐排設計與配風:宜采用移動爐排,通過控制爐排移動速度來調節燃料層厚度和停留時間。配風需與爐排分段精準對應,確保干燥、燃燒、燃盡各階段所需風量。
擾動強化:適當增加二次風強度,或設置爐內擾動裝置,以撕裂較大的燃料塊表面灰殼,促進內部可燃物與空氣接觸,提高燃盡率。

3.低成本原料利用:碎料燃料的系統化挑戰與對策
碎料(如木屑、刨花、破碎后的農林廢棄物)形態不規則,含水率與雜質含量波動大,密度低,是成本較低但燃燒挑戰較大的燃料。
燃燒特性:揮發分析出迅速且量大,易產生大量煙氣;細碎料易被氣流攜帶形成“飛灰”,燃燒組織困難;水分高時易導致爐溫下降和腐蝕。
優化核心:實現穩定著火與全部燃燒,并控制污染物。
預處理與給料:必須配備可靠的預處理系統(如烘干、篩分、除鐵)和密閉、防搭橋的料倉與給料系統(如大直徑螺旋、活底料倉)。采用氣力輸送或專用機械裝置確保連續均勻給料。
燃燒方式選擇:較適合采用“懸浮+層燃”復合燃燒技術或循環流化床技術。前者通過專門設計的進料口和配風,使細料在爐膛空間懸浮燃燒,粗料在爐排上層燃;后者則利用高速氣流使燃料顆粒處于流化狀態,實現高效混合與燃燒。
配風與爐膛:需要更高的二次風比例和精心設計的風口角度,以增強爐內湍流,延長細小顆粒在高溫區的停留時間。爐膛應具有足夠高度和合理的折焰結構,為揮發分和飛炭的燃燒提供充足的時間和空間。
對生物質熱風爐而言,沒有“一刀切”的較優燃燒方案。其高效運行的本質是燃燒系統與燃料特性的深度匹配。面對顆粒、壓塊、碎料等不同燃料,從業者必須從給料、配風、爐膛(爐排)設計三大核心環節進行針對性優化。智能化燃燒控制系統通過實時監測爐溫、氧量等參數并自動調節,成為應對燃料波動、實現自適應優化的重要工具,較終在保障穩定供熱的同時,較大化能源利用效率和環保效益。