生物质燃料的燃烧特性
生物质燃料含碳量较低，因此热值较低，燃烧时间较短。
生物质燃料挥发分较高，且生物质燃料中碳多与氢结合成低分子量的碳氢化合物，遇热即析
出，所以生物质燃料易着火，需要采取拦火措施以防止炉前料斗内着火。燃料预燃段挥发分
析出量较大，此处必须配给足够的空气方能保证充分燃烧，否则就会产生黑烟。
生物质燃料含氧量较高，燃烧时可适当减少供风量。
生物质灰分较低，且密度小易被吹起，但生物质灰熔点较低，小型生物质颗粒燃烧机，炉膛内易结焦、挂渣。
未经固化的生物质燃料自然堆积密度很小，一般在 100～300 kg/m3，因此燃料供给必须考
虑足够的供料速度、供料体积及燃烧室容积。
2.2 直燃式生物质工业锅炉燃烧方式
国内直燃式生物质工业锅炉常见的燃烧方式有层燃式（包括固定炉排燃烧、下饲式燃烧、链
条炉排燃烧、往复炉排燃烧等）、室燃式（粉体燃烧）、悬浮式（流化床燃烧）。对于颗粒燃
料，主要燃烧方式为层燃式。
(1)层燃式
在层燃炉中，生物质颗粒燃烧机厂，热功率≤0.7 MW 的锅炉常采用固定炉排和下饲式燃烧，热功率>0.7 MW 的锅
炉较多采用链条炉排或往复炉排燃烧。
固定炉排燃烧主要解决燃料的自动连续供给且保证燃料在炉排上的均匀分布，因此配置合理
的供料方式尤为重要。固定炉排四周一般为水冷受热面，生物质燃烧着火温度较低，且析出
气体较多，这些气体一旦未燃尽就与水冷面接触，会导致锅炉冒黑烟情况出现，因此，布置
合理的二次风对烟气进行扰动助燃可以很好地解决燃烧冒黑烟的问题。
下饲式燃烧适合于颗粒状生物质燃料，下饲式燃烧需要解决好灰渣的排除和停炉燃料自燃冒
烟的问题。由于下饲式燃烧时燃料自下而上供给，灰渣在燃烧层表面，如果不能及时排除，
因生物质的灰熔点较低，一定会出现结焦情况，结焦将导致炉床局部通风不畅，使得燃烧无
法正常进行。
生物质易自燃，锅炉停炉时，燃烧将在缺氧状态下继续进行并产生黑烟，因此，下饲式燃烧
必须具备停炉拦火功能，以防止停炉时锅炉冒黑烟
炉前料斗
层燃锅炉一般通过炉前料斗对炉膛供料，由于生物质燃料非常易燃，为了防止燃料提前着火
或在炉前料斗内燃烧和蔓延，生物质锅炉炉前料斗内应当设置较完善的燃料隔断和密封设
施，生物质颗粒燃料锅炉常采用关风机式锁料装置或滚动式拨料装置进行燃料的隔断。
(3)锅炉热效率
目前的生物质层燃锅炉热效率往往较低，主要原因是生物质易燃且固定碳很少的特征，造成
炉床局部燃烧激烈，大部分炉床只有少量固定碳在燃烧，秸秆生物质颗粒燃烧机，因此生物质炉床的配风处理比较困
难。为了保证充分燃烧，生物质锅炉的过量空气系数普遍较高，造成锅炉的排烟损失大为上
升。此外，生物质锅炉较易积灰，使得锅炉传热效果下降，这些都造成了生物质锅炉热效率
下降。因此合理配置一次风和二次风，控制好风量、风压和进风位置，是提高生物质锅炉热
效率的有效措施。此外，通过炉墙的合理布置，延长烟气在炉膛的滞留时间，武汉生物质颗粒燃烧机，保证挥发分得
到充分燃尽。布置合理的清灰装置，及时清理换热面的积灰，都可以大大提高锅炉的热效率。
(4)炉膛容积、炉排面积
与燃煤锅炉相比，生物质锅炉炉膛容积需要增加很多，以适应生物质燃料高挥发分的特征，
降低炉膛温度，防止炉内结焦挂渣，减少 NO 的产生。
由于生物质固定碳含量较低、易燃尽，生物质锅炉炉排面积可适量减小。
炉墙、配风
生物质燃烧一般可以分为三个区域——气化区、燃烧区和燃尽区，可以通过炉墙将炉膛划分
出这 3 个部分，分别为燃料干燥和挥发分析出、挥发分燃尽、固定碳燃烧及固定碳燃尽的区
域。一般来说，生物质燃料易着火，所以炉膛的绝热度相对可以低些，前拱可以高且短，后
拱覆盖面也可以减少很多，但合理布置中隔墙可以延长烟气在炉膛内的燃烧时间，保证烟气
的充分燃尽。
合理配风是烧好生物质的基本条件，由于挥发分高且析出迅速，通过二次风进行炉膛烟气扰
动是使挥发分完全燃烧的有力措施。常见生物质燃料的理论空气量为 4~5 m3/kg，过量空气
系数控制在 1.4 左右为佳，二次风约占总风量的 25%一 30%，二次风应当布置在燃料气化区
的出口或上部。
(6)炉排速度
炉排速度是燃料供应量的保证。一般生物质燃料的自然堆积密度都很小，为了满足锅炉出力
的需要，必须具有足够快的炉排速度作为支撑。表 2 列出了几种常见生物质燃料燃烧时的料
层厚度和炉排速度。
从表 2 可见，由于生物质自然堆积密度过小及热值偏低，需要提高料层厚度和炉排速度方能
满足燃烧量的需求，但过高的炉排速度会直接影响生物质中固定碳的完全燃烧，这也是造成
生物质锅炉热效率低的一个原因。将生物质固化成成型颗粒可以很好地解决这一问题。
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