干货生物质颗粒燃料燃烧器的分类及控制

使用高效燃烧设备可以明显提高生物质颗粒燃料燃烧效率。生物质颗粒燃料尺寸较为单一、均匀，因此可以实现自动进料连续燃烧，燃烧效率通常能达到86%以上。通过与不同用途的设备（如锅炉、壁炉、热风炉等）配套使用，燃烧器可以应用到取暖、炊事、干燥等各个领域。

一、燃烧器分类

生物质颗粒燃料燃烧器的形式较多，分类方式也有多种。根据喂料方式的不同，可将燃烧器分为3种类型：上进料式、底部进料式和水平进料式。

　1、上进料式

上进料式燃烧器使用最为广泛，此类燃烧器通常用于锅炉或炉具中。绝大多数上进料式燃烧设备内壁上会设有落料通道（图2，表2），颗粒燃料由此落入燃烧室进行燃烧；一次空气和自动点火所需的热空气由燃烧室底部进入，二次空气由燃烧室壁上的小孔进入。常采用鼓风机提供助燃空气并促进炉具与周围空气的热交换。为简化清灰过程，将炉排设计为手动或自动移动式，以便灰分随炉排移动落到集灰装置中。

2、底部进料式

底部进料式燃烧器最初用于木片的燃烧，后来逐渐发展用于颗粒燃料。颗粒燃料在进料装置的作用下，由燃烧器底部的管道进入燃烧床进行燃烧。一次空气由进料装置或燃烧床上的小孔进入燃烧室，二次空气由燃烧床上方的气孔进入燃烧室。此类燃烧器不需要单独的集灰装置，燃烧后的灰分逐渐被颗粒燃料挤落入下方的集灰装置或灰分传送系统中。

3、水平进料式

水平进料式燃烧器的原理与底部进料式燃烧器基本相同，唯一的区别在于燃烧床的形式不同，另外水平进料式常需要额外的集灰装置。

4、进料系统

在多数情况下，燃烧器与料仓是分置的，因此在燃烧器和料仓之间须要设置进料系统。进料系统的主要功能是将燃料输送到燃烧室，进料速度主要与热量需求的多少有关。进料方式很多，常见的主要有螺旋输送和气流输送。

　5、螺旋输送机

螺旋输送机是最常见的进料装置，它具有结构简单，体积小而紧凑，操作管理方便，使用安全可靠，密闭性好，价格相对低廉等优点，适于短距离输送，但其消耗功率相对较高，对燃料中的金属和矿物杂质等比较敏感，要求输送的生物质颗粒燃料相对均匀、清洁且符合规定的粒度。

6、气流输送系统

当燃烧器与料仓的距离较大时，建议采用气流输送系统。此输送方式类似于真空吸尘器，颗粒在气动装置的强大吸力下，沿着管道进入燃烧器的燃烧室中。气流输送系统可实现小颗粒及小块状物料的长距离连续输送，能进行水平、倾斜输送，设备结构简单、密封性能好、安装维修方便；其缺点是不易获得均匀恒定的输送速度，排气噪音较大，价格相对较高。

　二、燃烧器的控制

1、点火

点火方式主要有2种：一是采用电子点火装置，二是使用引燃火焰。电子点火比引燃火焰的污染物排放量低，控制简单。

　2、运行

为了保证燃烧器清洁排放，应尽可能避免多次启动或使用引燃火焰，同时还须保证稳定的燃烧条件。设计良好的燃烧器在输出额定热量时效率能达到90%以上，当在低负荷下运行或负荷发生变化时，效率会有所下降，但一般也在86%以上。

燃烧器可根据热量需求来精确控制进料量，通过调整助燃空气量来控制燃烧过程。根据热量需求，通常将颗粒燃烧器设定几个不同的固定热输出档，当输出热量低于设定值时，燃烧器会自动启动运行，直至达到设定的热量输出值。常采用温度传感器来监控热量输出，助燃空气由鼓风机供给，通过λ传感器来监测和控制助燃空气供给量，保证高效清洁燃烧。小型燃烧设备常通过开、关自动调温器来控制热量输出，大型燃烧设备则使用复杂的控制方式来控制热量输出。

燃烧器的运行模式主要分为两类：一类以瑞典为代表，燃烧器为一个独立的单元，常与标准锅炉匹配，进料、点火和燃烧均为自动化，但其热量输出不可控或只有2种选择，即全输出（100%）和半输出（50%）；另一类以奥地利为代表，进料、点火、燃烧、清灰均为自动化，其热量输出可在某一范围内自行调节（如30%~100%），使用极为方便，但价格也相对较高，要比前者高出50%左右。

3、清灰装置

清灰装置的除灰方式分为机械刮除式和机械振动式，也有其它的方式。有些燃烧器中还配有灰分压缩机，以满足长时间自动运行的需求。设计良好的燃烧器所需的维护和保养很少，目前大多数燃烧器的清灰装置均能满足燃烧器运行一周清灰一次的要求。

　4、污染物排放

生物质颗粒燃烧器的烟气中污染物主要包括不完全燃烧颗粒CxHy和有害气体CO，它们主要是由燃料不充分燃烧产生的，也与颗粒燃料的组成有关。燃烧器的烟气排放量非常低，尤其是配有进风及排风装置的燃烧器。由于生物质颗粒燃料中N，S含量比较低，因此其NOx，SOx排放量比煤低许多。