在烟气出口即炉膛入口处设计了三次配风。由于此时燃烧器内燃料剧烈燃烧产生了高热量烟气，加上鼓风机和引风机的共同作用，此时锅炉炉膛内容易达到负压状态；而这种状态可以使挥发分和烟气流入炉膛，从而达到了二次燃烧的目的。因此，所设计的三次配风可以使烟气中的可燃气体充分燃烧，提高燃烧效率。但是，三次配风的风量不宜过大，配风量过大容易造成不必要的热损失，影响锅炉的换热效率。其中，一次风、二次风、三次风的风口面积的计算公式为二、试验测试2.1、试验材料本实验选取了郑州德润锅炉股份有限公司生产的小麦秸秆、玉米秸秆和水稻的颗粒成型燃料。直径约为10mm，密度约为1.15t/m3，其工业分析及元素分析如表2所示。2.2、试验仪器试验仪器及测点布置如表3所示。2.3、试验装置生物质颗粒燃烧器及锅炉示意图，如图2所示。生物质颗粒燃烧器采用螺旋进料方式，燃料由进料口从燃烧器上边垂直进入，一次风直接通入下料管道内，和燃料混合后进入燃烧器。燃料在燃烧室内下降时经高温烟气冲刷，首先进行燃烧，挥发分析出；随着挥发分的析出，燃料剩下的焦炭结构下降到炉排上进行焦炭燃烧，在炉排下部设置底风，保证炉排上焦炭的充分燃烧。在燃烧室中间设置并排分布的4个风口形成循环进行二次配风，保证燃烧室内可燃气体的充分燃烧。在引风机和鼓风机的作用下，锅炉炉膛内呈负压状态，燃烧室内部分可燃气体和烟气在压强的作用下进入锅炉炉膛内。在烟气出口出配置三次风，使部分未完全燃烧的可燃气体在炉膛内再次燃烧，高温烟气与锅炉换热后经水浴除尘器除尘后排向大气。该燃烧器通过分级配风，实现燃料的充分燃烧，使排放物达到环保指标；在燃烧器的底部设置清灰门，通过人工清灰的方法来清除底灰。2.4、试验结果为研究燃烧器的适用性及燃烧效率，试验使用3种生物质颗粒燃料，分配恰当的三级配风量和底风，达到合适的燃烧温度，保证燃烧充分及降低结渣。试验研究了3种生物质颗粒燃料在三级配风下的各阶段燃烧温度、燃烧效率和各项热损失，以及灰渣含碳量等，试验结果如表4所示。由表4可知：玉米秸秆热值高，燃烧时炉膛温度和燃烧室温度虽略高于设定温度；但三级配风分配均匀，使玉米颗粒燃料充分燃烧，灰渣含碳量较少，燃烧效率最好。稻秆热值低、含水率高，燃烧时大量水蒸气和挥发分产生，大量水蒸气和挥发分混合，使得挥发分不能与氧气充分反应；并且水蒸气随着烟气的排除还带走大量的热，增加气体不完全燃烧热损失，因此稻秆燃烧时要加大一次配风量，对燃料进行干燥预热。麦秸秆灰分含量较高，燃烧时炉排温度较高，可燃物被灰分包裹而不能充分燃烧，增大固体不完全燃烧热损失，灰渣含碳量也增加，因此要降低底风并增加二次配风量，来增强二次风的循环；并加大燃料层的搅拌，适当降低进料速度和炉排温度，使燃料在炉排上充分燃烧。根据《锅炉大气污染物排放标准GB 13271－2001》可知：锅炉烟尘最高允许排放浓度为120mg/m3，烟气格林曼黑度等级不大于1[14]。由试验结果可知，颗粒燃烧器的污染物排放达到环保标准。小麦秸秆、玉米秸秆和稻秆颗粒成型燃料燃烧效率均在95%以上，结渣率较低均不超过5%，所以生物质颗粒燃烧器的设计合理，各级配风能够满足燃料的每个阶段的燃烧，颗粒燃料燃烧充分效率高。三、结论1)设计了小型生物质颗粒燃烧器，压强为0.1MPa，换热量为0.5t/h，进料量为20kg/h，采用三次配风系统，设置7个配风口，一次配风2个风口，二次配风4个风口，三次配风1个风口，并设置底风，保证燃料各个阶段充分燃烧。2)对生物质颗粒燃烧器进行锅炉供热试验，3种颗粒燃料燃烧效率均在95%以上，最高可达到97.24%，结渣率较低均不超过5%，燃烧产物达到环保标准；3)本文主要设计了生物质颗粒燃烧器的配风系统，对燃烧器的结渣除渣系统未作深入研究，因此建议对灰分含量高、灰熔点低的颗粒燃料加入添加剂或对燃料进行预处理，减少结渣率及不完全燃烧损失；对燃料消耗量较大的燃烧器建议安装除渣装置，防止因结渣降而低燃烧器的燃烧效率。参考文献：[1]袁振宏，罗文.生物质能产业现状及发展前景[J].化工进展，2009，28(10)：1687－1692.[2]张百良，樊峰鸣，李保谦，等.生物质成型燃料技术及产业化前景分析[J].河南农业大学学报，2005，39(1)：111－114.[3]徐飞，侯书林，赵立欣，等.生物质颗粒燃料燃烧技术发展现状及趋势[J].安全与环境，2011，11(1)：70－74.[4]田宜水，孟海波.农作物秸秆开发利用技术[M].北京：化学工业出版社，2007.[5]李小民，林其钊.玉米秆热解的最概然机理[J].化工学报，2012，63(8)：2599－2605.[6]田宜水.中国生物质固体成型燃料产业发展分析[J].科学研究，2009(2)：13－17.[7]林聪，袁艳文.生物质固体成型燃料抗结渣研究进展[J].可再生能源，2009，27(5)：48－51.[8]华磊，刘圣勇.生物质捆烧锅炉结渣特性及影响因素研究[J].河南农业大学学报，2010，44(3)：303－306.[9]向衡，朱明，刘向东，等.生物质燃料脉动燃烧器的设计[J].农机化研究，2013，36(6)：202－205.[10]包应是，杨国峰，洪一前，等.生物质颗粒燃烧器进料防回火方法[J].农业工程，2015(5)：49－52.[11]姚宗路，孟海波，田宜水，等.抗结渣生物质固体颗粒燃料燃烧器研究[J].农业机械学报，2010，41(11)：89－93.[12]王月乔，田宜水，侯书林，等.生物质颗粒燃烧器燃料适应性试验[J].农业工程学报，2014，30(7)：197－205.[13]崔永章，李晓，任敏娜，等.空气量对秸秆颗粒燃料燃烧影响的试验研究[J].山东建筑大学学报，2012，27(2)：167－171.[14]GB13271－2001，锅炉大气污染物排放标准[S].文章作者：夏许宁1，刘圣勇1，刘洪福1，管泽云1，翟万里1，王鹏晓1，刘霞2(1.河南农业大学生物质能源河南省协同创新中心，郑州450002；2.滑县环境保护局，河南滑县456400)

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